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Produção biotecnológica de pediocina: otimização do rendimento e efeitos biológicos sobre células do sistema imune

Processo: 16/06284-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2016 - 31 de agosto de 2018
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Ricardo Pinheiro de Souza Oliveira
Beneficiário:Ricardo Pinheiro de Souza Oliveira
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesq. associados:Ana Carolina Ramos Moreno ; Patrick Jack Spencer
Assunto(s):Reatores biológicos  Espécies de oxigênio reativas  Pediococcus pentosaceus 

Resumo

Bacteriocinas são peptídeos produzidos por várias espécies de micro-organismos e apresentam propriedades antimicrobianas. Aquelas que são produzidas por bactérias láticas têm um grande interesse pela indústria alimentícia e farmacêutica. Alguns trabalhos demonstraram a capacidade que a inulina e a sacarose possuem como fontes alternativas de carbono, além de promoverem o crescimento de bactérias láticas. No caso da aplicação da inulina, torna-se cada vez mais importante estudar as interações entre as bactérias láticas e estas fibras consideradas prebióticas durante o processo fermentativo, a fim de aumentar a produção de biomoléculas de alto valor agregado, como bacteriocinas. Nesse âmbito, este projeto tem a finalidade de estudar as variáveis que influenciam a produção de pediocina por Pediococcus pentosaceus em agitador metabólico e em biorreator de 3 litros. Serão realizados estudos com auxílio de planejamento experimental, sobre a influência de variáveis relevantes na produção desse peptídeo, como: pH, concentração de substrato (inulina e sacarose), agitação e temperatura de condução do processo fermentativo. Durante os cultivos em agitador metabólico, amostras serão coletadas em intervalos de 6 horas para análises de pH, concentrações de açúcares (glicose e frutose), de ácidos orgânicos (ácidos lático e málico) de biomassa e atividade da pediocina frente a microrganismos bioindicadores. Nos cultivos em biorreator, onde se visa estabelecer condições efetivas para uma aplicação industrial, tomar-se-á a decisão baseada no planejamento experimental DCCR (Delineamento Composto Central Rotacional) para 2 fatores: agitação (50, 100 e 150 rpm) e aeração (0,5, 1,0 e 1,5 vvm), expressa pelo coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa). Nesse caso, será utilizado o meio de cultivo que terá levado a maximização da resposta (atividade antimicrobiana e produção da pediocina) nos ensaios obtidos em agitador metabólico. Em biorreator, o tempo de cultivo, inicialmente previsto para 48 horas, poderá ser alterado após o experimento inicial, uma vez que será avaliada em que fase do cultivo se encontrará o microrganismo. Nesta etapa do processo, amostras serão coletadas em intervalos de 6 horas para análises da concentração de ácido lático e ácido málico, concentração celular, açúcares (glicose e frutose) e atividade da pediocina. Tanto o pH quanto o nível de oxigênio dissolvido serão monitorados em tempo real pelas respectivas sondas acopladas ao biorreator. Vale ressaltar que serão realizados ensaios biológicos para verificar a ação da pediocina, após o processo de purificação, em células do sistema imune. (AU)

Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DE SOUZA DE AZEVEDO, PAMELA OLIVEIRA; CONVERTI, ATTILIO; GIERUS, MARTIN; DE SOUZA OLIVEIRA, RICARDO PINHEIRO. Application of nisin as biopreservative of pork meat by dipping and spraying methods. Brazilian Journal of Microbiology, v. 50, n. 2, p. 523-526, APR 2019. Citações Web of Science: 2.
DE SOUZA DE AZEVEDO, PAMELA OLIVEIRA; CONVERTI, ATTILIO; GIERUS, MARTIN; DE SOUZA OLIVEIRA, RICARDO PINHEIRO. Antimicrobial activity of bacteriocin-like inhibitory substance produced by Pediococcus pentosaceus: from shake flasks to bioreactor. MOLECULAR BIOLOGY REPORTS, v. 46, n. 1, p. 461-469, FEB 2019. Citações Web of Science: 1.
DE SOUZA DE AZEVEDO, PAMELA OLIVEIRA; MOLINARI, FRANCESCO; DE SOUZA OLIVEIRA, RICARDO PINHEIRO. Importance of the agar-media in the evaluation of bacteriocin activity against the same test-microorganisms. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, v. 54, n. 1, p. -, 2018. Citações Web of Science: 1.
PORTO, MARIA CAROLINA W.; KUNIYOSHI, TAIS MAYUMI; AZEVEDO, P. O. S.; VITOLO, MICHELE; OLIVEIRA, R. P. S. Pediococcus spp.: An important genus of lactic acid bacteria and pediocin producers. BIOTECHNOLOGY ADVANCES, v. 35, n. 3, p. 361-374, MAY-JUN 2017. Citações Web of Science: 28.

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