CULTIVOS DE Zymomonas mobilis EM PÉ DE CUBA, EM BATELADAS SUCESSIVAS E RECUPERAÇÃO DE BIOMASSA E ETANOL VIA MÓDULO DE MEMBRANA CERÂMICA

ROBERTA DIONE RAUCH (EXTENSÃO/UCS), PALOMA FONTANARI FOREST, MÔNICA GIRARDI, ELOANE MALVESSI, MAURICIO MOURA DA SILVEIRA

Sigla do Projeto: PROCAD MEMBRANAS Laboratório de Bioprocessos. Instituto de Biotecnologia /Universidade de Caxias do Sul – RS. E-mail: rdrauch@ucs.br

OBJETIVO

DEMONSTRAR A VIABILIDADE DA UTILIZAÇÃO DE MÓDULO DE MEMBRANA CERÂMICA PARA A CONCENTRAÇÃO E RECICLO DE CÉLULAS/ENZIMAS DE Z. MOBILIS E NA SEPARAÇÃO DE ETANOL, OBTIDOS EM CULTIVOS DE BATELADAS SUCESSIVAS EM COMPARAÇÃO COM CULTIVOS EM PÉ DE CUBA.

MATERIAL E MÉTODOS

CONCENTRAÇÃO CELULAR: MEDIDA DE ABSORBÂNCIA EM ESPECTROFOTÔMETRO, 560 NM CONCENTRAÇÃO DE AÇÚCARES: MÉTODO DNS, ANALISADA EM ESPECTROFOTÔMETRO, A 545NM (MILLER, 1959) QUANTIFICAÇÃO DE ETANOL: EQUIPAMENTOS ACOPLADOS DENSIMAT E ALCOMAT (GILBERTINI, ITALY)

APOIO

PRODUÇÃO DE CÉLULAS/ENZIMAS E

ETANOL POR Z. MOBILIS ATCC 29191 EM

BATELADAS SUCESSIVAS OU EM PÉ DE CUBA

CONCENTRAÇÃO DE BIOMASSA

RECUPERAÇÃO DA MEMBRANA E REUTILIZAÇÃO

SEPARAÇÃO DOS PRODUTOS

MÓDULO DE MEMBRANA (bateladas)

REPRESENTAÇÃO DO DISPOSITIVO DE SEPARAÇÃO POR

MEMBRANA. (1) PROTEÇÃO EXTERNA EM INOX; (2)

MEMBRANA CERÂMICA TUBULAR INTERNA ( PORO DE 0,64 µM E

ÁREA DE 0,01M2).

1

2

NOS ENSAIOS EM PÉ DE CUBA, EM MEIO CONTENDO 80 G/L DE GLICOSE INICIAL (S0) AUMENTO MÉDIO DE BIOMASSA OBTIDO FOI DE 25% DA PRIMEIRA PARA A TERCEIRA BATELADA, COM RENDIMENTO EM ETANOL DE 95%. EM CULTIVOS EM BATELADAS, COM RECICLO DE CÉLULAS VIA MEMBRANA, EM MEIO COM S0= 150 G/L , O INCREMENTO EM TERMOS DE BIOMASSA FOI SUPERIOR, CERCA DE 40%, COM CERCA DE 73 G/L DE ETANOL FINAL.

REPRESENTAÇÃO DO SISTEMA

UTILIZADO PARA A PRODUÇÃO

DE BIOMASSA:

(1) CONTROLADOR DE PH;

(2) BIORREATOR DE 0,5L;

(3) AGITADOR MAGNÉTICO.

NAS CONDIÇÕES TESTADAS, NOS ENSAIOS EM PÉ DE CUBA, A ATIVIDADE DE GFOR/GL FOI SUPERIOR A OBTIDA COM AS CÉLULAS/ENZIMAS CONCENTRADAS NA MEMBRANA. ISTO PODE TER OCORRIDO DEVIDO A ALGUM DANO CELULAR QUE PODE TER PREJUDICADO A AÇÃO CATALÍTICA DURANTE A PERMEAÇÃO ATRAVÉS DO MÓDULO FILTRANTE. . APESAR DE PRELIMINARES, OS RESULTADOS INDICAM A VIABILIDADE DO USO DO SISTEMA DE SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS NOS CULTIVOS DE Z. MOBILIS, PORÉM ESTUDOS ADICIONAIS SÃO NECESSÁRIOS PARA ELUCIDAR ESTAS QUESTÕES.

MÉTODOS ANALÍTICOS

DISCUSSÕES FINAIS RESULTADOS

INTRODUÇÃO ZYMOMONAS MOBILIS TEM ATRAÍDO INTERESSE POR SEU METABOLISMO PECULAIR E EFICIÊNCIA NA PRODUÇÃO EQUIMOLAR DE ETANOL E CO2 A PARTIR DE AÇÚCARES SIMPLES COMO GLICOSE, FRUTOSE OU SACAROSE (SWINGS & DE LEY, 1977).

ESTA ETAPA DE CULTIVO, EM ANAEROBIOSE, SE FAZ NECESSÁRIA PARA A OBTENÇÃO DE BIOMASSA, ETANOL E FORMAÇÃO DO COMPLEXO ENZIMÁTICO GLICOSE-FRUTOSE OXIDORREDUTASE (GFOR) E GLUCONO-LACTONASE (GL) COM ALTA ATIVIDADE CATALÍTICA (ZACHARIOU & SCOPES, 1986; SATORY ET AL, 1997).

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

0

1

2

3

4

5

6

X(g

/l)

Batelada

Pé-de-cuba

Membrana

CONCENTRAÇÃO CELULAR EM CULTIVOS DE Z. MOBILIS EM BATELADAS SUCESSIVAS E EM PÉ DE CUBA.

2

3

1

EXTENSÃO/UCS

MEIO DE CULTIVO: GLICOSE, EXTRATO DE LEVEDURA E SAIS NUTRIENTES (MALVESSI ET AL., 2006) (0,5L, PH 5,5, 28OC). * CULTIVOS EM BATELADAS SUCESSIVAS: S0=150G/L, 24 HORAS. * CULTIVOS EM PÉ DE CUBA: S0=80 G/L; MANUTENÇÃO DE 15% DO MEIO FERMENTADO + VOLUME DE MEIO FRESCO PARA COMPLETAR VOLUME FINAL DE FERMENTAÇÃO.

REFERÊNCIAS Malvessi et al. (2006). Braz. Arch. Biol. Technol. 49: 139-144 Miller, G. L. (1959). Analytical Chemistry, 31:426-428. Satory, M. et al. (1997). Biotechnol. Lett. 19: 1205-1208. Swings, J.; De Ley, J. Bacteriol Rev. 41:1-46, 1977. Zachariou, M. & Scopes, R.K. (1986). J. Bacteriol. 3: 863-869.

Pé de cuba

Membrana