PPBIOTEC - Doutorado (Teses)

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    Avaliação comparativa do processo auto-fermentativo e bioaumentado de diferentes amostras de bagaços de cana- de-açúcar : identificação da microbiota autóctone e produtos gerados.
    (2023) Souza, Isabela Morato de; Silva, Silvana de Queiroz; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Silva, Silvana de Queiroz; Guimarães, Valéria Monteze; Zorel, José Augusto; Brandão, Rogélio Lopes; Barreto, Elisa da Silva
    O bagaço de cana-de-açúcar (BCA) é um material remanescente da indústria sucroalcooleira considerado fonte renovável, de baixo custo e rico em açúcares. A conversão desta biomassa lignocelulósica em bioprodutos é uma alternativa favorável para amenizar problemas ambientais causados pelo uso excessivo de matéria-prima de origem fóssil, além de contribuir para o conceito de biorrefinaria. Entretanto, devido à sua estrutura recalcitrante, o acesso aos açúcares do biomaterial é um desafio para microrganismos fermentadores. Assim sendo, objetivando alcançar um bioprocesso consolidado, o presente estudo investigou o potencial hidrolítico e fermentativo da microbiota autóctone do BCA bruto durante sua fermentação, bem como a prospecção dos microrganismos presentes na biomassa. Nos ensaios de fermentação foram testadas amostras de BCA de seis usinas (A, B, C, D, E e F) na concentração de 10 g/L, monitoradas por 408 h a 37oC, sob agitação. As cepas cultiváveis foram coletadas no tempo 96 h e três delas (X, Y e Z) foram selecionadas para serem inoculadas individualmente em ensaios bioaumentados. A caracterização metagenômica do consórcio microbiano foi realizada e para quantificação dos metabólitos obtidos durante a fermentação foi feita a análise da fração líquida, enquanto a fração sólida foi caracterizada a fim de determinar os teores de celulose, hemiceluloses e lignina no início e ao final do ensaio. A microbiota presente nos bagaços no início da fermentação incluiu principalmente organismos do gênero Acetobacter, ao passo que, com 96 h de ensaio houve predominância de bactérias fermentadoras, como Clostridium, Enterobacter e Ruminiclostridium. Ao final do ensaio a abundância de Ruminiclostridium foi expressiva para as amostras analisadas neste momento. Dentre as condições testadas, alcançou-se a remoção de 37% da fração de lignina, 58% de celulose e 44% de hemiceluloses na fermentação do bagaço D por sua microbiota autóctone bioaumentada por Klebsiella pneumoniae (isolado X). Os principais produtos obtidos foram ácido caproico (2,81 g/L em Dy), etanol (2,68 g/L em A), ácido acético (1,15 g/L em D), ácido isobutírico (0,97 g/L em E), metanol (0,97 g/L em A) e ácido propiônico (0,34 g/L em C). Isto demonstra o elevado potencial lignocelulolítico da microbiota autóctone do BCA por acessar e fermentar o próprio substrato, demonstrando a possibilidade de obtenção de bioprodutos de valor agregado através do bioprocesso consolidado.