Produção e purificação de nisina produzida por Lactococcus lactis em leite desnatado e soro de leite / Nisin production and purification utilizing Lactococcus lactis is skimmed milk and milk whey

RESUMO

O peptideo antimicrobiano retratado neste trabalho é a nisina, produzido pela bacteria Lactococcus lactis subsp. lactis, urn peptideo estruturalmente composto por 34 aminoácidos, mostra urn vasto espectro de atividade inibitória em microrganismos Gram-positivos, Gram-negatios e esporo formadores. O objetivo deste trabalho foi produzir a nisina a partir de células de Lactococcus lactis utilizando soro de leite e leite desnatado como meio de cultivo. Para tanto as células de L. lactis foram desenvolvidas em agitador rotacional (30°C/36 h/100 rpm) e a atividade de nisina, os parâmetros de crescimento e os componentes do meio de cultivo foram analisados. Em leite desnatado, contendo 2,27 g de sólidos totais, a atividade de nisina foi 20077,05 AU.mLˉ¹ sendo 3 vezes maior em relação ao leite desnatado corn 4,54 g sólidos totais, 8739,77 AU.nnLˉ¹ ; e foi 73 vezes major em relacão ao leite desnatado corn 1,14 g sólidos totais, 273,21 AU.mLˉ¹ . 0 soro de leite utilizado foi doado por uma incIstria de lacticínios, em laboratório parte do soro foi tratada de duas formas (i) filtrado e (ii) esterilizado, e ambos foram utilizados para cultivo das células produtoras de nisina em agitador rotacional 30°C/36 h/100 rpm. Os resultados mostraram que o meio de cultivo composto por soro de leite não filtrado forneceu uma adaptação ao L. lactis, sendo a concentração de nisina obtida 1628 vezes maior que do soro de leite filtrado, 11120,13 e 6,83 mg.Lˉ¹ respectivamente. Em relação atividade de nisina contra Gram-negativos, aumentou-se o efeito bactericida quando adicionada ao EDTA. O comportamento da nisina no sistema micelar de duas fases aquosas foi investigado experimentalmente, demonstrando que a biomolécula alvo pode ser extraída tanto do meio fermentado complexo quanto das impurezas presentes na nisina comercial. Nos testes corn o sistema micelar de duas fases aquosas, a nisina particionou, preferencialmente, para a fase rica em micelas...

ABSTRACT

Nisin is a natural antimicrobial peptide used as food preservative produced by Lactococcus lactis, that inhibits the outgrowth of spores, the growth of a variety of Gram-positive and Gram-negative bacteria. Applications of this bacteriocin include dental care products pharmaceutical products such as stomach ulcers and colon infection treatment and potencial birth control. This study aims to evaluate growth conditions for L. lactis as well as the effect in nisin production when utilizing milk whey and skimmed milk. Lactococcus lactis ATCC 11454 was developed in a rotatory shaker (30°C/36 h/100 rpm) in diluted skimmed milk and nisin expression, growth parameters and media components were also studied. Nisin expression in skimmed milk 2.27 g total solids (20077.05 AU.mLˉ¹ ) was up to 3-fold higher than transfers in skimmed milk 4.54 g total solids (8739.77 AU.mLˉ¹ ) and was up to 85-fold higher than transfers in skimmed milk 1.14 g total solids (273.21 AU.mLˉ¹ ). Milk whey, a byproduct from dairy industries, was utilized in two different ways (i) without filtration, autoclaved at 121°C for 30 min and (ii) filtrated (1.20 pm and 0.22 vim membrane filter), L. lactis was developed in a rotary shaker (30°C/36 h/100 rpm) and these cultures were transferred five times using 5 mL aliquots of broth culture for each new volume of the respective media. The results showed that culture media composed by milk whey without filtration was better for L. lactis in its adaptation than milk whey without filtration. Nisin titers, in milk whey without filtration, was 11120.13 mg.Lˉ¹ in 2nd transfer, and up to 1628-fold higher than the filtrated milk whey, 6.83 mg.Lˉ¹ in 1 St transfer. Nisin activity was assayed by the agar diffusion method using Lactobacillus sakei ATCC 15521 and a recombinant Escherichia coli DH5a expressing the recombinant green fluorescent protein (GFPuv) as the nisin-susceptible test organisms. Combining EDTA with nisin increased the bactericidal effect of...