Caracterização taxônomica e funcional da comunidade microbiana envolvida na obtenção de biogás e outros compostos de interesse biotecnológico a partir de resíduos do processamento de citros/laranja

• Autor(a) principal: Camargo, Franciele Pereira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-02062021-144545/
• topic: Shotgun metagenomics; Acetogênese; Acetogenesis; Biomassa lignocelulósica; Caracterização metataxonômica; Factorial design; Lignocellulosic biomass; Limonene; Limoneno; Metagenômica shotgun; Metataxonomic characterization; Planejamento Fatorial.

A recuperação de energia a partir de biomassa lignocelulósica, como os resíduos sólidos de citros (RSC), vem sendo estudada como alternativa para seu reaproveitamento. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a utilização de RSC como substrato para a obtenção de H2 e demais bioprodutos em reatores em batelada, bem como caracterizar a comunidade microbiana envolvida neste processo. Foi possível obter um consórcio autóctone por meio da autofermentação do RSC, além de isolar uma cepa similar à Enterococcus casseliflavus (99%), e obter os parâmetros cinéticos de seu crescimento em glicose, como crescimento específico (μ = 0,35 h), tempo de geração celular (Tg = 1,98 h-1), potencial máximo de concentração de H2 (P = 9,1 mmol H2.L-1), velocidade específica máxima de obtenção de H2 (Rm = 1,99 mmol H2.L-1) e tempo de início da obtenção de H2 (λ = 4,08 h). Na etapa seguinte, foram avaliados dois diferentes pré-tratamentos, sendo que a maior concentração de H2 ocorreu nos reatores contendo RSC in natura (13,31 mmol H2.L-1), quando comparado à hidrotermólise (P = 8,19 mmol H2.L-1) e deslignificação alcalina (P = 7,27 mmol H2.L-1). Por meio do método de Plackett & Burman, foram avaliadas as variáveis pH (5,5, 7,0 e 8,5), temperatura (30, 37 e 44 °C), concentração de inóculo alóctone (1, 2 e 3 gSTV.L-1) e de RSC (5, 10 e 15 g.L-1), volume do headspace (40, 50 e 60%) e componentes do meio de cultura, como extrato de levedura (0, 0,5 e 1 g.L-1), CaCO3 (0, 2,5 e 5 g.L-1), NaCl (0, 2,5 e 5 g.L-1) e peptona (0, 2,5 e 5 g.L-1). O pH, concentração de inóculo e substrato (RSC) foram as variáveis significativas. A condição ótima estabelecida por meio de Delineamento do Composto Central Rotacional foi de 4 gSTV.L-1 de inóculo (lodo granular aplicado ao processamento termofílico de vinhaça de cana-de-açúcar), 29,8 g.L-1 de RSC e pH 8,98, com P = 48,47 mmol H2.L-1. A partir do sequenciamento shotgun, foi possível confirmar a partir da expressão gênica diferencial que as vias de degradação da celulose pela via acetogênica foram superexpressas nos reatores otimizados, sendo Clostridium e Paraclostridium os gêneros mais abundantes.