A RT I G O APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAS EM BIOPROCESSOS: COMO MATÉRIA-PRIMA E SUPORTE DE IMOBILIZAÇÃO DE CÉLULAS RESUMO Sistemas celulares imobilizados têm sido tradicionalmente considerados como uma alternativa para aumentar a produtividade de bioprocessos e para minimizar os custos de produção, ao mesmo tempo em que oferecem vantagens em relação aos sistemas fermentativos que utilizam células livres. O bagaço de canade-açúcar, resíduo obtido após o esmagamento da cana para extração do caldo, é o mais abundante resíduo lignocelulósico no Brasil. Segundo as estatísticas, progressivamente mais cana-de-açúcar vem sendo colhida e, consequentemente, mais bagaço de cana tem sido descartado. Assim, este trabalho pretende demonstrar que uma potencial utilização dos resíduos agroindustriais do bagaço de cana, bem como de outros, é em bioprocessos, como matéria-prima e como suporte de imobilização de células. Palavras-chave: resíduos agroindustriais, imobilização de células, bioprocessos, bagaço de cana-de-açúcar Diego T. Santos¹* e Silvio S. Silva² 1 Faculdade de Engenharia de Alimentos/ Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) 2 Escola de Engenharia de Lorena/ Universidade de São Paulo (USP) *Autor para correspondência: Unicamp Cidade Universitária Zeferino Vaz Caixa Postal 6121 CEP: 13083-862. Campinas. SP Fone: (19) 3521-4097 E-mail: diego_tresinari@yahoo.com.br SUMMARY Immobilized cell systems have been traditionally considered as an alternative for increasing the process overall productivity and for minimizing production costs, while offering advantages over free cell fermentation systems. Sugarcane bagasse, the residue obtained after crushing the cane to extract the broth, is the most abundant lignocellulosic residue in Brazil. According the actual data more and more sugarcane are been harvested and consequently more sugarcane bagasse is been disposed. Therefore, this paper aims to demonstrate that a potencial use of agroindustrial residues, sugarcane bagasse and others, is in bioprocesses as raw material and cells immobilization support. Keywords: agroindustrial residues, cell immobilization, bioprocesses, sugarcane bagasse INTRODUÇÃO Com a atual crescente produção brasileira de canade-açúcar (previsão recorde para 2009 de 633 milhões de toneladas segundo a CONAB), o mais abundante resíduo lignocelulósico no Brasil é, expressivamente, o bagaço de cana-de-açúcar. Este já não vinha e, provavelmente, não será aproveitado em todo seu potencial devido ao desconhecimento ou a não existência de novas tecnologias disponíveis para serem prontamente aplicadas, ou tem sido utilizado de forma menos valorizada, como a queima direta em sistemas de cogeração de energia, por exemplo. Tendo em vista que cada tonelada de cana-de-açúcar processada gera de 180 a 280 kg de bagaço, uma promissora utilização é a sua utilização como matéria-prima para bioprocessos e 56 Revista Analytica Abril/Maio 2010 Nº46
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A RT I G O como suporte de imobilização celular, uma vez que seu valor é muito baixo, além de estar solucionando conjuntamente um problema ambiental, que consiste nos incêndios em usinas sucroalcooleiras devido a reações exotérmicas sofridas pelo bagaço acumulado. O bagaço, material fibroso obtido após moagem para extração do caldo, é composto de água, fibras e pequenas quantidades de sólidos. Sua composição varia com a espécie, com o tempo de cultivo, com o método de colheita e com a eficiência de moagem. Em média, apresenta uma composição de 46-52% de água, 43-52% de fibras e 2-6% de sólidos solúveis (1). Este resíduo, conjuntamente com outros tipos de materiais lignocelulósicos, é constituído basicamente por três frações: celulose, hemicelulose e lignina, sendo que a composição e a proporção entre estes constituintes variam de acordo com a espécie vegetal da qual