Contribuição ao estudo cinético da produção de polissacarídeos extracelulares por Zoogloea sp em melaço de cana-de-açúcar

Abstract

Este trabalho objetivou o estudo cinético da produção de exopolissacarídeo por Zoogloea sp. em melaço de cana-de-açúcar. Inicialmente foram realizados ensaios em frascos, obedecendo a um planejamento fatorial 23, tendo como variáveis independentes e os seus respectivos níveis, os seguintes valores: temperatura (30 e 35ºC); pH inicial (4,5 e 6,0) e concentração inicial de substrato (10 e 15º Brix). A condição operacional na qual se obteve a maior produção do biopolímero (6,51 g) foi aquela em que se empregou: ºBrix = 10; pH = 4,5 e T = 30ºC. Nesta condição otimizada foram realizados experimentos em frascos, visando determinar os parâmetros cinéticos. Após 18 dias de processo obteve-se uma conversão de substrato em biopolímero de 76,8% e de substrato em biomassa de 2,4%. Os parâmetros cinéticos determinados para os modelos de Monod e Tessier, respectivamente, foram: taxa de crescimento máximo - m0 (dia-1) (4,249 e 4,187); constante de Monod - Km (g/L) (2,947 e 10,000); coeficiente de desaparecimento total de células - Kde (dia-1) (3,961 e 4,089); coeficiente de consumo de substrato pela biomassa - K1 (0,001 e 0,395); coeficiente de manutenção de biomassa - K2 (dia-1) (1,630 e 0,001); coeficiente de produção de exopolissacarídeo - K3 (0,264 e 0,263).As curvas obtidas, segundo os modelos de Monod e Tessier, para os parâmetros de biomassa, substrato e produto, não apresentaram uma boa aproximação dos resultados experimentais. O biopolímero produzido apresentou solubilidade em água (17,9%), em ácido trifluoroacético (72,2%) e a fração solúvel é constituída dos seguintes monossacarídeos: glicose (87,6%); xilose (8,6%); manose (0,8%); ribose (1,7%); galactose (0,1%); arabinose (0,4%) e ácido glucurônico (0,8%). O exopolissacarídeo produzido exibiu diâmetro de poro em torno de 0,07 mm, temperatura de fusão de 118ºC e, quando submetido aos testes de tração mecânica, apresentou os seguintes resultados: espessura (0,08 mm), carga na ruptura (0,01 kN), tensão de ruptura (30,9 MPa), alongamento na ruptura (236%)