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Previous issue date: 2004-03-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / The clavulanic acid (CA) is an important inhibitor of β-lactamases, enzymes that clives
the β-lactam ring of penicillins and cephalosporins, inativating these compounds. CA is
traditionally produced by Streptomyces clavuligerus in batch (B) or feed batch (FB)
cultivations. Considering that the products of easily assimilable catabolic carbon source
catabolism repress the biosynthesis of secondary metabolite, including CA, production
in FB is preferable because control of nutrient level can be performed. In the present
work the effect of supplementing medium (composition, concentration of glycerol and
feed flow rate) on the production of CA was evaluated in fed batch cultivations in 4L
stirred-tank bioreactor. Aeration was set at 0.5 vvm, the agitation rate was controlled at
800 rpm and pH at 6.8. Initially, a batch cultivation was carried out with glycerol (15
g.L-1) and Samprosoy (20 g.L-1), a soy protein hydrolyzate, as carbon and nitrogen
sources, respectively. The results obtained from this experimental, concerning CA
production, were considered as standart for comparasion with furter experimental
results. Also, the observed glycerol consuption rate was used to define the glycerol feed
rate infurter experiments. The kinetic model considering non-associated production with
CA degradation was fitted to the experimental results and cultivation in FB were
simulated under different conditions of volumetric flow rate (F) and glycerol
concentration on supplementary medium (Cse). The experimental results showed that
the rate of production of CA and glycerol consumption, were directly related, condition
not predicted by model, besides, its negative effect on the AC production after the
feeding indicate a possible inhibition/repression effect of glycerol. The possible
negative effect of glycerol not confirmed by the results of a batch cultivation with pulse
of glycerol at 24 hours cultivation, indicating that this effects caused by others
compounds in the culture medium or due to dilution of the medium. The subsequent
results with different feeding conditions and glycerol concentration utilizing complete
supplementary medium, with only glycerol, indicate that CA production is increased in
process with high Cse and low volumetric flow rate (F) that guarantee sufficient carbon
source and minimize the dilution effects. / O ácido clavulânico (AC) é um importante inibidor das enzimas β-lactamases
que clivam o anel β-lactâmico de antibióticos como penicilinas e cefalosporinas,
tornando esses compostos inativos. O AC é tradicionalmente produzido por
Streptomyces clavuligerus em cultivos operados em batelada (B) e em batelada
alimentada (BA). Pelo fato dos produtos do catabolismo de fontes de carbono
facilmente assimiláveis acabarem por reprimir as enzimas responsáveis pela biossíntese
de metabólitos secundários, entre os quais inclui-se o AC, a produção em BA é
preferível, uma vez que torna possível controlar os níveis de nutrientes no caldo. No
presente trabalho foram avaliados os efeitos da alimentação de meio de cultura
suplementar (composição, concentração de glicerol e vazão) na produção de AC em
batelada alimentada em biorreator de bancada de 4L em cultivos operados a 800 rpm,
0,5 vvm e pH = 6,8. Inicialmente, realizou-se um cultivo em batelada em meio de
cultura contendo de glicerol (15 g.L-1) e Samprosoy 90 NB (20 g.L-1), uma proteína
isolada de soja. Os resultados desse cultivo em termos de produção de AC serviram de
padrão de comparação e a velocidade de consumo de glicerol como base para definir a
velocidade de alimentação de glicerol nos cultivos em BA. Um modelo cinético para
produto não associado ao crescimento considerando degradação do AC foi ajustado aos
resultados experimentais e simulações foram realizadas para cultivos em BA, definindo
as condições que deveria conduzir tais cultivos com o intuito de se obter os resultados
esperados. Foram realizados cultivos em diferentes condições de vazão volumétrica de
alimentação (F) e concentração de glicerol no meio suplementar (Cse). Os resultados
experimentais mostraram uma relação linear entre as velocidades de AC e de consumo
de glicerol, condição não prevista pelo modelo, além de um efeito negativo na produção
de AC num período após o início de alimentação, indicando uma possível inibição ou
repressão pelo glicerol, o que foi descartado pelos resultados de um cultivo em batelada
com pulso de glicerol em 24 horas, indicando que tal influência poderia ser devido a
outro (s) constituinte (s) do meio ou a diluição. Os resultados de cultivos subseqüentes,
em diferentes condições de vazão e de concentração de glicerol e com meio de cultura
suplementar completo e com apenas glicerol, indicaram que a produção de AC é
melhorada operando o processo com alta Cse e baixas vazões (F), condições que
asseguram suficiência em fonte de carbono e minimizam os efeitos de diluição
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4003 |
| Date | 25 March 2004 |
| Creators | Teodoro, Juliana Conceição |
| Contributors | Badino Júnior, Alberto Colli |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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