WO2024098132A1

WO2024098132A1 - Biomassa micelial, processo de produção da biomassa micelial, uso da biomassa micelial na produção de produto alimentício, produto alimentício à base de biomassa micelial e seu processo de produção

Info

Publication number: WO2024098132A1
Application number: PCT/BR2023/050385
Authority: WO
Inventors: Leandro INAGAKI OSHIRO; Antonio Carlos DE FRANCISCO; Eduardo BITTENCOURT SYDNEY; Paulo UNGER IBRI; Paula ZAGHETTO DE ALMEIDA
Original assignee: Mushbites Alimentos Ltda
Current assignee: Mushbites Alimentos Ltda
Priority date: 2022-11-13
Filing date: 2023-11-13
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: CO2023015276A1; EP4617358A1; CN120265749A; UY40519A; GB2641162A; GB202509056D0; JP2025537309A; MX2025005519A; AR131040A1; CL2025001397A1

Abstract

A presente invenção refere-se a uma biomassa micelial e seu processo de produção; a presente invenção também se refere a um produto alimentício à base da biomassa micelial com alta propriedade nutricional e baixa concentração de ingredientes adicionais e seu processo de produção.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção para

BIOMASSA MICELIAL, PROCESSO DE PRODUÇÃO DA BIOMASSA MICELIAL, USO DA BIOMASSA MICELIAL NA PRODUÇÃO DE PRODUTO ALIMENTÍCIO, PRODUTOALIMENTÍCIO À BASE DE BIOMASSA MICELIAL E SEU PROCESSO DE PRODUÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]. A presente invenção refere-se a uma biomassa micelial.

[002]. A presente invenção também se refere a um produto alimentício à base da biomassa micelial com alta propriedade nutricional e baixa concentração de ingredientes adicionais.

[003]. Ainda, a presente invenção se refere ao processo de produção da biomassa micelial e o processo de obtenção do produto alimentício.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[004]. Nos últimos anos a preocupação com o meio ambiente, a sustentabilidade e a busca por uma alimentação mais saudável e natural, incluindo a redução ou eliminação do consumo de proteína animal tem se tornado cada vez maior.

[005]. Estudos realizados têm projetado um crescimento populacional global para 9,8 bilhões até 2050, o que exige uma expansão do escopo, diversidade, sustentabilidade e economia da produção de alimentos.

[006]. Atualmente, a adesão ao veganismo ou a vegetarianismo tem ganhado cada vez mais força, o que tem resultado num grande aumento da população vegetariana e vegana, e com isso o aumento na necessidade de alternativas de produtos que substituam a proteína animal, ou seja, produtos de origem dos reinos Plantae e Fungi.

[007], Nos últimos 2 anos, o mercado doméstico de produtos alternativos à base de proteína (alimentos à base de “plantas”) aumentou drasticamente, especialmente na categoria de carnes refrigeradas a base de vegetais.

[008]. A grande maioria dos alimentos à base de plantas são alternativas para produtos de carne moída de qualquer espécie animal, como por exemplo, salsichas, hambúrgueres e nuggets. Sendo que dados compilados pelo Serviço de Marketing Agrícola dos EUA (AMS - Agricultural Marketing Service) mostram que apenas 36% dos produtos à base de carne de proteína animal são com carne moída, enquanto o restante dos produtos consiste em produtos inteiros como bife /filé.

[009]. Desde a década de 1960, a proteína texturizada de soja serviu como substituto para produtos de carne picada/moída. A mesma tecnologia usada para obtenção da proteína de soja texturizada foi utilizada para obtenção de outras proteínas vegetais texturizadas, como do trigo e da ervilha.

[0010]. Fontes de proteínas derivadas de fungos, também conhecidas como micoproteínas, são alternativas acessíveis que têm ganhado atenção de grandes e pequenas empresas.

[0011]. Apesar da micoproteína conter menos proteínas que a carne animal, a micoproteína têm quantidades maiores do que aquelas derivadas de plantas e, sua composição conta com uma grande quantidade de fibras, provendo, em média, cerca de 6 gramas de fibra para cada 100 gramas de alimento. Vale comentar que a proteína oriunda dos fungos é uma ótima qualidade nutricional; apresenta pouca quantidade de sódio, açúcar e gordura; é rica em aminoácidos essenciais, vitamina B12, B9, cálcio, fósforo, magnésio e zinco. Além de ter menor emissão de carbono e menor consumo de água, quando comparada à produção da carne bovina e de frango.

[0012]. O reino Fungi tem uma diversidade estimada em 1 ,5 milhão de espécies, sendo que 1 17 delas tradicionalmente utilizadas como alimentos.

[0013]. A produção de biomassa fúngica / micelial para uso no abastecimento de alimentos pode ser dividida em duas categorias: (a) produção de cogumelos, que tem sido praticada há milhares de anos, a qual requer ciclos de cultivo suficientemente longos para produzir o corpo de frutificação e é limitada na forma e tamanhos finais; e (b) a produção de micoproteínas por (I) cultivo líquido (introduzida na década de 1980 como Quorn™), o que resulta em uma pasta de células fúngica sem qualquer alinhamento de fibras e, portanto, requer processamento para criar uma textura coesiva e aceitável ou (II) cultivo em estado sólido, que facilita a obtenção de biomassa fúngica / micelial comestível com estrutura e textura coesas. Ambas as formas de obtenção de micoproteínas podem oferecer perfis nutricionais únicos, bem como sensórias e textura adequadas para alternativas de carne.

