Produção de celulose e perfil dos metabólitos de fermentação de glicerol associado às fontes glucose e sacarose por Gluconacetobacter xylinus

• Main Author: Francielle Lina Vidotto
• Other Authors: Cesar Augusto Tischer .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. 2015
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000207567

A celulose bacteriana é dotada de propriedades físicas únicas, incluindo uma rede de fibra ultrafina altamente cristalina. Grande esforço tem sido dedicado a melhorar a produção biotecnológica de celulose e reduzir os custos de produção. A produção de celulose associada ao glicerol é de interesse por este ser o principal subproduto da produção de biodiesel. Devido à sua ampla ocorrência na natureza, muitos microrganismos podem utilizar glicerol como fonte de carbono e energia, desta forma este têm atraído a atenção para o uso na bioconversão do glicerol. Para a biossíntese de celulose utilizou-se a cepa de Gluconacetobacter xylinus, pertencente a família Acetobactereaceae. São cepas estritamente aeróbicas e executam a oxidação incompleta de vários açúcares e alcoóis. Os meios cultivados foram de Hestrin-Schramm modificado, associando glicerol as fontes glucose e sacarose e variando suas concentrações: glucose 8 %, glicerol 1 % / glucose 2 %, glicerol 2 % / glucose 4 % e glicerol 2 % / sacarose 8 %. As fermentações foram realizadas estaticamente a temperatura de 28 ⁰C, por um período de 10 dias. Nos dias 4, 7 e 10 avaliou-se o pH, a formação de membrana, cristalinidade e a produção de outros metabólitos. O maior rendimento de membrana foi no meio contendo glucose, gly1+glu2, no dia 10 de fermentação com 3,5 g %. A associação com glicerol resultou na produção de celulose, porém o tempo necessário para obter um rendimento notável é maior do que a glicose como único substrato. Através de RMN em estado sólido obteve-se a cristalinidade das membranas, onde houve uma clara tendência para uma maior cristalinidade nas membranas com 7 dias de fermentação, variando entre 67,6 IC% a 79 IC%. Os produtos do metabolismo encontrados nos meios por análise de espectroscopia de RMN em estado líquido foram similares, com destaque para a produção de alanina e lactato que estiveram presente em todos os meios. A leucina e a treonina estiveram presentes em diversos meios, ainda em pequenas quantidades foi encontrado glutamato, valina, aspartato, lisina propileno glicol e diidroxicetona, os dois últimos foram observados apenas no meio contendo sacarose. Desta forma os resultados mostraram que o glicerol pode ser associado a outras fontes de carbono e que futuramente podem ser realizados testes com o glicerol resíduo do biodiesel, para obtenção de membranas de celulose reduzindo o custo de produção. === Bacterial cellulose is endowed with unique physical properties, including a network of highly crystalline ultrafine fiber and high purity. Much effort has been devoted to improving the biotechnological production of pulp and reduce production costs. The production of glycerol linked cellulose is of interest which is the main by-product of biodiesel production. Because of its widespread occurrence in nature, many microorganisms can of course use glycerol as a source of carbon and energy, so these have drawn attention the use of glycerol bioconversion. For the cellulose biosynthesis used to Gluconacetobacter xylinus strain, which belongs to family Acetobactereaceae. They are strictly aerobic strains and performing incomplete oxidation of various sugars and alcohols. The cultured media were Hestrin-Schramm modified, associating glycerol sources glucose and sucrose and varying their concentration: glucose 8 %, glycerol 1 % / glucose 2 %, glycerol 2 % / glucose 4 % e glycerol 2 % / sucrose 8 %. The fermentations were performed statically at a temperature of 28⁰C for a period of 10 days. On days 4, 7 and 10 was evaluated pH, membrane formation, crystallinity and the production of other metabolites. The results showed a higher yield of membrane in the medium containing glucose, gly 1 + glu2 on 10 fermentation of 3.5 g %. The association with glycerol results in the production of pulp, but the time necessary for obtaining a remarkable yield is higher than glucose as the sole substrate. Through solid-state NMR gave the crystallinity of the membranes, where there was a clear trend toward higher crystallinity membranes with 7 days of fermentation ranging from 67.6 IC % to 79 IC %. Metabolic products found in the media by analysis of NMR spectroscopy in liquid form were similar, especially for the production of alanine and lactate that were present in all media. The leucine and threonine were present in various media, although in small quantities has been found glutamate, valine, aspartate, lysine and diidroxicetona propylene glycol, the latter two were only observed in medium containing sucrose. Thus the results show that glycerol may be associated with other carbon sources which can further be carried out tests with the glycerol residue of biodiesel, to obtain cellulose membranes with low production cost.