Efeitos da velocidade de cisalhamento e transferência de oxigênio em biorreator convencional na produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Ribeiro, Renata Maria de Magalhães Gomes Pontes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: ácido clavulânico; taxa de cisalhamento; transferência de oxigênio; biorreator convencional; morfologia; kLa
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192657

Streptomyces clavuligerus é uma bactéria filamentosa, capaz de produzir ácido clavulânico (AC), um importante fármaco β-lactâmico. Sendo necessário o controle de parâmetros como pH, temperatura, homogeneização do caldo, adequada transferência de oxigênio e cisalhamento para melhora de processos biotecnológicos. Sabe-se que a partir da transferência de oxigênio e da velocidade média de cisalhamento imposta ao sistema nesses biorreatores, por meio do uso de maiores ou menores rotações dos impelidores, a produção de ácido clavulânico é afetada, pois essas variáveis influenciam no crescimento do microrganismo, na reologia e morfologia do microrganismo presente no caldo fermentativo e na formação e estabilidade da molécula de AC. No presente trabalho, foram realizados experimentos para determinação volumétrica de oxigênio com diferentes conformações para encontrar o melhor posicionamento dos impelidores. Com a melhor conformação, estudou- se a transferência de oxigênio com diferentes vazões e rotações de ar. Os resultados desses experimentos mostram que um sistema pode apresentar melhores ou piores resultados de transferência de oxigênio para o processo, dependendo da sua geometria. A variação na distância entre os impelidores aumentou em até 83% a transferência de oxigênio do biorreator. Foram realizados cultivos de Streptomyces clavuligerus em biorreator convencional com diferentes vazões, rotações e composição de gás para comparar os diversos efeitos sofridos na morfologia dos microrganismos, consumo de substrato, densidade ótica e reologia e produção de ácido clavulânico. Com diferentes rotações e aeração foi possível estudar a velocidade de cisalhamento e transferência de oxigênio independentemente, sendo capaz de saber como cada variável afeta a produção de ácido clavulânico. O aumento da transferência de oxigênio acelerou a produção do ácido clavulânico, mas não aumentou sua produção, os resultados obtidos evidenciam que a condição de cisalhamento é a grande responsável pelo aumento na produção do fármaco, pois ocorre a formação de hifas não ramificadas no caldo fermentativo, aumentando a produção do metabólito em até 45%.