se originaram. Uma das limitações para o aproveitamento integral de todas as frações dos resíduos lignocelulósicos é a própria estrutura da biomassa. Geralmente, é necessária a ruptura do complexo lignina-celulose-hemicelulose ou a remoção de cada fração por técnicas de pré-tratamento e deslignificação. Sem este tratamento preliminar é difícil a biomassa ser aproveitada em processos industriais, pois a associação de suas frações constituintes lhe confere grande resistência ao ataque de agentes químicos, enzimáticos ou microbianos (1). Segundo Parajó e colaboradores, a separação simultânea dos três principais grupos de polímeros da biomassa em sua forma polimérica não é possível com o uso dos procedimentos convencionais de separação (como cristalização, precipitação ou extração). Pelo menos um dos polímeros é degradado por tratamentos baseados nas diferenças em suas propriedades químicas. Celulose e hemicelulose, por exemplo, são menos susceptíveis à oxidação que a lignina, mas, em contraste, ambas podem ser hidrolisadas por ácidos, ao contrário do polímero fenólico, que permanece como um resíduo sólido no meio ácido (2). Diversos métodos têm sido empregados para hidrólise dos componentes dos materiais lignocelulósicos (3), tornando-os úteis para uso em bioprocessos. Como exemplo destes métodos, pode-se citar a hidrólise alcalina, explosão a vapor, hidrólise enzimática e hidrólise ácida (4). A fração hemicelulósica, por apresentar uma estrutura aberta, tem a difusão do catalisador facilitada dentro da cadeia polimérica, o que aumenta o rendimento das reações de hidrólise. Este fato, associado à sua estrutura heterogênea e baixo grau de polimerização, faz com que este constituinte da biomassa seja bastante atrativo para uso em processos fermentativos (4). A hidrólise da hemicelulose usando soluções de ácido diluído tem sido estudada por diferentes pesquisadores (5). Os resultados obtidos dependem claramente do tipo de matéria-prima e condições operacionais utilizadas. A hidrólise da fração hemicelulósica resulta na solubilização e na destruição parcial dos açúcares produzidos. Como consequência, a quantidade de açúcar recuperado da matéria-prima depende do tempo de reação, temperatura e concentração do ácido (4). De acordo com Neureiter e colaboradores, a concentração do ácido é o parâmetro mais importante que afeta o rendimento da hidrólise, enquanto para a formação de subprodutos da degradação de açúcares (inibidores do metabolismo microbiano), a temperatura tem maior impacto (5). A hidrólise ácida tem sido a mais eficiente na obtenção de açúcares, a partir da fração hemicelulósica, para uso como fonte de carbono em fermentações, sendo o ácido sulfúrico e o clorídrico os mais comumente empregados para este fim (1,4). A hemicelulose, podendo representar até 40% do material da parede celular dos vegetais e agindo como composto de reserva e sustentação, é um heteropolímero formado por pentoses (xilose e arabinose) e por hexoses (glicose, manose e galactose) e seus correspondentes ácidos urônicos. Esta fração é geralmente acetilada e sua composição varia amplamente, dependendo da espécie considerada, do tipo de crescimento do tecido e do método de extração. O grau de polimerização deste heteropolímero é geralmente inferior a 200 unidades (1). Especificamente, quando a presença de xilose no hidrolisado hemicelulósico é desejada, a matéria-prima deve ser submetida a uma hidrólise ácida branda e seletiva (pré-hidrólise) para a obtenção de uma solução rica neste açúcar e um resíduo sólido de celulose e lignina. O hidrolisado rico em xilose obtido pode ser usado como meio fermentativo para produção de diversos bioprodutos (6). Esta pré-hidrólise é vantajosa quando usada para este fim, prevenindo a formação de produtos de degradação e aumentando a susceptibilidade da celulose (macromolécula não solúvel no hidrolisado) à hidrólise subseqüente. Além disso, dispensa o uso de equipamentos protegidos contra corrosão, o que torna o processo mais barato (6). Dentre os bioprodutos que podem ser bioproduzidos a partir de hidrolisado hemicelulósico, pode-se citar o xilitol, que é mais conhecido como açúcar alternativo, porém, nos últimos anos, tem se destacado na área biomédica devido à sua possível utilização na prevenção e combate de patologias como a dermatite 58 Revista Analytica Abril/Maio 2010 Nº46
