B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química
EFEITO DA FONTE DE NITROGÊNIO NA SÍNTESE DE BIOPOLÍMERO POR CEPAS DE AUREOBASIDIUM PULLULANS A PARTIR DE AÇÚCAR CRISTAL
Juliana Davies de Oliveira1
Flávia Duta Pimenta2, 3
Eliana Flávia Camporese Sérvulo1, 2
1. Escola de Química/UFRJ
2. Prof. Dr./Orientador
3. Centro de Tecnologia da Indústria Química e Têxtil/SENAI
INTRODUÇÃO:Diferentes setores industriais apresentam grande interesse por polímeros, em particular pela capacidade destes em modificar de maneira específica a reologia de soluções. Dentre os polímeros tem-se a pululana, um polissacarídeo microbiano que apresenta vantagens para emprego no setor alimentício, mas cujas características permitem aplicações ainda mais nobres, como conjugados de vacinas e interferon. Os de origem microbiana comparativamente aos polímeros de plantas e de algas marinhas são mais vantajosos já que é possível obter produto de qualidade constante a partir de diferentes matérias-primas independentemente de fatores climáticos. Contudo, a produção industrial dos polímeros microbianos depende do desenvolvimento de tecnologia que garanta altos rendimentos e produtividades de processo. Por isso, muitos estudos estão sendo desenvolvidos com o intuito de otimizar o processo de produção visando a obtenção de biopolímeros microbianos com características que garantam sua aplicação industrial. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes fontes de nitrogênio na síntese de biopolímero a partir de açúcar cristal, matéria-prima disponível em abundância e de baixo custo no nosso país, visando a redução de custos e a maximização do rendimento do processo.METODOLOGIA:Os experimentos foram conduzidos em frascos Erlenmeyers de 500 mL de capacidade, contendo 100 mL de meio básico mineral constituído de 30 g/L de açúcar como única fonte de carbono e diferentes fontes de nitrogênio – sulfato de amônio, nitrato de sódio, nitrato de amônio, uréia ou levedura residual de cervejaria (LRC) – adicionadas ao meio de modo a estabelecer relações carbono/nitrogênio (C/N) de 5 e 150. A produção de biopolímero foi estudada comparativamente para duas cepas de Aureobasidium pullulans (IOC 3467 e IOC 3011). Após 48 horas de incubação à 28+/-1oC, sob agitação de 150 rpm, foi determinada a concentração celular em alíquotas dos mostos fermentados, convenientemente diluídas, através de contagem direta em câmara de Neubauer. O restante do mosto foi centrifugado à 10.000 x g por 15 min., à temperatura de 4oC e, no sobrenadante, foram feitas análises de substrato residual e viscosidade. O mosto livre de células também foi tratado com etanol para recuperação do biopolímero que, após secagem em dessecador por 12 horas, foi pesado.RESULTADOS:Todas as fontes de nitrogênio testadas, embora em diferentes relações C/N, garantiram resultados satisfatórios de crescimento celular e síntese de produto para a cepa IOC 3011. No entanto, para a cepa IOC 3467, o resíduo industrial (LRC) foi o mais indicado sendo atingindo o valor máximo de cerca 7 g/L na relação C/N de 150. Os fatores de conversão de substrato consumido em biopolímero (YP/S) calculados para as duas cepas, nas diferentes condições nutricionais, foram muito diferenciados; o valor máximo de 0,55 g/g foi determinado para IOC 3011 e LRC (C/N 150). É interessante notar que nesta condição nutricional também foi determinado o maior rendimento para IOC 3467, de 0,48 g/g. A partir da análise viscosimétrica foi possível verificar o comportamento pseudoplástico dos biopolímeros produzidos por ambas as cepas nas diferentes condições nutricionais. O maior valor de viscosidade (0,02 Pa.s) foi obtido para IOC 3467 numa baixa taxa de cisalhamento (16 s-1), quando cultivada a partir de sulfato de amônio ou de LRC, ambas na relação C/N de 150. Para a cepa IOC 3011, os valores máximos de viscosidade de 0,06 e 0,02 Pa.s. (15,6 s-1), foram alcançados pelo emprego de LRC e nitrato de amônio, C/N de 150, respectivamente.CONCLUSÕES:Os resultados obtidos permitem sugerir que as duas cepas de Aureobasidium pullulans foram capazes de produzir biopolímero a partir de açúcar cristal e diferentes fontes de nitrogênio inorgânico (sulfato de amônio, nitrato de sódio e nitrato de amônio) ou orgânico (uréia e LRC), embora de modo distinto. Pode-se ainda estabelecer que, dentre as fontes de nitrogênio, a LRC foi a mais favorável para a síntese de biopolímero para ambas as cepas; não só qualitativamente, mas a sua concentração teve efeito marcante na biossíntese do polímero. A IOC 3011 quando cultivada em meio constituído de açúcar cristal e LRC (C/N de 150), respectivamente fontes de carbono e nitrogênio de baixo custo, propiciou obter mosto fermentado de viscosidade, bem como de rendimento de goma produzida comparáveis aos determinados por outros autores a partir de meios formulados com constituintes de custo elevado. Portanto, pode-se concluir que existe viabilidade técnica para o uso de LCR, um rejeito industrial, como fonte de nitrogênio na produção de biopolímero por A. pullulans, o que permitiria reduzir os custos de produção e, conseqüentemente, tornar o produto comercialmente mais competitivo. Além disso, o uso de LRC beneficiaria a indústria cervejeira, pela redução dos custos com o tratamento de rejeitos.
Instituição de fomento: CNPq
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave: pululana, biopolímero, rejeito industrial
E-mail para contato: davies.juliana@gmail.com
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