Aplicação de diferentes estratégias de batelada alimentada em cultivo de lactobacillus plantarum BL011 utilizando resíduo agroindustrial de soja como substrato

Abstract

O estudo possui o intuito de determinar a influência e viabilidade de distintas estratégias de alimentação no processo fermentativo de Lactobacillus plantarum BL011 para produção de ácido lático e biomassa, utilizando como substrato o Liquid Acid Protein Residue of Soybean (LAPRS) que hoje é um passivo ambiental gerado em larga escala durante o isolamento da proteína de soja. Os parâmetros cinéticos do crescimento microbiano foram determinados através de experimentos realizados em batelada conduzidas sob condições otimizadas em estudos prévios. Subsequentemente foram feitas bateladas alimentadas com variação de vazão regidas por uma equação exponencial e uma linear. Os melhores resultados da batelada foram uma biomassa de 15,4 ± 0,57 g.L-1 e 43,38 ± 1,27 g.L-1 de lactato, enquanto a batelada com alimentação linear apresentou biomassa máxima de 11,8 ± 3,11 g.L-1 com produção de lactato de 42,28 ± 2,22 g.L-1 e a alimentação exponencial resultando em 12,5 ± 1,84 g.L-1 de biomassa e 43,37 ± 0,58 g.L-1 de ácido láctico. Não houve influência significativa de ambas as estratégias de alimentação no cultivo de biomassa e produção de lactato. Possivelmente a concentração de açúcares fermentescíveis foi insuficiente no substrato de alimentação para modular o crescimento da linhagem de forma efetiva. A forte aeração do sistema também pode ter sido um fator relevante nesse sentido. Sendo assim, futuros experimentos são necessários para tornar a estratégia de batelada alimentada efetiva no seu propósito de maximizar a produção de lactato neste bioprocesso utilizando LAPRS como substrato.

The study aims to determine the influence and feasibility of different feeding strategies on the fermentative process of Lactobacillus plantarum BL011 for the production of lactic acid and biomass, using Liquid Acid Protein Residue of Soybean (LAPRS) as a substrate, which is currently an environmental liability generated on a large-scale during soy protein isolation. The kinetic parameters of microbial growth were determined through batch experiments conducted under optimized conditions in previous studies. Subsequently, fed-batch experiments were carried out with variations in flow rate governed by an exponential and a linear equation. The best results of the batch were a biomass of 15.4 ± 0.57 g.L- 1 and 43.38 ± 1.27 g.L-1 of lactate, while the linear-fed batch presented a maximum biomass of 11.8 ± 3.11 g.L-1 with lactate production of 42.28 ± 2.22 g.L-1 and the exponential feeding resulting in 12.5 ± 1.84 g.L-1 of biomass and 43.37 ± 0.58 g.L-1 of lactic acid. There was no significant influence of both feeding strategies on biomass cultivation and lactate production. Possibly the concentration of fermentable sugars was insufficient in the feeding substrate to effectively modulate the strain's growth. The strong aeration of the system may also have been a relevant factor in this regard. Therefore, future experiments are needed to make the fed-batch strategy effective in its purpose of maximizing lactate production in this bioprocess using LAPRS as a substrate.