Poli(3-hidroxibutirato) com propriedades térmicas diferenciadas produzido por Pseudomonas sp. CMM43 degradadora de agrotóxico

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Crochemore, Ane Gerber
• Orientador(a): Vendruscolo, Claire Tondo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
• Departamento: Centro de Desenvolvimento Tecnológico
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biotecnologia; P (3-HB); Ausência de limitação de nutrientes; Pseudomonas; Baixa massa molecular; Propriedades térmicas; Sacarose; Low molecular weigth; Thermal properties; Sucrose
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::OUTROS
• Link de acesso: http://repositorio.ufpel.edu.br/handle/prefix/3695

Os bioplásticos vêm ganhando espaço nos projetos de pesquisas e muitos já estão sendo produzidos em escala industrial e podem substituir polímeros de origem petroquímica, resultando em grande benefício ambiental. Também possuem grande potencial biotecnológico, podendo ser empregados como matéria-prima para diferentes produtos dependendo principalmente das propriedades físico-químicas e térmicas que apresentarem. Os polihidroxialcanoatos (PHAs), típicos bioplásticos totalmente biodegradáveis, são poliésteres acumulados, principalmente, por uma variedade de bactérias, como fonte de reserva de carbono e energia para a célula. O poli(3-hidroxibutirato) [P(3HB)], é o PHA mais estudado e mais comumente armazenado na forma de grânulos lipofílicos, podendo chegar a níveis de 90% em massa celular seca. O objetivo desta pesquisa foi, primeiramente, quantificar e avaliar as propriedades térmicas do polímero produzido pela Pseudomonas sp. CMM43, identificada como produtora de P(3HB), cultivada em meio nutritivo simples. Na sequência, o objetivo foi otimizar a produção de P(3HB) pela bactéria em incubador agitador orbital e biorreator bem como caracterizar os biopolímeros produzidos nas diferentes condições. Inicialmente, foi investigada a fase de multiplicação celular, alterando parâmetros de cultivo com intuito de aumentar a concentração de biomassa produzida e determinar se a produção está associada à multiplicação celular. O P(3HB) recuperado foi identificado e caracterizado. A Pseudomonas sp. CMM43 acumulou P(3HB) em 24 h, sem a necessidade de limitação de algum nutriente, sugerindo que a acumulação do polímero ocorra simultaneamente à multiplicação. O máximo conteúdo de P(3HB), 70% em relação à massa celular seca (MCS), foi obtido em meio com 1% de sacarose, pH 6,5; temperatura de 28 ºC, 250 rpm e menor aeração. O biopolímero apresentou propriedades térmicas e massa molecular reduzidas, o que permite aplicações específicas na área médica e farmacêutica. Em uma segunda fase, foram testados em agitador incubador orbital meios e concentrações de inóculo para a fase de produção do biopolímero na temperatura e aeração anteriormente selecionadas. Os P(3HB)s foram identificados e caracterizados. A máxima produção de polímero relativa à MCS foi de 83% em 48 h, no meio em que foi utilizado 10% (v/v) de inóculo e 1% de sacarose. Obtiveram-se polímeros de massa molecular reduzida e temperatura de fusão menor que a de degradação, indicando ser uma característica da bactéria e não influência do meio ou da concentração do inóculo. Por final foi avaliada a produção de P(3HB) em biorreator, aplicando o mesmo meio e condições de cultivo do estudo anterior, observando-se grande redução no acúmulo. Conclui-se que Pseudomonas sp. CMM43 possui propriedades promissoras para processos industriais de produção de P(3HB). Mesmo não tendo atingido altas concentrações celulares, a bactéria acumulou altos níveis de (P(3HB)/MCS) em 48 h, sem limitação de nutrientes e utilizando sacarose, substrato bastante econômico no Brasil. Adicionalmente, sintetiza polímeros com propriedades térmicas diferenciadas que permitem aplicabilidades específicas na área biomédica e farmacêutica.