PRODUÇÃO DE XANTANA POR Xanthomonas campestris pv pruni EM MEIOS DE CULTURA ALTERNATIVOS

Roll, R. J. 1*; Moreira, A. S.1; Vendruscolo, C. T. 1
1 Universidade Federal de Pelotas, Centro de Biotecnologia, Laboratório de Biopolímeros. E-mail: rroll@ufpel.tche.br

INTRODUÇÃO

	O gênero Xanthomonas é composto por bactérias fitopatogênicas 4,apresentam-se, na sua maioria, como colônias mucóides e são capazes de produzir um polissacarídeo chamado xantana 1. 
	Xantana é um heteropolissacarídeo produzido por fermentação microbiana da bactéria Xanthomonas campestris 2. A otimização das condições de produção de xantana é particularmente importante tendo em vista a aplicabilidade industrial desta goma. 
	A xantana comercial é sintetizada pela bactéria X. campestris pv campestris cepa NRRL B-1459, a qual é amplamente utilizada como estabilizante para diferentes produtos, como alimentos, fármacos, produtos veterinários, petróleo, entre outros. Outros patovares têm demonstrado produtividade comparada a da cepa comercial 1.
O patovar pruni infecta espécies do gênero Prunus como pessegueiros, ameixeiras e amendoeiras ocasionando “Prunus bacterial spot” (PBS) ou mancha bacteriana 1. Segundo TESSMANN 7, diversas cepas deste patovar têm potencial para serem exploradas para a produção do polímero.
O crescimento da espécie Xanthomonas campestris e a biossíntese do exopolissacarídeo xantana podem ocorrer em ampla variabilidade de condições. A diversidade de substratos viáveis representa o maior benefício industrial para a produção da goma xantana. Entretanto, a qualidade reológica do biopolímero varia sensivelmente em função da composição do meio utilizado 6
	Os aspectos mais estudados no cultivo de Xanthomonas campestris são os que influenciam a otimização da produção, devido à complexidade dos parâmetros que interferem na qualidade reológica do biopolímero produzido.
	Os polissacarídeos extracelulares são de maior interesse industrial, devido a maior facilidade de extração e purificação 5. Segundo Foresti 3, a xantana é o polissacarídeo atualmente existente no mercado com a mais ampla estabilidade, induz à formação de soluções aquosas de alta viscosidade que são extremamente pseudoplásticas. A viscosidade, que pode ser tomada como parâmetro de qualidade, é influenciada em função das cepas, da colônia bacteriana, do meio de fermentação utilizado e das condições operacionais na produção de xantana.
	O objetivo do presente trabalho foi determinar a viabilidade de utilização de infuso de arroz, tratado e não-tratado como fonte de nutrientes na produção de xantana por Xanthomonas campestris pv pruni.
        
MATERIAL E MÉTODOS

	Os meios modificados 3 foram testados no Laboratório de Biopolímeros do Centro de Biotecnologia – UFPel, no período de Julho de 2004.
	A bactéria, Xanthomonas campestris pv pruni, utilizada no experimento é oriunda da bacterioteca do CPACT-EMBRAPA.
	O infuso de arroz não-tratado foi obtido a partir da infusão do arroz realizada a 68° C. Entretanto, o infuso de arroz tratado foi obtido após tratamento químico e biológico do infuso.
	A manutenção das culturas é feita em meio SPA e para o crescimento celular utiliza-se o meio YM líquido, de acordo com Foresti 3.
	Os meios utilizados para a fermentação foram produzidos conforme Foresti 3, onde a constituição dos meios é a seguinte:
MEIO 1: meio padrão (meio MP II) – contendo em g.L-1: 1,5 g de NH4H2PO4; 2,5 g de K2HPO4; 0,2 g de MgSO4.7H20 e 50 g de sacarose.
MEIO 2: 0,67 g de celulose; 0,2 g MgSO4.7H2O; 2,5 g de K2HPO4; 50 g de sacarose; infuso de arroz tratado.
MEIO 3: 0,67 g de celulose; 0,2 g MgSO4.7H2O; 2,5 g de K2HPO4; 50 g de sacarose; infuso de arroz não-tratado.	 
	O pré-inóculo foi preparado segundo 3.  Após este período de multiplicação celular, transferiu-se o inóculo para frascos maiores, contendo 45 mL de meio formulado para produção de polímero, nas condições de 28° C, 200 rpm por 48 horas. A recuperação dos biopolímeros foi realizada, inicialmente, a separação da biomassa, seguida de precipitação, segundo 8. O caldo fermentado foi centrifugado a 12000 g , a 4° C por 30 min, e o sobrenadante foi precipitado com etanol a 96° GL na proporção de 4:1 (v/v). os polímeros foram secos em estufa a 55° C, até atingir peso constante. A determinação da produção foi realizada através da pesagem dos biopolímeros recuperados e secos, sendo o cálculo feito em g.L-1 de meio total. 
	A coloração do polímero foi comparada em uma escala de cores, utilizando-se um catálogo de cores, partindo da cor branca a cor camurça.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

