Bioconversão de glicerina bruta da indústria do biodiesel em 1,3- propanodiol por bactérias isoladas de amostras ambientais

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Melo, Marcelo Rodrigues de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Microbiologia Agrícola
• Palavras-chave em Português: Bioconversão; Biodisel; Glicerina bruta; Fermentação; 1,3-propanodiol; Biologia e Fisiologia dos Microorganismos
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32391

O biodiesel é produzido por meio de reações de transesterificação entre óleos vegetais ou gorduras animais e álcoois (metanol ou etanol), resultando na formação de ésteres metílicos ou etílicos e glicerina bruta. Composto por glicerol, sabões, álcool, sais inorgânicos, ácidos graxos livres e outras matérias orgânicas, esse co- produto da indústria do biodiesel pode ser utilizado como substrato para produção microbiana de 1,3-propanodiol. Este diol tem sido produzido principalmente por vias petroquímicas e utilizado na produção de poliésteres, poliéteres, poliuretanos, solventes, adesivos, laminados, resinas, detergentes, anticongelantes e cosméticos. Neste trabalho, amostras de líquido de rúmen, solo, esgoto e dejetos suínos foram enriquecidas em meio contendo 5 % (v/v) de glicerina bruta, resultando no isolamento de 48 culturas produtoras de 1,3-propanodiol. As amostras de solo, esgoto e dejetos suínos contribuíram com 31, 12 e cinco culturas, respectivamente. Duas dessas culturas foram selecionadas para novos estudos e identificadas como Clostridium butyricum Sb06 e Klebsiella pneumoniae Ec18. K. pneumoniae Ec18 apresentou crescimento em concentrações de substrato (glicerol ou glicerina bruta) e 1,3-propanodiol de 200 e 80 g/L, respectivamente. Por outro lado, o crescimento de C. butyricum Sb06 foi totalmente inibido em concentrações de 160 e 40 g/L de substrato e 1,3-propanodiol, respectivamente. O crescimento dos isolados C. butyricum Sb06 e K. pneumoniae Ec18 foi favorecido em condições de neutralidade e os produtos da fermentação mais inibitórios ao crescimento foram o butirato e o acetato, respectivamente. O crescimento de C. butyricum Sb06 em meio basal, com e sem controle do pH do meio de cultivo, foi limitado a concentração de aproximadamente 1,5 g/L de biomassa, o que limitou a produção de 1,3-propanodiol em 10,23 g/L, com rendimento de 0,56 mol1,3-propanodiol/molglicerol. O controle do pH do meio de cultivo de K. pneumoniae Ec18 resultou em aumento de 2,5 vezes na formação de biomassa e produção 13,96 e 21,43 g/L de 1,3-propanodiol, com rendimento de 0,43 e 0,42 mol1,3-propanodiol/molglicerol, em meio contendo 40 e 80 g/L de glicerina bruta, respectivamente. As condições de cultivo de K. pneumoniae Ec18, na presença de 80 g/L de glicerina bruta, foram otimizadas utilizando de forma sequencial o delineamento fatorial fracionado e a metodologia de superfície de resposta, resultando em aumento de 56 % na concentração final de 1,3-propanodiol e de 22 % no rendimento de 1,3-propanodiol, em relação ao cultivo nas condições não- otimizadas. Os resultados deste trabalho indicam que o isolado K. pneumoniae Ec18 possui potencial para bioconversão de glicerina bruta em 1,3-propanodiol. Entretanto, outros estudos deverão ser realizados para a adequação do sistema de cultivo e a redução da formação de co-produtos da fermentação que competem com a formação de 1,3-propanodiol.