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Abstract:
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A obtenção de biomoléculas como hidrogênio e ácidos graxos voláteis (AGV) a partir de matérias lignocelulósicas de resíduos agroindustriais atende ao duplo propósito de converter resíduos em produtos de alto valor agregado e amenizar problemas atuais de disposição de resíduos. O hidrogênio (H2) é considerado uma fonte promissora de energia alternativa comparada ao bioetanol, devido à sua combustão sem emissões de carbono, alto rendimento energético e reciclabilidade. Enquanto isso, os AGV têm um papel essencial em diversas indústrias como precursores na produção de produtos químicos, combustíveis e polímeros. Diferentemente dos métodos químicos convencionais utilizados na criação de combustíveis (bioetanol, butanol e biohidrogênio), assim como produtos químicos finos (ácido acético, ácido butírico e ácido propiônico), os quais requerem um consumo significativo de energia, a abordagem de produção a partir de substâncias lignocelulósicas apresenta vantagens substanciais, como: a renovação dos recursos, sustentabilidade ambiental e simplicidade operacional do processo. As cepas do gênero Clostridium têm a capacidade de produzir enzimas celulolíticas que degradam a celulose de resíduos e converte os açúcares redutores resultantes em H2, além de acetato, butirato e etanol como subprodutos, mediante otimização do processo de fermentação. No entanto, a produção industrial desses bioprodutos por meio de rotas biotecnológicas continua sendo um desafio significativo e ainda que tenham sido registradas cepas de Clostridium com habilidade para produzir esses ácidos, estudos comparativos entre essas cepas ainda estão pendentes. Nesse contexto, o projeto visa selecionar cepas de Clostridium com a capacidade de sintetizar biomoléculas (H2 e AGV) a partir de açúcares fermentáveis de matérias lignocelulósicas pré-tratadas, além de isolar cepas produtoras de ácido butírico e H2 de amostras ambientais. Adicionalmente, busca-se identificar suplementos nutricionais de custo reduzido que possam aprimorar a eficiência da produção. Para alcançar esse objetivo, inicialmente, foi realizado um levantamento na literatura a fim de identificar cepas de Clostridium produtoras de AGV e H2, priorizando aquelas que não apresentam características patogênicas. Posteriormente, a partir do pré-tratamento da amostra ambiental, foi possível obter um isolamento inicial de cepas de Clostridium com potencial de produção de aproximadamente 16,14 ± 1,04% de H2 (com um tempo de retenção de 1 a 1,27 minutos) e 26,25 ± 1,04% de CO2 (com um tempo de retenção de 3,30 a 4,30 minutos), ainda que a presença de ácido butírico não tenha sido confirmada por cromatografia gasosa. O êxito dessa proposta possibilitará a comparação entre as diferentes cepas, bem como a identificação de suplementos nutricionais de baixo custo capazes de melhorar a produtividade e reduzir despesas. |
