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Título: Avaliação da influência do estresse salino e luminoso na produção de carotenoides por Micrococcus luteus
Título(s) alternativo(s): Influence of salt and light stress on the carotenoids production by Micrococcus luteus
Autor(es): Chlusewicz, Vitória Durães
Orientador(es): Arruda, Priscila Vaz de
Palavras-chave: Fermentação
Luz
Carotenóides
Fermentation
Light
Carotenoids
Data do documento: 9-Dez-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Toledo
Citação: CHLUSEWICZ, Vitória Durães.Avaliação da influência do estresse salino e luminoso na produção de carotenoides por Micrococcus luteus. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2022.
Resumo: Carotenoides são pigmentos derivados de terpenoides, podem ter tons amarelados até avermelhados, encontrados em plantas e microrganismos. Em bactérias são metabólitos secundários que podem ter função de proteção foto-oxidativa. Dentre elas, estudos prévios apontam o potencial da bactéria Micrococcus luteus quanto ao acúmulo de sarcinaxantina, um carotenoide de 50 carbonos. Estes compostos têm se destacado devido às suas propriedades antimicrobiana, antioxidante, proteção contra radiação UV, além de benefícios na saúde relativo à prevenção de doenças cardiovasculares e doença de Alzheimer. Assim, devido a essa diversidade de aplicação, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do estresse salino e luminoso associados e desassociados na produção de carotenoides a partir da bactéria M. luteus. Os experimentos foram realizados em frascos Erlenmeyers de 125 mL com 50 mL de caldo triptona de soja, com sacarose e nitrato de potássio a 35 °C, pH 7,00 e 150 rpm, com volume de inóculo suficiente para a densidade ótica de 0,1. As condições experimentais foram sem sal sem luz, sem sal com luz, com sal sem luz, com sal com luz e com sal com luz azul. Esta última condição foi avaliada empacotando-se os frascos com papel celofane azul. Para a condição sem luz, os frascos foram cobertos com papel kraft. Para o fornecimento de luz, foram acopladas 3 lâmpadas de led de 20 W na superfície do agitador orbital. As amostras foram retiradas em diferentes tempos até 40 h e centrifugadas. Separou-se o sobrenadante para medir o pH das amostras, os pellets foram ressuspendidos em 10 mL de metanol para extração dos carotenoides, sendo na sequência novamente ressuspendidos em água para determinação de biomassa celular. De acordo com os resultados verificou-se uma queda no pH de todos os experimentos avaliados, passando de 7,0 (pH inicial) para valores entre 5,0 e 5,5, ao final do cultivo, o que mostrou que o sal e a luz não influenciaram o pH. Comportamento semelhante foi observado na produção de biomassa, pois os diferentes experimentos apresentaram uma curva de crescimento semelhante, assim os diferentes tratamentos também não influenciaram este parâmetro. Em relação à produção de pigmento, verificou-se que a presença de sal não interferiu positivamente na produção, diferente da luz, pois as maiores produtividades se deram nas condições com luz. Com relação à condição da luz azul, foi observado aumento na produtividade, porém não foi muito expressivo, correspondendo a um valor de 13,78 % em relação a condição da luz visível. Conclui-se com este estudo prévio, que a bactéria M. luteus tem grande potencial produtor de carotenoide quando submetida a condições de estresse por luminosidade e que a presença de sal não influenciou tal produção. Novos estudos são necessários para avaliar outros solventes extratores, bem como outras colorações de luz visando a otimização da produção de carotenoides.
Abstract: Carotenoids are pigments derived from terpenoids, can have yellowish to reddish tones, found in plants and microorganisms. In bacteria they are secondary metabolites that may have a photo-oxidative protection function. Among them, previous studies point out the potential of the bacterium Micrococcus luteus regarding the accumulation of sarcinaxanthin, a 50-carbon carotenoid. These compounds have been highlighted due to their antimicrobial and antioxidant properties, protection against UV radiation, and health benefits related to the prevention of cardiovascular diseases and Alzheimer's disease. Thus, due to this diversity of application, the present work aimed to evaluate the influence of salt and light stress associated and disassociated on the production of carotenoids from M. luteus bacteria. The experiments were performed in 125 mL Erlenmeyers flasks with 50 mL of soy triptone broth with sucrose and potassium nitrate at 35 °C, pH 7.00 and 150 rpm, with sufficient inoculum volume for optical density of 0.1. The experimental conditions were no salt without light, no salt with light, salt without light, salt with light, and salt with blue light. The latter condition was evaluated by packing the flasks with blue cellophane paper. For the no-light condition, the flasks were covered with kraft paper. For the light supply, three 20 W led lamps were attached to the surface of the orbital shaker. The samples were removed at different times up to 40 h and centrifuged. The supernatant was separated to measure the pH of the samples, the pellets were resuspended in 10 mL of methanol for carotenoid extraction, and then resuspended in water again for determination of cell biomass. According to the results, there was a decrease in the pH of all experiments evaluated, going from 7.0 (initial pH) to values between 5.0 and 5.5 at the end of the culture, which showed that the salt and light did not influence the pH. Similar behavior was observed in biomass production, as the different experiments presented a similar growth curve, thus the different treatments also did not influence this parameter. Regarding pigment production, it was verified that the presence of salt did not interfere positively in the production, different from the light, because the highest productivities occurred in the conditions with light. In relation to the blue light condition, an increase in productivity was observed, but it was not very expressive, corresponding to a value of 13.78 % in relation to the visible light condition. It is concluded from this previous study that the bacterium M. luteus has a great carotenoid producing potential when submitted to light stress conditions and that the presence of salt did not influence such production. Further studies are necessary to evaluate other extracting solvents, as well as other light stains aiming to optimize carotenoid production.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39277
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