Prospecção de micro-organismos lignolíticos da microbiota amazônica para a produção de biocombustível de segunda geração e compostagem

Abstract

Com o crescimento da população, aumenta a produção de alimentos e consequentemente são geradas toneladas de resíduos agrícolas, constituídos de: celulose, hemicelulose e lignina, formando a biomassa a qual pode ser utilizada como uma alternativa para a obtenção de produtos de alto valor agregado. Os micro-organismos são os principais decompositores da matéria orgânica, dentre as enzimas secretadas pelos fungos estão as ligninases e as lipases. As ligninases atuam na decomposição de compostos recalcitrantes e seus principais produtores são os basidiomycetos, que utilizam a liginina e a celulose como fonte de carbono e energia. As lipases possuem como seus principais substratos óleos e gorduras e apresentam um abrangente campo de aplicações biotecnológicas. Devido a importância da utilização da matéria orgânica de origem vegetal e a diversidade de micro-organismos com capacidade em produzir diversas enzimas com aplicações biotecnológicas, a presente pesquisa visou selecionar fungos capazes de converter a biomassa em bicombustível de 2ª geração e compostagem. Sendo assim, para a obtenção de ligninases foram utilizadas 10 linhagens fúngicas: cinco basidiomycetos e cinco Penicillium spp., utilizando como substratos: bagaço de cana (BCn), cascas e sementes de maracujá (CMj e SMj), cascas e semente de cupuaçu (CCp e SCp), cascas de macaxeira (CMx), urucum (CUr), guaraná (CGu), coco (CCc) e torta de pau rosa (TPR). Para a obtenção das lipases foram utilizadas as 10 linhagens e mais cinco Aspergillius spp., utilizando como substratos: SMj, SCp e óleo de oliva (OL). As linhagens foram cultivadas a 26 e 28 °C durante 240h a 120rpm em fermentação submersa (FSM) sendo observado o crescimento de todas as linhagens nos 11 substratos avaliados. O extrato enzimático foi obtido por filtração a vácuo, em seguida centrifugado em eppendorfs de 2mL durante 10 minutos a 10.000 rpm, novamente transferido para eppendorfs limpos e armazenado sob refrigeração. Através das análises observou-se que a manganês peroxidase (MnP) foi a enzima mais expressa na maioria dos substratos com as maiores atividades produzidas pelos Penicillium sp. 1 (Pen 1), com exceção apenas da CCp e CMj, sendo as maiores produções de lignina peroxidase (LiP) obtida pelo basidiomyceto 1 (Bas 1). Para lacase (Lac) os basidiomycetos foram os melhores produtores, sendo que apenas em CCc, CMx e CMj todos os Penicillium spp. produziram esta enzima. Para lípase a maior atividade foi detectada no substrato OL. pelo Aspergillus sp. 1 (Asp 1), seguido de SCp pelo Aspergillus sp. 4 (Asp 4). Dentre os três substratos avaliados observou-se que a SMj foi o melhor indutor, pois houve a produção por 14 das 15 linhagens utilizadas, com exceção apenas do Aspergillus sp. 3 (Asp 3), e os basidiomicetos foram os únicos em que produziram em pelos menos dois substratos. No processo de compostagem foram utilizadas duas cepas: Bas 1 e Pen 1, e cultivadas na CMj durante 90 dias. Após esse período os compostos originados foram pesados e observou-se a degradação de aproximadamente 80 % dos resíduos em que haviam a presença dos micro-organismos, com os menores pesos nos compostos contendo a CMj anteriormente autoclavada, e o grupo controle manteve-se inalterado, sendo que os pesos dos compostos variaram de acordo com as condições de cada experimento. Nos compostos produzidos foi realizado o plantio de Curcubita sp., e durante 30 dias observado o seu desenvolvimento, sendo o melhor crescimento observado nos compostos que continham o resíduo autoclavado mais os inóculos de Bas 1 e Pen 1. Esses resultados confirmam o potencial desses fungos em produzir ligninases e lipases utilizando resíduos agrícolas como substratos para a produção de biocombustíveis de segunda geração e compostagem