Bioconversão de Metano em Polihidroxibutirato (PHB)

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Cardoso, Letícia Oliveira Bispo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bactérias Metanotróficas; Bioplásticos; Bioplastics; Biopolímeros; Biopolymers; Bioproducts; Bioprodutos; Methanotrophs; Polihidroxialcanoatos; Polyhydroxyalkanoates
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-29112022-094031/

O gás metano (CH4) é considerado um dos principais gases de efeito estufa (GHGs) e o aumento de suas emissões agrava o aquecimento global, especialmente porque o metano apresenta efeitos 84 vezes mais potentes que o dióxido de carbono (CO2). Outro problema ambiental recorrente é a poluição por plásticos derivados de petróleo, que não são materiais biodegradáveis. Por muitas vezes eles são descartados inadequadamente, o que gera poluição terrestre e marinha, afetando diversos ecossistemas. Este trabalho propõe uma alternativa para resolução de ambos os problemas ambientais: analisar a bioconversão do metano em polihidroxibutirato (PHB), um polímero biodegradável produzido por bactérias metanotróficas presentes no meio ambiente. O PHB possui propriedades semelhantes às do polipropileno, podendo servir como seu potencial substituto. A principal desvantagem do PHB é seu alto custo de produção que pode ser solucionado ao utilizar um substrato abundante, barato e com amplo apelo ambiental como o gás metano. Para tanto, quatro consórcios metanotróficos foram obtidos a partir de enriquecimento de amostras de áreas de manguezal, os quais se mostraram tolerantes à altas concentrações de metano (≅70%) e foram testados para produção de PHB sob diferentes condições. A partir de análise metagenômica verificou-se que o gênero Methylosinus foi predominante, o que pode ser resultado de seleção indireta devido à ausência de cobre durante o enriquecimento metanotrófico. Utilizando uma combinação de processo de produção de PHB em dois estágios com renovação periódica de atmosfera contendo 12,3% (v/v) de metano em ar e 10 µM Cu2+ em meio Nitrate Mineral Salts (NMS), os melhores resultados foram obtidos. O consórcio 1SED, cuja composição foi predominante em 54% por Methylosinus atingiu produção de 183 ± 14 mg.L-1 de PHB após 5 dias em fase de acúmulo, com produtividade de 35 mg.L-1.d-1 e conversão de substrato em bioprodutos de 270 mg.g-1. Estes resultados mostram o potencial do consórcio em bioconverter o metano em um produto de interesse e fornece base para analisar a viabilidade industrial da produção do PHB.