Avaliação do potencial biotecnológico de linhagens de Lactobacillus spp. visando a produção de ácido d(-) lático de segunda geração

O acido lático é considerado uma "commodity" de ampla aplicação industrial, com 90% da produção mundial obtida por processo fermentativo. A forma isomérica D(-) lático e suas aplicações têm sido pouco exploradas, embora apresente um grande potencial na produção de biopolímeros, devido a sua inserção na matriz polimérica afetar o grau de cristalinidade, gerando uma estrutura amorfa com maior grau de biodegradabilidade, características necessária para aplicações em carregadores de liberação controlada de drogas.

Recentemente a atenção tem focado no desenvolvimento de processos que permitam o aproveitamento de materiais lignocelulósicos como matérias-primas na obtenção de ácido D(-) lático dentro do contexto de biorrefinaria. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial biotecnológico para a produção de ácido D(-) lático de linhagens de Lactobacillus, visando o uso do bagaço de cana-de-açúcar mediante a estratégia de Sacarificação e Fermentação Simultâneas (SSF) para produção de segunda geração.

Inicialmente foi avaliado o desempenho de quatro linhagens de Lactobacillus, sendo selecionada a bactéria Lactobacillus coryniformis torquens como aquela com potencial para produção de ácido D(-) lático. Posteriormente, planejamentos experimentais foram adotados para a otimização do meio de fermentação.

Numa primeira etapa foi desenvolvido um Planejamento Plackett Burman para seleção dos componentes com maior influência na produção de ácido D(-) lático, em seguida um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) que levou a um modelo quadrático reduzido para ajuste dos dados experimentais e cuja otimização mediante ferramentas computacionais, permitiu a obtenção de um meio de fermentação simples, contendo a seguinte composição (g/L):

O experimento em biorreator instrumentado com meio de fermentacão simples resultou em uma concentração final de ácido D(-) lático de 32,44 g/L, com fator de rendimento de produto por substrato consumido de 0,95 g/g, uma produtividade volumétrica de 0,85 g/L.h e eficiência de fermentação de 95%.

Quando comparado com o meio de composição complexa MRS, pode-se concluir que o meio simples leva a bactéria a consumir integralmente a glicose, com resultados similares, exceção da produtividade volumétrica que teve seu valor reduzido, indicando a relação entre a taxa de produção com a concentração de nutrientes.

Por último, foi realizado o processo de Sacarificação e Fermentação Simultâneas (SSF) em frascos agitados, com obtenção de 12 g/L de ácido D(-) lático e uma produtividade volumétrica de 0,9 g/L.h. Os resultados apresentam potencial para produção de ácido D(-) lático de segunda geração por Lactobacillus coryniformis torquens a partir da fração celulósica oriunda do pré-tratamento de materiais lignocelulósicos.

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