Produção de biomassa de levedura com potencial para controle biológico: estratégias de processo para aumentar o rendimento
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i4.3057Palavras-chave:
biocontrole, biomassa microbiana, fermentação, bioprocesso industrial.Resumo
A qualidade dos produtos vegetais está diretamente ligada às técnicas empregadas no campo, a fim de garantir produtos seguros e saudáveis à saúde. Nesse contexto, o uso de leveduras com potencial para controle biológico provou ser uma alternativa promissora para garantir a segurança desses alimentos. Os processos de fermentação têm sido utilizados para promover o desenvolvimento de muitos produtos, incluindo a produção de biomassa de levedura. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência da taxa de aeração e do processo de batelada alimentada na produção de biomassa de levedura. Uma estirpe de levedura com potencial de controle biológico, pertencente à coleção de culturas do Semi-Árido da Embrapa, foi submetida a cultivos em batelada simples e alimentada com diferentes taxas de aeração (3, 4, 6 e 8 L.ar/min) e concentração de fonte de carbono no meio de alimentação (200, 400 e 600 g/L). A maior biomassa (6,99 g/L) após 24 horas de fermentação foi observada no experimento que utilizou a taxa de aeração de 8 L.ar/min. Em relação à concentração da fonte de carbono no meio de alimentação, verificou-se que a concentração de 200 g/L favoreceu uma maior biomassa total (11,21 g/L) e reduziu a produção de etanol (0,65 g/L), já a concentração de 600 g/L favoreceu uma menor produção de biomassa (7,90 g/L) e uma maior produção de etanol (9,26 g/L). Dessa forma, constatou-se que a taxa de aeração e o processo de batelada alimentada favorecem a estratégia de fermentação, pois contribuem para a produção de biomassa de levedura e o rendimento geral do processo.
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Referências
Aiba. S.; Humphrey. A.E.; Millis. N. 1973. Biochemical Engineering. 2nd edition. Academic Press. Inc.. 434 p.
Agrano A. G. 1996. A process for producing a biomass of yeast and lactic bacteria. Process Biochemistry. vol. 31. n.4.
Atasoy. I.; Yuceer. M.; Berber. R. 2013. Optimisation of Operating Conditions in Fed-Batch Baker’s Yeast Fermentation. Chemical and Process Engineering. vol.34. n.1. p.175-186.
Bailey. J. E.; Ollis. D. F. 1986. Biochemical Engineering Fundamentals. 2. Ed. New York: McGraw-Hill. 984p.
Bendo. M. I.; Viecelli. C. A. 2009. Controle biológico de Rhizopus nigricans em pós-colheita de morango pela utilização da levedura Saccharomyces cerevisiae em leite in natura. Cascavel. v.2. n.3. p.23-35.
Campos. T. C. M.; Cruz. A. J. G. Controle da vazão de alimentação de glicose em cultivo da levedura de panificação (S. cerevisiae) com vistas a minimizar a formação de etanol. Disponível em: www.enq.ufsc.br/eventos/sinaferm/trabalhos_completos/t142.doc. Acesso em 01.06.2013.
Chang. Y. H.; Chan. K. S.; Hsu. C. L.; Chuang. L. T.; Chen. C. Y.; Huang. F.Y.; Jang. H. D. 2013. A comparative study on batch and fed-batch cultures of oleaginous yeast Cryptococcus sp. in glucose-based media and corncob hydrolysate for microbial oil production. Fuel. n.105. p.711–717.
Coelho. A. R..; Hoffmann. F. L.; Hirooka. E. Y. 2003. Biocontrole de doenças pós-colheita de frutas por leveduras. Semina: Ciências Agrárias. Londrina. v. 24. n. 2. p. 337-358. jul./dez.
Daramola. M.O.; Zampraka. L. 2008. Experimental study of the production of biomass by Sacharomyces cerevisiae in a fed batch fermentor. African Journal of Biotechnology, v. 7. n.8. p. 1107-1114.