atópica, colite pseudomembranosa, otite média aguda, osteoporose, anemia hemolítica e fibrose cística (7). Tradicionalmente, este fármaco é produzido por síntese química através da hidrogenação catalítica da D-xilose em um processo que apresenta elevado custo devido às condições de alta pressão e temperatura utilizadas e a necessidade de diversas etapas de purificação da matéria-prima empregada. O alto gasto energético aliado à necessidade de purificação prévia da matéria-prima tem motivado a busca de uma rota alternativa para produção deste fármaco (7). O uso da via biotecnológica pode representar menores custos de produção, uma vez que são utilizadas condições amenas de pressão e temperatura e não há a necessidade do uso de xilose comercial. Estudos recentes têm avaliado a imobilização de células em diferentes tipos de suportes, o que pode resultar na obtenção de elevadas concentrações celulares dentro do reator e como conseqüência, aumento de produtividade e eficiência do processo e uma maior facilidade na recuperação do biocatalisador, com aproveitamento do inóculo, possibilitando a condução de fermentações em modo contínuo ou em bateladas repetidas (8). Diante deste contexto, o presente trabalho tem como objetivo demonstrar que os resíduos agroindustriais podem ser aproveitados em bioprocessos como matériaprima e também como suporte de imobilização de células. Para tanto, o bagaço de cana-de-açúcar, por ser o resíduo agroindustrial mais abundante no Brasil, foi escolhido como objeto de estudo bem como a bioprodução de xilitol foi o processo utilizado como modelo. De forma sistemática, portanto, serão apresentados os resultados obtidos que confirmam a hipótese, bem como, visaram estudar e otimizar tal processo biotecnológico. PARTE EXPERIMENTAL Tratamento do suporte de imobilização celular O bagaço de cana-de-açúcar foi moído e separado em peneiras padrão série Tyler, sendo aproveitadas as frações que passaram por uma peneira de número de malhas 14 e ficaram retidas em uma peneira com número de malhas 35. Após separação, o bagaço moído foi lavado com água destilada, seco em estufa sob 100ºC até massa constante e adicionado aos frascos Erlenmeyers de 125 ml, sendo esterilizado sob 121ºC por 20 min, tratado conforme metodologia descrita a seguir, e utilizado nas fermentações. As células foram imobilizadas in situ no bagaço de cana-de-açúcar por contato direto do inóculo com o suporte no início da fermentação. Tratamento do suporte empregando uma solução de NaOH 2% massa/volume (m/v): Foi preparada uma solução de NaOH 2% m/v, esta foi adicionada ao bagaço que foi posto em incubadora de movimento rotatório sob 120rpm, por 24h. Este bagaço foi lavado com cerca de 125ml de água destilada e mantidas a 100 C por 24h, podendo então ser utilizados na fermentação. Foi utilizado metodologia de Brànyik e colaboradores, com adaptações (9). Obtenção, concentração, caracterização e tratamento do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar para fermentação Foram utilizadas amostras de bagaço de cana-de-açúcar provenientes da Usina Guarany, localizada na cidade de Olímpia/ SP. O hidrolisado hemicelulósico foi obtido em reator de aço inox com capacidade de 250 litros, localizado no departamento de Engenharia Química (DEQUI) da Escola de Engenharia de Lorena/ USP. O bagaço foi percolado com H 2 SO 4 98% de pureza como catalisador em uma razão de 100 mg H 2 SO 4 / g de matéria seca durante 10 minutos