Comparação entre os ensaios DA-3b, DA-4b e DA-5b

Conforme já destacado, é importante se fazer uma análise dos resultados em termos de produtividades, fatores de conversão e produção específica, pois a quantidade de glicose fornecida foi maior nos ensaios descontínuos alimentados do que nos descontínuos padrão realizados em paralelo.

A tabela 4.3 mostra um resumo dos resultados obtidos neste conjunto de ensaios.

Em relação aos fatores de conversão substrato a células, pode-se observar valores praticamente semelhantes entre os ensaios descontínuos alimentados e descontínuos padrão (em torno de 0,45 g/g). Isso mostra que o crescimento maior obtido nos ensaios descontínuos alimentados foi proporcional à maior quantidade de glicose fornecida nesses ensaios. Um comportamento semelhante ocorreu em relação à produtividade em células, cujos valores ficaram entre 0,15 g/(L.h) e 0,23 g/(L.h).

Por outro lado, com relação à produção do antibiótico, observa-se que o fator de conversão substrato a retamicina total atingiu um valor de 0,59 g/g no ensaio DA-3b, cerca de 37 % superior ao ensaio D-3b (0,43 g/g). No ensaio DA-4b, o fator de conversão substrato a retamicina total atingiu um valor mais baixo (0,49 g/g), apenas 16 % superior ao ensaio padrão correspondente (D-4b), cujo valor foi de 0,42 g/g. Por outro lado, no ensaio DA-5b obteve-se um fator de conversão substrato a retamicina total de 0,15 g/g, muito menor do que o obtido no ensaio padrão correspondente (0,53 g/g).

As produtividades em retamicina também mostram diferenças entre os ensaios descontínuos alimentados e descontínuos padrão. A produtividade em

retamicina total no ensaio DA-3b foi de 0,197 g/(L.h), cerca de 54 % superior ao ensaio D-3b (0,128 g/(L.h)). No ensaio DA-4b, a produtividade em retamicina total foi de 0,186 g/(L.h), cerca de 88 % superior ao ensaio D-4b (0,099 g/(L.h)). Por outro lado, a produtividade em retamicina total no ensaio DA-5b (0,057 g/(L.h)) foi menor do que no ensaio padrão correspondente (D-5b).

A produção específica em retamicina total (relação entre a concentração de retamicina total e a concentração celular) atingiu um maior valor no ensaio DA-3b (1,33 g/g) cerca de 46 % superior ao ensaio padrão D-3b (0,91 g/g). No ensaio DA-4b, obteve-se uma produção específica semelhante à obtida no ensaio D-4b (cerca de 1,15 g/g). Novamente, esse parâmetro mostrou um resultado inferior para o ensaio DA-5b (0,35 g/g), que apresentou um resultado pior em termos de produção de retamicina do que o ensaio D-5b.

Outro resultado interessante é o parâmetro R (relação entre a produção específica em retamicina total do ensaio descontínuo alimentado e a produção específica em retamicina total do ensaio descontínuo padrão correspondente), que é mostrado na figura 4.131. Essa figura mostra a variação desse parâmetro em função da velocidade específica de controle imposta nos ensaios descontínuos alimentados. Deve-se lembrar que esse parâmetro tem valor igual a 1,0 para os ensaios descontínuos padrão (representados pela linha pontilhada em R = 1). A outra linha pontilhada no gráfico representa o ensaio descontínuo D-3+, onde foi obtido um valor de R igual a 1,6. Assim, com um valor de R igual a 1,6, significa que o ensaio D-3+ apresentou uma produção específica em retamicina total cerca de 60 % superior ao ensaio descontínuo padrão realizado em paralelo (D-3).

A figura 4.131 permite observar a influência de dois efeitos importantes no processo de produção do antibiótico: a velocidade específica de controle (µo) e a

composição da alimentação. Em primeiro lugar, aumentando-se a velocidade específica de controle durante a alimentação, ocorreu uma tendência de diminuição da produção específica, o que é coerente com um processo de produção de um metabólito secundário. Em segundo lugar, a limitação de outros nutrientes devido a uma alimentação com apenas a concentração de glicose quadruplicada (ensaios DA-3, DA-4 e DA-5) conduziu a um aumento na produção específica de retamicina total, como mostra o deslocamento da curva obtida na figura 4.131, em relação aos ensaios DA-3b, DA-4b e DA-5b. Portanto, o ensaio DA-3, onde se obteve melhor

resultado (R = 1,8), foi o que apresentou esses dois efeitos atuando de forma positiva (alimentação provocando limitação de nutrientes e velocidade específica de crescimento baixa).

