Produção de celulose bacteriana em meio de glicerol

Abstract

A celulose bacteriana (CB) é um polímero que vem cada vez mais sendo estudado como polímero alternativo e sustentável em diversas áreas com diferentes aplicabilidades, devido principalmente às suas características estruturais, mecânicas e biocompatíveis. Este polímero pode ser produzido por alguns grupos de micro-organismos, dentre eles destaca-se a bactéria Gluconacetobacter hansenii, que é capaz de produzir celulose bacteriana em altos rendimentos utilizando diferentes fontes de carbono e nitrogênio. Diversas fontes alternativas vêm sendo estudadas para a produção da CB, devido à baixa viabilidade econômica de produzi-la com meio sintético. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção da CB a partir de dois diferentes meios, um tradicional, Hestrin-Schram modificado e outro alternativo, contendo glicerol e sais, que foi denominado de salino, e ambos, utilizando como principal substrato o resíduo agroindustrial, glicerol. A produção foi feita pelo micro-organismo Gluconacetobacter hansenii, em condições estáticas e a temperatura ambiente. De modo a aperfeiçoar o processo no meio alternativo, fez-se um planejamento fatorial (2³), em que variou-se o pH, a concentração do substrato e a concentração de cálcio. A maior produção de CB foi obtida após o cultivo de 10 dias, utilizando-se 40 g.L⁻¹ de glicerol, pH 6 e 3 g.L⁻¹ de CaCl₂. Já para o meio tradicional Hestrin-Schram utilizou-se a mesma concentração de glicerol do meio alternativo salino. Foram feitas as avaliações da produção, produtividade da CB, massa da biomembrana, perda de água e capacidade de absorção de água. Além disso, foram feitas as caracterizações através das análises de FTIR, TGA, MEV, DRX e propriedades mecânicas para avaliar e comparar as características obtidas nas biomembranas produzidas com as da literatura. Um estudo cinético foi realizado com a produção da membrana durante 30 dias de cultivo, avaliando-se a variação do substrato, produção do biopolímero e o crescimento de células planctônicas. Em paralelo também houve a avaliação da variação da espessura e do pH da biomembrana e do meio, respectivamente. Com os parâmetros cinéticos, como produtividade, fator de conversão, velocidade máxima de crescimento, foi possível modelar o crescimento do meio Hestrin-Schram modificado através do modelo de Monod, utilizando-se a constante encontrada experimentalmente. Concluiu-se que as biomembranas obtidas nos dois meios apresentaram características coerentes com as da literatura e que o meio Hestrin-Schram modificado apresentou-se como um meio mais propício para uma maior produção da biomembrana.