Bioconversão de L-fenilalanina em 2-feniletanol por Kluyveromyces marxianus em mosto de uva

Abstract

O 2-feniletanol é um álcool superior que possui aroma característico de pétalas de rosas. É utilizado pela indústria de perfumes e fragrâncias e em menores volumes, na indústria de alimentos. Pode ser obtido através de extratos naturais de muitas flores, da síntese química a partir do estireno e benzeno, e também, por vias biotecnológicas com o uso de microrganismos. Leveduras são consideradas microrganismos bons produtores de 2-feniletanol através da bioconversão a partir de Lfenilalanina, o precursor natural de 2-feniletanol, que é fortemente dependente do meio e das condições de cultivo. Foram testadas diferentes cepas de levedura, utilizando-se um meio semisintético. O mosto de uva foi utilizado na bioconversão a partir da Lfenilalanina e um planejamento fatorial 23 foi utilizado para a otimização da bioconversão testando-se diferentes condições de pH, temperatura e concentração de Lfenilalanina. Foram realizados cultivos com mosto de uva pasteurizado (100 ºC por 30 min) em biorreatores de 2L, testando-se diferentes sistemas de aeração e agitação, 250 rpm de agitação, 1 vvm e 250 rpm e 2 vvm e 500 rpm. A levedura Kluyveromyces marxianus CBS 6556 produziu 0,19 gL-1 de 2-feniletanol, demonstrando ser a melhor cepa produtora. No mosto de uva pasteurizado, esta cepa foi capaz de produzir 0,51 gL-1 (aumento de 60% na produção). Altos rendimentos foram encontrados a temperatura de 37 ºC, pH 7,0 e a uma concentração de L-fenilalanina de 3,0 gL-1. A aeração de 1 vvm e agitação de 250 rpm, demonstrou ser um fator importante para a bioconversão, K.marxianus CBS 6556 produziu 0,77 gL-1 de 2-feniletanol, com um rendimento de 0,62 gg-1.

The 2-phenylethanol is a high alcohol, which is the characteristic aroma of the rose petals. It is mainly used for perfume and fragrance industries and, in smaller proportions, in the food industry. 2-phenylethanol can be produced through chemical synthesis with benzene or styrene, extracted from several flowers, or by biotechnology technology with some microorganisms. Yeasts are know as the best producers of 2- phenylethanol by the bioconversion from L-phenylalanine, the natural precursor of 2- phenylethanol, that is strongly affected by medium composition and culture conditions. different types of yeasts were tested, utilizing a semisintetic medium. The grape must was used in the bioconversion and a 23 factorial design was used to optimizing the bioconversion, testing different conditions of pH, temperature and L-phenylalanine concentration. Were realized cultivations with pasteurized grape must (100 ºC for 30 minutes) during bioreactor experiments, under different conditions of aeration rate and rotation speed, 250 rpm, 1 vvm and 250 rpm and 2 vvm and 500 rpm. The yeast K.marxianus CBS 6556 can produce 0.19 gL-1 of 2-phenylethanol, showed be the best producer. In the grape must, the yeast made 0.51 gL-1 of 2-phenylethanol (60 % higher production). Higher yields were found with 37 ºC, pH 7.0 and 3.0 gL-1 of Lphenylalanine. The aeration rate of 1 vvm and a speed rotation of 250 rpm was showed an the best conditions to the bioconversion, during this cultivations, K.marxianus CBS 6556 was able to produce 0.77 gL-1, and yields of 0.62 gg-1 of 2-phenylethanol.