O Brasil depende de importações para utilizar a nisina, um peptídeo antimicrobiano empregado como bioconservante natural de alimentos. Para facilitar sua aplicação em grande escala, pesquisa da Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) desenvolveu um processo de produção da nisina em biorreator a partir da bactéria Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454. A técnica utiliza leite desnatado bovino comum, o que permite reduzir os custos de obtenção do peptídeo.
A nisina inibe a germinação de esporos e o desenvolvimento de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas (na presença de agentes quelantes), sendo utilizada principalmente em laticínios. “Ela possui as características ideais para um aditivo alimentício, pois não tem efeito sobre a microbiota normal do intestino, é atóxica, não afeta a cor e o sabor dos alimentos e apresenta estabilidade térmica à temperatura de esterilização”, diz a química Luciana Juncioni de Arauz, que realizou a pesquisa. “A nisina pode minimizar a aplicação de conservantes químicos, dando mais qualidade nutricional aos produtos consumidos.”
A pesquisa buscou viabilizar economicamente a produção em larga escala da nisina, obtida por processo fermentativo. “O leite desnatado pode ser obtido no comércio local”, aponta a química. As bactérias ácido lácticas (comoLactococcus lactis) são fastidiosas e exigem meios de cultivos complexos para crescimento e produção de bacteriocinas como a nisina. “Geralmente, os meios de cultura comercialmente utilizados são o Caldo MRS e o Caldo M17, porém ambos possuem custos elevados.”
O leite desnatado diluído constituiu meio apropriado para crescimento celular e produção de nisina por Lactococcus lactis. “O tempo de cultivo das células dessa bactéria pode ser de 16 horas, visto que corresponde as maiores concentrações de nisina”, destaca Luciana. O fator de diluição no leite desnatado foi capaz de diminuir as concentrações de compostos em excesso no meio, promovendo maior produção de nisina. “Isto é importante para reduzir custos e facilitar processos de purificação posteriores, já que os nutrientes foram reduzidos, e também permite que o leite possa substituir meios comerciais padrões de cultivo.”
O leite desnatado diluído constituiu meio apropriado para crescimento celular e produção de nisina por Lactococcus lactis. “O tempo de cultivo das células dessa bactéria pode ser de 16 horas, visto que corresponde as maiores concentrações de nisina”, destaca Luciana. O fator de diluição no leite desnatado foi capaz de diminuir as concentrações de compostos em excesso no meio, promovendo maior produção de nisina. “Isto é importante para reduzir custos e facilitar processos de purificação posteriores, já que os nutrientes foram reduzidos, e também permite que o leite possa substituir meios comerciais padrões de cultivo.”
Atividade
Inicialmente, foi testada a produção de nisina em agitador rotativo ou shaker (onde o volume de meio de cultura utilizado é menor), com diferentes concentrações de leite desnatado, diluído em água destilada. “Os resultados mostraram que as maiores atividades de nisina foram obtidas em leite desnatado a 25% da concentração padrão”, ressalta a pesquisadora. “Esse meio de cultivo foi usado nos experimentos em biorreator, onde o parâmetro ideal de 200 rotações por minuto (rpm) e sem aeração (condição de microaerofilia) promoveram um efeito positivo na liberação extracelular de nisina pelo microrganismo”.
Também foi determinado o kLa (coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio) em leite desnatado diluído como condição operacional de scale-up. “Este é o parâmetro a ser utilizado para a ampliação de escala no cultivo de células de L. lactis e produção de nisina”, conclui Luciana.
Outras tecnologias de bioconservação de alimentos com a aplicação de nisina incluem o desenvolvimento de embalagens ativas antimicrobianas e lipossomas. “Ao mesmo tempo, devido a suas propriedades, inúmeras aplicações clínicas da nisina vêm sendo desenvolvidas como, o seu potencial uso no tratamento de dermatite atópica, úlceras estomacais, afta bucal, contraceptivo, agente bacteriano para a prevenção de cáries dentais, mastite bovina, entre outros”, afirma a química.
De acordo com Luciana, apesar de o uso do leite reduzir custos, para a obtenção de nisina em larga escala seria necessário um acordo com alguma empresa interessada no processo de produção desenvolvido na pesquisa. O estudo, orientado pela professora Thereza Christina Vessoni Penna, da FCF, foi desenvolvido durante o doutorado de Luciana Juncioni de Arauz, e teve a colaboração dos professores Adalberto Pessoa Júnior, da FCF, e Júlia Baruque Ramos, da Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH) da USP.
Fonte: Agência USP de Notícias Autor: Julio Bernardes
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