Estudo cinético da produção de exopolissacarídeo por Lasiodiplodia theobromae em biorreator agitado e aerado de baixo cisalhamento

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Tabuchi, Stéphanie Caroline Tavares
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioreactor; Biorreator; Exopolissacarídeo; Exopolysaccharide; Glicerol; Glycerol; Lasiodiplodia theobromae
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97132/tde-07082018-152858/

Os polissacarídeos possuem diversas aplicações industriais devido a sua ampla variedade de propriedades físico-químicas. Além desses empregos tradicionais, pesquisas mais recentes estão impulsionando o uso de polissacarídeos para novas aplicações, principalmente na área de terapia farmacêutica. Com o objetivo de ampliar a produção industrial de polissacarídeos microbianos, pesquisas têm se concentrado nos exopolissacarídeos (EPS), que apresentam produtividade elevada e processos de extração e purificação mais simples quando comparados aos polímeros tradicionais. A lasiodiplodana, uma ?-(1->6)-D-glucana, é um EPS produzido por Lasiodiplodia theobromae, um fungo filamentoso característico de regiões tropicais e patógeno de mais de 500 espécies vegetais. Na produção de EPS observa-se que, como resultado do crescimento e da produção do biopolímero, o meio de cultivo torna-se mais viscoso, tornando difícil a manutenção da homogeneidade no biorreator e, consequentemente, prejudicando a transferência de massa e oxigênio no meio. Nos cultivos em que ocorrem mudanças na reologia do meio e nos quais são utilizados fungos filamentosos, sensíveis ao cisalhamento, o uso de biorreatores convencionais, como o Stirred Tank Reactor (STR) e o Airlift, não é adequado. Nesse contexto, no presente estudo tem-se como objetivo estudar a cinética de crescimento, consumo de substrato e produção de EPS pelo fungo filamentoso Lasiodiplodia theobromae, a partir de glicose e de glicerol, no Biorreator Agitado e Aerado de Baixo Cisalhamento (BAABC) e compará-lo com o STR. No estudo inicial, realizado em frascos agitados, a maior produção de EPS (6,49 ± 0,03 g/L) foi alcançada pelo ensaio G, que continha a maior concentração glicose testada (50 g/L) e a menor concentração de extrato de levedura (3 g/L). Quando se utilizou glicerol como fonte de carbono, a maior produção de EPS (3,39 ± 0,06 g/L) foi observada no Ensaio O, que continha 30 g/L de glicerol e a maior concentração de fonte de nitrogênio testada (12 g/L de extrato de levedura). Nos ensaios em biorreatores, quando utilizou-se glicose como fonte de carbono observou-se que o BAABC com controle de temperatura proporcionou uma produção de 3,17 ± 0,16 g/L de EPS, concentração inferior à obtida em frascos, porém bastante superior à obtida no biorreator STR (0,70 ± 0,12 g/L). Para os meios contendo glicerol, o biorreator STR proporcionou uma produção de EPS de 3,02 ± 0,19 g/L, enquanto no BAABC a concentração de EPS obtida foi muito menor (1,45 ± 0,25 g/L). Analisando-se, porém, a concentração máxima de biomassa obtida (28,86 ± 1,46 g/L) bem como os parâmetros cinéticos relacionados (YX/S e QX), nota-se que a produção de biomassa foi muito superior e mais eficiente no BAABC. Apesar das diferenças morfológicas visualmente observadas e confirmadas por meio de microscopia óptica nos EPS obtidos a partir de glicose e de glicerol, as análises de Difração de raios-X e Espectroscopia de absorção na região do infravermelho com Transformada de Fourier permitiram evidenciar a similaridade estrutural entre ambos os EPS.