à temperatura de 121ºC, utilizando-se uma proporção de 1/10 entre massa de bagaço e volume da solução de H 2 SO 4. Após resfriado, o hidrolisado foi centrifugado e estocado em câmara fria à 4ºC. O hidrolisado foi então concentrado sob pressão reduzida em um evaporador de aço inox com capacidade volumétrica de 30 litros a 70ºC, a fim de se obter uma concentração de xilose três vezes maior do àquela obtida na hidrólise. Após a etapa de concentração o hidrolisado foi tratado com óxido de cálcio comercial para elevação do ph até o valor de 7,0. Em seguida foi filtrado sob vácuo e então tratado com ácido fosfórico para diminuir o ph até o valor de 5,5, seguido novamente de outra etapa de filtração. Carvão ativo foi utilizado em uma proporção de 2,5% (massa de carvão/ volume de hidrolisado tratado), levado a uma incubadora com movimento rotatório com agitação de 200 rpm a 30 C, por uma hora. Em seguida, filtrado a vácuo novamente e autoclavado sob pressão de 0,5 atm durante 15 minutos conforme trabalho de Alves e colaboradores (10). A caracterização química do hidrolisado foi realizada através da determinação de seus açúcares componentes por HPLC em cromatógrafo modelo LC-10-AD (SHIMADZU, Tóquio- Japão). Micro-organismo e preparo do inóculo Em todos os ensaios foi utilizada a linhagem de levedura Candida guilliermondii FTI 20037, proveniente da coleção de culturas do Departamento de Biotecnolo- Revista Analytica Abril/Maio 2010 Nº46 59
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A RT I G O gia (DEBIQ) da Escola de Engenharia de Lorena/ USP, mantida em meio ágar extrato de malte à 4ºC. O inóculo foi preparado através do cultivo da levedura em frascos Erlenmeyer de 125 ml contendo 50 ml de meio de crescimento composto de 30 g/l de xilose comercial, 3 g/l de sulfato de amônio, 0,1 g/l de cloreto de cálcio e 10% v/v de extrato de farelo de arroz. As células foram cultivadas em incubadora com movimento rotatório de 200 rpm, 30ºC por 24 horas e foram recuperadas por centrifugação a 2000 X g por 20 min, lavadas e ressuspensas em água destilada de modo a se obter uma suspensão celular com elevada densidade, sendo então feita à leitura em espectrofotômetro. Posteriormente, volumes adequados desta solução foram utilizados como inóculo de forma a se obter uma concentração celular inicial de 1 g/l. Meio e condições de fermentação O meio de fermentação de todos os ensaios foi constituído de, aproximadamente, 30 g/l de xilose oriunda de hidrolisado hemicelulósico de bagaço ou comercial, 3 g/l de sulfato de amônio, 0,1 g/l de cloreto de cálcio e 10% v/v de extrato de farelo de arroz e as fermentações foram conduzidas em frascos Erlenmeyer de 125 ml, contendo a massa de bagaço tratado, 50 ml de meio de fermentação e 1 g/l de células. Os frascos foram mantidos em incubadora de movimento rotatório sob agitação de 200 rpm e temperatura de 30ºC até a concentração de açúcares residuais ser menor que 5%. Determinações analíticas A massa de células imobilizadas no suporte foi quantificada por gravimetria em balança analítica modelo AB204 (MICRONAL S/A, São Paulo-SP- Brasil). Foi considerada como massa inicial de suporte no meio de fermentação a massa seca adicionada aos frascos (0,5 g), subtraída da massa perdida durante o tratamento do suporte, a qual foi determinada em experimentos preliminares (branco de tratamento). Em cada período analisado o suporte contendo células foi separado por filtração em peneiras com números de malhas 60 previamente taradas. O bagaço foi lavado com 10 ml de água destilada para garantir a máxima desadsorção de células levemente e colocado em seguida em estufa a 100 C por 24h até massa constante. No filtrado resultante, constituído por meio de fermentação e células livres, foi determinada a concentração de células livres por leitura de densidade óptica (DO) a 640 nm em espectrofotômetro modelo DU 640B (BECKMAN, Califórnia- Estados