Produção de 1,3-propanodiol por fermentação de glicerol por diferentes cepas de Clostridium

• Autor(a) principal: Mermejo, Beatriz da Cruz
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-06072021-204823/
• topic: 1,3-propanediol; 1,3-propanodiol; Ácido butírico; Biodiesel; Biodiesel; Butyric acid; Clostridium beijerinckii; Clostridium beijerinckii; Clostridium pasteurianum; Clostridium pasteurianum

Na reação de transesterificação para produção de biodiesel é gerado como resíduo a glicerina (glicerol), em torno de 10% (m/v). Nos anos de 2017 e 2018, cerca de 375 e 441 mil m³, respectivamente, de glicerol residual foi computado decorrente da produção de biodiesel. Devido a crescente produção deste biocombustível, muitos estudos vêm sendo desenvolvidos para encontrar aplicações para o glicerol residual. Neste sentido, o glicerol pode ser utilizado como fonte de carbono para a sua conversão em 1,3-propanodiol por meio de processos fermentativos catalisados por microrganismos do gênero Clostridium. O 1,3 propanodiol (1,3-PDO) é empregado principalmente na produção de polímeros. A utilização do glicerol pelo Clostridium pode ocorrer por duas vias, a oxidativa com ganho de energia e coenzimas reduzidas e a redutiva, na qual o glicerol é convertido a 3-hidroxipropionaldeído, sendo posteriormente reduzido a 1,3-PDO pela enzina 1,3 propanodiol oxirredutase. Neste trabalho foram avaliados os fatores que podem afetar a fermentação de glicerol pelo Clostridium beijerinckii Br21, tais como composição do meio de cultura, concentração de glicerol, pH inicial e controle de pH. Os resultados obtidos foram comparados com a cepa Clostridium pasteurianum DSMZ 525. O C. beijerinckii Br21 é capaz de produzir 1,3-PDO em diferentes concentrações de glicerol, sendo as concentrações 170 e 390 mM as mais favoráveis, apresentando Y1,3-PDO/GLICEROL (mM mM-1), 0,66 e 0,47, respectivamente. Enquanto o C pasteurianum independente da concentração estudada o fator de conversão foi em torno de 0,4 mM 1,3-PDO mM-1 glicerol. Valores de pH próximos a neutralidade favorecem, tanto o crescimento microbiano quanto a produção de 1,3-PDO. Quando o pH foi controlado em 7, a concentração de 1,3-PDO gerada foi consideravelmente maior do que quando este não foi controlado, independente da cepa estudada, sendo, 63,8 e 123,4 mM 1,3-PDO para C. beijerinckii e C. pasteurianum, respectivamente. A cepa C. beijerinckii Br21 se mostrou uma alternativa, tanto para a obtenção de 1,3-PDO, quanto para ácido butírico. Estudos futuros de otimização na conversão de glicerol em 1,3-PDO possivelmente tornarão esta cepa uma opção para aplicações do glicerol residual do biodiesel em produtos de valor agregado, tais como 1,3-PDO e ácido butírico.