Avaliação do papel da parede celular na extração do P(3HB)

Abstract

Os biopolímeros, como, por exemplo, os PHA’s são uma alternativa interessante para substituir os plásticos de origem fóssil, que geram problemas ambientais. O PHB é um dos promissores biopolímeros da classe dos PHA’s e apresenta desafios para a viabilidade de produção em escala industrial, principalmente devido aos altos custos de extração do mesmo do meio celular no qual é sintetizado. Estudar os fenômenos presentes na extração através de propriedades termodinâmicas das soluções é uma via para encontrar um solvente ideal. O PHB é sintetizado tanto por bactérias Gram-positivas quanto por Gram-negativas. A literatura demonstra diferentes resultados de recuperação quando comparado o tipo de bactéria. A fim de compreender esta diferença, um estudo de composição da parede celular de cada um dos tipos de bactérias foi realizado e chegou-se em estruturas-chave: peptidoglicano, ácido lipoteicóico e ácido teicóico. O peptidoglicano está presente nas bactérias Gram-positivas em quantidade muito superior do que nas Gram-negativas. Os ácidos teicóicos e lipoteicóicos estão presentes apenas nas Gram-positivas. A partir de solventes retirados da literatura, clorofórmio, N,N-dimetilacetamida, carbonato de propileno e 2-heptanona, cálculos de coeficiente de atividade foram realizados para diferentes combinações de solventes com as estruturas celulares e o P(3HB) com o objetivo de compreender a natureza das interações presentes na extração do biopolímero através da utilização do modelo COSMO-SAC implementado na ferramenta computacional JCOSMO desenvolvido pelo LVPP - UFRGS. Os resultados das simulações, através do coeficiente de atividade em diluição infinita - IDAC, comparados com os dados experimentais de extração do P(3HB) presentes na literatura, deixam indícios da influência da parede celular na extração, como difusão e interações termodinâmicas repulsivas com o solvente. Estes resultados são hipóteses que devem ser exploradas a partir de novos experimentos e simulações, para melhor compreensão dos fenômenos presentes.