Produção de celulose bacteriana (CB) em diferentes meios a partir de culturas de kombucha
DOI:
https://doi.org/10.58951/fstoday.2024.004Palavras-chave:
Celulose bacteriana, Produção de celulose bacteriana, Rendimento de celulose bacteriana, KombuchaResumo
A celulose bacteriana (CB) despertou interesse científico significativo devido às suas aplicações potenciais em vários setores, incluindo indústrias médicas, cosméticas, alimentícias, ambientais e de moda. Esse interesse decorre de seus atributos como material biodegradável, biocompatível e com notáveis propriedades mecânicas, proveniente de origens renováveis. Além disso, o seu processo de produção é simples, produzindo apenas resíduos orgânicos e compostáveis. A produção de CB necessita de microrganismos e de um meio de cultura. Embora a bactéria Gram-negativa Komagataeibacter xylinus seja reconhecida como particularmente eficiente para a produção isolada de CB, consórcios de microrganismos como o kombucha demonstraram rendimentos promissores sob condições de cultura adequadas. Assim, este estudo busca verificar a diversidade de microrganismos presentes nas amostras de kombucha e sua respectiva produtividade de CB em diversos meios de cultura. Quatro amostras de kombucha (designadas A, B, C e D) juntamente com dois tipos de meios de cultura, HS e natural (composto por chá e açúcar), foram submetidas à experimentação. A enumeração de microrganismos revelou a amostra C como a mais abundante, seguida por A, D e B, com a identificação de três variedades distintas de colônias. Entre estes, dois exibiram características morfológicas semelhantes a bacilos Gram-negativos curtos, característicos de K. xylinus, e bacilos Gram-positivos, sugerindo uma cepa de levedura. A produção de CB mostrou-se mais eficiente quando se utilizou o meio de cultura natural, particularmente evidente na amostra C, possivelmente atribuível a parâmetros físicos e químicos favoráveis dentro deste meio de crescimento. Notavelmente, o meio de cultura natural exibiu maior eficácia na produção de CB com culturas derivadas da amostra C do kombucha.
Referências
AOAC - Association of Official Analytical Chemists. (2005). Official Methods of analysis of AOAC International. 18. ed. Washington: AOAC, 2005. (18th ed.). AOAC International.
Bianchet, R. T., Cubas, A. L. V., Machado, M. M., & Moecke, E. H. S. (2020). Applicability of bacterial cellulose in cosmetics – bibliometric review. Biotechnology Reports, 27(III), e00502. https://doi.org/10.1016/j.btre.2020.e00502 DOI: https://doi.org/10.1016/j.btre.2020.e00502
Brasil. (2013). Módulo 7: Detecção e identificação de micobactérias de importância médica. In Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Ed.), Microbiologia Clínica para o Controle de Infecção Relacionada à Assistência à Saúde (pp. 19–43). ANVISA.
Brown, A. J. (1886). XLIII. - On an acetic ferment which forms cellulose. Journal of the Chemical Society, Transactions, 49(545), 432–439. https://doi.org/10.1039/CT8864900432 DOI: https://doi.org/10.1039/CT8864900432
Cazón, P., & Vázquez, M. (2021). Bacterial cellulose as a biodegradable food packaging material: A review. Food Hydrocolloids, 113, 106530. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106530 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106530
Domskiene, J., Sederaviciute, F., & Simonaityte, J. (2019). Kombucha bacterial cellulose for sustainable fashion. International Journal of Clothing Science and Technology, 31(5), 644–652. https://doi.org/10.1108/IJCST-02-2019-0010 DOI: https://doi.org/10.1108/IJCST-02-2019-0010
Duarte, É. B., Andrade, F. K., Lima, H. L. S., Nascimento, E. S. do, Carneiro, M. J. M., Borges, M. de F., Luz, E. P. C. G., Chagas, B. S. das, & Rosa, M. de F. (2019). Celulose bacteriana: propriedades, meios fermentativos e aplicações. Documentos (Embrapa Agroindústria Tropical), 186, 1–37. https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/handle/doc/1109174
Fernandes, I. de A. A., Pedro, A. C., Ribeiro, V. R., Bortolini, D. G., Ozaki, M. S. C., Maciel, G. M., & Haminiuk, C. W. I. (2020). Bacterial cellulose: From production optimization to new applications. International Journal of Biological Macromolecules, 164, 2598–2611. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.07.255 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.07.255
Gomes, N. O., Carrilho, E., Machado, S. A. S., & Sgobbi, L. F. (2020). Bacterial cellulose-based electrochemical sensing platform: A smart material for miniaturized biosensors. Electrochimica Acta, 349. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.136341 DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.136341
Hibbert, H., & Barsha, J. (1931). Studies on Reactions Relating To Carbohydrates and Polysaccharides: Xxxix. Structure of the Cellulose Synthesized By the Action of Acetobacter Xylinus on Glucose . Canadian Journal of Research, 5(5), 580–591. https://doi.org/10.1139/cjr31-096 DOI: https://doi.org/10.1139/cjr31-096
Lavasani, P. S., Motevaseli, E., Shirzad, M., & Modarressi, M. H. (2017). Isolation and identification of Komagataeibacter xylinus from Iranian traditional vinegars and molecular analyses. Iranian Journal of Microbiology, 9(6), 338–347.