	A análise dos resultados mostrou que a composição do meio de fermentação não influenciou na quantidade de polímero produzido pela cepa utilizada (TABELA 1).

TABELA 1. Médias de produção de biopolímeros pela cepa 101 de Xanthomonas campestris pv pruni nos diferentes meios de fermentação.

Meios	Produção de polímero (g.L-1)	
1	2,6 c	
2	3,0 a,b,c	
3	2,7 b,c	
Os resultados foram avaliados estatisticamente pelo teste de Tukey, com significância de 5%, para fazer comparação de médias. 

Os dados da tabela acima mostram claramente que a produção de xantana não foi influenciada pelo tipo de meio utilizado, possivelmente devido ao tempo de fermentação ter sido reduzido. Propõe-se então, fazer mais testes com diferentes tempos, pois na literatura, vários resíduos industriais, como água de maceração de milho, rejeitos de citrus, soro de leite, entre outros, foram relatados como substrato de produção para diferentes patovares de Xanthomonas campestris obtendo rendimentos superiores ao encontrado neste trabalho 3.
 Além da produção, observou-se que os polímeros produzidos com os meios 2 e 3 apresentaram coloração mais escura que a normalmente utilizada na indústria alimentícia e farmacêutica, tais resultados de coloração também foram observados no trabalho de Foresti 3.

CONCLUSÃO

	A síntese da xantana não foi influenciada pela composição do meio de fermentação, com fermentação em 48 horas. Além disso, observou-se que o polímero produzido apresentou coloração escura, exigindo maiores gastos na purificação, para seu uso na indústria de alimentos e farmacêutica, onerando o processo. Logo, o substrato, infuso de arroz (tratado e não-tratado) é economicamente inviável ao processo de obtenção de xantana para uso alimentício e farmacêutico, no entanto, poderá ser utilizada na indústria química e petrolífera.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1 BORGES, C. D. Caracterização da goma xantana em função da cepa de Xanthomonas campestris pv. pruni e das condições operacionais. Pelotas, 2002, 49 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Agroindustrial) – Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, 2002. 
2 DE VUYST, L; VERMEIRE, A. Use of industrial médium components for xanthan production by Xanthomonas campestris NRRL-B-1459. Appl. Microbiol. Biotechnol, v. 42, p. 187-191, 1994.
3 FORESTI, A. P. Produção e Qualidade Reológica da Xantana sintetizada por diferentes cepas de Xanthomonas campestris em meios modificados. Pelotas, 2003, 61 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Agroindustrial). Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, 2003. 
4 GIBBS, B. M SKINNER, F. A. Identification Methods fpr Microbiologists. Part A. New York Academic Press, 1966, 145 p.
5 MEDEIROS, A. S; MOREIRA, A. S; VENDRUSCOLO,C. T; CONCEIÇÃO, J. J; VENDRUSCOLO, J.  L. Influência do método de recuperação e purificação de xantana produzida por Xanthomonas campestris pv pruni cepa 06. XVII Congresso de Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 3, p. 9.29, 2000.
6 SUTHERLAND, I. W. Xanthan. In: SWINGS, J. G. & CIVEROLO, E. L. Xanthomonas. London: Capman & Hall, p. 39, 1993.
7 TESSMANN, C. Caracterização molecular de Xanthomonas campestris pv. Pruni pela técnica de RAPD e relação com a planta hospedeira e com a produção, viscosidade e composição química da xantana. Pelotas, 2002, 33 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Agroindustrial) – Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, 2002.
8 VENDRUSCOLO, C. T. Produção e caracterização do biopolímero produzido por Beijerinckia sp isolada do solo cultivado com cana-de-açúcar da região de Ribeirão Preto – São Paulo – Brasil. Campinas, 1995, 143 p. Tese (Doutorado em Ciências dos Alimentos). Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, 1995.