JavaScript não suportado

 

[PERIODICOS UNICESUMAR] Meios alternativos constituídos por subproduto do cultivo de microrganismos fotossintetizantes para o crescimento de Lactobacillus acidophilus e produção de β-Galactosidase

Friday, August 14, 2020 - 00:00

Meios alternativos constituídos por subproduto do cultivo de microrganismos fotossintetizantes para o crescimento de Lactobacillus acidophilus e produção de β-Galactosidase

DOI: https://doi.org/10.17765/2176-9168.2020v13n3p1113-1127

Palavras-chave: Enzima, Líquido metabólico, Probiótico, Resíduo

Resumo

Bactérias ácido-láticas como Lactobacillus acidophilus possuem grande potencial de mercado devido aos seus efeitos probióticos e no processamento de produtos lácteos. Essas bactérias também sintetizam enzimas de interesse industrial, como a β-galactosidase (lactase). No entanto, a produção em larga escala desse produto é onerosa devido à formulação do meio de cultivo, levando a busca por alternativas para substituição total ou parcial. O líquido metabólico (LM) de microrganismos fotossintetizantes pode ser uma opção devido à quantidade de vitaminas, açúcares e proteínas liberadas no meio. A reutilização do LM é interessante para a produção comercial de L. acidophilus por reduzir os custos e prevenir a contaminação ambiental. O objetivo deste estudo foi avaliar o crescimento de L. acidophilus e a produção de β-galactosidase em meios de cultura contendo LM de microrganismos fotossintetizantes. L. acidophilus foi cultivada em meio convencional contendo diferentes concentrações de líquido metabólico de quatro microrganismos fotossintetizantes (Artrhospira platensis, Dunaliella tertiolecta, Chlorella vulgaris e Scenedesmus sp.) durante 72 horas, a 37 ºC. A cada 24h, foram avaliados o crescimento celular e a produção da enzima β-galactosidase. No geral, os maiores crescimentos observados foram nos meios contendo 25% e 50% de líquido metabólico após 24h de cultivo. A melhor condição observada foi com 50% do líquido metabólico de C. vulgaris, obtendo-se mais de 60% e 90% do crescimento celular e da produção de β-galactosidase, respectivamente, quando comparado ao meio convencional, mostrando ser um resíduo líquido alternativo na substituição parcial do meio pelo crescimento de L. acidophilus e produção de β-galactosidase.

Biografia do Autor

Elaine Cristina da Silva, Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE

Doutoranda no programa strictu sensu em Biociência Animal (PPGBA) Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE, Recife (PE), Brasil.

Raquel Pedrosa Bezerra, Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE

Doutora em Engenharia Química e de Processos pela Università Degli Studi di Genova e em Ciências pela Universidade de São Paulo (USP). Docente no Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal na Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE, Recife (PE), Brasil.

Ana Lúcia Figueiredo Porto, l Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE

Doutora em Engenharia Química pela Universidade de Campinas. Docente Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE, Recife (PE), Brasil.

Maria Taciana Holanda Cavalcanti, Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE

Doutora em Tecnologia Bioquímico Farmacêutica Faculdade de Farmácia - USP e Pós-doutora em Engenharia Biológica pela Universidade do Minho – Braga, Portugal. Docente no Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal na Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE, Recife (PE), Brasil.

Referências

AMARA, A. A.; SHIBL, A. Role of Probiotics in health improvement, infection control and disease treatment and management. Saudi pharmaceutical journal, v. 23, p. 107-114, 2015.

BRAGA, A. R. C.; GOMES, P. A.; KALIL, S. J. Formulation of culture medium with agroindustrial waste for β-galactosidase production from Kluyveromyces marxia¬nus ATCC 16045. Food and Bioprocess Technolog y, v. 5, p. 1653-1663, 2012.

BUNTHOF, C. J.; BLOEMEN, K.; BREEUWER, P.; ROMBOUTS, F. M.; ABEE, T. Flow cytometric assessment of viability of lactic acid bacteria. Applied and environmen¬tal microbiolog y, v. 67, p. 2326-2335, 2001.

CUI, S.; ZHAO, J.; LIU, X.; CHEN, Y. Q.; ZHANG, H.; CHEN, W. Maximum-biomass prediction of homofermentative Lactobacillus. Journal of bioscience and bioengineering, v. 122, p. 52-57, 2016.

DA SILVA SABO, S.; VITOLO, M.; GONZÁLEZ, J. M. D.; DE SOUZA OLIVEIRA, R. P. Overview of Lactobacillus plantarum as a promising bacteriocin producer among lactic acid bacteria. Food Research International, v. 64, p. 527-536, 2014.

FITZPATRICK, J. J.; O’KEEFFE, U. Influence of whey protein hydrolysate addition to whey permeate batch fermentations for producing lactic acid. Process Biochemistry, v. 37, p. 183-186, 2001.

FOGG, G. E. The extracellular products of algae. Oceanography and Marine Biolog y, v. 4, p. 195-212, 1966.

FOGG, G. E. Extracellular products of algae in freshwater. Archiv für hydrobiology, v. 5, p. 1-25, 1971.

GANDHI, A.; SHAH, N. P. Effects of salt concentration and pH on structural and functional properties of Lactobacillus acidophilus: FT-IR spectroscopic analysis. International journal of food microbiology, v. 173, p. 41-47, 2014.

