Otimização do cultivo de bacillus SPP. para a produção sustentável de bioinsumos destinados a agropecuária.
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Resumo
Diante da crescente demanda por insumos agrícolas de menor impacto ambiental, este estudo investigou o desenvolvimento e a otimização de processos para a produção de bioinsumos microbianos destinados à agricultura e pecuária, integrando os princípios da bioeconomia circular e por meio do aproveitamento de resíduos agroindustriais. A pesquisa focou na aplicação de espécies do Bacillus. subtilis, Bacillus licheniformis e Bacillus paralicheniformis com potencial biotecnológico comprovado. A metodologia foi estruturada em duas etapas principais. Na primeira, realizou-se um planejamento experimental do tipo delineamento composto central (DCC), com cinco formulações, variando as concentrações de glicerol (2,5 a 7,5 g L?¹) e extrato de levedura (2 a 4 g L?¹), para a otimização do cultivo submerso de B. subtilis, utilizando glicerol como fonte alternativa de carbono, associado ao extrato de levedura como fonte de nitrogênio. As variáveis monitoradas incluíram densidade óptica a 600 nm (OD600), contagem de células viáveis (UFC mL?¹), pH e espectroscopia no infravermelho por refletância total atenuada (ATR-FTIR). Os dados indicaram que a interação entre glicerol e extrato de levedura foi o principal fator determinante do crescimento, sendo a formulação contendo 7,5 g L?¹ de glicerol e 4 g L?¹ de extrato de levedura a mais eficiente. A modelagem multivariada por análise de componentes principais (PCA) e modelagem por mínimos quadrados parciais ortogonais (OPLS) demonstrou a aplicabilidade da espectroscopia como ferramenta não destrutiva e eficiente para o monitoramento do cultivo. Na segunda etapa, as três espécies de Bacillus foram avaliadas quanto ao crescimento sob diferentes condições de temperatura e nutrição, com posterior escalonamento em biorreatores de 8 L e testes de atividade antimicrobiana contra patógenos de relevância zootécnica. As contagens celulares finais obtidas nas melhores condições foram de 1.76 × 10? UFC mL?¹ para B. subtilis, 2.48 × 108 UFC mL?¹ para B. licheniformis e 5.72 × 107 UFC mL?¹ para B. paralicheniformis. B.subtilis e B.licheniformis apresentaram atividade inibitória significativa frente a Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Enterococcus faecalis, com halos de inibição médios variando em média 11,3mm e 14,7mm, enquanto B. paralicheniformis não demonstrou efeito relevante nas condições avaliadas. O processo de escalonamento confirmou a reprodutibilidade e a viabilidade técnica do sistema em maior escala. Este trabalho contribui para o desenvolvimento de tecnologias ambientalmente sustentáveis, ao demonstrar a viabilidade do uso de resíduos agroindustriais para a produção de bioinsumos microbianos, aliados a estratégias de otimização estatística e ferramentas analíticas avançadas. Conclui-se o uso de glicerol residual como substrato, aliado a micro-organismos promissores e ao monitoramento espectroscópico, constitui estratégia eficaz para gerar bioinsumos sustentáveis, fortalecendo práticas agropecuárias mais resilientes, circulares e menos dependentes de insumos sintéticos no contexto brasileiro.
Nota
Inclui bibliografia.
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Tipo de obra
Dissertação de Mestrado
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Local
Santa Cruz do Sul
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