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• Pesqui. Agropecu. Trop. 41 (1) • Mar 2011 • https://doi.org/10.5216/pat.v41i1.6672   copy

Growth rate of mixed ruminal bacteria as a function of energetic substrate concentration in bath culture

Crescimento de bactérias ruminais em função da concentração de substrato energético em meio de cultura

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Abstracts

The objective of this study was to evaluate levels of sucrose on microbial growth. Roll tubes were filled with 15.6 mL of buffer Chen, 1 mL of inocula (rumen fluid from fistulated steer at pasture), 1 mL of Trypticase or hydrolyzed casein (1 g L-1 as final concentration) and 2.4 mL of sucrose solutions (0.00 g L-1, 0.37 g L-1, 0.75 g L-1, 1.5 g L-1, 3.0 g L-1, 6.0 g L-1, 12.0 g L-1, and 24.0 g L-1), in triplicate. The pH was 5.56 at 0 h and 4.6 after 6 h, and 5.83 in 0 g L-1 and 4.18 above 1.5 g L-1 of sucrose. The optical density (OD-600 nm) and microbial protein (MP-595 nm) tended to stabilize after 12 h and 6 g L-1 of sucrose, with no interaction between them. The OD (6 h to 24 h mean values) was curvilinear (hyperbolic), as a function of sucrose concentration, followed the saturation kinetics of Michaelis-Menten, which is typical of enzymes systems, and was described by the following Lineweaver-Burk equation: 1/OD = 0.508*(1/sucrose) + 1.15, R² = 0.99. The theoretical maximum microbial growth (1/a = k max) was 0.87 OD and the concentration of sucrose to reach half of k max (b/a = Ks) was 0.44 g L-1 of sucrose. The microbial growth was affected by incubation time, substrate concentration, and culture medium acidification.

Lineweaver-Burk; Michaelis-Menten; pH; saturation kinetics; sucrose

O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de sacarose no crescimento microbiano. Tubos de ensaio foram preenchidos com 16,5 mL de tampão (meio Chen), 1 mL de inóculo (líquido de rúmen de bovino em pasto), 1 mL de Tripticase ou caseína hidrolisada (1 g L-1 como concentração final) e 2,4 mL de solução de sacarose (0,00 g L-1; 0,37 g L-1; 0,75 g L-1; 1,5 g L-1; 3,0 g L-1; 6,0 g L-1; 12,0 g L-1; e 24,0 g L-1), em triplicata. O pH foi de 5,56 à 0 hora (h) e 4,6 às 6 h, 5,83 em 0 g L-1 e 4,18 acima de 1,5g L-1 de sacarose. A densidade óptica (DO-600 nm) e de proteína microbiana (MP-595 nm) tenderam a se estabilizar após 12 h e 6 g L-1 de sacarose, sem ocorrência de interação. A DO (valores médios entre 6 h e 24 h) foi curvilínea (hipérbole), em função da concentração de sacarose, seguiu o modelo de saturação cinética de Michaelis-Menten, típico do sistema enzimático, e foi descrita pela seguinte equação de Lineweaver-Burk: 1/DO = 0.508*(1/sacarose) + 1.15, R² = 0,99. O crescimento microbiano máximo teórico (1/a = k max) foi de 0,87 DO e a concentração de sacarose para atingir a metade k max (b/a = Ks) foi de 0,44 g L-1 de sacarose. O crescimento microbiano foi afetado pelo tempo de incubação, concentração de substrato e acidificação do meio de cultura.

Cinética de saturação; Lineweaver-Burk; Michaelis-Menten; pH; sacarose

ZOOTECNIA

Growth rate of mixed ruminal bacteria as a function of energetic substrate concentration in bath culture* * Trabalho recebido em jul./2009 e aceito para publicação em dez./2010 (n° registro: PAT 6672/ DOI 10.5216/pat.v41i1.6672).

Crescimento de bactérias ruminais em função da concentração de substrato energético em meio de cultura

Tadeu Silva de OliveiraI; Rogério de Paula LanaI; José Carlos PereiraI; Geicimara GuimarãesII; José Alípio Faleiro NetoIII

IUniversidade Federal de Viçosa, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Zootecnia, Viçosa, MG, Brasil. E-mails: tadeusilva@zootecnista.com.br, rlana@ufv.br, jcarlos@ufv.br.

