Produção de exopolissacarídeos por rizóbios em meios de cultivo com coprodutos lácteos
Autor: Carolina Herrera González (Currículo Lattes)
Resumo
Os exopolissacarídeos (EPS) são biopolímeros sintetizados por micro-organismos, apresentam ampla variedade de combinações estruturais que dão origem a diferentes propriedades (alta viscosidade, capacidade de gelificação, emulsificação e atividade antioxidante) e, assim, possibilidades de aplicação, sendo os rizóbios bactérias sintetizadoras destas macromoléculas. A síntese dos EPS por rizóbios envolve o uso de uma fonte de carbono no meio de cultivo, normalmente são utilizados açúcares como sacarose ou glicose, representando altos custos, motivando assim a exploração de outras fontes como coprodutos ou resíduos das indústrias. No presente estudo, a produção e as características de EPS sintetizados por bactérias da família Rhizobiaceae foram investigadas utilizando meios contendo permeado de soro e colostro bovinos como fonte de carbono e nitrogênio, respectivamente. Os meios utilizados foram Yeast Manitol Agar (YMA) com razão C/N de 96,5 como meio de comparação, meio a base de permeado de soro (P) e meio com permeado de soro e colostro (PC), ambos com razão C/N de 20. Os cultivos bacterianos foram realizados em frascos agitados a 30 °C e 200 rpm por 96 h, avaliando a biomassa, pH e produção final de EPS. Os EPS foram recuperados por precipitação alcoólica, dialisados e liofilizados para caracterizá-los. Posteriormente foram selecionados os EPS provenientes dos cultivos mais promissores em produção e comportamento reológico, sendo caracterizados quanto à viscosidade aparente em soluções salinas de NaCl e KCl, massa molar, espectroscopia de infravermelho (FT-IR) para verificação de grupamentos funcionais, potencial zeta e propriedades térmicas por Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). As maiores produções foram apresentadas pelas bactérias Mesorhizobium sp. Semia 816 e Mesorhizobium huakuii Semia 6454 no meio P, com 4,86 ± 0,19 g L-1 e 6,15 ± 0,29 g L-1, respectivamente, seguidas pelas produções destas mesmas bactérias no meio YMA. O emprego do meio PC resultou em baixa produção de EPS e soluções com baixa viscosidade. No cultivo com emprego do meio YMA, todas as soluções estudadas apresentaram comportamento pseudoplástico, obtendo-se as mais altas viscosidades aparentes para as soluções de EPS de Mesorhizobium sp. Semia 816 e M. huakuii Semia 6454. Apesar destas bactérias produzirem maiores quantidades dos biopolímeros no meio P, apresentaram menor viscosidade quando comparadas com o meio YMA, porém mantiveram o comportamento pseudoplástico. Os biopolímeros obtidos a partir de Mesorhizobium sp. Semia 816 e M. huakuii Semia 6454 cultivados em meio P, denominados respectivamente EPS-PM816 e EPS-PM6454, foram caracterizados como macromoléculas de alta massa molar, de alta estabilidade térmica em possíveis condições de aplicação e com altos valores de potencial eletrostático. Além disso, os espectros de FT-IR detectaram a presença de grupos funcionais característicos destas biomoléculas. A viscosidade aparente das soluções salinas de NaCl e KCl 0,1 mol L-1 e 1 mol L-1 com 1% (m v-1) de EPS demostrou uma diminuição em relação à solução aquosa sem adição de sais, sendo mais marcante no caso das soluções do EPS-PM6454 (55-60%) e menos pronunciada no caso de EPS-PM816 (12-24%), porém não afetando o comportamento pseudoplástico. Desta forma, os resultados observados neste estudo indicam o potencial de uso do permeado de soro na área biotecnológica, para ser metabolizado por rizóbios na síntese de biopolímeros com características e propriedades de interesse industrial.