Desenvolvimento de um método voltamétrico para a avaliação do crescimento microbiano

Abstract

O crescimento microbiano ocorre com o consumo das fontes de energia presentes no meio e a libertação de metabolitos para o meio extracelular. A variação da concentração destas espécies serviu de base para o desenvolvimento de um método electroquímico de avaliação do crescimento de leveduras. As espécies utilizadas neste estudo foram a Candida utilis e Saccharomyces cerevisiae em meios contendo diferentes fontes de carbono e energia: glucose, etanol e ácido láctico. Os voltamogramas registados nos diferentes meios de cultura apresentaram sinais bem definidos cujas intensidades de corrente variaram ao longo do tempo. Os resultados obtidos por voltametria de varrimento linear (LSV) e voltametria de onda quadrada (SWV), foram semelhantes. Os valores de intensidade de corrente – corrente de pico (para SWV) e corrente limite (para LSV) – nas culturas de células foram comparáveis aos correspondentes valores de densidade óptica, em termos da sua variação ao longo do tempo. Estes resultados apresentam uma tendência similar quando são representados como curvas de crescimento. Com base no método proposto foi possível estimar taxas de crescimento comparáveis às obtidas por turbidimetria. O método proposto foi caracterizado tendo em vista o estabelecimento do intervalo de aplicabilidade, e os efeitos da variação da dimensão do microeléctrodo e da técnica voltamétrica. A análise por cromatografia de HPLC das soluções sobrenadantes permitiu o estabelecimento de correlações entre as concentrações de nutrientes e a intensidade de corrente medida ao longo do empo.

Microbial growth is accomplished by the consumption of nutrients and by the release of metabolites into the extracellular media. Based on changes in the concentration of electroactive species, an electrochemical method is proposed to evaluate microbial growth. The yeasts Candida utilis and Saccharomyces cerevisae grown in liquid media containing either glucose, ethanol or lactic acid as carbon and energy sources were used. The voltammograms obtained in the different growth media displayed well-developed responses which current intensity varies along time. Similar results were reached with either linear sweep voltammetry (LSV) or sqware wave voltammetry (SWV). The current intensity values – peak current (for SWV) and limiting current (for LSV) – in the growing cultures were comparable to the corresponding optical densities, in terms of their variation along time. These data displayed similar trends when plotted as growing curves. For both yeast species, the growth rates estimated with the electrochemical method were similar to those obtained by the optical method. The proposed method was characterized by evaluating the applicability range and the effects of the microelectrode dimension and the voltammetric technique. During the growth of the yeasts, samples of the spent growth media were analysed by HPLC and the nutrient/ metabolite concentrations were related to the intensity currents.