Dessa forma, exceto no ensaio DA-5b, a produção específica foi melhor nos ensaios descontínuos alimentados do que nos ensaios descontínuos padrão realizados em paralelo (pontos acima da linha R = 1).

Tabela 4.3 Resumo dos resultados dos ensaios DA-3b, DA-4b, DA-5b, D-3b,

D-4b e D-5b.

Parâmetro DA-3b D-3b DA-4b D-4b DA-5b D-5b

Sini (g/L) 10,6 10,6 10,1 10,3 10 10,2 St (g/L) 16,7 10,6 16,7 10,3 16,7 10,0 Xf (g/L) 7,83 5,38 7,30 4,50 7,60 4,90 Ref (g/L) 8,20 3,57 6,45 3,74 2,02 3,70 Rif (g/L) 1,67 1,04 1,75 0,79 0,45 1,70 Rtf (g/L) 9,86 4,61 8,18 4,36 2,50 5,30 µx max (h-1) 0,26 0,27 0,26 0,30 0,29 0,32 µRe max (g/(g.h)) 0,09 0,08 0,09 0,08 0,03 0,05 µRi max (g/(g.h)) 0,021 0,023 0,025 0,021 0,004 0,030 µRt max (g/(g.h)) 0,114 0,097 0,114 0,096 0,04 0,080 QO2 max (mmol/(g.h)) 1,8 --- --- --- 3,0 --- K max (dina.sn/cm2) 18,7 8,3 17,0 6,0 14,0 6,5 Yx/s (g/g) 0,44 0,48 0,42 0,42 0,44 0,47 YRe/s (g/g) 0,49 0,34 0,39 0,36 0,12 0,37 YRi/s (g/g) 0,100 0,098 0,105 0,077 0,027 0,170 YRt/s (g/g) 0,59 0,43 0,49 0,42 0,15 0,53 Px (g/(L.h)) 0,15 0,16 0,18 0,18 0,23 0,20 PRe (g/(L.h)) 0,164 0,099 0,147 0,085 0,046 0,084 PRi (g/(L.h)) 0,035 0,029 0,040 0,028 0,010 0,043 PRt (g/(L.h)) 0,197 0,128 0,186 0,099 0,057 0,120 PERe (g/g) 1,11 0,71 0,91 1,00 0,29 0,91 PERi (g/g) 0,23 0,20 0,25 0,18 0,06 0,41 PERt (g/g) 1,33 0,91 1,15 1,16 0,35 1,30 R 1,5 1,0 1,0 1,0 0,3 1,0

Mesmo assim, é importante destacar que, nos ensaios onde ocorreu limitação de nutrientes (DA-3, DA-4 e DA-5), não foi possível um controle muito bom da velocidade específica de crescimento durante a alimentação. Nos ensaios onde não ocorreu limitação de outros nutrientes, foi possível um bom controle da velocidade específica de crescimento no valor desejado, durante a alimentação.

R = -8,5714 µo + 1,7905 r2 _{= 0,991} R = -2,8571 µo + 1,919 r2 _{= 0,92} 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 µo (h-1) R DA-3 DA-4 DA-5 DA-3b DA-4b DA-5b Ensaios Descontínuos Padrão Ensaio D-3+

Figura 4.131 Parâmetro R em função da velocidade específica de crescimento

(controle) durante a alimentação nos ensaios descontínuos alimentados (DA-3, DA-4, DA-5, DA-3b, DA-4b e DA-5b). As linhas pontilhadas representam os ensaios descontínuos padrão e o ensaio D-3+.

Comparando-se os resultados dos ensaios descontínuos alimentados com o ensaio D-3+ (descontínuo com a mesma quantidade de glicose fornecida nos ensaios descontínuos alimentados), pode-se perceber que, em termos de produção específica, o ensaio D-3+ conduziu a melhores resultados do que os ensaios DA-3b, DA-4b e DA-5b. Os resultados mostraram também que apenas o fato de se aumentar a quantidade de glicose fornecida neste ensaio descontínuo (D-3+) conduziu a uma maior produção de retamicina em comparação com os ensaios descontínuos padrão (deslocamento entre as linhas pontilhadas na figura 4.131). Os ensaios DA-3 e DA-4, por outro lado, apresentaram melhores resultados do que o ensaio D-3+, em termos de produção específica de retamicina, mostrando a importância adicional da manutenção de baixas velocidades específicas de crescimento.

4.5 Correlações obtidas utilizando-se os resultados dos ensaios