[0014]. Adicionalmente, ao contrário das grandes indústrias de proteína animal (carne animal), a produção de proteína fúngica (micoproteína) requer pouco espaço e permite a obtenção de uma variedade de texturas de diferentes tipos de carnes, o que não é possível de se obter com as proteínas de origem de plantas (soja, trigo e ervilha).

[0015]. Portanto, frente a este cenário promissor, grandes, médias e pequenas empresas começaram a ver como uma alternativa o uso de fungos para a produção de alimento alternativo à carne, o que além de se caracterizar como uma opção vegana, contribui para reduzir pela metade o desmatamento provocado pela criação de gado.

[0016]. Para obter um produto substituto à carne, composto de micélio de fungos, é preciso crescer o fungo em um processo usualmente chamado de fermentação. Essa fermentação é um pouco parecida com a usada para criação da cerveja, e utiliza açúcares e outros nutrientes no processo. Adicionalmente, a natureza filamentosa do fungo faz com que o processo crie feixes fibrosos, denominados de hifas, que se processados de maneira específica se assemelham à textura da carne animal. Os fungos mais usados para a produção de proteína feita de fungos são Fusarium venenatum, Fusarium flavolapis, Neurospora intermedia, Neurospora glabra.

[0017]. Frente a este cenário, vários pesquisadores vêm trabalhando para melhorar o processo de cultivo dos fungos, para a obtenção de micélios com estrutura e textura desejáveis, para o aprimoramento de processos de obtenção de alimentos à base de micélios fúngicos, para o escalonamento e redução de custos, bem como estudos com outras espécies de fungos filamentosos para buscar novas alternativas para uso na produção de micélios para uso na indústria alimentícia.

[0018]. Como pode ser observado no estado da técnica o documento PI7800368 descreve um processo para texturizar uma massa fúngica de micélio com etapas definidas e posterior congelamento.

[0019]. Já o documento WO2021092051 descreve um micélio melhorado e adequado para uso como produto alimentício. Enquanto o documento US20200305486 descreve um alimento compreendendo partículas de um fungo filamentoso do gênero Fusarium, ágar e um hidrocoloide comestível e, o documento W02020061502 descreve método de produção de alimentos proteicos à base de micélio de fungo filamentoso.

[0020]. Já os ensinamentos de US20190373934 revelam sistemas para cultivar micélio fúngico e um produto substituto de carne comestível contendo massa de micélio fibroso em % de peso definida.

[0021]. Desta forma, com foco nessa nova necessidade e buscando melhorias em relação ao estado da técnica, incluindo o desenvolvimento de alternativas de produtos comestíveis que possam substituir a proteína animal, os pesquisadores da presente invenção desenvolveram uma biomassa micelial para preparo de um produto alimentício com alta propriedade nutricional. Além de desenvolverem um processo simples, de fácil escalonamento e baixo custo de produção.

[0022]. Sendo importante ressaltar que, no estado da técnica não existe solução equivalente à apresentada pela presente invenção que alia diferenciais técnicos, obtenção de um produto “clean labe , processo de produção mais simples, vantagens econômicas e preservação do meio ambiente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0023]. A presente invenção tem como objetivo principal fornecer uma biomassa micelial com alta propriedade nutricional e seu processo de produção.

[0024]. Em um segundo aspecto, a presente invenção tem como objetivo o uso da biomassa micelial como base para a produção de um produto alimentício. Sendo que a biomassa micelial, objeto da presente invenção, permite a obtenção de um produto alimentício, substituto da carne animal, com alto índice proteico, baixo valor calórico e baixa quantidade de gordura, no qual 95% ou mais do produto corresponde à biomassa micelial.

[0025]. Ainda é objeto da presente invenção o produto alimentício à base da biomassa micelial e seu processo de produção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0026]. A figura 1 ilustra o produto alimentar contendo a biomassa micelial obtida pelo processo de cultivo utilizando o meio de cultivo 1 .

[0027]. A figura 2 ilustra o produto alimentar contendo a biomassa micelial obtida pelo processo de cultivo utilizando o meio de cultivo 3.

[0028]. Figura 3 ilustra um hambúrguer híbrido 50:50 carne bovina e biomassa micelial obtida pelo processo da presente invenção (à esquerda) e 100% carne bovina (à direita).

[0029]. Figura 4 ilustra uma comparação visual entre produtos: 3 - hambúrguer 100% carne bovina, 2 - produto da figura 3 esquerda sem adição de corante natural, 1 - produto da figura 3 esquerda com adição de 1 % de corante natural de beterraba

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0030]. A presente invenção tem como objetivo principal a concretização de uma biomassa micelial com alta propriedade nutricional e seu uso como base para a produção de um produto alimentício. Sendo que a biomassa micelial, objeto da presente invenção, permite a sua prensagem em uma única etapa resultando na obtenção de cortes que simulam o peito de frango, sem a necessidade cortes do material prensado e novas prensagens subsequentes, como o descrito no estado da técnica.

[0031]. A presente invenção também tem como objetivo o processo o processo de obtenção da biomassa micelial e o processo de preparo do produto alimentício.

[0032]. Adicionalmente, a biomassa micelial, objeto da presente invenção, é base para a produção de produto alimentício, substituto da carne animal, com alto índice proteico, baixo valor calórico e índice de gordura.

[0033]. Por fim, a presente invenção tem como objetivo a concretização do produto alimentício à base da biomassa micelial e seu processo de produção.

[0034]. A biomassa, objeto da presente invenção, é composta por uma massa de fungo filamentoso sem a presença de aditivos químicos. Sendo que a biomassa é composta de 100% de massa de fungo filamentoso e não contém adição de aditivos químicos.

