Desenvolvimento de estratégias para aumentar a produtividade e controlar as propriedades de biopolímeros (PHAs) produzidas por culturas mistas

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestrado em Engenharia Química e Bioquímica

Os polihidroxialcanoatos (PHAs) são biopolímeros biodegradáveis produzidos a partir de fontes renováveis, constituindo uma alternativa promissora aos plásticos convencionais. No entanto, são produzidos por fermentação de culturas microbianas puras usando substratos de custo elevado. Nos últimos anos, têm vindo à desenvolver-se estratégias alternativas com vista a redução dos custos de produção, nomeadamente o uso de culturas microbianas mistas e substratos de baixo custo. Apesar do potencial demonstrado por estas culturas mistas, existem ainda algumas limitações. Esta tese tem como objectivo o aperfeiçoamento do processo de produção de PHAs por culturas mistas. A produção de PHAs por culturas mistas baseia-se no enriquecimento das culturas em organismos acumuladores de PHAs em condições de “Fome e Fartura” (FF). A cultura seleccionada é então utilizada para produção de PHAs. Foi estudado um processo em 3 etapas: (1) fermentação do melaço (conversão de açúcares em ácidos orgânicos voláteis – VFAs); (2) selecção da cultura em condições FF usando fermentado de melaço como fonte de carbono; (3) produção de PHAs usando a cultura seleccionada em (2) e o fermentado de melaço produzido em (1). Este estudo focou em particular a terceira etapa do processo com vista a aumentar a sua produtividade volumétrica e demonstrar a possibilidade de manipular a composição dos polímeros produzidos. Foram estudados os efeitos do regime de alimentação (contínuo e por pulsos) e do perfil de VFAs na composição do polímero. A alimentação em contínuo permitiu elevar a produtividade volumétrica até 1.2 gPHA /L.h, e ao mesmo tempo aumentar o conteúdo em hidroxivalerato em 11%. Os diferentes ensaios levaram à produção de co-polímeros de hidroxibutirato e hidroxivalerato (P(HB-co-HV))com conteúdo de HV numa gama de 15 a 39%.