Pesquisa
Atividade antioxidante em diferentes fases do cultivo de Lentinus crinitus em resíduos agroindustriais e biossorção de corante têxtil em substrato exaurido
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Janyeli Dorini Silva de Freitas
Orientador: Nelson Barros Colauto
Defendido em: 26/02/2019
Resumo
A dissertação foi dividida em três capítulos. No capítulo I e II foram estudadas moléculas antioxidantes naturais, produção de alimentos com propriedades antioxidantes, agregação de valor à resíduos e subprodutos agroindustriais a partir das etapas de cultivo de cogumelos de Lentinus crinitus. O capítulo III estuda o resíduo do cultivo de cogumelos de L. crinitus (substrato exaurido) para a adsorção do corante têxtil azul de metileno. No capítulo I - atividade antioxidante em diferentes fases do cultivo de L. crinitus em bagaço de cana-de-açúcar e farelo de soja - foi produzido L. crinitus em bagaço da cana-de-açúcar (BCA) e farelo da soja (FSA) em proporções diferentes de substrato. Foi avaliada a composição físico-química dos substratos; quantificada a atividade antioxidante de 12 tratamentos pelos métodos de redução do radical livre 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH●), redução do íon férrico (FRAP) e o sistema de co-oxidação beta-caroteno/ácido linoleico (beta-caroteno). De modo geral, a atividade antioxidante esteve presente nas diferentes fases do cultivo de L. crinitus, apresentando maior atividade antioxidante pelo método polar FRAP, seguido do apolar beta-caroteno e reduzida por meio pouco polar DPPH●. A atividade antioxidante foi mais efetiva para os basidiocarpos quando utilizado o BCA sem a adição do FSA, pois o BCA obteve maior atividade antioxidante. Substratos com maior atividade antioxidante geram cogumelos com maior potencial antioxidante. Independente do substrato de cultivo e método de avaliação, o píleo obteve maior atividade antioxidante que a estipe. Todas as fases apresentaram atividade antioxidante significativa. No capítulo II – atividade antioxidante e produção do cogumelo de L. crinitus cultivado em bagaço de cana-de-açúcar com farelo de bagaço de uva - foi produzido L. crinitus em bagaço da cana-de-açúcar (BCA) e farelo do bagaço de uva (FUA) em proporções diferentes de substrato. Foi avaliada a composição físico-química dos substratos e quantificada a atividade antioxidante de 6 tratamentos pelos métodos de DPPH●, FRAP e beta-caroteno e também avaliada a produção de cogumelos. Em geral, os resultados de eficiência biológica e produtividade foram registrados. Os substratos e os basidiocarpos apresentaram maior afinidade com meio polar FRAP e reduzida com meios pouco polares ou apolares (DPPH● e beta-caroteno). A maior atividade antioxidante foi obtida para o píleo em relação à estipe independente do substrato de cultivo e método de avaliação. Constatou-se maior atividade antioxidante com a adição do FUA ao BCA, sugerindo uma relação direta de interação da atividade do substrato com a obtida para o cogumelo. Além de observada uma rica composição físico-química e bioativa para o FUA, indicando seu potencial para a produção de cogumelos e aplicabilidade na indústria alimentícia. No capítulo III - biossorção de azul de metileno pelo substrato exaurido do cultivo de L. crinitus em bagaço de cana-de-açúcar - foi produzido L. crinitus em bagaço de cana-de-açúcar e utilizou-se do substrato exaurido (SE) (resíduo da produção) para testes de caracterização como biossorvente e testes de biossorção. O resíduo da produção do cogumelo (SE) apresentou alto índice de retenção na biossorção do corante azul de metileno, em uma ampla faixa de pH e concentrações, maior quantidade de grupos funcionais ácidos, ponto de carga zero em faixa ácida, isoterma de Freundlich (biossorção em multicamadas), cinética de pseudo-segunda ordem e apresentou descoloração. Os resultados sugerem potencial como alternativa biotecnológica no tratamento de efluentes contendo corantes sintéticos
Palavras-chave
subprodutos agroindustriais, antioxidantes, Lentinus crinitus, biossorção, azul de metileno.
Abstract
The dissertation was divided into three chapters. In Chapter I and II, natural antioxidant molecules were studied, food production with antioxidant properties, added value to residues and agroindustrial by-products, from the stages of cultivation of mushrooms of Lentinus crinitus. Chapter III studies the residue of the cultivation of L. crinitus mushrooms (exhausted substrate) for the adsorption of methylene blue dye. In chapter I - antioxidant activity in different stages of L. crinitus cultivation in sugarcane bagasse and soybean meal - L. crinitus was produced in sugarcane bagasse (BCA) and soybean meal (FSA) ) in different proportions of substrate. The physicochemical composition of the substrates was evaluated; The antioxidant activity of 12 treatments by the free radical reduction methods 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH●), ferric ion reduction (FRAP) and beta-carotene/acid co-oxidation system were quantified. linoleic acid (beta-carotene). In general, antioxidant activity was present in the different phases of L. crinitus cultivation, presenting higher antioxidant activity by the FRAP polar method, followed by apolar beta - carotene and reduced by non polar means DPPH●. The antioxidant activity was more effective for the basidiocarps when the BCA was used without the addition of the FSA, since the BCA obtained higher antioxidant activity. Substrates with higher antioxidant activity generate mushrooms with higher antioxidant potential. Regardless of the cultivation substrate and method of evaluation, the pileo obtained greater AA than the stipe. All phases presented significant antioxidant activity. In Chapter II - antioxidant activity and production of the L. crinitus mushroom cultivated in sugar cane bagasse with grape marc meal - L. crinitus was produced in sugarcane bagasse (BCA) and bagasse meal of grape (FUA) in different proportions of substrate. The physicochemical composition of the substrates was evaluated and the antioxidant activity of 6 treatments by the DPPH●, FRAP and beta-carotene methods was evaluated, as well as the production of mushrooms. In general, the results of biological efficiency and productivity were recorded. Substrates and basidiocarp have higher affinity with FRAP polar medium and reduced with nonpolar or nonpolar media (DPPH● and beta-carotene). The highest antioxidant activity was obtained for the ridge relative to the independent scion of the culture substrate and the evaluation method. A higher antioxidant activity was found with the addition of the FUA to the BCA, suggesting a direct interaction relationship between substrate activity and that obtained for the mushroom. In addition, a rich physicochemical and bioactive composition was observed for the FUA, indicating its potential for mushroom production and applicability in the food industry. In chapter III - biosorption of methylene blue by the depleted substrate of L. crinitus cultivation in sugarcane bagasse - L. crinitus was produced in sugarcane bagasse and the depleted substrate (SE) (production residue) for characterization tests as biosorbent and biosorption tests. The residue of the mushroom production (SE) presented a high retention index in the biosorption of the methylene blue dye, over a wide range of pH and concentrations, a greater number of acidic functional groups, zero charge point in the acid band, Freundlich isotherm biosorption in multilayers), pseudo-second order kinetics and showed discoloration. The results suggest potential as a biotechnological alternative in the treatment of effluents containing synthetic dyes.
Keywords
agroindustrial byproducts, antioxidants, Lentinus crinitus, biosorption, methylene blue.