[0035]. A ausência de aditivos químicos na biomassa micelial resulta numa biomassa classificada como “clean-labef’ e irá permitir a obtenção de o produto alimentício também caracterizado como “clean laber.

[0036]. De acordo com a presente invenção entende-se por produto “clean label’ (do inglês, rótulo limpo) aqueles produzidos com poucos ingredientes e que não possuem aditivos químicos como corantes, conservantes, estabilizantes.

[0037]. De acordo com a presente invenção os fungos filamentosos utilizados para a obtenção da biomassa são: Pleurotus ostreatus, Ganoderma lucidum, Rhizopus oligosporus, Rhizopus microsporus var. oligosporus, Rhizopus oryzae sendo preferencialmente o fungo Rhizopus oligosporus. [0038]. E o processo de produção da biomassa, também objeto da presente invenção, é fácil, apresenta rápida execução, facilmente escalonado, além de apresentar baixo custo de produção.

[0039]. A biomassa micelial é obtida a partir do processo contendo as etapas de cultivo do fungo filamentoso, filtração, enxague, inativação do fungo.

[0040]. Para a produção da biomassa, objeto da presente invenção, são utilizados os fungos filamentosos selecionados, mas não limitado, do grupo constituído por: Pleurotus ostreatus, Ganoderma lucidum, Rhizopus oligosporus, Rhizopus microsporus var. oligosporus, Rhizopus oryzae sendo preferencialmente o fungo Rhizopus oligosporus.

[0041]. Para obter a biomassa micelial fúngica é preciso cultivar o fungo através de processo específico para permitir que a natureza filamentosa do fungo crie feixes fibrosos que permitem a formação de uma biomassa com características que se assemelham à textura da carne animal

[0042]. Para obtenção da biomassa micelial são necessárias as seguintes etapas:

(a) Crescimento do fungo em meio sólido;

(b) Pré-inoculo;

(c) Fermentação em biorreator;

(d) Filtração da massa de fungo filamentoso;

(e) Lavagem/enxágue da biomassa; e

(f) Inativação do fungo

[0043]. Na etapa de crescimento em meio sólido, o fungo é cultivado em meio de BDA “Batata Dextrose Ágar” em tubos de ágar inclinado por um período de 4 a 10 dias em temperatura de 25 a 39^QC em estufa, preferencialmente de 30 ^QC a 35^QC. O fungo utilizado é um fungo filamentoso selecionado do grupo constituído de: Pleurotus ostreatus, Ganoderma lucidum, Rhizopus oligosporus, Rhizopus microsporus var. oligosporus, Rhizopus oryzae, Neurospora intermedia, Neurospora glabra, sendo preferencialmente o fungo Rhizopous oligosporus.

[0044]. Após o crescimento em meio sólido, na etapa de pré-inóculo os esporos são suspensos em água destilada estéril e inoculados na concentração de 10⁵ esporos por ml_ de meio de cultura líquido. Para essa etapa são utilizados frascos Erlenmeyer de 500 ml_. O cultivo é mantido em temperatura de 30 a 38^QC, preferencialmente a 35^QC, sob agitação de 130 rpm por 15 a 24 horas em incubadora com agitação orbital.

[0045]. Nessa etapa são utilizados meios de culturas líquidos definidos, os quais podem compreender (i) fontes de carbono: mono, di, tri e polissacarídeos, preferencialmente amido de milho, (ii) Fontes de nitrogênio: extrato de levedura, extrato de malte, farelos de grãos hidrolisados ou não, amónia e seus sais, sendo preferencialmente levedura residual de cervejaria, (iii) micronutrientes como fontes de magnésio, fósforo e potássio, preferencialmente sulfato de magnésio, fosfato de potássio monobásico e/ou suas misturas e são responsáveis pelo crescimento do fungo com as características desejadas para obtenção da biomassa micelial, objeto da presente invenção. Os meios de cultura líquidos de principal interesse são compostos das seguintes misturas:

• Meio de Cultivo 1 compreende amido de milho, nitrato de amónio, sulfato de magnésio fosfato de potássio monobásico e de extrato de levedura.

• Meio de Cultivo 2 compreende amido de milho, extrato de malte, extrato de levedura e sulfato de magnésio.

• Meio de Cultivo 3 compreende amido de milho, extrato de malte, extrato de levedura e sulfato de magnésio.

• Meio de cultivo 4 é compreende Levedura residual de cervejaria e amido de milho

[0046]. Preferencialmente, os meios de cultura líquidos são:

• Meio de Cultivo 1 compreende 20 a 60 g/L de amido de milho, 0,125 g/L de nitrato de amónio, 0,2 g/L sulfato de magnésio, 0,05 g/L fosfato de potássio monobásico e 5 a 20 g/L de extrato de levedura. Sendo preferencialmente 50 g/L de amido de milho e 12g/L de extrato de levedura.

• Meio de Cultivo 2 compreende 20 a 60 g/L de amido de milho, 2 a 25 g/L de extrato de malte, 5 a 20 g/L de extrato de levedura e 0,2 g/L sulfato de magnésio. Sendo preferencialmente 50 g/L de amido de milho, 2g/L de extrato de malte e 12g/L de extrato de levedura.

• Meio de Cultivo 3 compreende 20 a 60 g/L de amido de milho, 2 a 25 g/L de extrato de malte, 5 a 20 g/L de extrato de levedura e 0,2 g/L sulfato de magnésio. Sendo preferencialmente, 50g/L de amido de milho, 25 g/L de extrato de malte, 4 g/L de extrato de levedura.

• Meio de cultivo 4 compreende 50% (v/v) de Levedura residual de cervejaria e 20 g/L de amido de milho.

