Otimização das condições de fermentação de glicerol por Clostridium beijerinckii Br21 para a obtenção de 1,3-propanodiol

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Altafini, Rafael de Moraes
• 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: 1,3-propanediol; 1,3-propanodiol; Clostridium beijerinckii; DCCR; Extrato de levedura; Ferro; FeSO4; Glicerol; Glycerol; PLS; Sulfato; Yeast extract
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-18052022-140116/

A busca por novas fontes de energia e a substituição da matriz energética tem levado ao aumento do uso do biodiesel, um combustível renovável. Sua produção, através da transesterificação, resulta na formação de glicerol, um triol muito utilizado na indústria de alimentos e farmacêuticas. No entanto, o glicerol residual ou bruto, obtido pela produção do biodiesel, é contaminado e não pode ser utilizado nessas indústrias. Portanto, alternativas para o glicerol bruto vêm sendo estudados, entre elas a sua utilização como substrato para a fermentações industriais. Dentre os produtos obtidos pela fermentação do glicerol estão o gás hidrogênio, o etanol, o butanol, o ácido butírico e o 1,3-propanodiol (1,3-PDO). O 1,3-PDO é um diol utilizado como monômero de polímeros de alto valor agregado, sendo o mais valorizado o polipropileno tereftalato (PPT). Nesse trabalho foi estudada a produção do 1,3-PDO por Clostridium beijerinckii Br21, uma bactéria isolada pelo grupo de pesquisa. Foi avaliada a influência de diferentes meios de cultura, descritos na literatura, com a finalidade de otimizar a sua composição. O meio que promoveu a maior concentração de 1,3-PDO a partir do glicerol foi o meio denominado de WIS, o qual serviu de base para os experimentos futuros. Uma regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) revelou que os principais compostos com influência positiva sobre a produção do 1,3-PDO são o K2HPO4, o extrato de levedura e o FeSO4. Ao se estudar essas substâncias foi observado que o aumento do extrato de levedura e a adição de FeSO4 ao meio WIS resultam na maior produção de 1,3-PDO, enquanto que o K2HPO4 auxiliou na manutenção do pH. A otimização do meio realizada com auxílio um delineamento central composto rotacional 2² (DCCR 2²), com glicerol e FeSO4 como variáveis, resultou em um aumento de 51,3% na produção de 1,3-PDO pelo C. beijerinckii Br21, comparado ao meio WIS. Por fim, a suplementação do meio com FeCl3·6H2O e K2SO4 evidenciou que o íon ferro favorece e que o íon sulfato resulta na diminuição da produção de 1,3-PDO, provavelmente pela oxidação do produto na presença de sulfato.