Comparação do crescimento de Saccharomyces boulardii em fermentador por batelada tipo air lift e shaker

Abstract

*A quem a correspondência deve ser enviada ResumoOs fermentadores tipo air lift oferecem vantagens tais como: eficiente homogeneização dos componentes, baixo cisalhamento e economia de energia, pois o meio é agitado pelo processo de aeração, sem necessidade de agitação mecânica. O objetivo deste trabalho foi analisar a cinética de crescimento de Saccharomyces boulardii neste fermentador, com aeração de 1 e 1,5 vvm (volume de ar por volume de meio, por minuto), comparada com o crescimento em frascos agitados em shaker, visando a futura aplicação deste fermentador, em escala industrial. Os resultados indicaram que houve uma diminuição do pH com o consumo da glicose do meio, a qual foi totalmente consumida até o final da fase exponencial, de 5 e 6 horas para o shaker e o air lift, respectivamente. Após este período houve uma alteração na velocidade de crescimento de S. boulardii, em ambos os equipamentos, indicando uma possível mudança na fonte de carbono utilizada, uma vez que toda a glicose foi consumida após estes períodos. Os valores de velocidades específicas de crescimento foram semelhantes para o shaker e air-lift com 1,0 vvm, porém inferiores ao air-lift com 1,5 vvm, indicando que neste último reator há possibilidades de se conseguir uma velocidade de produção celular maior, dependendo apenas da eficiência de oxigenação oferecida. Palavras-chave: S. boulardii; fermentação; air lift; shaker. AbstractThis work aimed to analyze the kinetics of S. boulardii growth in an air lift fermentor under two aeration conditions: 1 and 1.5 air vvm (air volume per volume of culture medium per minute), in comparison with growth in shaken flasks, with a view to the future application of this fermenter on an industrial scale. Air lift fermentors offer advantages such as efficient homogenization of the components, low shear stress, and energy savings because the medium is stirred by aeration and does not require mechanical stirring. The pH of the medium decreased with the glucose uptake during the exponential phase, probably due to the formation of secondary metabolites. The entire process showed a similar specific growth rate during the exponential phase (up to 5 hours in the case of the shaker and 6 hours in that of the air-lift fermentor), indicating a possible change in the carbon source, since all the glucose was depleted after the aforementioned periods. After 6 hours, the growth rates in the shaker and the fermentor were similar under 1.0 vvm, but lower than in the fermentor under 1.5 vvm, suggesting that the fermentor may reach a higher cell production rate depending only on the oxygenation efficiency.

Growth Parameters and Survivability of Saccharomyces boulardii for Probiotic Alcoholic Beverages Development

“…Muller et al (2007) compared S. boulardii growth in air lift and shaker bioreactors, obtaining values of specific growth rate between 0.350 and 0.382 h –1 for with an initial pH of 6.0 and incubation at 30°C in the absence of ethanol in the culture medium. The values reported by Muller et al (2007) demonstrate consistency with the values obtained in this work, especially in a culture medium containing ethanol.…”

Avaliação dos parâmetros de transformabilidade genética de linhagens sucroalcooleiras da levedura de brotamento Saccharomyces cerevisiae

“…Em alguns casos até mesmo a própria concentração de etanol nos processos de fermentação alcoólica é a responsável pela diminuição da viabilidade celular nos microrganismos envolvidos com a sua produção. Essa ação tóxica reflete-se principalmente na desorganização da membrana citoplasmá-tica das leveduras (Muller et al, 2007).…”

“…Isto coincide com o fato de que o etanol pode afetar a viabilidade celular causando danos a membrana citoplasmática dependendo da concentração existente no meio extracelular. Muller et al, (2007) informaram que concentrações acima do teor de 7,2% vol/vol de etanol no meio extra-celular já são suficientes para inibir o crescimento celular. Em contrapartida a presença de alguns compostos como o DTT (DiThioThreitol), por si só, aumentam a obtenção de transformantes enquanto que o DMSO (DiMetil SulfÓxido) afeta negativamente a eficiência da transformação como demonstrado por Antunes et al, (2000) trabalhando com linhagens de Kluyveromyces marxianus.…”

Aeration and Glucose Concentration on Saccharomyces boulardii Probiotic Cultivation

“…Several strategies to improve dried yeast biomass production have been studied about glucose (Trigueiros et al, 2016) or aeration in the cultivation medium (Muller et al, 2007).…”