Conversão de bagaço de cana-de-açúcar em biossurfactante por Aureobasidium pullulans LB83 utilizando fermentação em estado sólido

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Carneiro, Bruna Curry
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biomass; Biomassa; Biossurfactante; Biosurfactant; Fermentação em estado sólido; Solid-state fermentation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97132/tde-03112021-171914/

Surfactantes são moléculas com estruturas anfipáticas que podem ser capazes de reduzir a tensão superficial de um líquido e/ou emulsificar substâncias de diferentes polaridades. São aplicados em diversos setores industriais; porém, quando produzidos a partir de matérias-primas não-renováveis, seu uso pode resultar em sérios danos ao meio ambiente. Dessa forma, biossurfactantes (BS), surfactantes naturais, são substitutos interessantes para os surfactantes sintéticos devido a sua biodegradabilidade e baixa toxicidade. No entanto, o custo de produção dos BS ainda não é competitivo quando comparado aos sintéticos. Outro problema na produção de BS é a formação de espuma, entretanto, pode ser evitado ao se utilizar fermentação em estado sólido (FES). Além disso, a FES permite a conversão direta de subprodutos agroindustriais em BS, consequentemente levando à redução de gastos com matéria-prima. Dessa forma, a FES soluciona dois gargalos da produção de BS. Alguns microrganismos produtores de BS não possuem a capacidade de degradar a lignina, o que dificulta o acesso destes às fibras de celulose e hemicelulose. Contudo, o pré-tratamento alcalino da biomassa pode auxiliar o processo, pois, provoca a redução da quantidade de lignina e intumescimento das fibras, facilitando a degradação da biomassa pelos microrganismos. Deste modo, no presente trabalho optou-se por utilizar o fungo leveduriforme Aureobasidium pullulans como agente fermentativo, uma vez que este microrganismo não é patógeno como as bactérias geralmente utilizadas para a produção de BS. Como matriz sólida e fonte de carbono para a produção de BS em FES utilizou-se o bagaço de cana-de-açúcar in natura e pré-tratado em meio alcalino (PTA). O pré-tratamento do bagaço resultou em remoções de lignina de até 80 %. Nas FES foram alcançados índices de emulsificação superiores a 50 % após 96 e 720 h de cultivo para o bagaço PTA e in natura, respectivamente. Por meio de um planejamento de experimentos fatorial 2² com quatro pontos axiais e triplicata no ponto central foi possível encontrar a melhor condição de pré-tratamento do bagaço para a produção de BS em FES. Com a condição escolhida foi possível realizar fermentações de 96 h em reator de coluna segmentada obtendo índices de emulsificação variando de 40 a 63 %. Também foi notado um aumento da viscosidade e escurecimento do meio, relacionados a produção de pululana e melanina, respectivamente. Desta maneira, o bagaço PTA mostra-se uma matéria-prima promissora para a produção de BS por A. pullulans.