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

ABSTRACT

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 percent, 86 percent and 88 percent; 89 percent, 91 percent and 93 percent) 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 percent 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 percent 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.

RESUMO

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 por cento, 86 por cento e 88 por cento, 89 por cento, 91 por cento e 93 por cento) 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 por cento 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 por cento 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.