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Casca de café como substrato para a produção de ácido giberélico por fermentação no estado sólido em biorreator escala piloto
(2003) Machado, Cristina Maria Monteiro; Soccol, Carlos Ricardo; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
O ácido giberélico (GA 3 ) é um hormônio natural em plantas e importante promotor e regulador de seu crescimento. É produzido comercialmente apenas por grandes indústrias multinacionais por fermentação submersa, com altos custos de produção e valor de venda. A técnica de fermentação no estado sólido (FES) é conhecida pela produção de metabólitos na maioria dos casos em níveis muito maiores que a fermentação submersa. Além disso, é caracterizada por processos de custos menores, uma vez que possibilita o aproveitamento de resíduos agroindustriais. De fato, de acordo com a Patente Industrial Nº 525-8, depositada por Soccol et al., a mistura de casca de café e bagaço de mandioca é uma alternativa viável para a produção de GA 3 por FES levando a maiores conversões do que com fermentação submersa. Neste trabalho foram estudadas estratégias para a produção de GA 3 em biorreator escala piloto, por FES do fungo Gibberella fujikuroi em um substrato misto constituído de casca de café e bagaço de mandioca, numa razão 7:3, temperatura de 29ºC, pH entre 5,2 e 5,4, umidade de 77% e solução salina constituída por 30 mg de FeSO 4 e 10 mg de (NH 4 ) 2 SO 4 /100 ml H 2 O. O reator estudado tem capacidade para 10 kg de substrato úmido. O tempo de fermentação foi 144 horas para os três sistemas estudados, que tinham as seguintes condições: a) alimentação única inicial de 2000 g de substrato, aeração de 0,12 l ar.(h.g MS) -1 nas primeiras 72 h e após esse período de 0,48 l ar.(h.g MS) -1 ; b) fermentação em batelada com quatro alimentações a cada 24 horas de 500 g de substrato e aeração inicial de 0,12 l ar.(h.g MS) -1 e após 96 h, 0,3 l ar.(h.g MS) -1 ; c) fermentação com aeração baixa e constante 0,06 l ar.(h.g MS) -1 por todo o período de fermentação, alimentação inicial de 2000 g de substrato. A maior produção obtida foi no sistema com alimentação única e aeração alta, chegando a 1,19 g GA 3 .(kg MS) -1 após 120 h de fermentação. No sistema batelada-alimentada, a produção do metabólito foi de 0,615 g GA 3 .(kg MS) -1 após 144 horas. A fermentação com aeração baixa foi inadequada para a produção do metabólito pelo alto calor produzido, que impediu o crescimento adequado do microrganismo e degradou o ácido giberélico após 96 horas de fermentação, quando havia atingido uma concentração de 0,323g GA 3 .kg substrato -1.
Casca de café como substrato para produção de ácido giberélico por fermentação no estado sólido
(2000) Machado, Cristina Maria Monteiro; Soccol, Carlos Ricardo; Oliveira, Brás Heleno de; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Ácido giberélico (GA3) é um importante promotor e regulador do crescimento das plantas e é utilizado, para uma série de efeitos benéficos. Porém, atualmente, a utilização de GA3 ainda é limitada por seu alto custo (US$ 1 a 3/g). A redução do mesmo levará suas diversas aplicações a uma utilização mais extensa, trazendo ótimos benefícios econômicas à agricultura e indústria. Uma possibilidade de diminuição dos custos está na pesquisa de novas técnicas de fermentação(KUMAR & LONSANE, 1987, 1989). A técnica de FES é conhecida pela sua produção de metabólitos na maioria dos casos em níveis muito maiores que a fermentação submersa. Além disso, é caracterizada por processos mais baratos, além da possibilidade de aproveitamento de resíduos agro-industriais Diversos resíduos agrícolas ou agro-industriais, celulósicos ou amiláceos têm sido utilizados em fermentação no estado sólido, muitos dos quais tendo sido objeto de estudos no Laboratório de Processos Biotecnológicos da UFPR, como batata refugo, bagaços de mandioca, de maçã e de cana-de-açúcar, entre outros.
Influência da aeração na produção de hormônio vegetal (ácido giberélico) utilizando resíduos da agroindústria do café por fermentação no estado sólido
(2001) Machado, Cristina Maria Monteiro; Soccol, Carlos Ricardo; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
O ácido giberélico (GA3) é um importante hormônio regulador do crescimento das plantas, com grande demanda no setor agrícola. Seu custo de produção por fermentação submersa é alto, principalmente pelo baixo rendimento e extração difícil. Estudos têm sido feitos com o objetivo de diminuir custos de produção, seja por seleção de cepas, otimização das condições de cultura, desenvolvimento de diferentes processos fermentativos, minimização dos custos de extração e fermentação no estado sólido (FES). De fato, de acordo com a Patente Industrial no. 525-8, depositada por Soccol et al., a mistura de casca de café e bagaço de mandioca é uma alternativa viável para a produção de GA3 por FES, levando a maiores conversões do que com fermentação submersa. O objetivo do presente trabalho foi a comparação de dois sistemas fermentativos (frascos erlenmeyer e biorreatores tipo coluna com aeração forçada) para a produção de ácido giberélico utilizando parâmetros semelhantes de fermentação: microrganismo Gibberella fujikuroi LPB–06, substrato misto contendo casca de café e bagaço de mandioca (7:3, peso seco), temperatura de 29 ºC, pH de 5,0, umidade de 77% e solução salina constituída por 30 mg de FeSO4 e 10 mg de (NH4)2SO4 /100 ml H2O. A extração do ácido giberélico foi feita com tampão fosfato pH 8,0, e sua quantificação foi feita por cromatografia líquida de alta pressão. Foi comprovado que o sistema com aeração mostra-se mais eficiente, chegando a uma produção de 746 mg GA3/kg substrato, cerca de 35% maior que o sistema sem aeração.