Produção biotecnológica e purificação de plantaricina por Lactobacillus plantarum St16Pa utilizando meio de cultivo natural

Resumo

Bacteriocinas são peptídeos ribossomais que possuem atividade antimicrobiana frente a diversos micro-organismos patogênicos. Estes compostos, quando produzidos por bactérias ácido-láticas, ou seja, espécies reconhecidas como seguras, apresentam um grande interesse devido ao potencial de aplicação na indústria de alimentos, como um conservante natural. A plantaricina é uma bacteriocina produzida pela bactéria probiótica Lactobacillus plantarum, que vem sendo gradativamente estudada como um bioconservante de alimentos, além apresentar grande potencial de aplicação no campo farmacêutico. A utilização do soro de leite, como meio de cultivo alternativo e natural, enaltece o conceito da produção de uma biomolécula de alto valor agregado aliado ao aspecto ambiental. Inúmeros 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 na produção da plantaricina por L. plantarum 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 da bacteriocina por L. plantarum ST16Pa, como: concentração do soro de leite; concentração de inulina e sacarose como fontes alternativas de carbono, pH 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 (lactose, glicose e frutose), de ácido lático, de biomassa e atividade da plantaricina. Nos cultivos em biorreator, onde se visa estabelecer condições efetivas para uma aplicação industrial, tomar-se-á a decisão ao planejamento experimental DCCR (Delineamento Composto Central Rotacional) para 2 fatores: agitação (100, 150 e 200 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 natural que terá levado a maximização da resposta (atividade antimicrobiana e produção da plantaricina) e minimização do custo 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 micro-organismo. Nesta etapa do processo, amostras serão coletadas em intervalos de 6 horas para análises da concentração de ácido lático, concentração celular, açúcares (lactose, glicose e frutose) e atividade da plantaricina. As análises serão realizadas em triplicata. Tanto o pH quanto o nível de oxigênio dissolvido serão monitorados em tempo real pelas respectivas sondas acopladas ao biorreator. Além disso, será padronizado e otimizado um método de purificação adequado da plantaricina visando uma futura aplicação industrial, tanto na indústria de alimentos como na farmacêutica. (AU)