Unidos) e correlacionada com a massa seca de células (g/l) por meio de uma curva de calibração previamente construída. Para isto foram retiradas amostras que foram centrifugadas a 2000 x g por 20 min. O precipitado foi ressuspendido em água destilada, diluído e submetido à leitura no espectrofotômetro, enquanto outra porção foi sujeita à determinação de massa seca. As concentrações de xilose e xilitol foram determinadas por HPLC em cromatógrafo. Para a análise do teor de açúcares e xilitol, as amostras foram previamente filtradas em filtro Sep Pak C18 e injetadas no cromatógrafo, utilizando-se as seguintes condições: coluna BIO-RAD AMINEX HPX-87H (300 X 7,8 mm) mantida à temperatura de 45ºC; volume de injeção de 20 µl; detector de índice de refração RID 6A; fase móvel H2SO4 0,01 N e fluxo de 0,6 ml/min. Microfotografias Eletrônicas de Varreduras foram realizadas do suporte sem células com um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) modelo S-3000N (HITACHI, Tóquio- Japão) e Microfotografias Ópticas foram realizadas do suporte com células com um Microscópio Óptico modelo ECLIPSE E200 (NIKON, Tóquio- Japão). Validação dos resultados experimentais A fim de minimizar os erros experimentais e validar os resultados, foram realizados testes de: a) controle, para medir a diminuição da massa de bagaço de canade-açúcar após o tratamento, b) de adsorção, para verificar a possível adsorção de substâncias no bagaço que teriam afetado a quantificação de células imobilizadas, e c) de fermentação, para identificar possíveis substâncias cuja presença teria afetado a leitura da absorbância e consequentemente a quantificação de células livres. Cálculo dos parâmetros fermentativos e de imobilização A) Fator de conversão de xilose em xilitol (Yp/s, g xilitol / g xilose) Pi: concentração inicial de xilitol Pf: concentração final de xilitol Si: concentração inicial de xilose Sf: concentração final de xilose 62 Revista Analytica Abril/Maio 2010 Nº46
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A RT I G O B) Concentração de células imobilizadas = m imob /v meio (g/l) m imob = massa de células imobilizadas no suporte (g) v meio = volume de meio de cultivo (l) C) Retenção celular no bagaço = m imob(t) /m sup (g /g) m imob(t) = massa de células imobilizadas no suporte no instante t (g) m sup = massa de suporte (g) D) Eficiência de imobilização (%) empregando xilose comercial. Percebe-se que o meio de cultivo utilizado praticamente não afetou a imobilização celular, bem como não afetou a bioconversão de xilose em xilitol (Yp/s), que para ambos os meios de cultivo resultou em aproximadamente 0,65 g xilitol / g xilose. O meio de cultivo somente afetou, conforme esperado, o tempo de fermentação que quando utilizando hidrolisado foi de 96 horas e quando xilose comercial 24 horas. Isto se deveu algo complexo de substâncias inibidoras presentes no hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana. Visando-se estudar o provável aumento de porosidade do bagaço devido ao tratamento com NaOH 2%, que consequentemente aumenta a superfície de imobilização (11), microfotografias em Microscroscópio m = massa de células imobilizadas no suporte imob(t) no instante t (g) m liv(t) = massa total de células livres no meio de fermentação no mesmo instante t (g) RESULTADOS E DISCUSSÃO Nos estudos da avaliação do tratamento do suporte de imobilização celular, utilizou-se uma metodologia baseada em estudos feitos por Brànyik e colaboradores (9), nos quais foi utilizada uma solução de NaOH 2% m/v. De acordo com a Figura 1, obteve-se cerca de 1,38 g de células imobilizadas/l de meio de cultivo, correspondendo a 0,30 g de célula imobilizadas/ g de bagaço de cana-de-açúcar empregando meio baseado em hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-deaçúcar e cerca de 1,31 g/l, correspondendo a 0,30g/g Figura 2. Microfotografia eletrônica de varredura do bagaço de cana-de-açúcar antes do tratamento com NaOH 2% (m/v) Figura 1. Concentração de células imobilizadas empregando diferentes meios de cultivo (Hidrolisado de bagaço de cana e xilose comercial) Figura 3. Microfotografica eletrônica de varredura do bagaço de cana-de-açúcar após tratamento com NaOH 2% (m/v) 64 Revista Analytica Abril/Maio 2010 Nº46
