SUMMARYThe aim of this study is to assess sugar cane juice and sucrose as substrates, the batch and fed batch processes and their interaction in the levan production using a complete factorial design. Zymomonas mobilis was cultivated in different sugar cane juice and sucrose concentrations in two fermentation processes at 25 °C for 20 h. A complete factorial design ( 2 3 ) was used to analyze the effects of the type and concentration of the substrate, as well as the batch and fed batch processes. A complete second factorial design (2 2 ) was used to observe the importance of sugar cane juice. The results indicated that the batch process improved the levan production reaching 40.14 g/L. The addition of sugar cane juice was not statistically significant for levan formation, however sugar cane juice stimulated biomass, sorbitol and ethanol production. The best medium for levan production was 150 g/L sucrose in batch. Keywords: batch, factorial design, fed batch, sucrose, sugar cane juice. RESUMOINFLUÊNCIA DA FONTE DE CARBONO E DO PROCESSO FERMENTATIVO NA PRODUÇÃO DE LEVANA POR Zymomonas mobilis ANALISADA PELA METODOLOGIA DE SUPERFÍCIE DE RESPOSTA . O presente estudo avaliou caldo de cana de açúcar e sacarose como substratos e os processos batelada e batelada alimentada e suas interações na produção de levana. Zymomonas mobilis foi cultivada em diferentes concentrações de caldo de cana de açúcar e sacarose nos dois processos fermentativos a 25 °C por 20 h. Foi utilizado um delineamento fatorial completo (23) para analisar os efeitos do tipo e concentração de substratos e processos batelada e batelada alimentada. Um segundo delineamento fatorial completo (22) foi usado para confirmar a importância do caldo de cana de açúcar. Os resultados indicam que o processo batelada foi o melhor para a produção de levana, atingindo 40,14 g/L em 150 g/L de sacarose. A adição de caldo de cana de açúcar não foi estatisticamente significativa para formação de levana, porém o caldo estimulou a produção de biomassa, sorbitol e etanol. Palavras-chave: batelada, batelada alimentada, caldo de cana de açúcar, delineamento fatorial, sacarose.

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ABSTRACT. The effect of the variables pantothenic acid, yeast extract and sodium chloride, as well as the cell permeabilization technique, were investigated on the formation of levan, ethanol, sorbitol and biomass of Zymomonas mobilis, using a 2 4-1 fraction factorial design. Cell growth was determined by turbidimetry at 605 nm, relating it to a biomass with a dry weight calibration curve. Reducing sugars were quantified according to Somogyi and Nelson. Total sugars were quantified by the phenol-sulfuric acid method, sorbitol by HPLC and ethanol. The levan produced was precipitated by the addition of absolute ethanol and quantified in fructose units. In levan biosynthesis, the variable that had the largest contribution was cell condition. The results suggested that the factors that most affected biomass and ethanol formation were sodium chloride concentration and cell condition that affected negatively on production. For sorbitol, the variable that had a significant effect was permeabilization, which decreased its synthesis. Studies to amplify the range of established factors would be important.Key words: fermentation, biomass, substrate, sorbitol, levan. RESUMO. Avaliação da suplementação do meio de sacarose na formação de bioprodutos por Zymomonas mobilis.A influência das variáveis: ácido pantotênico, extrato de levedura, cloreto de sódio, e a técnica de permeabilização celular foram investigadas na formação de levana, sorbitol, etanol e biomassa de Zymomonas mobilis utilizando um delineamento estatístico fatorial fracionado 2 4-1 . A biomassa foi determinada por turbidimetria, Os açúcares redutores foram quantificados por Somogy e Nelson, açúcar total por Fenol Sulfúrico, sorbitol por HPLC e etanol por micro-destilação. A levana produzida foi precipitada com etanol absoluto e determinada como unidade de frutose. Na biossíntese de levana, a variável que mais contribuiu foi a condição celular. Os resultados sugerem que, para a formação da biomassa e etanol, os fatores que mais interferiram foram a concentração de cloreto de sódio e a condição celular que influencia negativamente a produção. Para o sorbitol, a variável que teve efeito significativo foi a permeabilização celular que atuou diminuindo a sua síntese. Estudos que ampliam a faixa de variação dos fatores estabelecidos são interessantes.