Difco & Bbl Manual. 2009. Manual of Microbiological Culture Media. Second Edition. Disponível em: http://www.bd.com/ds/technicalCenter/misc/difcobblmanual_2nded_lowres.pdf. Acesso em: 12.05.2013
Fang. T. J.; Chiou. T. Y. 1996. Batch cultivation and astaxanthin production by a mutant of the red yeast. Phaffia rhodozyma NCHU-FS501. Journal of Industrial Microbiology. v. 16. n. 3. p. 175-181.
Ghaly. A. E.; Ei-Taweel. A. A. 1995. Effect of micro-aeration on the growth of Candida pseudotropicalis and production of ethanol during batch fermentation of cheese whey. Bioresource Technology, v. 52. p. 203-217.
Gouvea. A. 2007. Controle em campo e pós-colheita de doenças e metabolismo do morangueiro após tratamento com Saccharomyces cerevisiae. Tese. 85p. Universidade Federal do Paraná. Curitiba.
Johnson. E. A.; Lewis. M. J. 1979. Astaxanthin formation by the yeast Phaffia rhodozyma. Journal of Genetics and Microbiology, v. 115. p. 173-183.
Kim. Y.H.; Kang. S.W.; Lee. J. H.; Chang. H.I.; Yun. C.W.Y.; Paik. H.D.; Kang. C.W.; Kim. S.W. 2007. High cell density fermentation of Saccharomyces cerevisae JUL3 in fed-batch culture for the production of β-glucan. Journal of Industrial Engenieer Chemistry, v. 13. n.1. p.153-158.
Miller. G. L. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analitical Chemistry, v. 31. p. 426.
Miskiewicz. T.; Kasperski. A. 2000. A fuzzy logic controller to control nutrient dosage in a fed-batch baker´s yeast process. Biotechnology Letter, v.22, p.1685-1691.
Moriel. D. G. 2004. Otimização da produção de biomassa e astaxantina pela levedura Phaffia rhodozyma. utilizando processo descontínuo alimentado. Dissertação. 126p. Universidade Federal do Paraná. Curitiba.
Neves. L. C. M. 2003. Obtenção da enzima glicose 6-fosfato desidrogenase utilizando Saccharomyces cerevisiae W303-181. Dissertação. 80p. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Universidade de São Paulo. São Paulo.
Oliveira. C. G. R. 2006. Desenvolvimento de bioprocesso para a produção de biomassa de levedura (Sacharomyces cerevisae) rica em organoselênio. Dissertação. 77p. Universidade Federal do Paraná. Curitiba.
Reed G.; Peppler H.J. 1973. Yeast technology. Westport. 378p.
Reis. G. B. 2009. Simulação e controle do processo de produção de levedura. Dissertação. 91p. Universidade Federal de São Carlos. São Paulo.
Rodrigues. F.; Ludovico. P. Leão. C. 2006. Sugar metabolism in yeasts: an overview of aerobic and anaerobic glucose catabolism. Biodiversity and Ecophysiology of Yeasts: The Yeast Handbook. Chapter 6. p.101-121. Disponivel em: http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F3-540-30985-3_6#. Acesso em: 24.05.2013
Taccari. M.; Canonico. L.; Comitini. F.; Mannazzu. I.; Ciani. M. 2012. Screening of yeasts for growth on crude glycerol and optimization of biomass production. Bioresource Technology, v. 110. Pages 488-495.
Yamane. Y. I.; Higashida. k.; Nakashimada. Y.; Kakizono.T.; Nishio. N. 1997. Influence of oxygen and glucose on primary metabolism and astaxanthin production by Phaffia rhodozyma in batch and fed-batch cultures: kinetic and stoichiometric analysis. Applied Environmental Microbiogy, v. 63. n. 11. p. 4471-4478.
Win. S.S.; Impoolsup. A.; Noomhorm. A. 1996. Growth kinetics of Saccharomyces cerevisiae in batch and fed-batch cultivation using sugarcane molasses and glucose syrup from cassava starch. Journal of Industrial Microbiology, v.16. n.2. p.117-23.
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