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A RT I G O Eletrônico de Varredura (MEV) foram feitas. Comparando-se as microfotografias de antes do tratamento alcalino com o de depois, Figuras 2 e 3, respectivamente, percebe-se que a superfície do bagaço de cana-deaçúcar sofreu uma modificação estrutural de suas fibras com o tratamento com NaOH 2% m/v. Além de modificar a superfície do bagaço, foi-se verificado uma redução de sua massa em 36% (peso seco) (Tabela 1). Uma possível explicação a esta redução de massa pode ser proposta embasada na observação da mudança de coloração do bagaço (clarificação) durante o tratamento químico. Esta observação evidencia que a clarificação ocorreu devido à remoção da lignina (deslignificação), composto responsável pela coloração mais escura dos materiais lignocelulósicos (1). Adicionalmente ao fenômeno de deslignificação, possivelmente parte da hemicelulose também foi removida, por parte dela ter sido solubilizada pela solução básica, contribuindo assim também como causa da redução da massa de bagaço. Esta remoção da lignina e da hemicelulose provavelmente é a responsável pelo aumento da quantidade dos poros e dos diâmetros dos já existentes, uma vez que ao se perder parte destes componentes abre-se um espaço ou amplia-se o espaço de um já existente para que as células se alojem e conseqüentemente potencialize a imobilização de células. Tabela 1. Redução da massa de suporte com o tratamento com NaOH 2% (m/v) Massa de bagaço antes do tratamento (g) Massa de bagaço depois do tratamento (g) % de redução de massa 0,5 0,32 36% Buscando analisar a estabilidade do processo adsortivo de células de Candida em bagaço de cana tratado com NaOH 2% durante o bioprocesso escolhido como modelo (bioprodução de xilitol), foi-se mensurado os parâmetros de imobilização celular a cada três horas empregando-se xilose comercial como substrato devido a dois motivos: 1) o consumo de xilose comercial ser mais rápido do que ao se conduzir fermentação com hidrolisado; 2) devido a origem do substrato, xilose comercial ou xilose de hidrolisado não influenciar nos parâmetro de imobilização para este tratamento, conforme já demonstrado. A eficiência de imobilização celular e a retenção celular apresentaram valores crescentes em função do tempo de fermentação. De acordo com a Figura 4, verificaram-se valores máximos de eficiência de imobilização celular (50.5% ± 1,41) e de retenção celular (0.31 ± 0,02 g de células imobilizadas/g de bagaço) depois de um tempo de 21 h. Comparando-se o valor de retenção celular de 0,30 g/ g obtido em ensaios anteriores reconfirma-se a possibilidade de reprodução dos experimentos. Eficiência de Imobilização (%) 60 50 40 30 20 10 0 0,00 0 3 6 9 12 15 18 21 24 Tempo (h) 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Figura 4. Eficiência de imobilização e de Retenção de células de Candida guilliermondii em bagaço de cana-de-açúcar em função da ( ) Eficiência de Imobilização; ( ) Retenção de Células O aumento destes parâmetros de imobilização celular em função do tempo pode ser explicado com a ocorrência de duas etapas sucessivas, conforme sugerido por Veliky e Mc Lean (12). A primeira etapa é caracterizada por prevalência de interações físico-químicas no sistema, as células são transportadas e se ligam firmemente em um suporte sólido, pelo contato com a superfície. A segunda etapa é caracterizada pela subsequente ligação das células adjacentes suspendidas, que ocorre graças à produção crescente de uma substância mucilaginosa extracelular adesiva, a qual