ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia
TÍTULO: PERFIL FERMENTATIVO DO FUNGO Lasiodiplodia theobromae NA PRODUÇÃO DE EXOPOLISSACARÍDEO
AUTORES: IVANOV, R.C (UTFPR) ; CUNHA, M.A. (UTFPR) ; BARROSO, R.R. (UTFPR)
RESUMO: RESUMO:O objetivo do trabalho foi avaliar a performance fermentativa do fungo L. theobromae na produção de um novo exopolissacarídeo (EPS) em biorreator. Foram realizados ensaios fermentativos em biorreator de bancada. As condições de cultivo foram: temperatura de 28ºC, fluxo de ar de 0,8vvm, velocidade de agitação de 100rpm, pH inicial de 6,0 e glicose como fonte de carbono. O fungo foi hábil em produzir EPS a partir da glicose e houve grande aumento de viscosidade do caldo de cultivo ao longo do processo, tal comportamento sugere a capacidade de espessamento de sistemas aquosos pelo biopolímero obtido. A máxima concentração de EPS (4,28g/L) foi verificada após 72horas de cultivo com consume de 99% da fonte de carbono, rendimento em EPS de 0,17g/g e produtividade volumétrica de 0,059g/Lh.
PALAVRAS CHAVES: exopolissacarídeo, l. theobromae, biopolímero
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Biopolímeros são materiais poliméricos classificados estruturalmente como polissacarídeos. Apresentam-se como uma alternativa às gomas tradicionais, com um visível interesse por suas propriedades reológicas, sendo utilizados amplamente nas indústrias química, farmacêutica e de alimentos, algumas dessas aplicações incluem o uso como emulsificantes, estabilizantes, gelificante, coagulante, lubrificante, agentes formadores de filmes, espessantes e agentes de suspensão .
Novos polissacarídeos microbianos vêm sendo estudados por diversos grupos de pesquisas, o que demonstra a importância tecnológica desses. Sendo assim é de grande importância e estratégico para o Brasil, o estudo de novos organismos vivos que possam produzir produtos que venham a contribuir para o desenvolvimento econômico e social. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo estudar a produção de um novo exopolissacarídeo produzido por um fungo nativo.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: Microrganismo e preparo do Inóculo: Foi utilizado o fungo Lasiodiplodia theobromae isolado de Pinha (Annona squamosa). O fungo foi mantido em meio BDA a 4ºC e o inóculo foi preparado conforme descrito por Steluti (2004).
Ensaios Fermentativos Conduzidos em Biorreator de Bancada
Foram conduzidas fermentações em sistema descontínuo em biorreator de bancada (Biostat B, B. Braun Biotech, Alemanha). O biorreator foi carregado com 1000 mL de meio de cultivo constituído de glicose (20 g/L), extrato de levedura (2 g/L), K2HPO4 (2 g/L) e MgSO4.7H2O (2 g/L). O pH inicial foi ajustado para 6,0 com solução molar de HCl. Foi empregado um volume de 50 mL de inóculo padronizado e as condições de cultivo foram: temperatura de 28 ºC, fluxo de ar de 0,8 vvm e velocidade de agitação de 100 rpm. Amostras foram tomadas a cada 24 horas.
Determinações Analíticas
As concentrações de açúcar residual foram estimadas como açucares redutores pelo método Somogyi-Nelson. O Exopolissacarídeo biossintetizado foi separado da biomassa por centrifugação (30 min, 3500 rpm), recuperado do caldo fermentado por precipitação com 4 volumes de etanol absoluto (overnight a 4 ºC) e quantificado gravimetricamente após secagem a 70 ºC. A biomassa micelial foi lavada com água destilada, seca a 70 ºC até massa constante e quantificada em balança analítica . O pH foi acompanhado ao longo dos cultivos através de medidor de pH acoplado ao biorreator.
Foram determinados os parâmetros cinéticos de processo: fator de conversão de substrato em EPS (YP/S), produtividade volumétrica em biopolímero (QP), taxa global de consumo de substrato (QS) e percentual de consumo do substrato (YC).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO:A figura 1 mostra o perfil fermentativo do fungo L. theobromae em relação ao consumo do substrato glicose e produção de exopolissacarídeo. A glicose foi consumida ao longo do processo, sendo observado consumo de 97% do substrato ao final de 72horas de cultivo. A máxima produção de EPS (4,32g/L) foi observada em 48horas de cultivo, quando 83% da glicose já havia sido consumida. A concentração de EPS no caldo fermentado permaneceu constante até 72horas (4,3g/L). A estagnação na biosíntese do EPS pelo fungo pode estar relacionada com a concentração de oxigênio dissolvido no meio. Uma baixa disponibilidade de oxigênio para as células pode ocorrer em função da alta viscosidade do sistema. De fato, uma alta viscosidade do meio de fermentação foi observada no caldo de cultivo após 24horas de cultivo e se intensificando em 48horas. De acordo com Sutherland (1998), comumente a síntese de biopolímeros ocorre somente quando o microrganismo é cultivado aerobicamente, e é usualmente sob condições de não limitação de oxigênio que um polímero com alto peso molecular é produzido.
Conforme pode ser verificado na tabela 1, no final do processo fermentativo foi verificada produção de biomassa micelial de 5, 8g/L, rendimento em EPS de 0,17g/g, produtividade volumétrica em EPS de 0,06g/Lh e uma taxa de consumo de substrato de 0,27g/Lh. Tais parâmetros de processo demonstram que o fungo foi hábil em produzir exopolissacarídeo a partir de um meio de cultivo com glicose como única fonte de carbono. No entanto, através da otimização de condições de cultivo tais parâmetros provavelmente podem ser melhorados, sendo provavelmente possível à obtenção de melhores taxas de conversão de substrato em exopolímero, bem como melhores produtividades.
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: O fungo Lasiodiplodia theobromae foi hábil em produzir exopolisacarídeo e um significativo aumento da viscosidade do caldo de cultivo foi observado durante o processo fermentativo sugerindo que o exopolímero biosintetizado possui capacidade de espessamento de sistemas aquosos. Tal característica é bastante relevante, visto que alguns EPSs fúngicos podem ser empregados como agentes espessantes e gelificantes em sistemas alimentares. A máxima produção de EPS foi de 5,8 g/L, observada após 72 horas de cultivo.
AGRADECIMENTOS: Os pesquisadores agradecem ao CNPq pela concessão de bolsa de Iniciação Científica e ao suporte financeiro a projeto de pesquisa (processo 481146/2007-5).
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