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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/5027
Tipo do documento: Dissertação
Title: Otimização da produção de bacteriocinas de bactérias láticas em água residuária de indústria de fécula de mandioca
Other Titles: Optimization of the production of bacteriocines from lactic bacteria in wastewater from cassava starch industry
Autor: Tomoto, Aruani Letícia da Silva 
Primeiro orientador: Gomes, Simone Damasceno
Primeiro membro da banca: Gomes, Simone Damasceno
Segundo membro da banca: Arruda, Priscila Vaz de
Terceiro membro da banca: Sene, Luciane
Resumo: Bacteriocinas são peptídeos antimicrobianos produzidos a partir de bactérias láticas, que agem contra bactérias patogênicas, podendo ser utilizadas como biopreservantes nos alimentos. Os resíduos do processamento da mandioca normalmente estão associados com a presença de bactérias láticas, podendo assim ser utilizados como substratos para o isolamento de bactérias láticas e como meio de cultivo para a produção de bacteriocinas. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi otimizar a produção de bacteriocinas em água residuária de indústria de fécula de mandioca, por bactérias láticas isoladas do próprio resíduo do processamento da mandioca. Inicialmente, foi feito o isolamento de uma bactéria lática a partir do resíduo líquido da indústria de farinha de mandioca, e então avaliado seu potencial para a produção de bacteriocinas. Juntamente com a cepa de bactéria lática isolada no presente trabalho, utilizou-se também uma cepa de Leuconostoc mesenteroides, já isolada do mesmo resíduo e que apresentava capacidade comprovada de produção de bacteriocinas. A identificação da cepa isolada foi realizada por testes morfológicos, bioquímicos e por sequenciamento genético 16S (V3-V4), sendo identificada como Lactobacillus fermentum, com homologia de 99,48%. Para selecionar os fatores que influenciavam nas produções de bacteriocinas por L. mesenteroides e L. fermentum foram realizados delineamentos experimentais do tipo Plackett-Burman (PB), com 5 fatores (sacarose, extrato de levedura, fosfato de potássio, sulfato de magnésio e Tween 80), com tempo de incubação de 36 horas, a 30 °C e agitação de 100 rpm. Os fatores significativos no PB a 90%, para ambas as cepas, foram: sacarose, extrato de levedura e Tween 80. Na sequência, foram realizados ensaios cinéticos para ambas as cepas, no tempo total de 35 h, com amostras retiradas a cada 5 h, para identificar o melhor tempo de fermentação para a produção de bacteriocinas. As duas cepas apresentaram a maior produção em 20 h de cultivo. Definidos os fatores significativos do PB para a produção de bacteriocinas e o melhor tempo de fermentação, foi realizado o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para as cepas de L. fermentum e L. mesenteroides, a fim de otimizar a produção de bacteriocinas. Os fatores para o DCCR foram: sacarose, extrato de levedura e Tween 80, tempo de fermentação de 20 horas, temperatura de 30 °C e agitação de 100 rpm. Nos ensaios do DCCR foram avaliadas as superfícies de respostas e os efeitos significativos das variáveis independentes sobre a variável dependente (produção de bacteriocinas), para estabelecer um modelo estatístico para otimizar o processo. Os resultados indicaram que as melhores produções de bacteriocinas para L. fermentum e L. mesenteroides foram de 11751,03 e 3693,34 AU/mL, respectivamente. Por último foi avaliada a cocultura das duas cepas; no entanto, a produção de bacteriocinas diminuiu, demonstrando que as cepas de L. fermentum e L. mesenteroides apresentaram incompatibilidade.
Abstract: Bacteriocins are antimicrobial peptides produced from lactic acid bacteria, which act against pathogenic bacteria and can be used as biopreservatives in food. Residues from cassava processing are usually associated with the presence of lactic acid bacteria, and can be used as a substrate for the isolation of lactic acid bacteria and as a culture medium for the production of bacteriocins. In this sense, the objective of this work was to optimize the production of bacteriocins in wastewater from the cassava starch industry, by lactic acid bacteria isolated from the residue of the cassava processing. Initially, a lactic acid bacteria was isolated from the liquid residue of the cassava flour industry, and then its potential for the production of bacteriocins was evaluated. Along with the strain of lactic bacteria isolated in the present work, a strain of Leuconostoc mesenteroides was also used, already isolated from the same residue and with proven bacteriocin production capacity. The isolated strain was identified by morphological and biochemical tests and by 16S genetic sequencing (V3-V4), being identified as Lactobacillus fermentum, with 99.48% homology. To select the factors that influenced the production of bacteriocins by L. mesenteroides and L. fermentum,experimental designs of the Plackett-Burman (PB) were carried out, with 5 factors (sucrose, yeast extract, potassium phosphate, magnesium sulfate, and Tween 80), with an incubation time of 36 hours, at 30 °C, and agitation of 100 rpm. The factors defined in the PB in 90%, for both strains, were: sucrose, yeast extract, and Tween 80. Then, kinetic tests were performed for both strains, in the total time of 35 h, with samples taken every 5 h, to identify the best fermentation time for the production of bacteriocins. Both strains showed the highest production in 20 hours of cultivation. Having defined the significant factors of PB for the production of bacteriocins and the best fermentation time, the Central Rotational Composite Design (CRCD) was performed for the strains of L. fermentum and L. mesenteroides, in order to optimize the production of bacteriocins. The factors for DCCR were: sucrose, yeast extract, and Tween 80, fermentation time of 20 hours, temperature of 30 °C, and agitation of 100 rpm. In the DCCR tests, the response surfaces and the significant effects of the independent variables on the dependent variable (production of bacteriocins) were evaluated to establish a statistical model to optimize the process. The results indicated that the best bacteriocin production for L. fermentum and L. mesenteroides was 11,751.03 and 3693.34 AU/mL, respectively. Finally, the co-culture of the two strains was evaluated; however, the production of bacteriocins decreased, demonstrating that the L. fermentum and L. mesenteroides strains showed incompatibility.
Keywords: Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus fermentum
Bactérias do ácido lático
Bacteriocinas
Resíduos agroindustriais
Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus fermentum
Lactic acid bacteria
Bacteriocin
Agroindustry residues
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: TOMOTO, Aruani Letícia da Silva. Otimização da produção de bacteriocinas de bactérias láticas em água residuária de indústria de fécula de mandioca. 2020. 99 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/5027
Issue Date: 17-Feb-2020
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Agrícola (CVL)

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