GULDHE, A.; KUMARI, S.; RAMANNA, L.; RAMSUNDAR, P.; SINGH, P.; RAWAT, I.; BUX, F. Prospects, recent advancements and challenges of different wastewater streams for microalgal cultivation. Journal of Environmental Management, v. 203, p. 299-315, 2017.

GUPTE, A. M.; NAIR, J. S. β-galactosidase production and ethanol fermentation from whey using Kluyveromyces marxianus. NISCAIR-CSIR, India, v. 69, p. 855- 859, 2010.

HAN, F.; PEI, H.; HU, W.; JIANG, L.; CHENG, J.; ZHANG, L. Beneficial changes in biomass and lipid of microalgae Anabaena variabilis facing the ultrasonic stress environment. Bioresourse Technolog y, v. 209, p. 16-22, 2016.

JOO, H. S.; CHANG, C. S. Production of protease from a new alkalophilic Bacillus sp. I-312 grown on soybean meal: optimization and some properties. Process Biochemistry, v. 40, p. 1263-1270, 2005.

KECHAGIA, M.; BASOULIS, D.; KONSTANTOPOULOU, S.; DIMITRIADI, D.; GYFTOPOULOU, K.; SKARMOUTSOU, N.; FAKIRI, E. M. Health benefits of probiotics: a review. ISRN nutrition, 2013.

KIM, H. S.; GILLILAND, S. E. Lactobacillus acidophilus as a dietary adjunct for milk to aid lactose digestion in humans. Journal of dairy science, v. 66, p. 959- 966, 1983.

LIU, L.; POHNERT, G.; WEI, D. Extracellular metabolites from industrial microalgae and their biotechnological potential. Marine drugs, v. 14, p. 191, 2016.

LÍVANSKY, K.; DE DIC, K.; BÍNOVÁ, J.; TICHY, V.; NOVOTNY, P.; DOUCHA, J. Influence of the nutrient solution recycling on the productivity of Scenedesmus obli¬quus, utilization of nutrients and water in outdoor cultures. Algological Studies/Archiv für Hydrobiologie, v. 81, p. 105-113, 1996.

MALAKAR, P.; SINGH, V. K.; KARMAKAR, R.; VENKATESH, K. V. Effect on β-galactosidase synthesis and burden on growth of osmotic stress in Escherichia coli. Springer Plus, v. 3, p. 748, 2014.

MISHRA, A.; MANDOLI, A.; BHAVANATH, J. H. A. Physiological characterization and stress-induced metabolic responses of Dunaliella salina isolated from saltpan. Journal of industrial microbiolog y & biotechnolog y, v. 35, p. 1093, 2008.

NAGY, Z.; KISS, T.; SZENTIRMAI, A.; BIRÓ, S. β-Galactosidase of Penicillium chrysogenum: Production, purification, and characterization of the enzyme. Protein expression and purification, v. 21, p. 24-29, 2001.

PARADA, J. L.; CAIRE, G. Z.; MULÉ, M. C. Z.; CANO, M. M. S. Lactic acid bacteria growth promoters from Spirulina platensis. International Journal of Food Microbiolog y, v. 45, p. 225-228, 1998.

PETKOV, G.; KAMBOUROVA, R.; BANKOVA, V. Extracellular substances of total bacterial flora from cultures of the green alga Scenedesmus. Comptes rendus de l’Académie bulgare des Sciences, v. 63, p. 235-240, 2010.

RICHMOND, A. Handbook of microalgal culture: Biotechnology and Applied Phycology. Oxford: Blackwell Science, 2004.

SIRICHOKCHATCHAWAN, W.; PUPA, P.; PRAECHANSRI, P.; AM-IN, N.; TANASUPA¬WAT, S.; SONTHAYANON, P.; PRAPASARAKUL, N. Autochthonous lactic acid bacteria isolated from pig faeces in Thailand show probiotic properties and antibacterial activity against enteric pathogenic bacteria. Microbial Pathogenesis, v. 119, p. 208-215, 2018.

RODOLFI, L.; ZITTELLI, G. C.; BARSANTI, L.; ROSATI, G.; TREDICI, M. R. Growth medium recycling in Nannochloropsis sp. mass cultivation. Biomolecular Engineering, v. 20, p. 243-248, 2003.

SUNNY-ROBERTS, E. O.; ANANTA, E.; KNORR, D. Flow cytometry assessment of Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) response to non-electrolytes stress. Nutrition & Food Science, v. 37, p. 184-200, 2007.

TAILLANDIER, P.; GILIS, F.; PORTUGAL, F. R.; LAFORCE, P.; STREHAIANO, P. Influence of medium composition, pH and temperature on the growth and viability of Lactobacillus acidophilus. Biotechnolog y letters, v. 18, p. 775-780, 1996.

TORRES, D. P.; GONÇALVES, M. D. P. F.; TEIXEIRA, J. A.; RODRIGUES, L. R. Galacto‐oligosaccharides: production, properties, applications, and significance as prebiotics. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 9, p. 438-454, 2010.

YANG, J.; XU, M.; ZHANG, X.; HU, Q.; SOMMERFELD, M.; CHEN. Y. Life-cycle analysis on biodiesel production from microalgae: water footprint and nutrients balance. Bioresource Technolog y, v. 102, p. 159-165, 2011.

LINK: Meios alternativos constituídos por subproduto do cultivo de microrganismos fotossintetizantes para o crescimento de Lactobacillus acidophilus e produção de β-Galactosidase | Revista em Agronegócio e Meio Ambiente