Orientadores: Maria Helena Andrade Santana

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Neste trabalho, estudou-se a produção de ácido hialurônico (AH) por cultivo de Streptococcus zooepidemicus em estado sólido com enfoque básico nas alterações inerentes à estímulos na concentração inicial de açúcares (CIA), concentração inicial de ascorbato (CIAsc), vazão de ar e...

Resumo: Neste trabalho, estudou-se a produção de ácido hialurônico (AH) por cultivo de Streptococcus zooepidemicus em estado sólido com enfoque básico nas alterações inerentes à estímulos na concentração inicial de açúcares (CIA), concentração inicial de ascorbato (CIAsc), vazão de ar e disponibilidade de oxigênio e tamanho de partícula. O primeiro enfoque mostra a comparação entre cultivos em meio líquido (FS) e em estado sólido (FES) e a produção de AH integrada em substrato caju. Cada kg de caju pode gerar 761 mg (FES) e 1790 mg (FS) de AH, o que permite além da possibilidade de utilização integral deste resíduo, a produção consorciada para a obtenção de moléculas de AH que podem ser usadas em aplicações biomédicas. A segunda abordagem trata da adição de ascorbato ao meio, que favoreceu os efeitos de despolimerização por oxi-redução causados por radicais hidroxila, alterando a massa molar final do produto obtido, o que explica as menores massas molares obtidas em cultivos em meio de caju quando comparados a meios sintéticos. Na terceira abordagem deste trabalho observou-se os efeitos da CIA, mostrando a influência direta desta variável sobre o metabolismo microbiano e em especial sobre o comportamento da competição entre a formação de AH e a biossíntese celular (Y AH/x). O desvio metabólico para a produção de AH em relação à síntese de células é superior para a faixa entre 30-90 gr-1 em fase líquida (0,61 g.g.1 ). A quarta e última abordagem traz a importância do oxigênio no cultivo em estado sólido. Como principal resultado, observou-se a grande importância da razão entre vazão de ar/massa de açúcares. A faixa ideal observada foi de 1,27-2,8 L de ar I (g sugars. min), o rendimento Y AH/X foi máximo. Este conjunto de resultados contribui pioneiramente ao processo de produção de AH em FES e para a otimização da sua produção, assim como para um melhor entendimento do mecanismo metabólico do Streptococcus zooepidemicus.

Abstract: In this work, hyaluronic acid (HA) production was studied the in solid state cultivation (SSF) of Streptococcus zooepidemicus, focusing on metabolic changes induced by varying the initial sugar concentration (ICS), initial concentration of ascorbate (I CAse), volumetric air flow rate,...

Abstract: In this work, hyaluronic acid (HA) production was studied the in solid state cultivation (SSF) of Streptococcus zooepidemicus, focusing on metabolic changes induced by varying the initial sugar concentration (ICS), initial concentration of ascorbate (I CAse), volumetric air flow rate, oxygen availability and particle size. The first approach shows the comparison between liquid (SF) and solid state (SSF) culture medium, exploring the HA production by the cashew substrate-integrated. Each lkg of Cashew can generate 761 mg (SSF) and 1790 mg (SF) of HA, which allows, for the possibility of full utilization of this waste, with production focused on HA molecules that can be used in biomedical applications. The second approach shows that the addition of ascorbate in culture medium favored HA redox depolymerization effects by hydroxyl radicais, altering the molecular weight of the final product. This explains the lower molecular weight obtained from cashew culture medium when compared to synthetic medium. In the third part of this work, we observed the effects of the ISC, showing the direct influence of this variable on the microbial metabolism and, in particular, on the behavior of HA/Biomass Yield (Y AHfX). The metabolic deviation for the HA production related to cell synthesis is superior, in the range of 30-90 gL-1 in liquid phase (0.61 g.g-1). The fourth and last approach presents the role of oxygen in solid state cultivation. As the main result, it was we observed the importance of the ratio of air flow rate I mass of sugars. The ideal range was between 1.27-2.8 L I air (g sugars. min), for which case Y AII/X was maximum. These pioneering results contribute to the HA production in SSF, as well as to understanding the metabolic mechanism of Streptococcus zooepidemicus.