Valorização do resíduo industrial com a produção de Poli (3-hidroxibutirato) por cupriavidus necator

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-gradução em Engenharia de AlimentosO Poli(3-hidroxibutirato), P(3HB), é um polímero acumulado por muitos microrganismos, como reserva de carbono e energia. O melaço cítrico se caracteriza pelo alto conteúdo de açúcares redutores e foi estudado como uma fonte barata de substrato para a produção de P(3HB) por Cupriavidus necator. Neste trabalho, teve-se por objetivo a melhoria das condições de cultura para o crescimento e produção de P(3HB) por C. necator em melaço cítrico fornecido pela indústria Citrosuco Paulista S. A. O estudo da padronização do pré inoculo, diferentes concentrações iniciais de açúcares redutores totais (ART) e estratégias de produção foram realizadas em meio sintético glicose/frutose. Testou-se a adição de metanol e a mistura de metanol e etanol (presentes no melaço cítrico), o uso dos antiepumantes Antarol (utilizado na produção do melaço) e Silicone, pré-tratamentos para redução de sólidos suspensos e diferentes fontes de nitrogênio. Foram testados também outros subprodutos cítricos como o licor da primeira prensagem do bagaço da laranja, melaço após o processo de resfriamento e a vinhaça (resíduo da fermentação alcoólica do melaço cítrico) como substratos. A análise cinética de crescimento e produção de polímero foram realizadas. A padronização do pré-inóculo mostrou que o melhor momento para a inoculação foi observada entre a fase exponencial e estacionária de crescimento. As concentrações de 30, 40, 50, 60 e 70g.L-1 de ART testadas, mostraram que é possível a utilização destas por C. necator na produção de P(3HB) sendo as porcentagens de P(3HB) acumuladas com 8 horas de fase de produção iguais a 33, 38, 37, 27 e 34%, respectivamente. A adição dos antiespumantes Antarol, e silicone, mostrou que o aumento da concentração de Antarol diminui o P(3HB) acumulado pela célula e que o silicone pode ser utilizado sem restrições. O uso de metanol e a mistura de metanol e etanol nas quantidades presentes no melaço cítrico (28 mg.L-1 de etanol e 86 mg.L-1 de metanol) não comprometem a produção de P(3HB). O uso de sulfato de amônio e uréia, como fontes de nitrogênio em meio de melaço cítrico, mostrou que a uréia apresenta vantagens em relação ao sulfato de amônio, pois age como atenuador das flutuações de pH do meio, é mais barata e a sua utilização pode levar a uma porcentagem de polímero final em relação ao sulfato de amônio. Os pré-tratamentos empregados ao melaço cítrico indicaram que o aumento da temperatura no upstream é inversamente proporcional à produção de P(3HB) pela célula. O uso do licor da primeira prensagem mostrou ser um bom substrato para a produção de P(3HB). C. necator não cresceu em vinhaça, isso pode ter ocorrido em conseqüência do alto teor de etanol, metanol e álcoois superiores neste meio. O melaço sem sofrer resfriamento mostrou 81% de P(3HB) na célula. Estes resultados indicam que os subprodutos da indústria processadora de suco de laranja podem ser utilizados para produção de P(3HB) por C. necator com boa porcentagem final de polímero na célula