Crescimento de Methylobacterium organophilum visando a produção de proteína de unicelular

O interesse pelo uso de bactérias metilotróficas vem crescendo por se tratar de microrganismos capazes de utilizar compostos de carbono simples como metanol e metano, como fontes de nutrientes, assimilando-os em suas vias metabólicas e gerando como produto final a própria biomassa microbiana. Estas células podem também ser empregadas para a obtenção de outros produtos com maior valor agregado, apresentando elevado potencial biotecnológico para a indústria, incluindo proteínas de unicelulares destinadas à alimentação animal. O metanol, por ser mais facilmente solubilizável em ambiente aquoso e por ser produzido em larga escala, foi a fonte de carbono utilizada no presente estudo, para o crescimento da bactéria Methylobacterium organophilum DSMZ 18172, assimiladora de compostos de carbono simples, incluindo o metano.

Neste contexto, o objetivo desta dissertação de mestrado foi a realização de estudos sobre o crescimento desta espécie em meio estritamente mineral e com a adição de extrato de levedura, visando acompanhar o crescimento mediante diferentes relações de carbono e nitrogênio (C:N).

Para estes estudos foi empregada a metodologia do planejamento experimental e as concentrações de metanol foram monitoradas por cromatografia de alta eficiência (CLAE) e a biomassa bacteriana por peso seco de células.

Os ensaios foram realizados em frascos agitados e em biorreator instrumentado. A concentração celular máxima alcançada na etapa preliminar de frascos agitados foi de 5 g/L em meio mineral com concentração inicial de metanol de 12 g/L, aumentando para uma concentração da biomassa bacteriana de 9,5 g/L na série experimental do planejamento fatorial.

Na etapa de biorreator, quando a batelada simples foi utilizada, a concentração máxima de células foi de 4,0 g/L, aumentado 2,5 vezes quando se empregou a batelada alimentada por pulsos. As relações C:N associadas aos melhores resultados empregando meio mineral e metanol ficaram entre 18 e 30 para os frascos agitados e entre 15 e 20 para os cultivos em biorreator.

As principais variáveis de resposta obtidas em biorreator empregando a batelada alimentada assumiram os seguintes valores:

O estudo também abriu questionamentos em relação à formação de um pigmento rosáceo que se acumulava durante os cultivos nos meios propostos e ainda quanto à formação de um biofilme que foi visualizado em diferentes escalas, por meio de microscopia eletrônica de varredura, que confirmou a presença de uma matriz densa, com poucas células isoladas, podendo ser uma forma de proteção contra a ação tóxica do metanol.

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