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MULTIPLICAÇÃO CELULAR E PRODUÇÃO DE XANTANA POR Xanthomonas
campestris pv pruni cepa 06 EM DIFERENTES MEIOS DE CRESCIMENTO
Bastos, C.P.1*; Moreira, A.S.1; Vendruscolo, C.T.1
1
Centro de Biotecnologia/Laboratório de Biopolímeros – UFPel
Universidade Federal de Pelotas - Campus Universitário/Centro de Biotecnologia/Laboratório de
Biopolímeros – CEP 96010-900
carolpebastos@yahoo.com.br
1. INTRODUÇÃO
Os polissacarídeos de origem microbiana, conhecidos como biopolímeros, são
capazes de formar soluções viscosas e géis em meio aquoso. Em alimentos, podem
ser usados como agentes espessantes, estabilizantes, geleificantes e emulsificantes
[4]. Os polissacarídeos convencionais estão sendo substituídos pelos microbianos por
estes apresentarem excelentes propriedades funcionais, menor período de síntese e
independência das condições climáticas.
A xantana, produzida por fermentação aeróbica por Xanthomonas campestris, é
o polissacarídeo microbiano mais utilizado em alimentos no Brasil e no mundo, com
uso aprovado no Brasil em 1965 [2] e nos Estados Unidos da América em 1969 [10].
Devido a grande aplicabilidade da goma xantana, pesquisas vêm sendo
desenvolvidas para otimizar as condições de crescimento celular, de produção, de
recuperação e de purificação deste exopolissacarídeo [1, 8].
Este trabalho teve por objetivo comparar a multiplicação celular e a produção de
xantana em diferentes meios de crescimento, visando selecionar aquele que propicie
a melhor relação custo e benefício.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Material
2.1.1. Microrganismo
Neste trabalho foi utilizada a cepa 06 da bactéria Xanthomonas campestris pv
pruni, proveniente da bacterioteca da EMBRAPA – CPACT, Pelotas.
2.1.2. Meios
a) SPA: sacarose 20,0 g.L-1, peptona 5,0 g.L-1, K2HPO4 0,5 g.L-1, MgSO47H2O
0,25 g.L-1 [7]
b) YM líquido padrão: extrato de levedura 3,0 g.L -1, extrato de malte 3,0 g.L-1,
peptona 5,0 g.L-1, glicose 10,0 g.L-1 [6]
c) YM líquido modificado: extrato de levedura 3,0 g.L-1, extrato de malte 3,0 g.L-1,
peptona 5,0 g.L-1, sacarose 10,0 g.L-1
2.2. Métodos
O pré-inoculo foi produzido a partir do cultivo recente da bactéria em ágar SPA.
Erlenmeyers de 125mL contendo 7mL de meio líquido a, b e c, respectivamente,
totalizando 4 repetições em cada meio, foram inoculados e incubados em agitador
orbital para a multiplicação das células a 28°C, 150rpm durante 24 horas. Para
produção da xantana, o inoculo foi adicionado a 45mL de MPII em erlenmeyer de
250mL e incubados em agitador orbital a 28°C, 200rpm durante 72 horas. Foram
realizadas determinações da concentração celular (UFC.mL -1) em duas etapas da
fase de crescimento celular, pré-inóculo (0 hora) e inóculo (24 horas) e ao final da fase
de produção (66 horas de fermentação).
O meio foi centrifugado e ao sobrenadante adicionou-se etanol 96GL na
proporção de 1:4 (v/v) para recuperação da xantana. Os biopolímeros foram secos em
estufa a 56°C até atingir peso constante e, após, foram pesados e triturados. A
avaliação da produção foi feita pelo peso em gramas de polímero seco por litro de
meio (g.L-1) fermentado.
Os resultados foram submetidos a análise de variância, e para a comparação
das médias foi utilizado o teste de Tuckey a um nível de significância de 5%.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 1 apresenta os resultados de multiplicação celular utilizando diferentes
meios.
Tabela 1: Crescimento bacteriano de Xanthomonas campestris pv pruni cepa 06
sintetizadas em diferentes meios de multiplicação celular.
Meios
Etapa a b c
9a 9b
Pré-inóculo 4,3 x 10 2,2 x 10 2,3 x 109 b
10 a 10 b
Inóculo 4,3 x 10 1,2 x 10 1,2 x 1010 b
10 b 10 a
Fermentação (66 horas) 4,0 x 10 7,1 x 10 7,1 x 1010 a
Analisando os resultados de multiplicação celular, observamos que o meio “c” no
pré-inócilo não apresentou diferença significativa quando comparado ao meio padrão
“b”. No meio “a”, entretanto, o crescimento foi 46% superior aos meios “b” e “c”,
diferindo significativamente de ambos.
