AVALIAÇÃO DA PRODUÇÃO BIOTECNOLÓGICA DE ÁCIDO CÍTRICO UTILIZANDO COMO SUBSTRATO HIDROLISADO HEMICELULÓSICO DA CASCA DE CAFÉ
Aspergillus niger, carvão ativado, hemicelulose, hidrólise ácida, fermentação submersa, otimização, planejamento experimental, resíduo agroindustrial.
O ácido cítrico é um dos principais ácidos orgânicos produzidos por processos fermentativos, com ampla aplicação nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. Sua produção é obtida principalmente por meio de processos fermentativos, especialmente utilizando microrganismos como o Aspergillus sp. A utilização de resíduos agroindustriais, como a casca de café, como matéria-prima renovável para a produção de ácido cítrico tem despertado interesse devido aos benefícios econômicos e ambientais. No entanto, a complexidade dos materiais lignocelulósicos requer pré-tratamento para viabilizar a fermentação. Com o aumento da produção de café, espera-se um aumento correspondente na disponibilidade desses resíduos, ampliando o potencial para sua utilização na produção de ácido cítrico e outros produtos de interesse industrial. Além da conversão do material lignocelulósico em açúcares fermentáveis, diversos compostos fenólicos são liberados durante o processo, sendo necessário um pré-tratamento com carvão ativado para a destoxificação. Assim, este trabalho avaliou o uso do hidrolisado hemicelulósico da casca de café (HHCC) como substrato para a produção de ácido cítrico utilizando o fungo Aspergillus niger ATCC 9642. O hidrolisado foi obtido por meio da hidrólise ácida com H2SO4, seguido de neutralização e destoxificação com carvão ativado, processo que se mostrou eficaz na remoção de compostos fenólicos, removendo também uma pequena fração de açúcares do hidrolisado. A caracterização mineral do HHCC pela análise foliar mostrou teores relevantes de micronutrientes que podem ter levado à sua estabilidade da fermentação, além de alto teor de sulfato de sódio proveniente da neutralização do ácido. A otimização dos meios fermentativos foi realizada por meio de planejamento composto central rotacional (PCCR), variando as concentrações de (NH4)2SO4, KH2PO4 e metanol. Nos ensaios controle (com xilose), observou-se maior sensibilidade às variações nutricionais e consumo limitado de açúcares, com condições ótimas de 5,9 g/L de (NH4)2SO4, 2,2 g/L de KH2PO4 e 0,23 g/L de metanol. No HHCC, houve maior estabilidade fermentativa e melhor aproveitamento dos açúcares, mesmo com menor suplementação, com condições otimizadas de 0,98 g/L de (NH4)2SO4, 4,03 g/L de KH2PO4 e 0,24 g/L de metanol. Os modelos matemáticos preditivos ajustaram-se bem aos dados experimentais. Assim, o HHCC mostrou-se uma alternativa eficiente e sustentável para valorização de resíduos da cadeia produtiva do café.