Analysis of the ability of Bacillus spp. to produce γ-polyglutamic acid in different conditions of cultivation using soybeans as substrate
Year: 2020
Type: dissertation
Abstract: O ácido gama-poliglutâmico (γ-PGA) recebeu considerável atenção em aplicações ambientais. Dentre os métodos de produção deste biopolímero a fermentação microbiana é a mais vantajosa economicamente. O objetivo deste trabalho é aumentar a produção de γ PGA utilizando soja como substrato. Neste estudo o γ-PGA foi produzido a partir de processos de fermentação utilizando Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis inoculados em diferentes substratos. O caldo E foi utilizado para fermentação submersa (FS) e soja para fermentação em estado sólido (FES). Na fermentação submersa, o crescimento dos microrganismos em diferentes meios de cultivo e os mecanismos de produção de γ-PGA foram avaliados. Para a produção de γ-PGA em estado sólido, a concentração de proteínas dos cultivares de soja BRS 232, BRS 360 RR, BRS 1001 IPRO das safras de 2015 e 2016 e a modificação da estrutura física dos grãos de soja foram avaliados. O delineamento composto central rotacional (DCCR) foi utilizado para maximizar a produção em FES, avaliando quatro fatores (umidade, inóculo, substrato e temperatura). Os meios de cultura influenciaram na velocidade específica de crescimento de B. subtilis e B. licheniformis e o caldo nutriente foi mais vantajoso para a preparação do inóculo, pois intensificou a produção de γ-PGA em FS. A avaliação da eficiência de microrganismos do gênero Bacillus na produção de ácido γ PGA em FS indicou que B. licheniformis em cultivo isolado produziu um volume maior do biopolímero que B. subtilis. A maior produção de ácido γ-PGA por B. licheniformis foi de 398,1 mg L-1. Verificou-se que B. licheniformis é uma bactéria independente do ácido L-glutâmico para a produção de ácido γ-PGA. A composição centesimal dos cultivares da safra 2016 continha uma quantidade maior de proteínas, levando a um maior rendimento de biopolímero. A pluviosidade no período de cultivo teve maior influência na determinação do teor de proteínas nos grãos de soja, que a variação genética. Todos os cultivos da safra 2016 apresentam um grande potencial como substrato para a produção de γ-PGA. O cultivar BRS 1001 IPRO, da safra 2016, apresentou a maior produção, ou seja, 1177,2 mg L-1 de γ-PGA. Este cultivar foi submetida a diferentes níveis de cominuição (fina, média e grossa). Grãos cominuídos na fração grossa aumentaram a produção de γ-PGA para 2721,5 mg L-1. A fração grossa disponibilizou os nutrientes internos dos grãos para fermentação e sua granulometria possibilitou maior aeração. Os fatores significativos (p<0,05) para maximização da produção de γ-PGA foram o teor inicial de umidade e volume do inóculo, resultando na produção de 4400,8 mg L-1 de biopolímero.
Language: Portuguese
Subfield: Applied Microbiology and Biotechnology
Field: Immunology and Microbiology
Domain: Life Sciences
SDG: Zero hunger
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7120465646