[0047]. Sendo que o processo utilizando o Meio de cultivo 1 ou 2 rende cerca de 12 gramas de micélio seco por litro; o uso do meio de cultivo 3 rende cerca de 1 1 gramas de micélio seco por litro e o uso do meio de cultivo 4 rende cerca de 14 gramas de micélio seco por litro.

[0048]. Após esse período, o cultivo é transferido para um biorreator para a etapa de fermentação. Para adicionar ao reator é preparada uma suspensão do pré-inóculo na proporção de 10% do pré-inóculo para 90% de meio de cultivo fresco estéril. A suspensão é transferida para o biorreator e a aeração é ajustada. Para obtenção da biomassa desejada, a aeração é ajustada de 0,5 a 3 VVM, o biorreator utilizando contém um conjunto de pás do tipo pás planas próxima à entrada de ar e tipo orelha de elefante de escoamento descendente na parte superior, otimizando a transferência de oxigênio e o tempo de mistura do sistema. A suspensão do pré-inóculo é mantida no biorreator pelo período de 24 a 48 horas sem a necessidade de controle do pH durante todo o processo. A ausência da necessidade de controle do pH ajuda a tornar o processo mais fácil e mais barato.

[0049]. Por outro lado, caso seja de interesse, o controle do pH poderá ser realizado.

[0050]. Na etapa de filtração, a biomassa gerada na etapa acima é separada do meio de fermentado por filtração simples usando material filtrante com porosidade de 5 a 17 mesh. Sendo preferencial um material filtrante com porosidade de 14 mesh.

[0051]. A biomassa formada é enxaguada/lavada em água corrente até a neutralização do pH. Essa etapa tem como propósito retirar todos os resíduos dos meios de cultura utilizados no processo.

[0052]. Adicionalmente, visando a inativação do fungo, redução do teor de RNA e prolongamento do tempo de prateleira do produto, a biomassa micelial passa por etapa de aquecimento, a 70^QC por um período de 2 a 45 minutos, sendo preferencialmente de 10 a 15 minutos, sendo preferencialmente 15 minutos, e então a biomassa micelial está pronta para prensagem, congelamento e/ou uso na produção do produto alimentício

[0053]. A biomassa micelial fúngica formada é rica em fibras, apresenta alto teor proteico e baixíssimo valor energético e índice de gordura quando comparado com produtos similares de origem de plantas (conhecidos como “plant-based’).

[0054]. De acordo com a presente invenção a biomassa micelial obtida ao final do processo de prensagem possui pelo menos de 1 % a 10 %, ou seja, 1 g a 10 g de fibra para cada 100g de porção. Enquanto a proteína animal não possui nenhuma fibra na sua composição.

[0055]. A biomassa micelial fúngica apresenta 60 a 150 kcal, sendo preferencial 78 kcal e menos de 4g de gordura por porção de 80 g da biomassa. O que representa baixíssimo valor energético e baixíssimo índice de gordura quando comparado aos produtos plant-based similares ou a carne de frango tradicional. Sendo que um produto Plant- based similar de mercado chega a possuir em torno de 150 Kcal, praticamente o dobro das 78 kcal da biomassa, e um peito de frango tradicional tem em torno de 126kcal.

[0056]. Sendo que o produto plant-based líder de mercado possui 10,8 g de gordura para cada porção de 80 g de produto e um frango tradicional apresenta 3,5 g de gordura para 80 g de produto, ou seja, o produto plant-based apresenta 10 vezes mais gordura que a biomassa micelial fúngica e o frango tradicional possui 3,5 vezes mais gordura quando comparado a biomassa micelial fúngica, objeto da presente invenção. [0057]. Em relação ao teor proteico, a biomassa, objeto da presente invenção, apresenta alto índice de proteína quando comparado às calorias que o produto entrega ao consumidor. No mesmo exemplo acima, a biomassa com teor de 78 % de umidade possui, em média, 10,5 g de proteína para cada 78 Kcal, ou seja, uma relação de 13,5 % de proteína em relação as calorias. Enquanto o produto plant-based líder de mercado, possui 1 1 g de proteína para cada 150 Kcal, ou seja, uma relação de 7 % de proteína em relação as calorias.

[0058]. A biomassa micelial, base do produto alimentício, é composta, em média, de: Ácido Aspártico 0,70 %; Ácido Glutâmico 0,86 %; Serina 0,30 %; Glicina 0,40 %; Histidina 0,22 %; Taurina <0,01 (LQ) %; Arginina 0,42 %; Treonina 0,33 %; Alanina 0,46 %; Prolina 0,24 %; Tirosina 0,29 %; Valina 0,44 %; Metionina 0,10 %; Cistina 0,07 %; Isoleucina 0,38 %; Leucina 0,53 %; Fenilalanina 0,32 %; Lisina 0,74 %; Hidroxiprolina <0,01 (LQ) %; Soma dos Aminoácidos Totais 6,81 % e Carboidratos 7,00 g/100g. Sendo o valor Energético 78,12 KCal/100g; Umidade e Voláteis 78,1 1 %; Proteína Bruta 10,46 %; Extrato Etéreo 0,92 %; Fibra Alimentar 2,09 g/100g; Fibra Alimentar Insolúvel 2,09 g/100 g; Fibra Alimentar Solúvel <0,10 g/100 g; Matéria Mineral 1 ,42 %. O que confere à biomassa alta propriedade nutricional.

[0059]. Adicionalmente, não foram detectadas as micotoxinas: Aflatoxinas Totais (B1 +B2+G1 +G2) e Ocratoxina; e os e metais pesados: Arsênio; Cádmio; Chumbo e Mercúrio.

