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Predição da concentração celular a partir da velocidade de respiração e validação em cultivos visando a produção de Poli(3-hidroxibutirato) por Cupriavidus necator

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O Poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) é um biopolímero que pode ser produzido por bactérias como reserva de carbono e energia. Cupriavidus necator é uma das bactérias mais estudadas para esta produção e precisa da limitação de um nutriente essencial, que não a fonte de carbono, para maior acúmulo de polímero. Conhecer a concentração celular e seu estado fisiológico ao longo dos cultivos é importante para um melhor controle do processo. Modelos matemáticos, baseado em parâmetros cinéticos, têm sido reportados na literatura para predição da biomassa, sendo uma ferramenta eficiente e de fácil aplicação. Assim, o objetivo deste trabalho foi aplicar o modelo proposto por Zabriskie e Humphrey (1978), que leva em conta parâmetros cinéticos de respiração celular, como ferramenta na predição da biomassa residual ao longo de cultivos para produção de P(3HB) por C. necator. Para isso, três cultivos em modo batelada foram realizados a fim de determinar os parâmetros cinéticos respiratórios para C. necator: fator de conversão de oxigênio em célula (YX/O) e consumo de oxigênio para manutenção celular (mo) e os valores obtidos foram de 4,09.10-3 gcel.mgO2-1 e 38,68 mgO2.gcel-1, respectivamente. Estes parâmetros foram substituídos no modelo de Zabriskie e Humphrey (1978) que foi utilizado na predição da biomassa residual de C. necator em um cultivo em modo batelada alimentada para validação do modelo. Os resultados mostraram que o modelo foi capaz de predizer os valores experimentais, apresentando R2 de 0,997, dentro das condições estudadas. Sendo assim, o modelo se mostrou uma ótima ferramenta no âmbito de controle de processo.