Atualmente, os plásticos vêm sendo cada vez mais utilizados, podendo ser encontrado em diversas aplicações. Porém a rápida descartabilidade de muitos objetos e a dificuldade de degradação dos polímeros convencionais, acarreta graves problemas ambientais, despertando o interesse no estudo de alternativas que possam minimizar este impacto. Uma delas é o uso de polímeros biodegradáveis, destacando-se os polihidroxialcanoatos (PHAs). O poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) é o biopolímero mais estudado da classe, sintetizado e acumulado no interior de muitas bactérias como reserva de carbono e energia com predominância do uso da bactéria Ralstonia eutropha, devido a sua capacidade de acumular até 90% do seu peso seco em polímero, quando em condições não balanceadas de crescimento. Porém, sua aplicação é ainda reduzida devido ao alto custo. Para tornar sua produção economicamente viável, é importante se aperfeiçoe os processos de produção (com utilização de substratos de baixo custo), se desenvolvam novas técnicas de extração e purificação. Em estudos anteriores observou-se que o uso de ácido oléico como suplemento nutricional em culturas de R. eutropha  incrementou a produtividade do P(3HB). Este trabalho tem como proposta a síntese de P(3HB) na presença de diferentes óleos vegetais, como suplementos de baixo custo, bem como verificar a influência de diferentes temperaturas em culturas de R. Eutropha e caracterizar os biofilmes formados quanto à massa molar e estabilidade térmica.

 

 O microrganismo utilizado neste trabalho foi a bactéria Ralstonia eutropha DSM 545 cedida pelo Laboratório de Biotecnologia da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC. O cultivo foi conduzido em frascos Erlenmeyer (1000 mL) aletados, contendo 300 mL meio mineral, tendo como fonte de carbono, açúcar invertido (30 g/L) e como fonte de nitrogênio, sulfato de amônio (2,3 g/L). Ao final da fase exponencial de crescimento, foram adicionados óleos vegetais (canola, soja, dende, girassol e oliva), (equivalente a 3,0 g/L em acido oléico). Os ensaios foram conduzidos a 30ºC ou 37ºC e 150 min-1 durante 24 h. O acompanhamento do crescimento celular foi monitorado por turbidimetria (DO) (=600 nm), sendo ao final do cultivo, determinada a biomassa por gravimetria. 5 mL de suspensão de células foram filtrados em membranas de poliamida (0,2m), previamente secas e pesadas. A determinação da concentração de P(3HB) foi realizada após submeter às amostras à metanólise com dosagem do polímero em cromatógrafo gasoso. O consumo do substrato foi dosado pela técnica de DNS (ácido 3,5 dinitrosalicílico). A caracterização dos filmes quanto à massa molar foi feita por cromatografia de permeação em gel (GPC) com colunas Waters Styragel HR4 (5000-600000Da) e HR3 (500-30000Da) em série e à estabilidade térmica pela técnica de análise termogravimétrica (TGA).

 

 Analisando o efeito da temperatura para as condições controle (sem adição de óleo vegetal), observou-se que esta variável exerceu forte influência sobre a concentração celular, permitindo um aumento na produção de células de 26%,  sem, contudo, nessas condições, ser possível verificar uma variação sobre a produção de P(3HB). No entanto, o percentual de acúmulo de P(3HB) a 30ºC foi de 67% enquanto que a temperatura de 37ºC foi de 43%. Quanto ao efeito da adição de óleos vegetais na fase de produção do polímero, nos ensaios conduzidos à temperatura de 37ºC, verificou-se que a produção do polímero (g/L) é incrementada de 20% a 39% com a suplementação de óleos vegetais.  O óleo vegetal que permitiu o melhor acúmulo de P(3HB) foi o óleo de soja (49%), o que representou nessa temperatura, um percentual de aumento de 14% no conteúdo de polímero acumulado no interior da célula. As análises de caracterização quanto à massa molar e estabilidade térmica estão sendo conduzidas.

 A temperatura de 37ºC favoreceu o crescimento de células de Ralstonia eutropha. No entanto não foi verificado variação na concentração do polímero nas condições estudadas. Foi constatado que embora a elevação da temperatura incremente a produção de células, o conteúdo de P(3HB) acumulado no interior da célula é da ordem de 45%.  A adição de óleos vegetais levou a um aumento da produção de P(3HB).

Instituição de fomento: Agradecemos à FAP-UNIVILLE, pelas bolsas de iniciação científica concedidas aos alunos Vitor H. Grigull e Delne D. da Silva.

Trabalho de Iniciação Científica