Lab-Scale production of Bacillus atrophaeus' spores by solid state fermentation in fifferent types of bioreactors

• Main Authors: Sandra Regina Barroso Ruiz Sella, Belquis Palácio Guizelini, Luciana Porto de Souza Vandenberghe, Adriane Bianchi Pedroni Medeiros, Carlos Ricardo Soccol
• Format: Article
• Language: English
• Published: Instituto de Tecnologia do Paraná (Tecpar) 2009-11-01
• Series: Brazilian Archives of Biology and Technology
• Subjects: Bacillus atrophaeus; spores; solid state fermentation; column bioreactor; biofilm
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-89132009000700021

Studies were conducted to evaluate Bacillus atrophaeus spores' production by solid-state fermentation (SSF) using sugarcane bagasse as support and soybean molasses as substrate at lab-scale in column bioreactors (forced aeration), plastic bags and Erlenmeyer flasks (aeration by diffusion). Different moisture contents (84%, 86% and 88%; 89%, 91% and 93%) and aeration rates (30mL/min, 45mL/min, 60mL/min and 90mL/min) were studied. The best condition for spore production (3.3x10(10) CFU.g-¹dry matter) in column bioreactor was 80% of initial humidity and no aeration. In Erlenmeyer flasks and plastic bags the best sporulation production reached 1.7 up to 4.7x10(10) CFU.g-1dry matter with 88-93% of initial moisture. The aeration rate had no significant effect on the spore yield. The initial moisture had a significant effect depending on the bioreactor type. Sporulation kinetic's assay was carried out and it showed the possibility to reduce the time of spore formation in two days.<br>Estudos foram conduzidos para avaliar a produção de esporos de Bacillus atrophaeus, em escala laboratorial, por fermentação em estado sólido (FES) em biorreatores de coluna (aeração forçada), sacos plásticos e frascos tipo Erlenmeyer (aeração por difusão), usando bagaço de cana como suporte e melaço de soja como substrato. Diferentes teores de umidade (84%, 86% e 88%, 89%, 91% e 93%) e taxas de aeração (30mL/min, 45mL/min, 60mL/min e 90mL/min) foram estudados. A melhor condição para a produção de esporos no biorreator de coluna (3.3 x 10(10) CFU.g-1 matéria seca) foi 80% de umidade inicial, sem aeração. Em frascos Erlenmeyer e sacos de plástico a melhor esporulação foi na faixa de 1.7 a 4.7 x 10(10) CFU.g-1 matéria seca, com 88-93% de umidade inicial. A taxa de aeração não teve efeito significativo sobre o rendimento da esporulação. A umidade inicial apresentou efeito significativo relacionado ao tipo do biorreator. O estudo da cinética da esporulação demonstrou a possibilidade de reduzir o tempo de incubação para esporulação em dois dias.