[0060]. A biomassa micelial é base para a produção do produto alimentício de alta propriedade nutricional e que apresenta aspecto visual e textura semelhantes ao de carne de frango. Sendo que o produto pode ser aromatizado. [0061]. Para a obtenção do produto alimentício a base de biomassa micelial são necessárias as seguintes etapas:

(a) Preparação da biomassa micelial

(b) Prensagem

(c) Adição dos componentes adicionais

(d) Aquecimento e

(e) Congelamento.

[0062]. Na etapa de preparação da biomassa micelial, a biomassa é obtida conforme descrito acima.

[0063]. Após preparada, a biomassa obtida é colocada em moldes no formato desejado (por exemplo, de peito de frango) com perfurações e é prensada de 10 a 100 psi, sendo preferencialmente 20 psi.

[0064]. Na etapa de adição dos componentes adicionais, a biomassa prensada é submersa em solução contendo o aromatizador, farinha de grão-de-bico e goma arábica até que o produto absorva 10% de seu peso da solução. Sendo que as concentrações finais do produto podem conter de 0 a 4% de goma de acácia, de 0,5 a 4% de farinha de grão de bico, de 0,05 a 0,7% de aromatizante.

[0065]. Por fim, o produto obtido passa por aquecimento de 70^QC por 15 minutos e minutos e congelado em freezer comum a -12°C e -15°C. Essa etapa pode ser executada como passo anterior ao congelamento ou anterior a prensagem.

[0066]. O produto alimentício obtido simula um corte inteiro de peito de frango, possui coloração neutra semelhante a cor do peito de frango, apresenta mais de 50% das fibras das hifas alinhadas horizontalmente, como ilustrado nas figuras 1 e 2. O produto possui uma textura de 35 a 40 N WBSF (Warner-Bratzler Shear Force).

[0067]. Adicionalmente, o produto alimentício, objeto da presente invenção, é composto 90 a 99% de biomassa micelial em relação ao peso total do produto e 1 a 10% de compostos adicionais em relação ao peso total do produto. Mais preferencialmente, o produto alimentar é composto de 95% ou mais de biomassa micelial em relação ao peso total do produto, preferencialmente do fungo Rhizopus oligosporus, e 5% ou menos de outros componentes em relação ao peso total do produto.

[0068]. De acordo com a presente invenção, entende-se por composto adicional a goma de acácia, amido, farinha de grão-de-bico, aromatizante, fibra bambu, fibra de aveia, goma xantana, óleo de coco, óleo de milho ou qualquer outro óleo vegetal de sabor neutro, azeite de oliva e/ou suas misturas. Sendo que tal mistura de compostos está presente na proporção de 5% ou menos do peso total do produto. O componente adicional de preferência é uma mistura de goma de acácia, farinha de grão-de-bico, aromatizante e/ou suas misturas. Sendo que a mistura compreende de 0 a 4 % de goma de acácia, de 0,5 a 4 % de farinha de grão de bico, de 0,05 a 0,7 % de aromatizante. Mais preferencialmente, a mistura compreende agoma de acácia a 2 %, farinha de grão-de-bico a 1 ,5 % e aromatizante a 0,2 %. A mistura utilizada pode estar na forma de uma solução ou suspensão.

[0069]. O produto alimentício obtido apresenta umidade de 65 a 90 % e pode ser diretamente congelado e conservado em freezer comum de -12 a -15^QC.

[0070]. Tendo sido descrito um exemplo de uma concretização preferida da presente invenção, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras variações possíveis do conceito inventivo descrito, sendo limitadas tão somente pelo teor das reivindicações apenas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

EXEMPLO 1 : Processo de cultivo do fungo

[0071]. O fungo Rhizopus oligosporus é inoculado em meio sólido de BDA “Batata Dextose Agar” em tubos de ágar inclinado e incubado por 7 dias a 30^QC em estufa. Em seguida os esporos crescidos são ressuspensos em água destilada estéril. Uma quantidade de aproximadamente 10⁵ de esporos por mL são transferidas para 200 mL de meio líquido em erlenmeyer para a composição do pré-inóculo e mantidos a temperatura 35°C. O meio líquido utilizado é composto de amido de milho liquefeito (50 g/L); extrato de malte (2 g/L); extrato de levedura (12 g/L); MgSO4.7h2Ü (0,2 g/L). O pré-inóculo é incubado sob agitação de 130 rpm a 35^QC por 24 horas em incubadora orbital. O cultivo é transferido para um biorreator para a etapa de fermentação na quantidade de 10% de pré-inoculo e 90% de meio de cultivo fresco. Para obtenção da biomassa desejada, a aeração é ajustada para 0,75 VVM até que o oxigênio dissolvido no meio atinja 50 % de saturação, e então é ajustado para 1 ,5 VVM. utilizando um conjunto de pás do tipo pás planas próxima à entrada de ar e tipo orelha de elefante. O cultivo é mantido no biorreator pelo tempo de 44 horas, o pH é mantido em 5,5.

EXEMPLO 2: Processo de obtenção da biomassa

[0072]. A biomassa micelial obtida no exemplo 1 é filtrada em filtro com malha de 14 mesh. A biomassa é enxaguada em água corrente para a eliminação dos resíduos do meio de cultivo.

[0073]. A biomassa micelial é aquecida a 70^QC por 10 minutos e pode ser prensada e congelada ou utilizada na produção do produto alimentício descrito no exemplo 3.

EXEMPLO 3: Processo de obtenção do produto alimentício

[0074]. A biomassa micelial obtida no exemplo 2 é submersa em solução contendo goma de acácia (2%), farinha de grão-de-bico (1 ,5%) e aromatizante (0,2%). A biomassa fica em contato com a solução por 15 minutos.

