Estratégias de cultivo para o aumento da produção de exopolissacarídeos por Ensifer meliloti em meio com melaço de soja

Autor: Rui dos Santos Ferreira Filho

O presente estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da composição do meio e do modo de cultivo na produção de exopolissacarídeos (EPS) pela bactéria Ensifer meliloti SEMIA 135, utilizando melaço de soja como fonte de nutrientes, enfatizando a importância da utilização de substratos de baixo custo como os coprodutos agroindustriais para atingir uma produção eficiente de EPS. A bactéria foi cultivada em frascos agitados utilizando diferentes meios, variando a concentração de melaço (30 a 50 g L-1) e a presença ou não de extrato de levedura e sais minerais, bem como nas formas de operação em batelada simples e alimentada. Foram realizados cultivos em biorreator de bancada de 5 L utilizando diferentes condições de agitação, em batelada simples e alimentada, determinando a produção de EPS e biomassa. Como resultado, comprovou-se que a utilização de extrato de levedura é dispensável, sendo possível utilizar um meio contendo somente melaço de soja (30 g/L) acrescido de solução salina, enquanto concentração mais elevada de melaço resultou em redução da produção. A batelada alimentada em frascos agitados apresentou uma produção mais elevada de EPS (9,08 ± 0,25 g/L) em comparação à batelada simples (7,67 ± 0,40 g/L). As melhores condições de agitação e aeração para produção de EPS em biorreator de bancada foram 200 rpm e 1,25 vvm, respectivamente, correspondendo a um kLa de 17,5 h^-1. A operação em batelada alimentada no biorreator proporcionou a maior produção de EPS do estudo (14,4 g/L), em comparação com 8,61 g/L na batelada simples, confirmando que essa estratégia pode ser uma alternativa promissora para a produção de EPS a partir de bactérias diazotróficas. O EPS apresentou massa molar ponderal média de 9,266 x 10^7 Da, com baixo índice de polidispersão (3,330), grupos funcionais característicos de EPS rizobianos e caráter polianiônico (potencial zeta de -36,03 mV em pH 7). O EPS apresentou comportamento reológico seguindo o modelo de HerschelBulkley, com redução da viscosidade aparente com o aumento do pH, bem como alta estabilidade térmica, com temperatura de fusão de 203 °C. A caracterização do biopolímero confirmou sua potencialidade como biomaterial para aplicações industriais, sendo uma opção atraente para diversos usos.

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