Casca de café como substrato para a produção de ácido giberélico por fermentação no estado sólido em biorreator escala piloto

Abstract

O ácido giberélico (GA 3 ) é um hormônio natural em plantas e importante promotor e regulador de seu crescimento. É produzido comercialmente apenas por grandes indústrias multinacionais por fermentação submersa, com altos custos de produção e valor de venda. A técnica de fermentação no estado sólido (FES) é conhecida pela produção de metabólitos na maioria dos casos em níveis muito maiores que a fermentação submersa. Além disso, é caracterizada por processos de custos menores, uma vez que possibilita o aproveitamento de resíduos agroindustriais. De fato, de acordo com a Patente Industrial Nº 525-8, depositada por Soccol et al., a mistura de casca de café e bagaço de mandioca é uma alternativa viável para a produção de GA 3 por FES levando a maiores conversões do que com fermentação submersa. Neste trabalho foram estudadas estratégias para a produção de GA 3 em biorreator escala piloto, por FES do fungo Gibberella fujikuroi em um substrato misto constituído de casca de café e bagaço de mandioca, numa razão 7:3, temperatura de 29ºC, pH entre 5,2 e 5,4, umidade de 77% e solução salina constituída por 30 mg de FeSO 4 e 10 mg de (NH 4 ) 2 SO 4 /100 ml H 2 O. O reator estudado tem capacidade para 10 kg de substrato úmido. O tempo de fermentação foi 144 horas para os três sistemas estudados, que tinham as seguintes condições: a) alimentação única inicial de 2000 g de substrato, aeração de 0,12 l ar.(h.g MS) -1 nas primeiras 72 h e após esse período de 0,48 l ar.(h.g MS) -1 ; b) fermentação em batelada com quatro alimentações a cada 24 horas de 500 g de substrato e aeração inicial de 0,12 l ar.(h.g MS) -1 e após 96 h, 0,3 l ar.(h.g MS) -1 ; c) fermentação com aeração baixa e constante 0,06 l ar.(h.g MS) -1 por todo o período de fermentação, alimentação inicial de 2000 g de substrato. A maior produção obtida foi no sistema com alimentação única e aeração alta, chegando a 1,19 g GA 3 .(kg MS) -1 após 120 h de fermentação. No sistema batelada-alimentada, a produção do metabólito foi de 0,615 g GA 3 .(kg MS) -1 após 144 horas. A fermentação com aeração baixa foi inadequada para a produção do metabólito pelo alto calor produzido, que impediu o crescimento adequado do microrganismo e degradou o ácido giberélico após 96 horas de fermentação, quando havia atingido uma concentração de 0,323g GA 3 .kg substrato -1.