Retrospectiva Canal 2016/Levedura silvestre na produção de biodiesel

É possível produzir biodiesel a partir do óleo extraído de um microrganismo que utiliza resíduo industrial – o glicerol – no seu desenvolvimento. Foi o que apurou estudo de doutorado defendido pela engenheira de alimentos Susan Hartwig Duarte, orientado pelo professor colaborador da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) Francisco Maugeri Filho.

Para chegar a essa conclusão, Susan explorou leveduras silvestres (uma classe de microrganismos) isoladas de ecossistemas brasileiros, como a Mata Atlântica, o Cerrado, o Pantanal e a Floresta Amazônica. Ao final, estudou um conjunto de 129 leveduras e selecionou aquelas com maior potencial de acúmulo lipídico, por proporcionar um maior volume de óleo.

A levedura que apresentou um maior potencial nesse aspecto foi a LEB-M3, sigla batizada no Laboratório de Engenharia de Bioprocessos da FEA. Por essa razão, ela passou a ser o foco das análises de Susan e do Grupo de Pesquisa de Engenharia de Bioprocessos, liderado por Maugeri.

A autora da tese conseguiu produzir lipídios (biomoléculas) desse microrganismo presente na natureza, gerando quantidades significativas de óleo no interior da célula da levedura.

A pesquisadora fez uso de glicerol como fonte de energia para o crescimento do microrganismo e, com base nas características do óleo produzido, sugeriu que ele poderá ser destinado à produção de biodiesel. A investigação de Susan, aponta Maugeri, teve em vista o aproveitamento de uma matéria-prima de baixo custo e que atualmente é um grande problema para a indústria de biocombustível. “É que a produção de biodiesel gera uma grande porcentagem de volume do óleo utilizado em glicerol bruto, que infelizmente não demonstra ainda uma finalidade muito específica, e a sua purificação representaria um alto custo”, informa.

Para o orientador da tese, a intenção era alcançar uma mercadoria de maior valor agregado para aplicação desse glicerol bruto, de modo a obter combustível do óleo produzido ou destiná-lo para aplicações mais nobres como por exemplo na indústria de alimentos. “Isso porque o óleo resultante desse microrganismo tem qualidade muito próxima à de um óleo vegetal, sobretudo por conter ácidos graxos como o ômega 3 e o ômega 6, tidos como boas gorduras”, sublinha. O docente opina que esse óleo, provavelmente, tem características muito interessantes para emprego na indústria petroquímica e também farmacêutica e cosmética.

SELEÇÃO

Segundo Susan, todas as leveduras que apresentam mais de 20% da sua massa seca em lipídios podem ser classificadas como leveduras oleaginosas. A pesquisadora destaca que fez uma identificação genotípica da levedura oleaginosa selecionada no projeto como uma Candida sp. Além disso, meios de cultivo, otimização de meio e parâmetros de cultivo, como agitação/aeração, foram estudados em biorreator de bancada. Ela também analisou o perfil de ácido graxo do material produzido, de grande relevância para a identificação dos possíveis usos para o óleo. Verificou então que esse perfil era parecido com o dos óleos vegetais, principalmente aqueles usados na produção de biodiesel.

Esses lipídios, conforme a autora, são formados intracelularmente e não são fáceis de serem extraídos porque a célula do microrganismo é bastante rígida. Portanto, a doutoranda recorreu a um estudo de ruptura celular, em busca de um método eficiente e alternativo para recuperar o óleo. Nesta etapa, avaliou diferentes técnicas físicas e químicas para romper a célula e facilitar a posterior extração.

A pesquisadora também optou por fazer alguns experimentos de extração do óleo com dióxido de carbono supercrítico (que tem a densidade próxima à de um líquido e possui baixa viscosidade se difundindo como um gás). Trata-se de uma tecnologia nova e indicada para a extração de compostos de microrganismos, além de ser menos agressiva. “Os resultados foram bastante promissores”, garante.

Tem mais: como o processamento de biodiesel requer um catalisador (normalmente o mais adotado industrialmente são catalisadores químicos), Susan escolheu uma enzima para catalisar a reação, que no caso foi a lipase.

As enzimas, entre tantas vantagens de aplicação neste processo, podem ser reutilizadas quando sofrem imobilização num suporte adequado. “Quando a produção de biodiesel chegava a um determinado rendimento, a enzima tinha condições de ser reutilizada. É que, quando imobilizada, mostra maior estabilidade, garantindo que não ocorram modificações nas características que são desejáveis no processo.”

A pesquisadora acredita que ainda não exista no setor industrial a produção de biodiesel por lipídios microbianos no qual adotem-se enzimas como catalisadoras. “Assim, esse nosso processo é algo muito inovador.”  Unicamp