Bioprospecção bacteriana para produção de bio-hidrogênio a partir de hidrolisado hemicelulósico e avaliação do processo fermentativo.

Abstract

A substituição das energias baseadas no petróleo por outras fontes energéticas mais ambientalmente amigáveis é uma ideia que ganha mais força a cada dia. Os resíduos da atividade agrícola e florestal são considerados matéria-prima renovável, de baixo custo e abundante, principalmente, considerando que o Brasil é um grande produtor de cana-deaçúcar. No contexto da biorrefinaria, a partir dos resíduos desta atividade agrícola podem ser produzidos vários biocombustíveis implicando no uso eficaz dos recursos e dos produtos gerados. Desse modo, este trabalho buscou isolar e selecionar linhagens bacterianas capazes de produzir bio-hidrogênio a partir da fermentação de açúcares hemicelulósicos. O processo fermentativo foi investigado utilizando substratos sintéticos e um hidrolisado lignocelulósico real. Dentre vários isolados, duas culturas se destacaram quanto à utilização dos açúcares, Enterobacter sp (isolado 2) e Raoultella sp (isolado 11). As melhores conversões na produção de bio-hidrogênio foram obtidas a partir da fermentação de 11 g/L de xilose com valores de 1,17 e 1,74 mmol H2/mmol substrato, respectivamente para Raoultella sp e Enterobacter sp, tendo o ácido acético como principal subproduto desta fermentação. Os valores das conversões diminuíram para 0,4 e 0,3 mmol H2/mmol substrato, para o isolado 2 e 11 respectivamente, quando utilizado o hidrolisado hemicelulósico real diluído. Para investigar a toxicidade do hidrolisado, inibidores foram adicionados na fermentação e para ambos os isolados, a adição de ácido acético afetou negativamente a conversão e a produção de H2. Dois métodos de destoxificação do hidrolisado lignocelulósico foram testados, os resultados mostraram que o uso de carvão ativado no ensaio de fermentação promoveu um aumento de 2x na produção de H2 (0,31mmol) para o isolado 2. Levando-se em consideração todos os resultados as linhagens Enterobacter sp 2 e e Raoultella sp 11 apresentam potencial de aplicação em processos fermentativos no contexto da biorrefinaria.