Estudo da produção de cefalosporina C : composição do meio, produtividades especificas e caracterização reologica em processos conduzidos em batelada e batelada alimentada

Abstract

o bioprocesso para a obtenção de cefalosporina C foi realizado abordando os aspectos de composição do meio, produtividades específicas e caracterização reológica em processos conduzidos em batelada e batelada alimentada. O processo em batelada foi feito em frascos agitados e em reator do tipo tanque agitado de 5 litros, com controle de pH, temperatura, agitação e aeração. Nas fermentações em frascos agitados verificou-se a resposta da linhagem de Cephalosporium acremonium ATCC 48272 em meio sintético, com diferentes fontes de carbono, empregando-se meios contendo glicose, frutose e sacarose. O meio com glicose e sacarose, na relação de 27:36 proporcionou à linhagem um melhor desempenho com relação à produtividade que foi de 0,18 mgcpc/gcél.h.Nos ensaios em biorreator de tanque agitado, em batelada, foi usada a relação de 27:36 de glicose e sacarose, e nos bioprocessos em batelada alimentada foi verificada a influência da relação da glicose e sacarose como fontes de carbono no meio empregando as relações 81:100; 27:126 e 26:187. A melhor produtividade específica obtida nos processos em batelada alimentada foi de 0,62 mgcpc/gcél.hpara o cultivo glicose e sacarose na relação de 81:100. A produtividade específicado processo em batelada foi de 0,74 mgcpc/gcél.h para relação de glicose/sacarose de 27:36. A caracterização reológica dos caldos em viscosímetro de cilindros concêntricos apresentou, para cada bioprocesso estudado, comportamento Newtoniano e pseudoplástico, para tempos distintos de fermentação. O índice de consistência (K) atingiu valor máximo no intervalo entre 3O e 40 horas de fermentação, e o índice de escoamento (n) para todos os ensaios mostrou semelhantes valores. As fotomicrografias realizadas durante os processos mostraram uma correspondência entre as formas das células e as fases do processo: fase inicial de crescimento celular, fase de esgotamento de glicose e formação de cefalosporina CBioprocess for cephalosporin C production in fed-batch fermentor was studied concermng medium composition, specific productivity and rheological characterization. The batch process was performed in shake flasks and in 5 liters stirred tank reactor provided with pH, temperature, aeration and agitation control. In the shake flask experiments the performance of the strain Cephalosporium acremonium ATCC 48272, was examined with media containing glucose, fructose and sucrose. The medium with glucose and sucrose at the ratio 27:36 enable the best behavior concerning specific productivity, 0.18 mgcpc/gcél.h. In the runs carried out in stirred tank biorreactor the 27:36 ratio for glucose and sucrose was utilized, while in the fed-batch experiments the effect of different glucose ratios, 81:100; 27:126; 26:187 was examined. The higher specific productivity (0.62 mgcpdgcél.h) was observed for the experiment with 81:100 ratio glucose:sucrose. For the batch process with 27:36 glucose:sacarose ratio, the specific productivity was 0.74 mgcpdgcél.h. The rheological characterization of the mash were made in concentric cylinders viscometer. For each bioprocess it presented Newtonian and pseudoplastic behavior depending on the fermentation time. The consistency index (K) reached its maximum value between 3Oand 40 hours fermentation time, while the flow behavior index (n) showed similar values for all experiments. The photomicrographs taken during the process showed a relationship between the three cell morphologies and the three bioprocess phases: initial phase, glucose depletion phase and cephalosporin C production phas