Produção de protease por Bacillus firmus via batelada alimentada utilizando-se perfis constante e exponencial de alimentação - COSTA, Claudemir Santos da (2005)
O gênero Bacillus é utilizado extensivamente na produção industrial de enzimas. B. firmus produz uma protease alcalina compatível para ser usada como um aditivo em detergentes. Como em outros Bacilli, a protease é sintetizada em B. firmus em resposta à exaustão de nutrientes. Os objetivos deste trabalho foram testar a instrumentação e software de controle, desenvolvidos no Laboratório de Processos Biotecnológicos, e investigar a produção de protease por B. firmus via batelada alimentada com perfis constante e exponencial de alimentação. Os cultivos foram realizados em um biorreator com 4 litros de volume de trabalho, utilizando-se meio de cultura com glicose e uréia como fontes de carbono/energia e nitrogênio, respectivamente. Uma regulação em malha aberta, pré-definida, controlada por microcomputador, foi utilizada para implementar o ponto de referência da taxa de alimentação. O microcomputador foi conectado a uma bomba peristáltica através de uma interface digital/analógica de 8 bits, e a linguagem de programação utilizada foi Visual Basic 5. Após uma fase inicial de crescimento em batelada, uma solução altamente concentrada de glicose foi usada para alimentar o biorreator, de forma que a variação de volume foi desconsiderada. Durante a batelada alimentada com perfil constante de alimentação, a velocidade específica de crescimento, μ, variou na faixa de 0,25-0,01 h-1. A velocidade específica de produção de protease apresentou um valor máximo em μ entre 0,1 e 0,15 h-1, e a produção parou em μ igual a 0,05 h-1. Parâmetros cinéticos foram obtidos através destes resultados, e, para se maximizar a produção de protease, um perfil exponencial de alimentação foi estimado. Batelada alimentada exponencial foi, então, realizada através da implementação do perfil estimado. Apesar do crescimento do microrganismo seguir um perfil exponencial, como previsto pelo modelo, com valor de μ constante, próximo ao planejado (0,1 e 0,15 h-1), a produção de protease não foi otimizada. Uma terceira estratégia de cultivo foi realizada, desta vez, com a implementação de cinco vazões constantes de alimentação em degraus, para garantir a manutenção de μ numa faixa supostamente ideal para produção (0,2 a 0,1 h-1), porém a otimização não foi observada. A produção foi maior nos cultivos em perfil constante que nos cultivos sob perfil exponencial ou com diferentes perfis constantes