[0075]. A massa micelial em seguida é transferida para molde de aço inox em formato de peito-de-frango com perfurações no fundo e laterais. A massa é então prensada até que a umidade final do produto esteja em 80%. O produto final terá fibras alinhadas e textura entre 35-40 N (WBSF). A amostra é então aquecida a 70^QC por pelo menos 10 minutos e em seguida é congelada em freezer comum.

EXEMPLO 4: Teste sensorial

[0076]. Foram realizados dois testes sensoriais cegos com 7 participantes cada. O teste 1 tem como objetivo a avaliação da adição de componentes para melhorar a textura do produto. Já o teste 2 tem como objetivo a avaliação da mistura de componentes para melhora da textura do produto. Para cada teste os participantes provaram os produtos e foi pedido para dar uma nota de 1 a 10 sobre o quão agradável os produtos eram para a: mastigabilidade, firmeza, textura e gosto. As médias são apresentadas nas tabelas 1 e 2.

[0077]. No experimento 1 (resultados na tabela 1 ) foram testados a biomassa acrescida de baixa concentração (1 %) e alta concentração (4%) de fibra de bambu 90, fibra de bambu 200 e goma acácia. Os experimentos com fibra de bambu de 90 e fibra de bambu 200 resultaram em piores avaliações, uma vez que o produto ficou mais quebradiço e com aspecto de ressecado. Os experimentos com goma de acácia levaram a uma melhora geral das notas atribuídas pelos participantes.

TABELA 1 - Teste sensorial para a avaliação de aditivos para alteração da textura do produto

[0078]. No experimento 2 (resultados na tabela 2), foram utilizadas 3 misturas de goma acácia, fibra de bambu, farinha de grão-de-bico e aromatizante nas seguintes concentrações:

• Mistura A: Goma de acácia 2 %, Fibra de Bambu 0,2 %, Farinha de grão-de-bico 1 %, aroma natural ou idêntico ao natural em pó sabor galinha, alho e cebola, 0,2 %.

• Mistura B: Goma de acácia 2 %, Fibra de Bambu 0, Farinha de grão-de-bico 1 %, aroma natural ou idêntico ao natural em pó sabor galinha, alho e cebola, 0,2 %.

• Mistura C: Goma de acácia 2 %, Fibra de Bambu 0,2 %, Farinha de grão-de-bico 0, aroma natural ou idêntico ao natural em pó sabor galinha, alho e cebola, 0,2 %.

[0079]. Foi mantida a concentração de 2 % de goma de acácia sendo ou não adicionada a farinha de grão de bico (1 %) e fibra de bambu 90 (0,2 %). Pode-se observar que a adição de farinha de grão-de-bico resultou em melhor aceitação do produto, enquanto a fibra de bambu, mesmo em baixa concentração, resultou em piores avaliações. Com base neste estudo é utilizado no produto alimentício a farinha de grão- de-bico e a goma de acácia.

TABELA 2 - Teste sensorial para a avaliação da mistura de aditivos para melhora da textura

EXEMPLO 5: Produção de micélio em escala piloto

[0080]. Em um biorreator com 200L de capacidade útil equipado com sistema de agitação composto por uma pá tipo Rushton e uma tipo orelha de elefante, foi inoculado com 10% (v/v) de pré-inoculo conforme descrito no EXEMPLO 1.

[0081 ]. O cultivo no biorreator foi conduzido por 38 horas com controle de pH em 5,5 e taxa de aeração constante. Diferentes taxas de aeração e de agitação mecânica foram avaliadas. O rendimento do processo foi comparado com o rendimento máximo obtido em escala laboratorial e expresso em % (50% de rendimento significa que aquela condição produziu metade da biomassa máxima possível de acordo com os testes realizados em escala laboratorial).

TABELA 3 - Comparação entre rendimento do processo com rendimento máximo obtido

[0082]. Em escala piloto, notou-se que agitação acima de 40rpm resultou em reduzida produção de biomassa. Isso deve ter ocorrido pelo estresse mecânico sofrido pelo microrganismo. O aumento da injeção de ar no sistema também apresentou efeito similar, especialmente acima de 0,75vvm.

EXEMPLO 6: Estudo de taxa de inoculo

[0083]. Diferentes taxas de inoculo foram avaliadas para iniciar fermentação em biorreator piloto com volume útil de 200L. Cultivos de pré-inóculo foram preparados conforme explicado no exemplo 1. Os experimentos e biorreator piloto foram realizados em triplicate e sob as mesmas taxas de aeração, pH e agitação mecânica.

[0084]. O pré-inóculo pode ser feito a partir de uma solução de esporos contendo 10^A5 a 10^A10 esporos/mL, preferencialmente 10^A8, ou a partir de um cultivo líquido na proporção de 2-10%, preferencialmente 6%.

[0085]. A produção de biomassa em base seca foi quantificada ao final da fermentação. Com taxa de inoculo de 10%, foram produzidos 12g/L de micélio; enquanto 1 1 ,46g/L foi obtido utilizando-se 6% de taxa de inóculo e 8,33g/L com 2%. A possibilidade de se utilizar taxas de inoculo baixas favorece o escalonamento da tecnologia. No caso de uma taxa de inóculo de 10%, por exemplo, um cultivo de 200L poderia inocular 2.000L de meio, enquanto uma taxa de inóculo de 6% permitiria inocular 3.333L.

