Producción de biomasa de levadura con potencial para el control biológico: estrategias de proceso para aumentar el rendimiento

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i4.3057

Palabras clave:

biocontrol; biomasa microbiana; fermentación; bioprocesos industriales

Resumen

La calidad de los productos vegetales está directamente relacionada con las técnicas utilizadas en el campo, para garantizar productos sanos y seguros para la salud. En este contexto, el uso de levaduras con potencial para el control biológico demostró ser una alternativa prometedora para garantizar la seguridad de estos alimentos. Los procesos de fermentación se han utilizado para promover el desarrollo de muchos productos, incluida la producción de biomasa de levadura. El objetivo de este trabajo fue verificar la influencia de la velocidad de aireación y el proceso por lotes alimentado en la producción de biomasa de levadura. Una cepa de levadura con potencial de control biológico, perteneciente a la colección de cultivos semiáridos de Embrapa, se sometió a un cultivo por lotes simple y se alimentó con diferentes tasas de aireación (3, 4, 6 y 8 L.ar/min) y concentración de fuente de carbono en el medio de alimentación (200, 400 y 600 g / L). La mayor biomasa (6,99 g / L) después de 24 horas de fermentación se observó en el experimento que utilizó una tasa de aireación de 8 L.ar/min. Con respecto a la concentración de la fuente de carbono en el medio de alimentación, se encontró que la concentración de 200 g / L favoreció una mayor biomasa total (11.21 g / L) y redujo la producción de etanol (0.65 g / L ), mientras que la concentración de 600 g / L favoreció una menor producción de biomasa (7.90 g / L) y una mayor producción de etanol (9.26 g / L). Por lo tanto, se descubrió que la velocidad de aireación y el proceso por lotes alimentado favorecen la estrategia de fermentación, ya que contribuyen a la producción de biomasa de levadura y al rendimiento general del proceso.

Biografía del autor/a

Ana Paula Colares de Andrade, Universidade Federal do Ceará

Departamento de Engenharia de Alimentos

Helder Levi da Silva, Universidade Federal do Ceará

Departamento de Engenharia Química

Citas

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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Publicado

20/03/2020

Cómo citar

ANDRADE, A. P. C. de; SILVA, H. L. da; PINTO, G. A. S. Producción de biomasa de levadura con potencial para el control biológico: estrategias de proceso para aumentar el rendimiento. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 4, p. e169943057, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i4.3057. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/3057. Acesso em: 22 nov. 2024.

Número

Sección

Ciencias Agrarias y Biológicas