Lee, Y. A. (2016). Case study of renewable bacteria cellulose fiber and biopolymer composites in sustainable design practices. Environmental Footprints and Eco-Design of Products and Processes, 141–162. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0522-0_6 DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-10-0522-0_6
Lin, D., Liu, Z., Shen, R., Chen, S., & Yang, X. (2020). Bacterial cellulose in food industry: Current research and future prospects. International Journal of Biological Macromolecules, 158, 1007–1019. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.04.230 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.04.230
Mohammadkazemi, F., Azin, M., & Ashori, A. (2015). Production of bacterial cellulose using different carbon sources and culture media. Carbohydrate Polymers, 117, 518–523. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.10.008 DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.10.008
Ng, F. M. ., & Wang, P. W. (2016). Natural Self-grown Fashion From Bacterial Cellulose: A Paradigm Shift Design Approach In Fashion Creation. Design Journal, 19(6), 837–855. https://doi.org/10.1080/14606925.2016.1208388 DOI: https://doi.org/10.1080/14606925.2016.1208388
Nguyen, V. T., Gidley, M. J., & Dykes, G. A. (2008). Potential of a nisin-containing bacterial cellulose film to inhibit Listeria monocytogenes on processed meats. Food Microbiology, 25(3), 471–478. https://doi.org/10.1016/j.fm.2008.01.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fm.2008.01.004
Núñez, D., Cáceres, R., Ide, W., Varaprasad, K., & Oyarzún, P. (2020). An ecofriendly nanocomposite of bacterial cellulose and hydroxyapatite efficiently removes lead from water. International Journal of Biological Macromolecules, 165, 2711–2720. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.10.055 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.10.055
Oprea, M., Panaitescu, D. M., Nicolae, C. A., Raluca, A., Frone, A. N., Raditoiu, V., Trusca, R., & Casarica, A. (2020). Nanocomposites from functionalized bacterial cellulose and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). Polymer Degradation and Stability, 179. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2020.109203 DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2020.109203
Pacheco, G., Nogueira, C. R., Meneguin, A. B., Trovatti, E., Silva, M. C. C., Machado, R. T. A., Ribeiro, S. J. L., da Silva Filho, E. C., & da S. Barud, H. (2017). Development and characterization of bacterial cellulose produced by cashew tree residues as alternative carbon source. Industrial Crops and Products, 107(May), 13–19. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.05.026 DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.05.026
Picheth, G. F., Pirich, C. L., Sierakowski, M. R., Woehl, M. A., Sakakibara, C. N., de Souza, C. F., Martin, A. A., da Silva, R., & de Freitas, R. A. (2017). Bacterial cellulose in biomedical applications: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 104, 97–106. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.05.171 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.05.171
Provin, A. P., dos Reis, V. O., Hilesheim, S. E., Bianchet, R. T., de Aguiar Dutra, A. R., & Cubas, A. L. V. (2021). Use of bacterial cellulose in the textile industry and the wettability challenge—a review. Cellulose, 28(13), 8255–8274. https://doi.org/10.1007/s10570-021-04059-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-021-04059-3
Sederavičiūtė, F., Bekampienė, P., & Domskienė, J. (2019). Effect of pretreatment procedure on properties of Kombucha fermented bacterial cellulose membrane. Polymer Testing, 78(February). https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.105941 DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.105941
Sriplai, N., & Pinitsoontorn, S. (2021). Bacterial cellulose-based magnetic nanocomposites: A review. Carbohydrate Polymers, 254, 117228. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117228 DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117228
Stegemann, C., Almeida, A. d R., & Medeiros, H. de S. (2022). Biofabricação: um horizonte sustentável para o mundo da moda. Revista E-TECH: Tecnologias Para Competitividade Industrial - ISSN - 1983-1838, 15(2), 1–18. https://doi.org/10.18624/etech.v15i2.1214 DOI: https://doi.org/10.18624/etech.v15i2.1214
Sulaeva, I., Henniges, U., Rosenau, T., & Potthast, A. (2015). Bacterial cellulose as a material for wound treatment: Properties and modifications: A review. Biotechnology Advances, 33(8), 1547–1571. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2015.07.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2015.07.009
Szymańska, M., Hoppe, J., Dutkiewicz, M., Sobolewski, P., Palacz, M., Janus, E., Zielińska, B., & Drozd, R. (2022). Silicone polyether surfactant enhances bacterial cellulose synthesis and water holding capacity. International Journal of Biological Macromolecules, 208(March), 642–653. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.03.124 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.03.124