[0086]. Em uma segunda batelada de experimentos um biorreator contendo 200L de meio de cultura foi inoculado com uma solução de esporos contendo 10^A5, 10^A8 e 10^A10 esporos. Nestas condições, o processo fermentative teve duração de 50 a 55 horas até o consumo total dos açúcares do meio de cultura, diferindo na quantidade de biomassa de micélio produzida. Comparativamente com a condição de maior concentração de esporos inicial, o cultivo que iniciou com 10^A8 esporos resultando na formação de 95% de biomassa e o que iniciou com 10^A5 resultou em 80%.

EXEMPLO 7: Produção de concentrado proteico de micélio desidratado

[0087]. A biomassa fresca obtida pode ser processada para remoção da umidade, resultado em um concentrado proteico seco. A desidratação pode ser realizada por diferentes métodos como secagem em bandejas, leito fluidizado ou leito de jorro, spray dryer, liofilização, natural (solar), secadores rotativos, túneis, esteiras, ciclones, avanço de roscas, entre outros. Nesse processo a temperatura de processo deve ser preferencialmente baixa (preferencialmente entre 50 e 60^QC) quando se deseja preservar as propriedades nutricionais e sensoriais do micélio, evitando hidrólise de proteínas, destruição térmica de vitaminas e oxidação de lipídeos. Pode-se utilizar temperatura ambiente até 100°C.

[0088]. Ainda, a biomassa obtida pode ser posteriormente processada em moinho para padronização da granulometria. [0089]. Nesta etapa, 5kg de biomassa fresca de micélio foram submetidos à secagem em bandejas, em estufa com circulação forçada de ar, a 50^QC por 24 horas. Ao final o material seco foi processado em moinho de discos e analisado quanto à composição nutricional.

TABELA 4 - dados nutricionais da biomassa

[0090]. Enquanto a secagem adiciona a vantagem de aumentar o tempo de prateleira do produto e evita a dependência da cadeia de frios/congelados para armazenamento e transporte do produto, ela altera profundamente a textura do produto que, quando reidratado, não volta a assumir a textura fibrosa original.

EXEMPLO 8: Aplicação em produtos cárneos

[0091]. Foi preparado um produto híbrido misturando-se carne vermelha com biomassa de micélio fresca com 80% de umidade ilustrado nas figuras 3 e 4 em comparação com produto compreendendo somente carne e também na presença e ausência de corante. Foram avaliadas diferentes proporções de carne bovina e micélio. Como produto padrão (comparativo) foi preparado um hambúrguer utilizando 100% carne bovina. No primeiro teste foram produzidos manualmente hambúrgueres de 100g, aos quais foi adicionado 1 % de corante natural de beterraba. Foi então realizado um teste sensorial com 12 pessoas (Tabela 5).

[0092]. Notou-se que manter uma proporção de pelo menos 50% de carne bovina resulta em grande aceitabilidade do produto. Abaixo desse teor, percebe-se alguma perda de mastigabilidade e textura. A pior percepção de sabor pode ser justificada pelo fato de não ter sido utilizado qualquer aromatizante nessa formulação. Ainda, notas mais baixas em relação à aparência estão relacionadas à percepção de cor, já que o corante beterraba resulta em produto mais rosado do que o tom amarronzado da carne cozida, dando impressão de artificialidade.

TABELA 5 - Teste sensorial

EXEMPLO 9: REDUÇÃO DE IMPACTOS AMBIENTAIS

[0093]. Agricultura e pecuária são, atualmente, responsáveis por 70% do consumo de água e 25% dos gases de efeito estufa emitidos pelas atividades humanas. A produção animal se destaca porque depende diretamente da produção agrícola e carrega em seu ciclo de vida todos os impactos ambientais por ela causados, como uso de terras férteis, produtos químicos (fertilizantes, adubos, inseticidas, etc), por exemplo. Ainda, contribui massivamente com emissão de metano, consumo de recursos hídricos, consumo de energia, poluição de corpos d’água, produção de efluentes líquidos e sólidos de difícil tratamento e disposição e degradação de solos. Agricultura e pecuária estão também intimamente relacionadas com desmatamento, porque sua produção é horizontalizada e a ampliação de áreas produtivas exigem o avanço sobre novos territórios.

[0094]. Gado, frango e porco são, atualmente, as fontes de proteína animal mais consumidas no mundo. No caso do gado, apenas 40-45% do seu peso é carne, dos quais 25% é proteína, em média. Um bovino é abatido após 24 meses e ocupa aproximadamente 15m² de área quando confinado. Considerando um animal abatido com 650kg (média em 2021 ), ele vai ter produzido apenas 0,006kg de proteína/dia/m². A pegada hídrica da produção de carne bovina é estimada em 10,5m³por kg de carne, ou 42m³ por kg de proteína.

[0095]. Com a produtividade obtida pelo processo descrito neste documento podemos obter 12g de biomassa seca de micélio por m³ de meio de cultivo. A biomassa resultante possui 48% de teor proteico em base seca e é gerada em 24 horas, o que representa 5,76kg de proteína por dia a cada m³ de meio de cultivo. Considerando um biorreator de volume útil de 10m³ com relação altura/diâmetro igual a 3, podemos atingir uma produtividade proteica de aproximadamente 58,5kg de proteína/dia/m², ou quase .OOOx maior do que a produtividade da carne bovina. Em relação à pegada hídrica estimamos que esta tecnologia vai utilizar pelo menos 10, 5x menos água (cálculo que pode ser ainda menor se considerar o uso de efluentes industriais como parte do meio de cultivo).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. BIOMASSA MICELIAL com alta propriedade nutricional CARACTERIZADA POR compreender uma massa de fungo filamentoso sem aditivos químicos sendo o fungo filamentoso selecionado do grupo constituído por: Pleurotus ostreatus, Ganoderma lucidum, Rhizopus oligosporus, Rhizopus microsporus var, oligosporus, Rhizopus oryzae.