IIUniversidade Federal de Viçosa, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Economia Rural, Viçosa, MG, Brasil. E-mail: geicimara.guimaraes@ufv.br.

IIIUniversidade Federal de Minas Gerais, Escola de Veterinária, Departamento de Zootecnia, Belo Horizonte, MG, Brasil. E-mail: jalipio@bol.com.br.

ABSTRACT

The objective of this study was to evaluate levels of sucrose on microbial growth. Roll tubes were filled with 15.6 mL of buffer Chen, 1 mL of inocula (rumen fluid from fistulated steer at pasture), 1 mL of Trypticase or hydrolyzed casein (1 g L-1 as final concentration) and 2.4 mL of sucrose solutions (0.00 g L-1, 0.37 g L-1, 0.75 g L-1, 1.5 g L-1, 3.0 g L-1, 6.0 g L-1, 12.0 g L-1, and 24.0 g L-1), in triplicate. The pH was 5.56 at 0 h and 4.6 after 6 h, and 5.83 in 0 g L-1 and 4.18 above 1.5 g L-1 of sucrose. The optical density (OD-600 nm) and microbial protein (MP-595 nm) tended to stabilize after 12 h and 6 g L-1 of sucrose, with no interaction between them. The OD (6 h to 24 h mean values) was curvilinear (hyperbolic), as a function of sucrose concentration, followed the saturation kinetics of Michaelis-Menten, which is typical of enzymes systems, and was described by the following Lineweaver-Burk equation: 1/OD = 0.508*(1/sucrose) + 1.15, R² = 0.99. The theoretical maximum microbial growth (1/a = kmax) was 0.87 OD and the concentration of sucrose to reach half of kmax (b/a = Ks) was 0.44 g L-1 of sucrose. The microbial growth was affected by incubation time, substrate concentration, and culture medium acidification.

Key-words: Lineweaver-Burk; Michaelis-Menten; pH; saturation kinetics; sucrose.

RESUMO

O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de sacarose no crescimento microbiano. Tubos de ensaio foram preenchidos com 16,5 mL de tampão (meio Chen), 1 mL de inóculo (líquido de rúmen de bovino em pasto), 1 mL de Tripticase ou caseína hidrolisada (1 g L-1 como concentração final) e 2,4 mL de solução de sacarose (0,00 g L-1; 0,37 g L-1; 0,75 g L-1; 1,5 g L-1; 3,0 g L-1; 6,0 g L-1; 12,0 g L-1; e 24,0 g L-1), em triplicata. O pH foi de 5,56 à 0 hora (h) e 4,6 às 6 h, 5,83 em 0 g L-1 e 4,18 acima de 1,5g L-1 de sacarose. A densidade óptica (DO-600 nm) e de proteína microbiana (MP-595 nm) tenderam a se estabilizar após 12 h e 6 g L-1 de sacarose, sem ocorrência de interação. A DO (valores médios entre 6 h e 24 h) foi curvilínea (hipérbole), em função da concentração de sacarose, seguiu o modelo de saturação cinética de Michaelis-Menten, típico do sistema enzimático, e foi descrita pela seguinte equação de Lineweaver-Burk: 1/DO = 0.508*(1/sacarose) + 1.15, R² = 0,99. O crescimento microbiano máximo teórico (1/a = kmax) foi de 0,87 DO e a concentração de sacarose para atingir a metade kmax (b/a = Ks) foi de 0,44 g L-1 de sacarose. O crescimento microbiano foi afetado pelo tempo de incubação, concentração de substrato e acidificação do meio de cultura.

Palavras-chave: Cinética de saturação; Lineweaver-Burk; Michaelis-Menten; pH; sacarose.

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  • *
    Trabalho recebido em jul./2009 e aceito para publicação em dez./2010 (n° registro: PAT 6672/ DOI 10.5216/pat.v41i1.6672).

    • Publication Dates

    • Publication in this collection
      31 Jan 2013
    • Date of issue
      Mar 2011

    History

    • Accepted
      Dec 2010
    • Received
      July 2009
    Creative Common - by 4.0
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