A cientista de alimentos Juliana Bueno da Silva desenvolveu um processo mais rápido e diferenciado para a obtenção de um açúcar com propriedades funcionais, o frutooligossacarídeo (FOS). Este tipo de açúcar, que já é comercializado no país, foi sintetizado pela biotransformação. Neste processo, um microrganismo vivo e íntegro, imerso em uma solução com sacarose (açúcar), forma o FOS. Ao contrário dos métodos convencionais, como a reação enzimática, a biotransformação permite a produção direta do açúcar, eliminando a etapa da produção, separação e purificação das enzimas.

“Este açúcar não é absorvido pelo organismo, pois não é hidrolisado pelas enzimas do trato digestivo e, apenas no intestino grosso, é fermentado pelas bifidobactérias ou lactobacilos, que são as bactérias benéficas presentes na microbiota intestinal. Por isso, há uma melhora no funcionamento do intestino. Além disso é um açúcar que não provoca cáries e possui baixo teor calórico. Ele tem outros apelos funcionais, como o aumento da síntese de vitaminas do complexo B, diminuição dos microrganismos patogênicos da flora e ação com propriedades anticâncer”, aponta a pesquisadora da Unicamp.

O trabalho integrou tese de doutorado defendida por Juliana Bueno na Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Ela foi orientada pela professora Gláucia Maria Pastore, da FEA, e coorientada pelo docente Luiz Carlos Basso, da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, da USP.  A pesquisadora também contou com a colaboração da professora Maria Isabel Rodrigues (FEA). Ela também participou, como parte do estudo, de um estágio em San Diego, EUA, no Departamento de Bioquímica e Biofísica da Universidade da Califórnia.

“Ao contrário dos processos convencionais, a biotransformação é feita em uma única etapa. Minha pesquisa consistiu em utilizar um microrganismo íntegro diretamente em soluções com altas concentrações de sacarose. Este microrganismo sobrevive e transforma a sacarose em FOS. A levedura utilizada no estudo permitiu que as etapas de produção e purificação da enzima fossem eliminadas, isso foi o nosso diferencial. Entre as vantagens estão o tempo de produção e, consequentemente, a possibilidade de se obter o FOS em larga escala. É um processo que poderia ser facilmente reprodutível em usinas de cana-de-açúcar, por exemplo”, conclui Juliana Bueno.

A cientista de alimentos esclarece que a produção do açúcar funcional, pela biotransformação, foi realizada em solução aquosa com elevada concentração de sacarose. Esta solução exerce alta pressão osmótica sobre o microrganismo. Neste caso foi necessária a escolha de um microrganismo tolerante a esta pressão. “O Aureobasidium pullulans é uma levedura que foi isolada do favo de mel e que se enquadra neste tipo de processo, mostrando excelente produtividade e crescimento em meios com sacarose”, revela.

Ela informa ainda que utilizou o melaço, resíduo da agroindústria de açúcar, para promover o crescimento do microrganismo Aureobasidium pullulans, antes de inseri-lo na solução com sacarose. O melaço forneceu os nutrientes necessários para o processo de biotransformação, descartando a necessidade de realizar uma suplementação do meio com sais minerais e outros suplementos nutricionais.

“A biotransformação da sacarose em frutooligossacarídeos, utilizando células íntegras, ainda é pouco explorada, uma vez que a maioria dos processos emprega enzimas como biocatalisadores em meios contendo altas concentrações de sacarose. Entretanto, existe a possibilidade de se utilizar microrganismos osmofílicos, capazes de sobreviver em meios ricos em açúcar. Eles se desenvolvem em altas concentrações de açúcar, além de possuírem características altamente desejadas para bioprocessos.”

Juliana Bueno explica que também realizou um processo experimental, substituindo o açúcar convencional (sacarose) pelo xarope de cana-de-açúcar para promover a síntese do FOS. “O xarope possui altas concentrações de sacarose, algo em torno de 50%. A composição restante é constituída por glicose, frutose e outros açúcares. Esse substrato se mostrou uma ótima fonte alternativa para o bioprocesso, o qual apresentou o mesmo desempenho quando comparado às condições validadas com a sacarose”, pontua.

Rendimento e rentabilidade

Aproximadamente 80% da sacarose disponível no meio foi transformada em frutoligossacarídeo. Este rendimento é compatível com os processos convencionais empregados para a produção de FOS, ressalta Juliana Bueno. Ela acrescenta que o emprego de microorganismos previamente selecionadas em um meio de sacarose, por meio da biotransformação, é uma alternativa aos processos de extração de fontes vegetais que vem se destacando nos últimos anos pela rentabilidade. 

“Além disso, há outras vantagens nos processos que utilizam microrganismos e células para a obtenção de novos produtos. Os cultivos microbianos não estão sujeitos às variações climáticas e à quantidade que está presente no ambiente. Outra vantagem está na utilização da biomassa ou resíduos da agroindústria como substratos para serem convertidos em materiais de maior valor agregado. Portanto, o principal objetivo dos bioprocessos é estabelecer procedimentos não dispendiosos e que apresentem altos rendimentos de produção.”

Publicação

Tese: “Síntese de frutooligossacarídeos pela biotransformação da sacarose por microrganismos osmofílicos”
Autora: Juliana Bueno da Silva
Orientadora: Gláucia Maria Pastore
Coorientador: Luiz Carlos Basso
Unidade: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA)
Financiamento: CNPq e Capes