Otimização da fermentação em estado sólido da dreche

Abstract

Os resíduos e produtos secundários provenientes dos setores agroindustrial e alimentar são considerados potenciais poluentes devido aos problemas de disposição final, sendo necessário encontrar soluções para estes subprodutos, ricos em proteína, minerais, lípidos e hidratos de carbono. A sua valorização tornou-se numa oportunidade para obter novos produtos com valor acrescentado. A fermentação em estado sólido (FES) utiliza resíduos como substratos e através do crescimento microbiano sintetiza novos compostos com interesse industrial e/ou elevado valor nutricional. O presente trabalho visa otimizar a FES da dreche, subproduto da indústria cervejeira, com recurso ao microrganismo Aspergillus niger para aumentar o conteúdo proteico da dreche. Foi utilizado um reator com tambor rotativo em que se estudaram duas concentrações de esporos (0,5 × 106 esporos/ml e 1 × 106 esporos/ml), duas humidades iniciais (80 e 70 %), com temperatura constante. Mediu-se a concentração de proteína solúvel (PS) em todos os ensaios e proteína bruta (PB) nos dias de maior concentração de PS. Através da medição da PS foi avaliado o efeito da autoclave em dreche seca e dreche húmida. Após autoclavar obteve-se maior concentração de PS para a dreche húmida. Foi na FES com maior concentração de esporos que se obteve a maior concentração de PS. Por sua vez, os melhores valores de PS foram obtidos para a humidade de 70 %. Também se analisou o comportamento do A. niger nas primeiras 24 h de crescimento e verificou-se que apresentava um crescimento dual, utilizando a hemicelulose e a celulose como fontes de carbono. Relativamente à proteína bruta (PB), verificou-se um aumento de 9 % para a condição correspondente à humidade de 70 % e concentração 1 × 106 esporos/ml, sendo que as outras condições estudadas não apresentaram uma diferença significativa da PB em comparação com a dreche inicial. Dentro dos valores considerados para os parâmetros estudados escolheu-se a melhor condição para realizar uma fermentação otimizada em que se verificou um aumento da PB em 1,2 vezes e da PS em 3,6 vezes, mostrando que o conteúdo proteico da dreche aumenta com a FES. Este trabalho foi realizado em contexto empresarial na Colab4Food.

The waste and byproducts that come from the agro industrial and food industries are considered pollutants due to problems with their final disposition, so it is important to find solutions for this byproducts, that are rich in protein, minerals, lipids and carbohydrates. Their valorization turned out to be an opportunity to obtain new products with higher value. The solid state fermentation (SSF) uses waste products as substrate and synthesizes new products with the use of microorganisms. The present work aims to optimize the SSF of brewers spent grain (BSG), waste of the beer industry, with the microorganism Aspergillus niger for protein enrichment. It was used a rotary drum reactor and two inoculum sizes were tested (0,5 × 106 spores/ml e 1 × 106 spores/ml) alongside with two different moistures (80 and 70 %), with constant temperature. Before these studies the effect of autoclave of BSG before SSF was tested for dry and wet BSG. The concentration of soluble protein (SP) during the process of fermentation and the crude protein (CP) was measured on the days that had the highest concentration of SP. After the process of autoclave, the best concentration of SP was for the wet BSG. The highest inoculum size got the highest SP concentration. On the other side, the smaller moisture got the best values of SP. The behavior of A.niger was also analyzed in the first 24 h of growth and it was possible to verify that it presented a diauxic behavior where there were two carbon sources: hemicellulose and cellulose For the crude protein (CP) there was an increase of 9 % for the condition of 70 % moisture and inoculum of 1 × 106 spores/ml and the other conditions did not present a significant difference of CP comparing with the initial BSG. With the best condition it was done a optimized fermentation and it was observed an increase of 1.2-fold for CP and 3.6-fold for SP showing the protein increase of BSG with SSF. The present work was conducted as a member of Colab4Food.