Transições reversíveis de células de leveduras entre estados viáveis, mas não cultiváveis (VBNC) e estados viáveis e cultiváveis

Abstract

Several physiological conditions have been described for yeast cells during cultivation, such as injured cells, dead cells and viable cells, but not culturable (VBNC). However, little attention is still given to the formation of viable cells, but not cultivable in yeast and its impact on the fermentation process. The VBNC state, also known as state of numbness cell can be defined as a physiological condition in which the microorganisms are not able to grow on bacteriological media, but that present characteristics of living cells. Chemical and environmental factors have been reported to induce VBNC state, including a lack of nutrients, temperature extremes, osmotic concentration and oxygen. The yeast cells in the VBNC state may influence the yield of biofuel generated at the end of the process. The yeasts used in this study were collected in a sugarcane mill located in Américo Brasiliense-SP-Brazil. To provide evidence of the existence of a state in yeast VBNC investigated the ability of cells to enter the VBNC state, applying heat stress (40°C) and osmotic (30% sucrose). Viable populations were monitored using the methylene blue dye, and cultivated populations were identified by inoculation in culture. All procedures were performed in triplicate for all samples and sample data were submitted to analysis of variance (ANOVA). After 48 hours the time of stress, the comparison between viable cells and culturable cells showed the presence of viable cells, but not culturable. Moreover, removal of stress the cells were allowed to grow again able, providing evidence for the existence of a VBNC state in yeast.

Diversos estados fisiológicos têm sido descritos para células de levedura durante o cultivo, como células lesionadas, células mortas e células viáveis, mas não cultiváveis (VBNC). No entanto, pouca atenção ainda é dada à formação de células viáveis, mas não cultiváveis em leveduras e seus impactos sobre o processo de fermentação. O estado VBNC, também conhecido como estado de dormência celular pode ser definido como um estado fisiológico em que os micro-organismos não são capazes de crescer em meios bacteriológicos, mas apresentam características de células vivas. Fatores químicos e ambientais têm sido relatados para induzir um estado VBNC, incluindo a falta de nutrientes, temperaturas extremas, concentrações osmóticas e oxigênio. As células de levedura no estado VBNC podem exercer influencias sobre o rendimento de biocombustível gerado no final do processo. As leveduras industriais utilizadas neste estudo foram coletadas em uma usina sucroalcooleira localizada na cidade de Américo Brasiliense-SP-Brasil. Para fornecer evidências da existência de um estado VBNC em leveduras investigou-se a capacidade das células ao entrarem no estado VBNC, aplicando estresse térmico (40°C) e osmótico (30% de sacarose). Populações viáveis foram monitoradas utilizando o corante azul de metileno, e as populações cultiváveis foram identificadas por semeadura em meio de cultura. Todos os procedimentos foram realizados em triplicata, para todas as amostras e os dados amostrais foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Após 48 horas no período de tempo em estresse, a comparação entre as células viáveis e as células cultiváveis demonstrou a presença de células viáveis, mas não cultiváveis. Além disso, a remoção do estresse permitiu que as células fossem novamente capazes de crescer, fornecendo evidências da existência de um estado VBNC em leveduras.