Estudo da produção de ácidohialurônico por cultivo de 'Streptococus zooepidemicus' em espuma de poliuretano

Orientadores: Maria Helena Andrade Santana, Reinaldo Gaspar Bastos Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: Neste trabalho estudou-se a produção de ácido hialurônico por cultivo em estado sólido de Streptococcus zooepidemicus em colunas de leito fixo utilizando espuma de poliuretano (EPU) como suporte inerte. Em um primeiro momento, ensaios preliminares foram desenvolvidos visando um melhor conhecimento do sistema. Constatou-se que este não apresentava robustez suficiente para a otimização e escalonamento do processo. Tendo em vista tais aspectos, foi desenvolvido um novo sistema de leito fixo, o CAS-SSF (central aeration system to solid state cultivation), que direciona o fluxo de ar diretamente no interior do leito, aumentando a eficiência na distribuição de oxigênio. Um delineamento composto central rotacional (DCCR) foi desenvolvido para a concentração inicial de glicose (CIG) e aeração (Aer) objetivando a otimização para essas duas variáveis. Entretanto não foi possível estabelecer um modelo estatístico que se ajustasse satisfatoriamente aos dados experimentais, impossibilitando a análise da superfície de resposta para as variáveis em questão. Contudo, avaliando-se a CIG, pode-se observar que, dentre as condições estudadas, a concentração inicial de 15g.L-1 apresentou maior rendimento de AH por massa de substrato, sendo este de 0,24 g de AH por g de glicose consumida. Se avaliado o comportamento do sistema ao longo de 12 ensaios sequências, fazendo o reuso do suporte nos cultivos, pode-se observar que a EPU manteve constante as propriedades do leito quanto ao tamanho médio dos poros e área superficial. Os valores obtidos ao longo dos ensaios não apresentaram diferença significativa ao nível de 5%, obtendo-se uma produção média de 1,24 mg de AH por grama de EPU Abstract: In this work we studied the production of hyaluronic acid by solid state cultivation of Streptococcus zooepidemicus in packed bed columns using polyurethane foam (PUF) as inert support. At first, preliminary experiment were conducted to better understanding of the system. It was verified that the system, initially employed did not have enough reliability of results for optimization and scheduling process. In view of these aspects were carried out modifications and developed a new system of packed bed, the CAS-SSC (Central Aeration System to Solid State Cultivation), to directly flow air into the bed, increasing the efficiency of oxygen distribution. A central composite rotational design (CCRD) was developed for the initial glucose concentration (IGC) and aeration (Aer) aiming the optimization for these two variables. However it was not possible to establish a statistical model that satisfactorily fits the experimental data, precluding the analysis of response surface for the variables in question. However, evaluating the IGC, among the conditions studied, the initial concentration of 15g.L-1 showed the highest AH yield per mass of substrate, 0.24 g of HA per g of glucose consumed. When we observe the system behavior over a sequence of 12 tests, reusing the support over the cultivations, the EPU kept constant the bed properties average pore size and surface area. The values obtained during the tests showed no significant difference at 5% level, giving an average production of 1.24 mg of HA per gram of EPU Mestrado Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos Mestre em Engenharia Química