Biotransformação de limoneno : produção de compostos de aromas e fragâncias, caracterização e investigação de suas propriedades bioativas

Orientadora: Prof. Dra. Adriane Bianchi Pedroni Medeiros

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa : Curitiba, 29/12/2016

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Resumo: Desde há muito tempo, o aroma ou sabores desempenham papéis importantes na vida humana. Até o século 20, muitos aromas naturais foram obtidos a partir de animais e plantas superiores. A fermentação tem grandes perspectivas de aplicação na alimentação humana e animal como uma técnica para a produção biotecnológica de aromas e fragrâncias. Ela é responsável por mais de um quarto do mercado mundial de aditivos alimentares. Um interesse global em produtos que promovem benefícios para a saúde é crescente e deve aumentar a exigência de alimentos e bebidas, cosméticos e produtos de higiene pessoal. Aromas e fragrâncias são usados com antioxidantes e vitaminas para reduzir os gostos e odores indesejados. Em adição às características sensoriais, existem outras características desejáveis para os compostos de aromas, tais como agentes antibacterianos, antifúngicos e atividade antiviral; Atividade antioxidante; Redução de gordura; Regulação da pressão arterial; Propriedades anti-inflamatórias. A presente pesquisa tem como objetivo aumentar as alternativas para a produção e recuperação de aromas, oferecendo rotas biotecnológicas alternativas e a utilização de resíduos agroindustriais líquidos e sólidos. Objetiva estabelecer precedentes do resíduo de laranja para processos de biotransformação de limoneno e confirmar o potencial dos fungos endofíticos na produção de compostos de aroma e compostos bioativos. E, sobretudo, comprovar as propriedades bioativas destes derivados de limoneno, uma vez que este já possui propriedades interessantes. Um processo para a produção de aromas a partir de resíduos sólidos e do extrato de laranja foi desenvolvido com fermentação no estado submerso. Os principais resultados foram à produção de carvona, mentol e limoneno-1,2-diol na fermentação submersa e a produção de limoneno-1,2-diol e ?-terpineol na fermentação no estado sólido após cinéticas de produção e otimização. O fermentado e o produto derivado apresentaram toxicidades inferiores a seus respectivos precursores. Apesar das concentrações obtidas não terem sido as maiores registradas, a maior parte dos trabalhos conta com o uso de meios sintéticos. Não há registro até o momento de tais resultados em fermentação no estado sólido ou da biotransformação do limoneno com fungos endofíticos obtendo-se resultados significativos.

Abstract: Since a long time, the aroma or flavors play important roles in human life. Until the 20th century, many natural scents were obtained from superior plants and animals. The fermentation process has great prospects of application in human and animal food as a technique for the biotechnological production of aromas and fragrances. It accounts for more than a quarter of the world's food additive market. A global interest in products that promote health benefits is increasing and should increase the requirement for food and beverages, cosmetics and personal care products. Aromas and fragrances are used with antioxidants and vitamins to reduce unwanted tastes and odors. In addition to the sensory characteristics, there are other desirable characteristics for flavor compounds, such as antibacterial, antifungal and antiviral activity; Antioxidant activity; Fat reduction; Blood pressure regulation; Anti-inflammatory properties. The present research aims to increase the alternatives for the production and recovery of aromas, offering alternative biotechnological routes and the use of liquid and solid agroindustrial residues. It aims to establish precedents for the orange residue in the biotransformation process of limonene and to confirm the potential of endophytic fungi in the production of aroma compounds and bioactive compounds. And, above all, to prove the bioactive properties of these limonene derivatives, since it already has interesting properties. A process for the production of flavors from solid residues and orange extract was developed with fermentation in the submerged state. The main results were the production of carvone, menthol and limonene-1,2-diol in submerged fermentation and the production of limonene-1,2-diol and ?-terpineol in solid-state fermentation after production kinetics and optimization. The fermented product and the derived product showed toxicities inferior to their respective precursors. Although the concentrations obtained were not the highest recorded, most of the studies rely on the use of synthetic media. There is no record to date of such solid fermentation or biotransformation results of limonene with endophytic fungi obtaining significant results.