Método permite obter colorantes e enzimas de cascas de laranjas descartadas pela indústria de suco
Processo desenvolvido por pesquisadores da Unesp e colaboradores resulta em matérias-primas de baixo custo e redução dos danos ecológicos
A cultura de laranjas é bastante difundida ao redor do mundo. Entretanto, há uma questão a ser observada: a indústria de suco gera aproximadamente 10 milhões de toneladas métricas de resíduos por ano. E com elas há aproximadamente 50% de suco fresco, já que durante a elaboração do produto uma significativa porção da fruta, de 45% a 55%, normalmente é descartada como lixo. Além de poluir o meio ambiente, tal prática representa um desperdício, pois nessas sobras são encontradas diversas substâncias que podem ser aproveitadas com fins industriais e comerciais, como os açúcares fermentáveis, polissacarídeos, polifenóis e óleos essenciais.
Pensando nisso, cientistas da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em colaboração com pesquisadores da Pontifícia Universidade Católica de Valparaíso (Chile) e da Escola de Engenharia e Ciência de Monterrey (México), desenvolveram um sistema para produzir colorantes e enzimas a partir desse material. E, com base nos resultados obtidos, fizeram uma análise econômica do processo, descrita em artigo publicado na revista Sustainable Chemistry and Pharmacy.
Para realizar o trabalho, que teve o apoio da FAPESP (projetos 14/01580-3, 19/15493-9, 21/06686-8 e 21/09175-4), eles lançaram mão de uma biorrefinaria, instalação industrial que usa matérias-primas renováveis, como plantas e resíduos orgânicos, para produzir uma variedade de produtos úteis, incluindo energia, combustíveis, materiais e produtos químicos. A planta funciona de maneira semelhante à refinaria de petróleo, mas usando ingredientes naturais em vez de petróleo bruto.
“É uma abordagem mais sustentável para a produção de produtos e energia, visando reduzir a dependência de recursos não renováveis e fornecendo matéria-prima de baixo custo, além de contribuir para a redução de resíduos e, consequentemente, prevenir a contaminação ambiental, a disseminação de doenças, os danos ecológicos e outros problemas relacionados à eliminação desses restos no ambiente”, diz Valéria de Carvalho Santos Ebinuma, professora do Departamento de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Unesp e uma das pesquisadoras responsáveis pelo grupo Bioproducts Production and Purification Lab (BioPPul).
Vários resíduos da indústria de alimentos e/ou agrícolas, como bagaço de cana-de-açúcar, palha e cascas de laranja, são ricos em celulose e hemicelulose, substâncias que, após a hidrólise, ou seja, a quebra da molécula com uso da água, são convertidas em glicose e xilose, respectivamente. Esses açúcares fermentáveis podem ser usados como fontes de carbono para obter bioprodutos de valor comercial, como colorantes naturais e enzimas.
“Como nosso grupo de pesquisa tem se dedicado ao estudo da produção de diferentes colorantes naturais a partir de microrganismos, juntamos esses dois conhecimentos para propor o projeto, que foi o tema do trabalho de mestrado de Caio de Azevedo Lima”, conta Ebinuma.
Para isso, os pesquisadores fazem uma cultura de microrganismos que se multiplicam e crescem em meio líquido fazendo a biossíntese das biomoléculas desejadas. Todo o sistema é cuidadosamente monitorado para garantir condições adequadas de temperatura, pH e concentração de nutrientes, entre outros fatores, o que ajuda a otimizar a produção das biomoléculas. Quando os microrganismos atingem o ponto de crescimento e produção desejado, o cultivo é interrompido e as biomoléculas são recuperadas, o que pode envolver a sua separação do meio líquido para posterior purificação.
Biorreator tanque agitado durante a produção de colorante microbiano (foto: acervo dos pesquisadores)
“O cultivo submerso é amplamente utilizado na indústria biotecnológica para produzir uma variedade de produtos, pois é uma abordagem que permite o controle preciso das condições de cultivo, maximizando a produção das biomoléculas de interesse”, explica a professora.
Os colorantes microbianos já estão sendo produzidos e, no futuro, poderão ser aplicados na indústria de alimentos, têxtil e farmacêutica. Contudo, ainda são necessários mais estudos para tornar esse processo competitivo com o usado na produção de outros colorantes disponíveis no mercado, principalmente os sintéticos. As moléculas também precisam passar por testes de toxicidade, que estão sendo feitos por outras equipes parceiras.
Segundo Ebinuma, essa pesquisa nasceu da necessidade de um mercado que está em ampla expansão. “Incentivos à pesquisa como o feito pela FAPESP são essenciais para o desenvolvimento de projetos que poderão trazer novos produtos ao mercado. Este é um projeto que poderá render frutos grandiosos”, afirma.
O artigo Process development and techno-economic analysis of co-production of colorants and enzymes valuing agro-industrial citrus waste pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352554123002383.
