Caracterização de Poli(3-hidroxibutirato) produzido por Cupriavidus necator a partir de glicerol e glicose

Abstract

O glicerol, principal subproduto da produção do biodiesel, é amplamente produzido, sendo necessário encontrar utilizações comerciais para essa produção. Uma delas é sua utilização como substrato para cultivos de microrganismos. O poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) é um poliéster natural e biodegradável, produzido e armazenado como reserva energética por diversos microrganismos. Como é um produto intracelular, o P(3HB) deve ser recuperado das células no final do cultivo, podendo ter uma composição diferente dependendo do microrganismo, a fonte de carbono e as condições de cultura empregadas. O objetivo deste estudo foi extrair e caracterizar o P(3HB) produzido por Cupriavidus necator_glpFK, a partir de glicerol e de glicerol e glicose associados e comparar os resultados aos obtidos a partir de glicose, bem como com o biopolímero comercial. As seguintes análises foram realizadas na caracterização: espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), viscosidade, análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura ou calorimetria exploratória diferencial (DSC). O solvente carbonato de propileno, recuperado de outras extrações, foi utilizado. Os melhores resultados obtidos para pureza e recuperação do P(3HB) foram de 95 e 86%, respectivamente, para o polímero produzido a partir de glicerol. A análise de FTIR comprovou ser o P(3HB) os polímeros extraídos dos dois substratos. Não houve diferença significativa na massa molar média, de 5,8 e 5,9 x104 g.mol-1, utilizando glicerol ou glicerol e glicose como substratos, respetivamente, porém seus valores foram inferiores àqueles relatados para biopolímeros comerciais. A análise de TGA e DSC avaliaram as propriedades térmicas dos polímeros, as quais foram semelhantes para os dois substratos estudados, com valores de Tonset e Tpeak iguais (266,43 e 291,26 °C, respectivamente) e Tm e Xc aproximados (170,27 e 169,00 °C (Tm) e 61,93 e 59,29% (Xc)). Foi possível constatar que o uso do glicerol não afetou a estabilidade dos polímeros quanto às propriedades térmicas, e que o carbonato de propileno pode ser reutilizado no processo de extração. A produção deste biopolímero com um subproduto, como o glicerol, e a sua extração com o solvente reaproveitado pode contribuir para a redução dos custos totais de produção do P(3HB).