Produção de diacetil e acetoína: desenvolvimento de um meio de cultivo e avaliação de fatores que alteram o crescimento de Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaO diacetil e a acetoína são substâncias responsáveis por parte do aroma de diversos derivados do leite. São substâncias que podem ser produzidas por diversos microorganismos, entre eles o Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetilactis (Llld). Esse microorganismo - especificamente a cepa NRRL 2356 - foi escolhido para estudos que levassem ao desenvolvimento de meios de cultura adequados para o processo de produção de diacetil e acetoína. No presente trabalho avaliou-se a influência de alguns fatores sobre o crescimento e produtividade de biomassa de Llld, desenvolveu-se meios de cultura visando a máxima produção de biomassa, e comparou-se meios de cultura em fermentador em termos de produção de biomassa, diacetil e acetoína. Os fatores estudados inicialmente foram a quantidade de inóculo, a velocidade de transferência de oxigênio e o pH dos meios de cultura. A produção de biomassa foi diretamente proporcional à quantidade de inóculo (para volumes de inóculo menores que 0,8% do volume de meio), inversamente proporcional à velocidade de transferência de oxigênio e diretamente proporcional ao pH (ou seja, inversamente proporcional à acidez do meio). Experimentos com diferentes meios de cultivo contendo lactose (LAC), extrato de levedura (YEA) e peptona (PEP) foram feitos, seguindo um planejamento experimental evolucionário. Os resultados desse planejamento permitiram elaborar um modelo segundo o qual a máxima produção de biomassa ocorre com 1,3% de LAC, 3,6% de YEA e 8,3% de PEP, dando uma produção teórica de 2,5 g/L de biomassa seca. Outro planejamento experimental, utilizando soro de leite reconstituído e ultrafiltrado (SORO), extrato de levedura e triptona (TRYP) permitiu elaborar um modelo segundo o qual a máxima produção de biomassa ocorre com de 50% (mL/mL) de SORO com 8,2% de sólidos, 2,85% de YEA e 11% de TRYP. Foram feitos ainda experimentos em fermentador de bancada de 6L usando meios MRS e SORO + YEA, adicionados ou não de citrato de amônio, dando produtividades maiores para os meios com SORO e produções de biomassa equivalentes para todos os experimentos. Determinações da concentração de diacetil e de acetoína foram feitas para os experimentos em fermentador; ocorreram interferências entre os reagentes usados na análise e substâncias na amostra. Não foi detectado diacetil, e a acetoína foi encontrada em concentrações de 3,5 a 7 ppm ou mg/L