Avaliação das propriedades do biopolímero polihidroxibutirato (PHB) extraído por vermes de Zophobas morio Fabricius

Abstract

RESUMO Polihidroxibutirato (PHB) é um biopolímero produzido intracelularmente e acumulado como reserva de energia por muitos microrganismos, sendo o principal, a bactéria Cupriavidus necator. Logo, é necessário realizar a extração dos grânulos intracelulares do interior das células. A extração química do PHB com clorofórmio e hipoclorito de sódio é eficiente, porém, utilizam-se elevadas quantidades de clorofórmio, solvente tóxico e volátil. Assim, faz-se necessário o estudo de novas tecnologias para a extração do PHB, buscando tornar o processo viável tecnologicamente, visto que este biopolímero é um importante candidato para substituição de polipropileno (PP). Diante desse contexto, este trabalho objetivou avaliar o processo de extração do PHB por meio das larvas de Zophobas morio Fabricius, comparado ao processo químico tradicional. O PHB foi sintetizado pela bactéria Cupriavidus necator em frascos de Erlenmeyer com 300 mL de meio mineral contendo glicose e frutose como fontes de carbono. O cultivo foi conduzido por 24 h a 30 °C e 150 rpm. A biomassa obtida do cultivo foi submetida à extração química (dispersão de clorofórmio/hipoclorito de sódio) e biológica, sendo, para isto, utilizada em uma mistura 2:1 (m/m) de farelo de trigo para biomassa úmida contendo PHB como fonte de alimentação das larvas de Zophobas morio Fabricius. O PHB obtido pelos dois processos foi caracterizado por termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier - reflexão total atenuada (FTIR/ATR), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Verificou-se que a amostra extraída pelo método biológico (PHB_EB), quando comparada com a amostra extraída pelo método químico (PHB_EQ), apresentou a mesma estrutura química e que a metodologia biológica usando larvas apresentou-se mais rápida e eficiente, garantindo a extração do PHB com elevada pureza e estabilidade térmica, com reduzida quantidade de solvente, tornando este processo mais ambientalmente amigável.

Toward the Improvement of Maleic Anhydride Functionalization in Polyhydroxybutyrate (PHB): Effect of Styrene Monomer and Sn(Oct)2 Catalyst

“…A high absorption band at 1720 cm −1 corresponds to carbonyl (C=O), a value similar to that verified by Cuellar et al [53]. The bands at 1453 cm −1 and 1380 cm −1 are characteristic of the asymmetrical in-plane bending vibration of the C-H bond of the CH2 group, and symmetrical in-plane bending vibration of the methyl group (CH3) [54], respectively. In addition, the absorption bands found in the region of 1000-1300 cm −1 correspond to the stretch vibrations of the C-O-C group: 1273 cm −1 (C-O-C stretch of the crystalline fraction), 1260 cm −1 (C-O-C stretch and deformation of the CH group of the crystalline fraction), 1224 cm −1 (C-O-C stretch of the amorphous fraction), 1180 cm −1 and 1100 cm −1 (C-O-C stretch), 1053 cm −1 (C-O group stretch) and 1043 cm −1 (C-CH3 stretch).…”