Produção biotecnológica de 2,3-butanodiol a partir de diferentes fontes de carbono

Abstract

2,3-butanodiol (2,3-BD) apresenta extensa aplicação industrial, podendo ser destinado tanto para processos industriais, tais como nas indústrias de polímeros, de tintas de impressão, de perfumes, de explosivos e de plastificantes, quanto para a obtenção de outros produtos químicos, como metil-etil-cetona, 1,3-butadieno e diacetil. 2,3-BD é, portanto, um importante produto químico e sua produção por via biológica, utilizando fontes de carbono renováveis como matéria-prima é de grande interesse, tendo em vista os atuais problemas político-econômicos do uso do petróleo, bem como a necessidade de implementação de gestão mais sustentável de resíduos. O presente trabalho teve como objetivo investigar a produção biotecnológica de 2,3-butanodiol (2,3- BD) a partir da combinação de diferentes fontes de carbono, simulando as condições presentes em resíduos agroindustriais utilizando a cepa K. pneumoniae BLh-1. A utilização de açúcares provenientes desses resíduos representa uma alternativa sustentável e de baixo custo, embora a fermentação das pentoses represente ainda uma barreira tecnológica, justificando a necessidade de pesquisas nesse âmbito. Neste trabalho foram testadas duas diferentes suplementações, um meio de cultivo sintético (MS) e um meio de cultivo complexo (Meio Luria-Bertani - LB), com diferentes combinações de fonte de carbono (arabinose / arabinose + xilose / arabinose + xilose + glicose), totalizando 6 condições teste. Os experimentos foram realizados a 30 °C, 120 rpm e sem controle de pH. Os resultados indicaram que K. pneumoniae BLh-1 pode utilizar os açúcares estudados, na seguinte ordem preferencial: glicose>arabinose>xilose. A máxima produção de 2,3-BD foi de 18,74 g.L-1, em 24 horas, resultando em uma produtividade de 0,78 g.L-1.h-1 e uma taxa de conversão de produto a substrato de 0,53 g.g-1. Ácido acético e etanol também foram produzidos em pequenas quantidades. A partir das fontes de carbono utilizadas, a cepa K. pneumoniae BLh-1 mostrou-se promissora para a produção de 2,3-BD.