Desafios e potencialidades do uso de diferentes inóculos para produção biológica de ácido capróico

Abstract

O processo de alongamento da cadeia de carbono surge como uma oportunidade para produção biológica de produtos com alto valor agregado, como os ácidos carboxílicos de cadeia média (ACCM ́s). Entre os ACCM ́s, o ácido capróico, apresenta diversas aplicações no mercado como, antimicrobianos (indústria farmacêutica), aditivos (ração animal) e produtos químicos (produção de flavorizantes, biocombustíveis e bioplásticos). A produção biológica de ácido capróico, em maiores escalas (piloto e industrial), ainda apresenta diversos desafios, tais como: complexa estrutura dos microbiomas, presença de vias metabólicas competitivas, toxicidade dos ácidos nas formas não-dissociadas, além da viabilidade das técnicas de extração do meio. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de alongamento da cadeia visando à produção de ácido capróico, por meio da utilização de diferentes inóculos (fluido ruminal, lodo granular anaeróbio e manipueira), separadamente ou em consórcio, a partir de dois experimentos com três bateladas (B-I,B-II e B-III) cada. Para tanto, reatores em diferentes escalas (reatores de 0,6 L – Artigo 1 e reator anaeróbio de 7 L – Artigo 2) foram empregados, fazendo-se uso de ácido acético e etanol como substratos. As maiores concentrações de ácido capróico no Artigo 1 foram obtidas na B-III, de acordo com os seguintes inóculos: 10,1 g.L-1 para o lodo granular anaeróbio, 9,6 g.L-1 para a manipueira e 9,1 g.L-1 para o fluido ruminal. As análises microbianas revelaram uma maior dominância do filo Firmicutes e do gênero Clostridium sensu stricto 12 nos reatores, justificando assim, a elevada geração de ácido capróico. No Artigo 2, com a utilização de um reator anaeróbio de 7 L e inóculo misto (lodo granular anaeróbio e manipueira), atingiram-se as seguintes produções de ácido capróico: 7,5 g.L-1 ao final da B-II e após o seu ajuste de pH, 7,8 g.L-1. As análises microbianas indicaram o predomínio de microrganismos alongadores de cadeia, como Caproiciproducens, C. sensu stricto 12, Enterococcus e Rummeliibacillus nas duas primeiras bateladas. Dessa forma, o presente trabalho demonstrou que o aumento da escala e o uso de diferentes inóculos em condições adequadas (ex: uso de inibidores, pH inicial neutro etc.) nos reatores, favoreceram ao processo de produção biológica de ácido capróico.