2. BIOMASSA MICELIAL, de acordo com a reivindicação 1 , CARACTERIZADA POR o fungo filamentoso ser o Rhizopus oligospourus.

3. A BIOMASSA MICELIAL, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADA POR conter 1 % a 8 % de fibra, de 60 a 90 kcal e menos de 1 g de gordura por 80 g da biomassa e alto teor proteico, contendo, em média, 10,5 g de proteína para cada 78 Kcal.

4. A BIOMASSA MICELIAL, de acordo com as reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA POR compreender, em média,: Ácido Aspártico 0,70 %; Ácido Glutâmico 0,86 %; Serina 0,30 %; Glicina 0,40 %; Histidina 0,22 %; Taurina <0,01 (LQ) %; Arginina 0,42 %; Treonina 0,33 %; Alanina 0,46 %; Prolina 0,24 %; Tirosina 0,29 %; Valina 0,44 %; Metionina 0,10 %; Cistina 0,07 %; Isoleucina 0,38 %; Leucina 0,53 %; Fenilalanina 0,32 %; Lisina 0,74 %; Hidroxiprolina <0,01 (LQ) %; Soma dos Aminoácidos Totais 6,81 % e Carboidratos 7 g/100 g; sendo o valor Energético 78,12 KCal/100 g; Umidade e Voláteis 78,11 %; Proteína Bruta 10,46 %; Extrato Etéreo 0,92 %; Fibra Alimentar 2,09 g/100 g; Fibra Alimentar Insolúvel 2,09 g/100 g; Fibra Alimentar Solúvel <0,10 g/100 g; Matéria Mineral 1 ,42 %.

5. PROCESSO DE PRODUÇÃO da biomassa conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4 CARACTERIZADO POR compreender as etapas de:

(a) Crescimento do fungo em meio sólido;

(b) Pré-inóculo;

(c) Fermentação em biorreator;

(d) Filtração da massa de fungo filamentoso;

(e) Lavagem / enxague da massa;

(f) Inativação do fungo; e

(g) secagem.

6. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR na etapa de crescimento em meio sólido o fungo é inoculado em meio de BDA “Batata Dextose Agar” em tubos de ágar e mantido inclinado por 4 a 10 dias em temperatura de 25 a 39°C.

7. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR o fungo utilizado é um fungo filamentoso selecionado do grupo constituído de Pleurotus ostreatus, Ganoderma lucidum, Rhizopus oligosporus, Rhizopus microsporus var, oligosporus, Rhizopus oryzae, Neurospora intermedia, Neurospora glabra.

8. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR o meio de cultura líquido compreender amido de milho, extrato de levedura, extrato de malte, levedura residual de cervejaria, nitrato de amónio, sulfato de magnésio, fosfato de potássio monobásico e/ou suas misturas.

9. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR a etapa de fermentação compreende: a preparação de uma suspensão do pré-inóculo na proporção de 2 a 10% do pré-inóculo para 90 a 98% de meio de cultivo fresco estéril; transferência da suspensão do pré-inóculo para o biorreator; ajuste da aeração para 0,5 a 3 VVM; manutenção da suspensão de pré-inóculo no biorreator pelo periodo de 24 a 48h sem necessidade de controle do pH.

10. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR na etapa de filtração a biomassa gerada na etapa anterior é separada do meio de fermentado por filtração simples usando material filtrante com porosidade de 5 a 17 mesh.

11. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR na etapa de enxague/lavagem a biomassa formada é enxaguada em água corrente até a neutralização do pH e retirada de todos os resíduos dos meios de cultura utilizados no processo.

12. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR na etapa de inativação do fungo, a biomassa é aquecida a 70^QC por 10 a 15 minutos.

13. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO POR a etapa de secagem ocorrer em bandejas, leito fluidizado ou leito de jorro, spray dryer, liofilização, natural (solar), secadores rotativos, túneis, esteiras, ciclones, avanço de roscas.

14. PROCESSO DE PRODUÇÃO, de acordo com as reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO POR a biomassa obtida é prensada e congelada ou congelada para posterior prensagem.

15. PRODUTO substituto parcial ou total de proteína animal, CARACTERIZADO POR compreender: 40 a 99% de biomassa micelial descrita nas reivindicações 1 a 4 em relação ao peso total do produto, 0 a 50% de carne e 1 a 10% de compostos adicionais em relação ao peso total do produto.

16. PRODUTO de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO POR o composto adicional ser selecionado do grupo constituído de goma de acácia, farinha de grão-de-bico, aromatizante, fibra de bambu, fibra de aveia, goma xantana, óleo de coco, óleo de milho ou qualquer outro óleo vegetal de sabor neutro, e/ou suas misturas.

17. USO da biomassa descrita nas reivindicações de 1 a 4, CARACTERIZADA POR se para preparar um produto alimentício substituto parcial ou total da proteína animal.

18. PROCESSO DE PRODUÇÃO DO PRODUTO conforme definido nas reivindicações 15 ou 16, CARACTERIZADO POR compreender as etapas de:

(a) Preparação da biomassa micelial conforme processo definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 14;

(b) Prensagem

(c) Adição dos componentes adicionais

(d) Aquecimento e

(e) Congelamento.

19. PROCESSO DE PRODUÇÃO DO PRODUTO, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO POR a etapa de adição dos componentes adicionais, a biomassa prensada é submersa em solução contendo o aromatizador, farinha de grão-de-bico e goma arábica até que o produto absorva 10% de seu peso da solução.