Neste trabalho investigou-se o efeito de pulsos de rafinose e ultra-som, na liberação de invertase de Saccharomyces cerevisiae livre e imobilizado em Luffa cylindrica. A cultura de células livres foi submetida a pulso de rafinose 2% e irradiada por 2 min, nas taxas de diluição 0,12 e 0,46 h-1. A cultura de células imobilizadas foi submetida a pulso de rafinose e irradiada por 1, 2 e 4 min, em taxa de diluição 0,10 h-1. Em células imobilizadas, o pulso de rafinose aumentou a atividade invertásica de 5,38 para 7,27 U/mg. Entretanto a aplicação do ultra-som, em cultivo de células livres na taxa de diluição 0,12 h-1, obteve-se os melhores resultados. A atividade variou de 25,08 para 29,38 U/mg, enquanto que o aumento em células imobilizadas foi de 5,22 para 9,70 U/mg, quando sonicadas por 2 min. Esses resultados demonstram que a aplicação de ultra-som, em cultivo contínuo de células livres, pode ter um grande potencial de aplicação em processos biotecnológicos.

This study investigated the effect of raffinose and ultrasound pulses on invertase release from free S. cerevisiae and S. cerevisiae immobilized in Luffa cylindrica. The free cell culture was submitted to 2% raffinose pulse and irradiated for 2 minutes at 0.12 and 0.46 h-1 dilution rates. The immobilized cell culture was submitted to raffinose pulse and irradiated for 1, 2 and 4 minutes, at 0.10 h-1 dilution rate. In immobilized cells, the raffinose pulse increased the invertase activity from 5.38 to 7.27 U/mg. Ultrasound application in free cell culture at the 0.12 h-1 dilution rate gave the best results. The activity varied from 25.08 to 29.38 U/mg while the increase in immobilized cells was from 5.22 to 9.70 U/mg when sonicated for two minutes. These results showed that ultrasound application in continuous culture could have great potential for application in biotechnological techniques.

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.

The 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 (2³) 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 (2²) 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.

Foi avaliada a produção de etanol em caldo de cana-de-açúcar com alta concentração de açúcar inicial, fermentado por Z. mobilis, na presença e na ausência de etanol inicial. A produção de etanol nos dois meios foi baixa. A presença de etanol inicial no caldo de cana-de-açúcar causou uma redução de 48,8% na produção de etanol, de 25% na produção de biomassa e de 28,3% no consumo de açúcar total. A presença de etanol inicial ao meio não teve efeito significante para a produção de levana e no coeficiente de produtividade em biomassa (g biomassa/g açúcar consumido).

Ethanol production in sugar cane juice in high initial sugar concentration, fermented by Z. mobilis in the presence and absence of ethanol, was evaluated. Ethanol production was low in both media. The presence of initial ethanol in the sugar cane juice reduced ethanol production by 48.8%, biomass production by 25.0% and the total sugar consumption by 28.3%. The presence of initial ethanol in the medium did not affect significantly levan production and biomass yield coefficient (g biomass/g sugar consumed).