Produção de biomassa de levedura com potencial para controle biológico: estratégias de processo para aumentar o rendimento

Autores

DOI:

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

Palavras-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.

Biografia do Autor

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

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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Publicado

20/03/2020

Como Citar

ANDRADE, A. P. C. de; SILVA, H. L. da; PINTO, G. A. S. Produção de biomassa de levedura com potencial para controle biológico: estratégias de processo para aumentar o rendimento. 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.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas