Desenvolvimento de um sistema automático de alimentação controlado pelo pH do meio para produção de celulases por Penicillium echinulatum S1M29 em regime descontínuo alimentado
Abstract
A produção de celulases é de grande interesse para aumentar a viabilidade econômica do etanol de segunda geração. Esse complexo contém três enzimas principais: endoglicanases, exoglicanases e β-glicosidades. Fungos filamentosos podem ser produtores eficientes de celulases, sendo um desses microrganismos Penicillium echinulatum. Celulases são produzidas geralmente em cultivos submersos e diferentes estratégias podem ser adotadas para aumentar a produtividade. Estudos anteriores mostram que a adição de um substrato indutor em regime descontínuo alimentado pode aumentar as atividades das celulases, assim como o pH ótimo. Foi reportado para outros fungos que quando não há controle de pH, o meio se acidifica enquanto a celulose é consumida e o pH aumenta quando há falta de substrato. Dessa forma, o pH do meio pode ser utilizado para controlar a adição de celulose. Nesse projeto, um sistema automático de alimentação controlado pelo pH do meio foi
desenvolvido para adicionar celulose em cultivos de Penicillium echinulatum S1M29 em regime descontínuo alimentado. O sistema foi desenvolvido utilizando um controlador universal de processos Novus N1100 conectado a um sistema de controle de pH Rovitec DosaMini 100 e um temporizador conectado a um alimentador cilíndrico contendo celulose. Os resultados do presente trabalho demonstram que o sistema de alimentação automático funcionou adequadamente e quatro condições puderam ser testadas, obtendo atividades máximas de 1,4 U.mL-1 (FPA), 11,5 U.mL-1 (endoglicanase), 5,1 U.mL-1 (exoglicanase), 5,1 U.mL-1 (β-glicosidase) e 25,8 U.mL-1 (xilanase). Uma relação inversa entre a concentração de celulose e o pH do meio foi observada, indicando que o pH pode estar relacionado ao metabolismo do fungo. As condições testadas não permitiram que alimentações múltiplas ocorressem, e baixos valores de pH e concentração de celulose interferiram negativamente nas atividades enzimáticas. Novas condições precisam ser testadas para aumentar a quantidade e a frequência de adição de celulose. O controle da queda do pH também deveria ser feito para melhorar as atividades enzimáticas.