Avaliação do crescimento do Clostridium acetobutylicum ATCC 4259 utilizando glicerol PA como substrato

Abstract

A glicerina bruta, subproduto da produção de biodiesel, vem sendo investigada como fonte de carbono em processos microbianos para a obtenção de bioprodutos de alto valor agregado. A utilização da glicerina na produção de 1,3-propanodiol por via microbiológica é uma forma bastante viável de utilização dessa substância. O processo microbiano ocorre em anaerobiose, onde bactérias (Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter e Clostridium) convertem a glicerina bruta em 1,3-propanodiol e vários outros produtos, como: ácido acético, etanol, ácido succínico, ácido lático, ácido cítrico, ácido fórmico, CO2 e H2, de acordo com as vias metabólicas do seu processo fermentativo. Dentre os micro-organismos estudados, no entanto, destacam-se as bactérias Clostridium butyricum e Klebsiella pneumoniae como as de maior utilização e provavelmente as melhores produtoras deste composto, devido a sua tolerância ao substrato, seu rendimento e produtividade. O presente trabalho consistiu em avaliar o comportamento do Clostridium acetobutylicum ATCC 4259 através de fermentações em batelada utilizando glicerol PA como fonte de carbono. A fermentação foi realizada em meio de cultura próprio para obtenção de 1,3-propanodiol, importante monômero utilizado na síntese de polímeros. Foi realizado um planejamento fatorial 2² em estrela com ponto central para avaliar a influência de duas variáveis (glicerol PA e extrato de levedura) no crescimento do micro-organismo. Foram realizados 10 ensaios no planejamento, sendo 9 ensaios em pontos distintos e uma repetição no ponto central. Também foi realizado um experimento de cinética microbiana para estudar em detalhes o crescimento do micro-organismo. Em ambos os casos a técnica de filtração com peso seco foi utilizada para calcular a concentração celular presente no meio. A cinética microbiana mostrou que, para as condições experimentais da pesquisa, a fase exponencial de crescimento ocorreu até o tempo de 14 horas, e uma produtividade celular (P) de 0,0405 g/L.h, uma velocidade máxima de crescimento (μmáx) de 0,0403 h-1 e um tempo de geração (G) de 15,7 h foram alcançados. As melhores respostas obtidas no planejamento fatorial foram 1,42 g/L e 1,40 g/L (30 g/L e glicerol e 2 g/L de extrato de levedura no meio de cultura).