Já na produção do inoculo, o meio “a” diferiu dos meios “b” e “c” sendo 70%
superior aos respectivos, porém os meios “b” e “c” não diferiram significativamente
entre eles; No meio “a”, em 66 horas de fermentação houve diferença significativa em
relação aos meios “b” e “c” com declínio na multiplicação celular de 44%.
A figura 1 abaixo apresenta os resultados de produção celular nos diferentes
meios de crescimento.
5 a a
4,2 4,2
biopolímero em g.L
-1
4
Produção de
3 2,4b
2
1
0
a b c
Meios de produção
Figura 1: Produção de xantana em g.L-1 sintetizada por X. campestris pv pruni
cepa 06
A produção de xantana nos meios “b” e “c” não apresentou diferenças
significativas, demonstrando que a glicose, de maior custo, pode ser substituída
satisfatoriamente pela sacarose. Portanto, o objetivo de redução de custo foi atingido,
sem, no entanto, haver aumento de produção. No meio “a”, houve diferença
significativa entre os meios “b” e “c”, sendo sua produção 43% inferior a estes. O meio
“a”, de maior custo, embora tenha ocasionado o maior crescimento celular para o
inóculo, influenciou negativamente na fase de produção de polímero, mostrando-se,
portanto, não recomendável para a produção de xantana com a cepa 06, tanto sob o
ponto de vista econômico quanto de produção.
4. CONCLUSÃO
Na multiplicação celular e produção de xantana nos meios YM padrão e YM
modificado, não foram verificadas diferenças, portanto o uso de sacarose no meio de
crescimento celular, para X. campestris pv pruni cepa 06 é recomendado, com o
objetivo de reduzir custos. Já o meio SPA não é indicado.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]AHLGREN, J.A. Purification and properties of a xanthan depolymerase from a heat
- stable salt – tolerant bacterial consortium. Journal of Industrial Microbiology, v.12,
n.2, p.87 - 92, 1993.
[2)ABIA – Associação Brasileira das Indústrias de Alimentação. Compêndio da
Legislação de Alimentos: Consolidação das normas e padrões de alimentos
(Decreto lei n. 55871; 1965). 5 ª ver. São Paulo, 1992. v. 1.
[3]ANTUNES, A.E.C. MOREIRA, A.S. VENDRUSCULO, J.S. VENDRUSCULO,C.T.
Síntese de biopolímero xantana em meios convencionais e alternativos: viscosidade x
composição. Revista Brasileira de Agrociência, v.6, n.2, p.123 -125, 2000.
[4]BOBBIO, A.P. BOBBIO O.F. Química do Processamento de Alimentos, São
Paulo: Livraria Varela, 1995.
[5]CADMUS, M. C. KNUTSON, C. A. LAGODA, A. A. PITTSLEY, J. E. BURTON, K. A.
Synthetic media for production of quality xanthan gum in 20 liter fermentors.
Biotechnology and Bioengineering, v.20, p. 1003 -1014, 1978.
[6]HAYNES, W. C. WICKERHAM, L. J. HESSELTINE, C. W. Maintenance of cultures
of industrially important microorganisms. Applied Microbiology, p.361-368, 1955.
[7]HAYWARD, A.C. Bacteriophage sensitivity and biochemical group in Xanthomonas
malvacearim. Journal of General Microbiology, p.287 - 298, 1964.
[8]FUNAHASHI, H. YOSHIDA, T. TAGUCHI, H. Effect of glucose concentration on
xanthan gum production by xanthomonas campestris. Journal Fermentation
Technology, v.65, p. 603 - 606, 1987.
[9]Manual de Bacteriologia “DIFCO”.
[10]MORRIS, E. R. Rheology of hydrocolloids. In: PHILLIPS, G. O. WEDLOCK, D. J.
WILLIAMS, P. A. ED. Guns and stabilisers for the food industry. Oxford, Pergamon
Press, p. 57-78, 1984.
[11]NITSCHKE, M. RODRIGUES, V. SCHINATTO, F.L. Formulação de meios de
cultivo à base de soro de leite para a produção de goma xantana por X. campestris
C7L. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.21, n.1, 2001.
[12] SOUZA, A. da S. VENDRUSCOLO, C. T. Produção e caracterização dos
biopolímeros sintetizados por Xanthomonas campestris pv pruni cepas 24 e 58.
Ciência e Engenharia, v.8, n.2, p. 115-123, 1999
