Avaliação comparativa do processo auto-fermentativo e bioaumentado de diferentes amostras de bagaços de cana- de-açúcar : identificação da microbiota autóctone e produtos gerados.
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Data
2023
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Resumo
O bagaço de cana-de-açúcar (BCA) é um material remanescente da indústria
sucroalcooleira considerado fonte renovável, de baixo custo e rico em açúcares. A
conversão desta biomassa lignocelulósica em bioprodutos é uma alternativa favorável
para amenizar problemas ambientais causados pelo uso excessivo de matéria-prima de
origem fóssil, além de contribuir para o conceito de biorrefinaria. Entretanto, devido à
sua estrutura recalcitrante, o acesso aos açúcares do biomaterial é um desafio para
microrganismos fermentadores. Assim sendo, objetivando alcançar um bioprocesso
consolidado, o presente estudo investigou o potencial hidrolítico e fermentativo da
microbiota autóctone do BCA bruto durante sua fermentação, bem como a prospecção
dos microrganismos presentes na biomassa. Nos ensaios de fermentação foram testadas
amostras de BCA de seis usinas (A, B, C, D, E e F) na concentração de 10 g/L,
monitoradas por 408 h a 37oC, sob agitação. As cepas cultiváveis foram coletadas no
tempo 96 h e três delas (X, Y e Z) foram selecionadas para serem inoculadas
individualmente em ensaios bioaumentados. A caracterização metagenômica do
consórcio microbiano foi realizada e para quantificação dos metabólitos obtidos durante
a fermentação foi feita a análise da fração líquida, enquanto a fração sólida foi
caracterizada a fim de determinar os teores de celulose, hemiceluloses e lignina no início
e ao final do ensaio. A microbiota presente nos bagaços no início da fermentação incluiu
principalmente organismos do gênero Acetobacter, ao passo que, com 96 h de ensaio
houve predominância de bactérias fermentadoras, como Clostridium, Enterobacter e
Ruminiclostridium. Ao final do ensaio a abundância de Ruminiclostridium foi expressiva
para as amostras analisadas neste momento. Dentre as condições testadas, alcançou-se a
remoção de 37% da fração de lignina, 58% de celulose e 44% de hemiceluloses na
fermentação do bagaço D por sua microbiota autóctone bioaumentada por Klebsiella
pneumoniae (isolado X). Os principais produtos obtidos foram ácido caproico (2,81 g/L
em Dy), etanol (2,68 g/L em A), ácido acético (1,15 g/L em D), ácido isobutírico (0,97
g/L em E), metanol (0,97 g/L em A) e ácido propiônico (0,34 g/L em C). Isto demonstra
o elevado potencial lignocelulolítico da microbiota autóctone do BCA por acessar e
fermentar o próprio substrato, demonstrando a possibilidade de obtenção de bioprodutos
de valor agregado através do bioprocesso consolidado.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Biotecnologia, Produtos biológicos, Compostos orgânicos, Bagaço de cana
Citação
SOUZA, Isabela Morato de. Avaliação comparativa do processo auto-fermentativo e bioaumentado de diferentes amostras de bagaços de cana- de-açúcar: identificação da microbiota autóctone e produtos gerados. 2023. 123 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.