Tabaii, M. J., & Emtiazi, G. (2016). Comparison of bacterial cellulose production among different strains and fermented media. Applied Food Biotechnology, 3(1), 35–41. https://doi.org/10.22037/afb.v3i1.10582
Torres, F. G., Arroyo, J. J., & Troncoso, O. P. (2019). Bacterial cellulose nanocomposites: An all-nano type of material. Materials Science and Engineering: C, 98, 1277–1293. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.01.064 DOI: https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.01.064
Ul-Islam, M., Khan, S., Ullah, M. W., & Park, J. K. (2019). Comparative study of plant and bacterial cellulose pellicles regenerated from dissolved states. International Journal of Biological Macromolecules, 137, 247–252. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.06.232 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.06.232
Volova, T. G., Shumilova, A. A., Nikolaeva, E. D., Kirichenko, A. K., & Shishatskaya, E. I. (2019). Biotechnological wound dressings based on bacterial cellulose and degradable copolymer P(3HB/4HB). International Journal of Biological Macromolecules, 131, 230–240. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.068 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.068
Wahid, F., Zhao, X. Q., Cui, J. X., Wang, Y. Y., Wang, F. P., Jia, S. R., & Zhong, C. (2022). Fabrication of bacterial cellulose with TiO2-ZnO nanocomposites as a multifunctional membrane for water remediation. Journal of Colloid and Interface Science, 620, 1–13. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.03.108 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.03.108
Wang, J., Sun, B., Cao, Y., Tian, Y., & Li, X. (2008). Optimisation of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran. Food Chemistry, 106(2), 804–810. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.06.062 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.06.062
Wang, J., Tavakoli, J., & Tang, Y. (2019). Bacterial cellulose production, properties and applications with different culture methods – A review. Carbohydrate Polymers, 219(May), 63–76. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.05.008 DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.05.008
Wood, J. (2019). Bioinspiration in Fashion-A Review. Biomimetics, 4(1). https://doi.org/10.3390/biomimetics4010016 DOI: https://doi.org/10.3390/biomimetics4010016
Yim, S. M., Song, J. E., & Kim, H. R. (2017). Production and characterization of bacterial cellulose fabrics by nitrogen sources of tea and carbon sources of sugar. Process Biochemistry, 59, 26–36. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2016.07.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.procbio.2016.07.001
Zeng, X., Small, D. P., & Wan, W. (2011). Statistical optimization of culture conditions for bacterial cellulose production by Acetobacter xylinum BPR 2001 from maple syrup. Carbohydrate Polymers, 85(3), 506–513. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.02.034 DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.02.034
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2024 Aline da Rosa Almeida, Cristiane Stegemann, Matheus Vinicius Oliveira Brisola Maciel, Ayme de Braga da Costa, Thaís Regina Coelho Schadeck, Henrique de Souza Medeiros, Morgana Stegemann, Rafael Dutra de Armas
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Esta revista publica seus artigos em Acesso Aberto sob licença Creative Commons (CC BY 4.0).
Você é livre para:
Compartilhar — copie e redistribua o material em qualquer meio ou formato para qualquer finalidade, inclusive comercial.
Adaptar – remixar, transformar e desenvolver o material para qualquer finalidade, até mesmo comercial.
O licenciante não pode revogar essas liberdades desde que você siga os termos da licença.
Nos seguintes termos:
Atribuição — Você deve dar o devido crédito, fornecer um link para a licença e indicar se foram feitas alterações. Você pode fazê-lo de qualquer maneira razoável, mas não de forma que sugira que o licenciante endossa você ou seu uso.
Sem restrições adicionais — Você não pode aplicar termos legais ou medidas tecnológicas que restrinjam legalmente outras pessoas de fazerem qualquer coisa que a licença permita.
Avisos:
Você não precisa cumprir a licença para elementos do material de domínio público ou onde seu uso for permitido por uma exceção ou limitação aplicável.
Nenhuma garantia é dada. A licença pode não conceder todas as permissões necessárias para o uso pretendido. Por exemplo, outros direitos, como publicidade, privacidade ou direitos morais, podem limitar a forma como você utiliza o material.
Dados de financiamento
-
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Números do Financiamento 350722/2022-6 -
Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina
Números do Financiamento 2022TR001116
