Liquens artificiais e a integração de produtos de alto valor agregado a uma biorrefinaria - Zorn, Savienne Maria Fiorentini Elerbrock (2023)
Consórcios microbianos representam uma alternativa limpa à colheita de células, bem como à geração de bioprodutos de alto valor agregado. Neste sentido, o presente trabalho avaliou a formação de liquens artificiais por duas espécies de microalgas (Chlorella vulgaris BMAK 007 e Scenedesmus obliquus CCCMA-UFSCar604) e uma espécie de fungo filamentoso (Mucor circinelloides f. griseo-cyanus URM 4182). Na primeira etapa da pesquisa foram avaliadas quatro estratégias distintas de liquenização entre a espécie C. vulgaris, considerada microalga modelo, e o fungo filamentoso, em cocultivos efetuados em shaker orbital. A melhor condição resultou em um líquen artificial composto por 79% de biomassa da microalga e eficiência de recuperação de células de 99,5%. Na segunda etapa da pesquisa, reaplicou-se a estratégia de melhores resultados para a espécie S. obliquus e o fungo filamentoso. Estudou-se o efeito da suplementação do meio de cultivo da microalga com melaço de cana-de-açúcar (MC) sobre o aumento da biomassa e de lipídios. Resultados de cultivos com meio suplementado por MC demonstraram que as biomassas da microalga e do respectivo consórcio microbiano duplicaram em comparação com os cultivos sem suplementação e o acúmulo de lipídios na biomassa aumentou em 1,5 vezes. Ademais, a eficiência de recuperação de células manteve-se em 99,7%, com contribuição de 80% de biomassa de algas na composição do líquen, conteúdo lipídico do consórcio alga:fungo igual a 38,2% em peso, e composição em ácidos graxos balanceada (52,7% de ácidos graxos saturados e monoinsaturados, 47,4% de ácidos graxos poli-insaturados). Na etapa final da pesquisa foram realizados cocultivos em mesa agitadora orbital, empregando maiores volumes de meio de cultivo, bem como, maior quantidade de células e de micélios fúngicos. Os experimentos de liquenização neste equipamento tiveram como principal objetivo, produzir maior quantidade de biomassa, possibilitando sua caracterização e utilização para a síntese de bioprodutos. As concentrações obtidas em biomassa seca de liquens foram em média 2,71 g/L, o dobro, em comparação à biomassa cultivada em shaker orbital (1,27 g/L). O conteúdo lipídico dos liquens formados foi de 32,0 ± 0,4%, e a contribuição média em biomassa de algas nos liquens foi de 61 ± 2,1%. A biomassa de liquens foi caracterizada em microscópio eletrônico de varredura (MEV) e espectroscopia na região de infravermelho por transformada de Fourier por refletância total atenuada (ATR-FTIR). A biomassa oleaginosa foi aplicada para as sínteses de biolubrificante e biodiesel: para o biolubrificante utilizou-se óleo fúsel simulado como receptor acila; para o biodiesel, etanol como solvente e reagente. Os respectivos resultados foram obtidos, em teores de ésteres: 96,8% para biolubrificante e 98,8% para biodiesel. Com base na composição em ácidos graxos do óleo extraído da biomassa liquenizada, as seguintes propriedades para o biodiesel foram estimadas: número de cetano, índice de iodo, estabilidade à oxidação, massa específica, e viscosidade cinemática. Os resultados demonstraram que os liquens artificiais podem ser uma alternativa eficiente de biorremediação e colheita de células de baixo custo, além de fornecer uma biomassa oleaginosa para várias aplicações industriais, portanto, contém um potencial biotecnológico muito interessante a ser explorado em biorrefinarias.