Universidades, Faculdades, Ensino, Cursos e Pesquisa

Produção de biocelulose utilizando resíduos agroindustriais: influência das condições de processo

Quimica e Derivados
17 de julho de 2019
    -(reset)+

    Pedro Victor Maciel Pozzani;
    Leticia Giuliani Yashiki;
    Suzana Maria Ratusznei;
    José Alberto Domingues Rodrigues

    Neste trabalho avaliou-se a influência das condições de cultivo na produção de biocelulose por Gluconacetobacter hansenii (ATCC 23769) utilizando resíduos agroindustriais. Inicialmente foram realizados cultivos estáticos nos meios: soro de leite (S), melaço (M) e vinhaça/soro (V/S), em batelada (B) e em batelada alimentada (BA), em erlenmeyers de 250 mL contendo 50 mL dos meios de cultivo. Na operação em batelada alimentada (BA), o período entre alimentações foi de três dias, adicionando-se, de forma não asséptica, substrato sobre as películas formadas. Na sequência, foram realizados cultivos estáticos em meio soro de leite (S) em batelada alimentada (BA), em biorreatores contendo de 640 a 750 mL, nos quais a alimentação foi realizada de forma asséptica. Na Condição S/BA/750, foram efetuadas cinco alimentações de substrato sobre as películas formadas, o que resultou na formação de novas películas. As alimentações foram realizadas próximas às paredes do biorreator o que implicou acúmulo de meio nessa região, fazendo com que parte da película submergisse. Esse cultivo com duração de 30 dias resultou em massa de biocelulose por área disponível para crescimento de 1,59 mg/cm². Na Condição S/BA/640, realizaram-se 8 alimentações, que resultavam na formação de novas películas. A alimentação foi feita próxima ao centro do biorreator o que permitiu uma distribuição mais uniforme do substrato, evitando o acúmulo de líquido e submersão de partes das películas formadas, resultando em menor tempo de crescimento das novas películas. Após 41 dias de cultivo, a massa de biocelulose por área disponível para crescimento foi de 2,31 mg/cm². Comparando-se esses valores com os obtidos para a operação em batelada (0,20 a 1,20 mg/cm²), verificou-se ser possível aumentar de forma significativa a massa de biocelulose na operação com alimentações sucessivas de substrato sobre as películas formadas, devido à melhoria da disponibilidade do substrato aos microrganismos.

    1 Introdução

    Atualmente, existem diversos subprodutos da agroindústria que têm potencial para serem reaproveitados em outros cenários. Segundo Tsouko et al. (2015), o potencial apresentado por esses resíduos agroindustriais está relacionado com suas características que os tornam ótimos substratos para os processos biotecnológicos. Assim, em função do grande volume gerado do conteúdo de matéria orgânica e de nutrientes, tem-se a possibilidade de utilização por vários grupos de microrganismos, os quais os convertem, por diversas rotas metabólicas, em produtos com agregado valor comercial.

    Os setores industriais estão cada vez mais focados no desenvolvimento de processos que utilizam recursos renováveis e fornecem produtos competitivos para satisfazer as necessidades do mercado. Um tópico que chama a atenção nesse sentido é a produção de biomateriais. Esses biomateriais são provenientes de sistemas orgânicos vivos, como culturas agrícolas, e fornecem benefícios interessantes, como a adequação ambiental, menores custos de produção, entre outros. Desses biomateriais destaca-se a biocelulose, ou celulose bacteriana, com propriedades estruturais e mecânicas únicas (Al-Abdallah e Dahman, 2013). Esse biomaterial tem ampla utilização em diversos setores industriais, como: indústrias de alimentos nas embalagens, nos produtos farmacêuticos atuando como curativos para a pele, na área de eletroeletrônicos, no diafragma para fones de ouvido da multinacional japonesa Sony, e como base para compósitos pela inserção de prata, fosfato, pectina, amido, termoplásticos, ouro em condutividade elétrica, sílica, entre outras aplicações (De Souza e Garcia-Cruz, 2004; Domini et al., 2010).

    Apesar do seu potencial para aplicações, o alto custo da produção da celulose bacteriana e sua baixa produtividade são as principais desvantagens, o que dificulta a implementação industrial. Recentemente, muitos estudos têm sido realizados buscando o desenvolvimento de meios de fermentação econômicos para sua produção, incentivando a utilização de resíduos e subprodutos industriais, como substrato, podendo melhorar a competitividade do custo da produção da biocelulose. Nesse sentido, os subprodutos/resíduos agroindustriais têm potencial para serem utilizados na produção de biocelulose, dentre os quais se destacam o soro de leite, o melaço e a vinhaça (Tsouko et al., 2015).

    O soro de leite é produzido durante a coagulação da caseína do leite numa das etapas de produção do queijo. Como é produzido em grandes quantidades (9 kg de soro/kg de queijo) e tem alta carga poluidora (30 a 50 gDBO/L), pode representar um problema ambiental significativo. No entanto, este mantém muitos dos nutrientes do leite, incluindo proteínas funcionais, peptídeos, lipídios, lactose, vitaminas e minerais. Por isso possui vasto potencial em processos biológicos (Guimarães et al., 2010).

    O melaço é um subproduto da agroindústria açucareira disponível a um custo relativamente baixo. Ele apresenta um ótimo potencial como fonte de carbono para o metabolismo microbiano, devido à presença de grande quantidade de açúcares fermentescíveis e minerais, tais como o manganês, o zinco, o potássio, o sódio, o fósforo, entre outros (Feltrin et al., 2000).



    Recomendamos também:








    0 Comentários


    Seja o primeiro a comentar!


    Deixe uma resposta

    O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *