Bioprospecção de microrganismos de frutas brasileiras para a produção de exopolissacarídeos

Abstract

A bioprospecção é tida como a principal forma de descobrimento de linhagens microbianas e bioprodutos de interesse industrial. Devido à grande biodiversidade encontrada em frutas brasileiras, estas oferecem potencial ilimitado para descoberta de biocatalisadores com características e propriedades únicas. Polissacarídeos microbianos, especialmente exopolissacarídeos (EPS) constituem um importante grupo de moléculas industrialmente relevantes com variadas estruturas e propriedades, sendo utilizados em diversos setores industriais como indústria de alimentos, química, médica e farmacêutica. A grande diversidade e facilidade de alteração da composição e propriedade dos EPS tornam essas moléculas ainda mais interessantes, já que a descoberta de novas linhagens produtoras e consequentemente, novos compostos, levam ao desenvolvimento de novos bioprocessos capazes de suprir demandas industrias como baixo custo, alto rendimento e ampla faixa de aplicação em diversos setores. Neste trabalho, 25 linhagens de microrganismos foram isoladas das frutas brasileiras jatoba (Hymenaea courbaril), jabuticaba (Plinia cauliflora), lobeira (Solanum lycocarpum), morango (Fragaria × ananassa) e manga (Mangifera indica). Dentre essas, uma linhagem foi capaz de produzir EPS. Esta linhagem, isolada da lobeira, foi submetida a um processo fermentativo a 30°C, 150 rpm e meio YM durante 48 horas, alcançando 0,95 g/L de EPS após 32 horas de processo. O comportamento e habilidade de produção de EPS desta linhagem foi ainda avaliado utilizando três diferentes fontes de carbono (glicose, frutose e lactose) nas mesmas condições de incubação. O microrganismo isolado apresentou curvas de crescimento semelhantes para todas as fontes de carbono testadas, porém diferenças significativas para a produção de EPS foram observadas, indicando diferentes capacidades metabólicas quando diferentes fontes de carbono são utilizadas. Crescimento variando de 2,81 a 4,49 g/L de biomassa seca, e produção de EPS em torno de 1 g/L para todas as fontes de carbono testadas foram observadas. A linhagem isolada foi caracterizada por análise sequencial e filogenética do gene 16s do RNA ribossomal, sendo identificada como Kosakonia cowanii, anteriormente conhecida como Enterobacter cowanii, uma bactéria gram-negativa. Com o objetivo de obter incrementos na produção e analisar como a composição de meio e as condições de processo interferem na produção de EPS, uma otimização foi conduzida utilizando ferramentas estatísticas. Dentre as variáveis analisadas, temperatura, agitação e glicose foram as mais influentes, tendo como ótimas as condições de 28°C, agitação acima de 250 rpm, e concentração de glicose de 38%, alcançando uma produção de 17,37 g/L. Até o presente momento, não existem relatos da Kosakonia cowanii como linhagem produtora de EPS. Pesquisas futuras ainda são necessárias quanto a caracterização do EPS produzido (composição, propriedades reológicas e toxicologia) e quanto a outros componentes do meio de cultivo para entendimento total do processo de produção de EPS pela bactéria Kosakonia cowanii.