Obtenção de celulose bacteriana a partir de resíduos agroindustriais com potencial para formulação de embalagens bioativas

Abstract

A celulose é um homopolímero linear, obtido pincipalmente a partir de matéria vegetal, largamente utilizado nas indústrias dos mais diversos segmentos. Suas aplicações podem ser ampliadas através das divergências nas propriedades físico-químicas e mecânicas encontradas na celulose de origem bacteriana, como a utilização para a produção de embalagens bioativas, que são materiais que podem interagir com os alimentos de maneira desejável sem provocar alterações nas suas propriedades físicas, químicas, nutricionais e organolépticas. Mediante o exposto, este trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar celulose bacteriana a partir de resíduos agroindustriais utilizando a Komagataeibacter hansenii (ATCC 23769) e propor a formulação de uma embalagem bioativa composta pela associação desse polímero com a quitosana fúngica. Para isso, a celulose bacteriana foi produzida por Komagataeibacter hansenii em meio alternativo composto por resíduos industriais (milhocina e glicerol). A quitosana fungica foi cedida pelo grupo de pesquisa do LaMAp, tendo sido produzida por Aspergillus niger crescido em meio de cultivo alternativo (resíduos agroindustriais vegetais). As embalagens bioativas foram preparadas através da formulação de uma solução aquosa de carboximetilcelulose (1%) e quitosana fúngica (1%) em ácido cítrico a 4%. No estudo da composição dos resíduos utilizados neste trabalho pode-se constatar que a glicerina bruta (ph 9,46; teor de cinzas 4,57 ± 0,015, umidade 42,17 ± 0,2; Material orgânica não glicerinosa 20,5 ± 0,05 e concentração de glicerol de 53,26 %) e a milhocina (ph 4,17; açucares totais 115,74 e redutores 12,36 mg/ml; teor de cinzas 7,06 ± 0,015, umidade 56,36 e proteínas totais 27,63 ± 0,03%) possuem potencial para utilização na formulação de meios de cultivo de baixo custo para produção de celulose bacteriana, o primeiro atuando como fonte principal de carbono e o segundo como fonte de nitrogênio e de outros micronutrientes. Essa afirmação se justifica, pois, durante a produção de celulose bacteriana o meio de cultura alternativo proporcionou uma maior estabilidade no pH ao longo da fermentação e possibilitou uma obtenção de celulose aproximadamente duas vezes maior no meio alternativo, quando comparado com um meio anteriormente descrito. Através da análise da FTIR pode-se aferir que ambas as membranas, obtidas nos diferentes meios, apresentaram bandas em 3334, 2911, 1165 cm-1 e no intervalo entre 1028-1072 cm-1, o que confirma a pureza da celulose bacteriana (CB) produzida. A embalagem bioativa formulada demonstrou uma procedibilidade satisfatória quanto a inibição do crescimento dos fungos Aspergillus niger, Rhizopus stolonifer e Citeromyces siamensis, com taxas de viabilidade celular inferiores a 20% durante as 96 horas de incubação. Diante do exposto, conclui-se que a utilização de resíduos (agro)industriais, como a milhocina e o glicerol, como substratos alternativos para a obtenção de celulose bacteriana possui um potencial promissor que influi diretamente no valor do produto final e com a preservação do meio ambiente, pois reutiliza materiais que outrora eram descartados na natureza. Além disso a formulação de embalages bioativas a base de quitosana/carboximetilcelulose demonstrou um potencial de ação como agente de preservação que pode ser interessante para a indústria alimentícia.