atua aglutinando-as na superfície sólida (12). Tem sido proposto por vários autores que o processo de adesão de células por adsorção inclui no mínimo interações do tipo Van der Waals e fenômenos eletrostáticos (13). Estas forças de adesão são afetadas pela alteração dos componentes do meio de suspensão, pois mudam a energia superficial do suporte de imobilização utilizado. Devido à praticidade neste trabalho foi-se acompanhado e analisado esta alteração com o tempo pela análise pontual do valor do ph, o que é demonstrado na Figura 5. O comportamento decrescente do gráfico da Figura 5 ao final da fermentação já era esperado, pois é sabido que o metabolismo microbiano ao ser consumido o Retenção Celular (g/g) 66 Revista Analytica Abril/Maio 2010 Nº46
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A RT I G O suplemento NH 4 (SO 4 ) 2 o ph decresce, pois ao ser metabolizado este suplemento há a liberação de íons H + para o meio. Como a concentração hidrogênio-iônica é inversamente proporcional ao ph, com o aumento da concentração de íons H + no meio, há o decréscimo do ph. Este aumento crescente de íons H + possivelmente gerou uma força contrária (positiva) a que suportava a imobilização das células, que são levemente negativas. Em uma certa concentração de íons H + ([H + ] = 10^-4 ; ph = 4), o limite de resistência ao desprendimento foi superado pela atração eletrostática do meio, resultando no desprendimento de parte das células aderidas e, consequentemente sua junção ao meio. para se imobilizar células, as quais podem efetivamente ser reutilizadas, desta forma, este deve ser o tratamento empregado em trabalhos futuros, porém um maior controle do ph durante este processo fermentativo, bem como outros, deva ser feito, por exemplo, através do uso de soluções tampão. 7 6 5 ph 4 3 2 1 0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 Figura 5. Variação do ph em função do tempo durante testes de imobilização de células de Candida guilliermondii em bagaço de cana-de-açúcar empregando xilose comercial como substrato Ao final da experimentação para verificação da ocorrência de imobilização celular no bagaço de cana-deaçúcar e para analisar a possível reutilização das células viáveis, principal vantagem de se imobilizar células em bioprocessos, fez-se feita microfotografias ópticas da superfície do suporte utilizado. Analisando-se a Figura 6, percebe-se que a imobilização celular realmente é significativa e apresenta uniformidade sobre toda a fibra do bagaço e que é viável a reutilização destas células, por exemplo, para seguintes bateladas, já que após a experimentação elas continuam se multiplicando intensamente. CONCLUSÕES Tempo (h) A utilização do bagaço de cana-de-açúcar tratado com NaOH 2% m/v demonstrou ser uma boa opção Figura 6. Microfotografia óptica das células imobilizadas na fibra do bagaço de cana-de-açúcar após a experimentação (400X) Verificou-se que o tratamento químico com NaOH 2% m/v é um método simples e promissor de preparação de resíduos agroindustriais para ser utilizado como suporte de imobilização celular em bioprocessos. Este tratamento empregado proporcionou uma maior remoção parcial da lignina e hemicelulose, possibilitando-se, assim, a substituição dos locais em que estes compostos se locavam por células a fim de imobilizá-las para posterior reutilização ou aumento de eficiência e produtividade de bioprocessos. De modo geral, conclui-se que o bagaço de cana-deaçúcar pode ser melhor aproveitado do que em queima pelas usinas de açúcar e álcool, em bioprocessos como matéria-prima e também como suporte de imobilização de células, bem como supõe-se que outros resíduos agroindustriais também podem. AGRADECIMENTOS Ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), à FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. 68 Revista Analytica Abril/Maio 2010 Nº46
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