Uma vez na fase estacionária de crescimento, a ação é realizada em dois níveis: o tipo de biorreator e a composição / condição do meio de cultura. O primeiro parâmetro permite calibrar a cultura para uma produção adequada de ingredientes ativos. Dependendo do tipo de biorreator e das condições de crescimento que ele impõe, distinguem-se os seguintes:
- Biorreatores de circuito fechado: as células do inóculo crescem até atingir a fase estacionária de crescimento, o meio permanece sempre o mesmo e o sistema permanece fechado; dessa forma, as células passam a produzir metabólitos secundários, pois percebem como um elemento suficiente de estresse é a falta de um de seus nutrientes As células são mantidas em um sistema fechado para produzir metabólitos secundários por um período de tempo especificado, variando de alguns dias a uma semana inteira - 15 dias; após esse tempo, o sistema é aberto e os metabólitos secundários são extraídos do meio e das células (alguns metabólitos permanecem presos no vacúolo enquanto outros são liberados no meio ambiente).
- Biorreatores de ciclo semicontínuo: ciclo adaptado àqueles tipos de culturas que precisam de elementos adicionais de estresse, além da falta de fatores nutricionais e de crescimento do solo. É denominado semicontínuo porque já no meio do crescimento exponencial as células começam a produzir metabólitos secundários; isso provavelmente se deve a uma mudança no meio de cultura, por exemplo, devido à extrusão maciça de um catabólito de resíduo secundário, tóxico para as células e, portanto, um elemento de estresse. Nesse momento, 50% da massa celular é retirada do biorreator, com 50% do meio de cultura; os vários ingredientes ativos são então extraídos desta amostra.
Uma alíquota equivalente do novo meio é adicionada ao biorreator no qual está contida a porcentagem restante de células e meio de cultura, de modo a permitir que as células retomem uma fase de crescimento exponencial a partir do tempo zero. Neste caso, o sistema é aberto quando as células ainda estão na fase exponencial O biorreator é definido como "semicontínuo" porque quantidades pequenas, mas suficientes de ingredientes ativos são extraídas dele em intervalos regulares.
O sistema de crescimento fechado ou semicontínuo é escolhido com base na capacidade produtiva do tipo de célula, existem células que produzem mais metabólitos com um determinado sistema de crescimento do que com outro.
- Biorreatores de ciclo contínuo: são os mais utilizados, os mais modernos e projetados. Eles permitem que a cultura atinja a fase estacionária de crescimento; neste ponto, alíquotas muito pequenas de células e meio são tomadas em contínuo em intervalos regulares e próximos de tempo; a pequena retirada permite que o calo regenere o mesmo número de células que foram removidas, enquanto o meio coletado é substituído por um novo. Desta forma, as células são mantidas em equilíbrio no fio de produção de ingredientes ativos; um fio que representa a otimização em termos de qualidade e quantidade da produção de princípios ativos. Essa amostragem constante e contínua, bem como a adição de novo solo, é monitorada de forma automatizada por quimiostatos e turboestatos.O quimiostato é o equipamento responsável por monitorar as condições de cultivo, como o pH e os elementos nutricionais que constituem o solo; quando estes não são suficientes, o equipamento intervém introduzindo os meios corretivos. Os turboestatos, por outro lado, medem a densidade óptica da cultura, que é diretamente proporcional à quantidade de células; quando esta atinge um valor limite máximo, a pequena quantidade é tomada, posteriormente submetida à extração dos princípios ativos.
- Biorreatores de células imobilizadas: modalidade semelhante ao tipo loop fechado, porém difere quando, uma vez verificada a capacidade da cultura de células em produzir metabólitos secundários, são introduzidos no biorreator compostos gelatinizantes ou suportes sólidos, que permanece fechado. Estes suportes permitem que a cultura em suspensão se transforme em cultura sólida sempre dentro de um biorreator, onde as células estão na forma de microagregados igualmente em contato com o meio de cultura, portanto igualmente sensíveis aos estímulos do meio. espécies o suporte sólido representa na verdade um estímulo mecânico capaz de induzir uma diferenciação morfológica e funcional sensível; em outras palavras, as células começam, ainda que lentamente, a se diferenciar em tecidos organizados; uma diferenciação morfo / fisiológica macro ou microscópica corresponde na maioria das vezes a uma diferenciação metabólica, concluindo, a imobilização das lavouras pode favorecer a produção de compostos secundários.
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