Perspectivas de reaproveitamento de celulose bacteriana de kombucha por hidrólise enzimática para obtenção de açúcares

Abstract

A kombucha é uma bebida adocicada à base de chá fermentado, e uma cultura simbiótica de bactérias e leveduras (SCOBY) é responsável pelo processo de fermentação. O aumento global da produção de kombucha vem crescendo a um CAGR (taxa de crescimento anual composta) de 22,5%, e consequentemente a produção de celulose bacteriana aumenta. Com isso, boa parte do SCOBY é descartado inadequadamente, fazendo com que cientistas busquem alternativas para o reaproveitamento do biofilme. Neste trabalho, foi feito um levantamento das principais alternativas que estão sendo estudadas para o SCOBY, como aplicação na indústria alimentícia, indústria têxtil e da moda, engenharia de tecidos e aplicações biomédicas. O presente trabalho propõe como alternativa a hidrólise enzimática da celulose bacteriana de kombucha para obtenção de açúcares. O SCOBY, concedido pela indústria Pod Kombucha, foi seco e purificado para análises. Concluiu-se que a matéria prima se trata de uma celulose do tipo I e com uma cristalinidade alta de 88,27%. Os produtos da hidrólise da celulose bacteriana realizada em três diferentes concentrações 2%, 3% e 4% (m/v) foram analisados em HPLC. Os resultados mostraram que, a partir da celulose de kombucha, pode-se obter celobiose e glicose, com concentrações iguais a 11,28 g/L e 3,55 g/L, respectivamente, após 72 h de reação a 4% (m/v) de celulose bacteriana. Apesar de uma produção de açúcares satisfatória, a conversão da celulose foi baixa (34,78%) em 4% (m/v) de celulose bacteriana, sendo o maior rendimento em 2% (m/v) (40,44%). Apesar disso, a celulose bacteriana de kombucha apresentou potencial para a produção de açúcares, principalmente celobiose que pode ser usado como agente prebiótico.

Kombucha is a sweet fermented tea-based drink, and a symbiotic culture of bacteria and yeast (SCOBY) is responsible for the fermentation process. The global increase in kombucha production is growing at a CAGR (compound annual growth rate) of 22.5%, and consequently bacterial cellulose production increases. As a result, much of the SCOBY is inappropriately discarded, causing scientists to look for alternatives to reuse the biofilm. In this work, a survey was made of the main alternatives that are being studied for SCOBY, such as application in the food industry, textile and fashion industry, tissue engineering and biomedical applications. The present work proposes as an alternative the enzymatic hydrolysis of bacterial cellulose from kombucha to obtain sugars. The SCOBY, awarded by the Pod Kombucha industry, was dried and purified for analysis. It was concluded that the raw material is a type I cellulose with a high crystallinity of 88.27%. The products of bacterial cellulose hydrolysis performed at three different concentrations 2%, 3% and 4% (w/v) were analyzed on HPLC. The results showed that, from kombucha cellulose, cellobiose and glucose can be obtained, with concentrations equal to 11.28 g/L and 3.55 g/L, respectively, after 72 h of reaction at 4% (w /v) of bacterial cellulose. Despite a satisfactory sugar production, the cellulose conversion was low (34.78%) at 4% (w/v) of bacterial cellulose, with the highest yield at 2% (w/v) (40.44%). Despite this, bacterial cellulose from kombucha showed potential for the production of sugars, mainly cellobiose, which can be used as a prebiotic agent.