Produção e caracterização de um polissacarídeo bacteriano com vistas a seu potencial biotecnológico

Abstract

O presente estudo objetivou produzir e caracterizar, utilizando-se ferramentas espectroscópicas e físico-químicas, um polissacarídeo bacteriano, visando investigar seu potencial biotecnológico. O bastonete Gram-positivo produtor do polissacarídeo foi identificado por meio de técnicas de biologia molecular, que permitiram a amplificação do gene rDNA 16S pela PCR, os produtos da PCR foram sequenciados e identificados por meio da comparação com outras sequências depositadas no banco de dados Genbank do NCBI. A bactéria estudada, identificada como Lactobacillus fermentum, foi isolada como contaminante de mosto de fermentação alcoólica de uma indústria sucroalcooleira do estado de Pernambuco/Brasil. Para produção do biopolímero foi utilizado o meio líquido a base de melaço-sacarose, as fermentações foram realizadas durante 72 horas sob condições agitada (210 rpm) e estática, a 35 °C e pH inicial 6,5. O isolamento do polímero foi feito por precipitação com etanol P.A gelado, a concentração de biomassa foi determinada através de peso seco e a concentração de substrato (glicose, frutose e sacarose) foi quantificada utilizando a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O processo estático obteve uma quantidade de biomassa em torno de 7,37 g L-1, enquanto o processo agitado apresentou 2,37 g L-1 de biomassa. O processo estático também se apresenta como condição favorável para a produção do polissacarídeo, atingindo 44,5 g L-1, enquanto na fermentação agitada a concentração obtida foi de 8,0 g L-1. Houve uma queda constante na concentração do substrato sacarose durante a fermentação não agitada com consumo de quase 100% desse açúcar, entretanto, encontrando-se o sistema sob agitação foi consumido 37,9% de substrato, demonstrando menor consumo pela bactéria em condições de maior oxigenação. Os grupos funcionais presentes no polissacarídeo foram elucidados a partir da espectroscopia da região do infravermelho. A investigação acerca dos constituintes monoméricos do polímero (elucidação estrutural) foi realizada por ressonância magnética nuclear 1H e 13C evidenciando que o mesmo era composto por glicose e galactose na razão 1,15 : 1. Foram realizados testes para o conhecimento de suas propriedades térmicas como: análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e ponto de fusão; sendo verificada para este último, uma temperatura de decomposição (em torno de 225 °C). Os resultados das análises químicas e térmicas comprovaram que a linhagem de Lactobacillus fermentum produz um exopolissacarídeo com características ainda não relatadas na literatura, que poderão ser de interesse para uso na indústria de cosméticos, farmacêutica ou de alimentos.