Produção de substâncias poliméricas extracelulares a partir de bactérias diazotróficas utilizando melaço de soja
Autor: Joice Miliane de Oliveira (Currículo Lattes)
Resumo
Devido à ampla diversidade de estruturas e propriedades físicas, as substâncias poliméricas extracelulares (SPE) microbianas possuem muitas aplicações em indústrias de alimentos, têxtil, farmacêutica, cosmética, entre outras. Dentre as bactérias, as pertencentes à família Rhizobiaceae apresentam potencial para a produção de SPE. Por outro lado, o melaço de soja, principal subproduto da produção de concentrados proteicos de soja, apresenta-se como um substrato alternativo para processos biotecnológicos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal a utilização de melaço de soja como principal fonte de carbono para a obtenção de SPE a partir de bactérias diazotróficas, bem como a utilização de estratégias visando aumentar sua produção e caracterizar os biopolímeros formados. As bactérias testadas foram Rhizobium hautlense SEMIA 6450, Mesorhizobium sp. SEMIA 816 e Ensifer meliloti SEMIA 135. Primeiramente avaliamos o potencial biotecnológico do melaço de soja como fonte de carbono para o cultivo das diferentes bactérias diazotróficas para a produção de SPE. A produção de SPE foi maior com meio à base de melaço de soja do que com meio padrão (manitol) para todos os micro-organismos estudados, atingindo 4,47±0,28 g L-1 (R. hautlense SEMIA 6450), 4,12±0,12 g L -1 (E. meliloti SEMIA 135) e 3,76±0,16 g L -1 (Mesorhizobium sp. SEMIA 816). Os biopolímeros foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, mostrando grupos funcionais típicos encontrados em polissacarídeos rizobianos. Além disso, as suspensões aquosas de SPE (1,0% m v-1) apresentaram comportamento reológico característico de um fluido pseudoplástico, e todas as suspensões foram capazes de formar e estabilizar sistemas de emulsão com n-hexano como fase dispersa, sugerindo que esses biopolímeros podem apresentar diferentes aplicações tecnológicas. Além disso, as amostras de SPE foram caracterizadas quanto às suas propriedades térmicas, apresentando estabilidade em altas temperaturas. A partir destes dados apresentamos um estudo pioneiro sobre a aplicação de diodos emissores de luz (LED) azul e surfactantes no cultivo submerso da bactéria diazotrófica E. meliloti SEMIA 135. Primeiramente, o LED azul foi aplicado ao longo das 96 h de cultivo, o que promoveu maior concentração de biomassa e uma maior velocidade específica máxima de crescimento em relação ao cultivo sem iluminação. No entanto, não foi observada influência da intensidade da luz azul na produção de SPE. Assim, uma nova estratégia foi proposta, consistindo na aplicação do LED azul apenas até as primeiras 24 h de cultivo (fase exponencial). Nessa condição, as culturas expostas a 50 µmol m-2s-1 apresentaram produção máxima de SPE (4,79 g L-1) em 72 h, enquanto o controle (sem iluminação) apresentou 3,17 g L-1 em 96 h. Por fim, os efeitos da suplementação do cultivo com dois surfactantes foram avaliados: Triton X100 e Tween 80 em diferentes concentrações (1 e 5 g L-1). Foi observado um efeito inibitório na produção de SPE, ao passo que foi verificado um aumento na concentração de biomassa. Esses resultados mostraram que diferentes estratégias de cultivo podem melhorar a síntese de SPE com potenciais aplicações como espessantes, estabilizantes ou emulsionantes, bem como a produção de biomassa destinando o seu uso como inoculantes agrícolas, tendo como vantagens uma alta produtividade associada à produção ecologicamente correta.