The intracellular accumulation of polyhydroxyalkanoates (PHAs) normally occurs after cell growth, during the second fermentation stage and under nutrient-limited conditions in the presence of a carbon excess. However, some microorganisms are able to accumulate PHAs as poly(3-hydroxybutyrate) [P(3HB)] during the first fermentation stage, the cell growth phase, without nutrient limitation, once they have been reported to utilize type II metabolism during the polymer accumulation phase. This study evaluated the effect of aeration and agitation on cell growth and P(3HB) accumulation in Ralstonia solanacearum RS, performed in a bioreactor for 24h at 32°C. A 22 central composite rotational design (CCRD) was used, with agitation (150 to 250 rpm) and aeration (0.3 to 1 vvm) as independent variables and optical density (OD600nm), dry cell weight (DCW), and P(3HB) yield as dependent variables. A significant polymer accumulation, until 70% of P(3HB), was observed, proving that R. solanacearum RS exhibited metabolism type II, regardless of the aeration process. The best results were obtained for 1 vvm and 250 rpm (+1, +1), with values of OD600nm (18.04) and DCW (4.82 g.L-1).

No abstract

A ampla utilização dos plásticos petroquímicos aliada à lenta degradação os torna um grave problema ambiental. Assim, cresce o interesse por materiais substitutos. Uma alternativa é o poli(3hidroxibutirato) [P(3HB)], biopolímero microbiano biodegradável produzido usando fontes de carbono renováveis. Objetivou-se avaliar, por meio de delineamento composto central rotacional o crescimento celular (densidade óptica-DO600nm) e massa celular seca (MCS) de Bacillus megaterium CN3 na produção de inóculo, visando aumentar o acumulo intracelular de P(3HB) em agitador incubador orbital por 24 h à 36 ºC. Avaliou-se nesse trabalho para a melhor concentração de sacarose (15 a 45 g.L-1) e pH (5,8 a 7,2), o pH final, DO600nm, MCS e consumo de açúcar e nitrogênio que indicaram a melhor concentração de sacarose de 47,1 g L-1 e pH 6,5 os melhores resultados para DO600nm e MCS.

RESUMO O poli (3-hidroxibutirato) é um bioplástico microbiano biodegradável que vem sendo utilizado como substituto aos plásticos petroquímicos. Ele é completamente degrado em um ambiente microbiológico que contenha microrganismos com capacidade biodegradativa, sendo importante sua identificação para compreensão do processo de biodegradação. Além disso, novas metodologias próximas a um microambiente natural aumentam a confiabilidade do experimento. Neste contexto, o presente estudo visa analisar a capacidade degradativa das linhagens brasileiras Ralstonia solanacearum RS e Bacillus megaterium CN3 na biodegradação do P(3HB) sintetizado por Ralstonia solanacearum RS e pelo P(3HB) comercial. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e a produção de P(3HB) foi realizada em um biorreator antes da extração. Os filmes foram enterrados no solo e removidos em intervalos de 20, 40, 60, 80 e 100 dias e analisados por porcentagem de biodegradação e diferenças nas características macro e microestruturais. Após 100 dias do experimento, o filme de P(3HB) mais degradado foi o produzido por R. solanacearum RS, sendo completamente degradado (100%) em solo não estéril. Além disso, B. megaterium CN3 provou-se ser um microrganismo com potencial degradativo, degradando 88% do P(3HB) RS em solo estéril. A análise macroscópica mostrou modificações na superfície ao longo do tempo, incluindo rachaduras, buracos, perda gradual de massa e alterações de cor. A análise microscópica demonstrou o aumento no tamanho dos poros e rachaduras, confirmando as etapas da biodegradação. Portanto, o experimento demonstrou ser capaz de simular condições viáveis para o crescimento de microrganismos e avaliar a capacidade de biodegradação de bactérias.