Aspectos nutricionais na produção e qualidade da goma xantana produzida por Xanthomonas campestris pv. campestris

Abstract

Xanthomonas são bactérias que produzem o biopolímero denominado xantana que apresenta grande aplicabilidade em vários setores industriais. Essas bactérias não apresentam grandes exigências nutricionais, mas os nutrientes disponíveis no meio interferem no processo de biossíntese da xantana. Assim, o presente trabalho objetivou estudar a influência da composição do meio de produção sobre a composição química, massa molecular e qualidade da goma produzida por Xanthomonas campestris pv. campestris. Também foram avaliados alguns parâmetros do processo de obtenção desse biopolímero como: modos de extração, temperatura e a comparação entre incubadora orbital e fermentador para produção da xantana. A fermentação foi conduzida em duas etapas, crescimento da biomassa inoculante e produção do biopolímero através de meios formulados por delineamento experimental e citados na literatura. Verificou-se que os nutrientes utilizados no meio de produção interferem na composição química e massa molecular da goma produzida. A ausência da fonte de nitrogênio e a presença de pouco citrato (0,1%) e de lecitina de soja (0,001%) favoreceram a formação da goma xantana mais viscosa que a produzida em meio descrito na literatura. Esta goma de qualidade superior apresentou massa molecular dez vezes maior (1,17 x 106 g/mol), e em sua estrutura havia mais acetil e menos piruvil que a goma produzida no meio já citado. O uso de sais (NaCl e KCl) e formaldeído na etapa de extração da goma permitiu a precipitação de uma maior quantidade de xantana. No entanto, ambos interferiram negativamente em sua viscosidade. A adição de sais durante a solubilização da goma não provocou alterações significativas na viscosidade da mesma. Em relação à temperatura, a produção realizada a 25ºC favoreceu o crescimento...

Xanthomonas are producer bacteria of biopolymer denominated xanthan gum that has great applicability in several industrial sections. Those bacteria do not present great nutritional demands, but the available nutrients in the medium interfere in the process of xanthan biosynthesis. The present work aimed to study the influence of the composition of production medium on the chemical structure, molecular mass and quality of the gum produced by Xanthomonas campestris pv. campestris. Other parameters that involve xanthan production also were studied as: extraction, temperature and the use of shaker incubator or reactor. The fermentation was carried out in two stages, biomass growthing and biopolymer production using media formulated by experimental design and media mentioned in the literature. It was verified that the nutrients used in the production medium interfere in the chemical composition and molecular mass of the produced gum. The absence of the nutrient nitrogen and the presence of little citrate (0.1%) and lecithin (0.001%) favored the formation of the xanthan more viscous than the gum produced in medium described by Garcia-Ochoa et al. (1992). This better gum presented molecular mass ten times larger (1.17 x 106 g/mol), and structure with more acetate and less piruvate than the gum produced in the last medium mentioned. The use of salts (NaCl and KCl) and formaldehyde in extraction of the gum allowed the precipitation of a larger amount of xanthan, however, both interfered negatively in her viscosity. The salts addition during the gum solubilization did not provide significant alterations in the viscosity. In relation to the temperature, the production conduced at 25ºC favored the cellular growth and the gum production, but at 30ºC the xanthan of better quality was formed. The comparative study... (Complete abstract click electronic access below)