Estratégias de cultivo para produção de biomassa e promotores de crescimento por Herbaspirillum seropedicae BR-11417

Abstract

A bactéria Herbaspirillum seropedicae é estabelecida como sendo diazotrófica fixadora de nitrogênio, gram-negativa, vibrióide, membro da classe β das proteobactérias, apresentando a capacidade de produção de fitohormônios promotores do crescimento em plantas. Este trabalho apresentou como objetivos aprimorar o processo fermentativo de produção de H. seropedicae, buscando a máxima produção de células e compostos indólicos, com redução de custos do processo. Realizou-se a otimização do meio de cultura Dextrose Yeast Glucose Sucrose modificado – DYGS – através de ensaios fermentativos em shaker. Substituíram-se as fontes de carbono originais e aperfeiçoaram-se as concentrações dos demais componentes através da matriz experimental 2² obtida através do Delineamento Composto Central Rotacional – DCCR. Obteve-se um meio de cultura simplificado, composto por glicerol (5,5 g L-1), extrato de levedura (2,8 g L-1), MgSO4·7H2O (0,5 g L-1) e K2HPO4 (0,5 g L-1) que se apresentou 49,8 % mais barato e com capacidade de produção de células 87,5 % maior quando comparado ao meio DYGS. Através da DCCR (2³) aprimorou-se também as condições operacionais de biorreator, obtendo-se a melhor condição de cultivo a temperatura de 35 ºC, aeração de 3 LPM e agitação de 180 RPM. Nestas condições, com o meio de cultura otimizado, obteve-se a produção celular máxima de X = 3,23 g L-1 e de produto metabólico máximo de P = 9,02 mg L-1. Testou-se um meio de cultura com concentrações de glicerol e de extrato de levedura aumentadas para 8,0 g L-1 e 4,0 g L-1, respectivamente, sendo observada uma produção celular máxima de X = 4,18 g L-1 e de produto metabólico máximo de P = 11,74 mg L-1. Avaliou-se através de simulação computacional, o modelo matemático mais adequado para descrever o comportamento dinâmico das principais variáveis das fermentações em biorreator. Contudo, observou-se uma alta dificuldade em descrever adequadamente os perfis de todas as variáveis avaliadas, provavelmente devido às características específicas deste processo fermentativo e à necessidade de um modelo que leve em consideração parâmetros de limitações e inibições causadas pelo substrato e produto.