Bioprodução de ácido succínico a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de sorgo sacarino

O ácido succínico é um insumo chave na indústria petroquímica, obtido por meio da hidrogenação catalítica do anidrido maleico. Ao longo da última década, tem sido objeto de diversos estudos, a sua produção por meio de processos fermentativos, principalmente com a utilização de matérias primas renováveis. A bioprodução deste ácido orgânico se insere no contexto da Biorrefinaria e apresenta vantagens ambientais consideráveis, como a captação de CO2, diminuindo o efeito estufa.

O presente trabalho fez uso de uma linhagem selvagem para bioprodução de ácido succínico, a bactéria Actinobacillus succinogenes ATCC 55618 (DSMZ 22257). Este micro-organismo é capaz de consumir diversas fontes de carbono, como glicose e xilose, concomitantemente, com valores elevados de produtividade reportados na literatura. Ensaios prévios com meio sintético, utilizando xilose como fonte de carbono indicou a capacidade da cepa consumir plenamente 45 g/L e sua inibição com concentração inicial de xilose em 80 g/L, indo ao encontro de resultados publicados que indicam inibição por esta fonte de carbono em torno de 60g/L.

Foi objetivo principal do trabalho a utilização de um resíduo agroindustrial, como o bagaço de sorgo sacarino, para obtenção de um hidrolisado hemicelulósico, rico em xilose, para fermentação e produção de ácido succínico. O hidrolisado, obtido por processos de pré-tratamento com ácido diluído, foi fermentado seguindo estratégias diferentes:

Os ensaios com aumento de inóculo indicaram um aumento no consumo de xilose de 25 para 62% e uma produção de ácido succínico duas vezes maior em relação à fermentação com 10% v/v de inóculo.

Os ensaios com inóculo concentrado e com destoxificação do hidrolisado indicaram a essencialidade da destoxificação do hidrolisado. Houve remoção, em 60 minutos, de 100% do furfural e do HMF, 20% de ácido acético e apenas 4,2% da xilose, quando utilizado carvão ativo na proporção de 5,5% m/v. Isto possibilitou um consumo de xilose de 91% e a maior produção de ácido succínico em todos os ensaios, de 23 g/L, resultando em uma produtividade de 0,62 g/L.h.

Os resultados, de maneira geral, indicaram que o meio escolhido para os ensaios foi adequado e mostraram a importância do CO2 na fermentação, uma vez que não só os valores de concentração de ácido succínico e produtividade são maiores como também a maior produção deste ácido em relação aos ácidos acético e fórmico, que também são produzidos nesta heterofermentação.

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