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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/4475
Tipo do documento: Tese
Title: Obtenção de bacteriocinas de bactérias láticas em água residuária de indústria de fécula de mandioca
Other Titles: Obtaining bacteriocin from lactic acid bacteria in cassava wastewater
Autor: Vilvert, Raquel Minuceli 
Primeiro orientador: Gomes, Simone Damasceno
Segundo orientador: Coelho,Silvia Renata Machado
Primeiro coorientador: Sene, Luciane
Segundo coorientador: Coelho, Silvia Renata Machado
Primeiro membro da banca: Hermes, Eliane
Segundo membro da banca: Coldebella, Priscila Ferri
Terceiro membro da banca: Kottwitz, Luciana Bill Mikito
Quarto membro da banca: Coelho , Silvia Renata Machado
Resumo: As bacteriocinas são produtos do metabolismo de muitas bactérias láticas e têm atraído interesse dos pesquisadores, por apresentarem atividade antimicrobiana, podendo ser utilizadas na conservação de alimentos e na indústria farmacêutica. Os produtos da mandioca e os resíduos de seu processamento são comumente relacionados com a presença de bactérias láticas, portanto podem ser considerados substratos para a produção de bacteriocinas, a partir de bactérias láticas isoladas do próprio resíduo, representando assim uma forma de valorização e de minimização do impacto ambiental gerado por estes resíduos. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de bacteriocinas de bactérias láticas isoladas de resíduos provenientes da agroindústria processadora da mandioca. Foi feito o isolamento de uma bactéria do ácido lático do resíduo da indústria da mandioca, e avaliado seu potencial para produção de bacteriocinas, além disso, foi utilizado a própria água residuária como substrato para a produção de bacteriocinas. Para isso, foi feito um planejamento experimental de otimização de produção, começando pelo Plackett Burnam (PB) com 5 fatores que poderiam influenciar na produção de bacteriocinas, e observou-se que somente 3 fatores a sacarose, extrato de levedura e sulfato de magnésio têm influência na produção de bacteriocina utilizando água residuária como meio de cultura. Foi feito um delineamento experimental composto central rotacional (DCCR) e a metodologia de superfície de resposta foram adotados para derivar um modelo estatístico para otimização da composição do meio utilizando água residuária da indústria de fécula de mandioca. Foi avaliada a produção de bacteriocina em um reator em bateladas sequenciais utilizando a bactéria isolada como produto de bacteriocina e o meio de cultura a água residuária otimizada. O reator foi monitorado, de forma que, a cada 15 h, realizaram-se as coletas de amostras do efluente para determinação da produção de bacteriocina. O reator foi conduzido por 13 ciclos na condição (i) água residuária otimizada segundo o DCCR autoclavada (121oC/ 15 min), até observar a diminuição da produção de bacteriocina, e por 6 ciclos na condição (ii) água residuária otimizada segundo o DCCR sem autoclavar, até observar a diminuição da produção de bacteriocina. A bactéria isolada produtora de bacteriocina foi a bactéria do ácido lático Leuconostoc mesenteroides. Os resultados mostraram que o meio ótimo para a produção de bacteriocina foi composto por sacarose 18,70 g/L extrato de levedura 14,60 g/L e sulfato de magnésio 1,3g/L, e que a máxima produção de bacteriocina ocorre em 15 horas de fermentação. Quando cultivada em meio ótimo o rendimento de produção de bacteriocina é de 1205,58 Au/mL. Quando a fermentação é realizada em escala maior no reator em bateladas sequenciais apresentam um amento nos títulos de bacteriocina de 56,76% maior do que o resultado experimental obtido na condição ótima, esse aumento ocorre somente na condição (i), já na condição (ii) A produção de bacteriocina ocorreu somente com 15 horas de fermentação. Por tanto, foi possível identificar a presença de bactérias do ácido lático e a produção de bacteriocina na água residuária da indústria de fécula de mandioca, bem como otimizar a água residuária para produção de bacteriocina.
Abstract: Bacteriocins are products of the metabolism of many lactic acid bacteria and have attracted interest from researchers due to their antimicrobial activity and possibility of use in food preservation and in the pharmaceutical industry. Cassava products and its processing residues are commonly related to the presence of lactic acid bacteria, therefore, those can be considered substrates for the production of bacteriocins from lactic bacteria isolated from the residue itself, thus representing a form of recovery and minimizing the environmental impact generated by these wastes. In this sense, the objective of this work was to evaluate the production of bacteriocins from lactic bacteria isolated of the cassava agroindustrial process residue. The isolation of a lactic acid bacterium from the cassava industry residue was carried out and analyzed regarding its potential for bacteriocin production. In addition, the residue water was used as a substrate for bacteriocin production. For this purpose, an experimental planning for the optimization of the production was developed, beginning with Plackett Burnam (PB) with 5 factors that could influence the production of this bacteriocin. It was observed that only 3 factors, namely, sucrose, yeast extract and magnesium sulfate, played influence on the production of Bacteriocin using wastewater as culture medium. A rotational central composite experimental design (DCCR) was employed, and for the derivation in the methodology of response surface, a statistical model of optimization of the composition of the culture medium was adopted, using waste water from corn starch industry. The bacteriocin production was evaluated in a reactor, in sequential batch, using the bacteria isolated as bacteriocin product and optimized residual water as culture medium. The reactor was monitored at every 15 hours and samples of the efluente were collected to determine bacteriocin production. The reactor was conducted for 13 cycles in condition (i) optimized residual water, according to DCCR, autoclaved (121 oC/15 min) until decrease of bacteriocin could be observed; and for 6 cycles in condition (ii) optimized residual water, according to the DCCR, without autoclaving until decrease in bacteriocin production was observed. The isolated bacterium capable of producing bacteriocin was the lactic acid bacterium Leuconostoc Mesenteroides. The results showed that the optimum culture medium for bacteriocin production was composed of sucrose 18.70 g/L yeast extract 14.60 g/L, and magnesium sulfate 1.3 g/L, and that the maximum production of bacteriocin happens in 15 hours of fermentation. When cultivated in optimum culture medium, the yield of bacteriocin is 1205.58 Au/mL. When fermentation is carried out on a larger scale, in the reactor, through sequential batch, bacteriocin levels increases up to 56.76% higher than the experimental result obtained in the optimum condition and this increase occurs only in condition (i), since (ii) Bacteriocin production occurred only after 15 hours of fermentation. Therefore, it was possible to identify the presence of lactic acid bacteria, as well as the production of bacteriocin in the wastewater of the cassava starch industry, as well as to optimize the residual water for bacteriocin production.
Keywords: Bactérias do ácido lático
Fermentação
Resíduo agroindustrial
Lactic acid bacteria
Fermentation
Agroindustrial wastewater
CNPq areas: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Campun: Cascavel
Citation: VILVERT, Raquel Minuceli. Obtenção de bacteriocinas de bactérias láticas em água residuária de indústria de fécula de mandioca. 2019. 93 f. Tese( Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná,Cascavel, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4475
Issue Date: 5-Feb-2019
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL)

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