Ciência e Tecnologia
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Bactéria Ralstonia eutropha Alterações genéticas na bactéria Ralstonia eutropha conduzidas por pesquisadores do Instituto de Tecnologia Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, tornaram esse microrganismo produtor de isobutanol, um tipo de álcool...
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Phaeodactylum tricornutum Buscando diminuir o impacto dos plásticos no meio ambiente, cientistas têm buscado produzir alternativas biodegradáveis, sendo uma das principais o polihidroxibutirato (PHB), gerado no organismo de bactérias e que leva muito...
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Dr. Richard Gross O Dr. Richard Gross, professor de química e ciências biológicas no Instituto Politécnico da New York University (NYU-Poly), desenvolveu um método para produzir um forte e dúctil bioplástico utilizando leveduras e ácidos graxos...
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Ciência e Tecnologia
Tipos de bioplásticos:Os polihidroxialcanoatos (PHA's)
Os plásticos vêm sendo cada vez mais utilizados em nosso cotidiano, de múltiplas formas, inclusive nas aplicações para as quais anteriormente utilizavam-se outros materiais. A rápida descartabilidade de alguns objetos e a dificuldade de degradação dos plásticos convencionais acabam causando um grave problema ambiental e têm despertado o interesse no estudo de alternativas que possam minimizar esse impacto ambiental. Dentre essas alternativas está a utilização de biopolímeros, como os polihidroxialcanoatos (PHA's), que são plásticos biodegradáveis sintetizados e acumulados no interior de muitas bactérias como reserva de carbono e energia, em condições desbalanceadas do meio, quando há excesso de carbono e limitação de algum nutriente essencial como fósforo, nitrogênio, potássio, oxigênio.
Os PHA's, além de apresentarem a vantagem da biodegradabilidade, também podem ser produzidos a partir de fontes renováveis de carbono como açúcar, soro de leite e óleos vegetais. Por serem biocompatíveis, também podem ser utilizados na área médico-farmacêutica como fios de sutura, enxertos vasculares, entre outros. Outras possíveis aplicações são em embalagens de cosméticos e alimentos, brinquedos, material escolar, etc.
Polihidroxibutirato (P(3HB)) é o polímero mais estudado dentre os PHA's. Este polímero possui características próximas às encontradas no polipropileno, porém possui pouca estabilidade térmica e é quebradiço. A incorporação de unidades de 3-hidroxivalerato (3HV), através de um precursor como o ácido propiônico, leva à síntese do copolímero poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (P(3HB-co-3HV)) por Ralstonia eutropha. Este copolímero, por sua vez, apresenta vantagens em relação ao P(3HB), como melhores propriedades termoplásticas, o que o torna mais interessante para aplicações industriais.
R. eutropha é um dos microrganismos mais estudados para a produção de PHA's, devido à sua facilidade de utilização de fontes renováveis e habilidade de acumular até 80% de seu peso seco em polímero. A produção de polímero por R. eutropha é realizada em duas fases, uma fase inicial de crescimento não limitado visando o crescimento celular, seguida de uma fase limitada com acúmulo de polímero.Durante a fase de produção, a alimentação de ácido propiônico conduz à formação do copolímero P(3HB-co-3HV) e a alimentação de pequena quantidade do elemento limitante leva ao aumento do acúmulo de polímero.
Polihidroxibutirato (P(3HB)) é o polímero mais estudado dentre os PHA's. Este polímero possui características próximas às encontradas no polipropileno, porém possui pouca estabilidade térmica e é quebradiço. A incorporação de unidades de 3-hidroxivalerato (3HV), através de um precursor como o ácido propiônico, leva à síntese do copolímero poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (P(3HB-co-3HV)) por Ralstonia eutropha. Este copolímero, por sua vez, apresenta vantagens em relação ao P(3HB), como melhores propriedades termoplásticas, o que o torna mais interessante para aplicações industriais.
R. eutropha é um dos microrganismos mais estudados para a produção de PHA's, devido à sua facilidade de utilização de fontes renováveis e habilidade de acumular até 80% de seu peso seco em polímero. A produção de polímero por R. eutropha é realizada em duas fases, uma fase inicial de crescimento não limitado visando o crescimento celular, seguida de uma fase limitada com acúmulo de polímero.Durante a fase de produção, a alimentação de ácido propiônico conduz à formação do copolímero P(3HB-co-3HV) e a alimentação de pequena quantidade do elemento limitante leva ao aumento do acúmulo de polímero.
Apesar da grande possibilidade de aplicação do P(3HB-co-3HV), seu uso ainda é limitado devido ao alto custo em relação aos plásticos petroquímicos. Assim, estudos que possam aumentar a produtividade do polímero tornam-se importantes para a redução dos seus custos de produção. Uma opção é a utilização de ácidos graxos como substratos ou suplementos nutricionais na produção de polímero. R. eutropha incorpora os ácidos graxos em suas células e metaboliza-os a acetil-CoA pela via da b-oxidação de ácidos graxos. Na sequência, a biossíntese do polímero leva à formação de monômeros 3-HB-CoA, que são polimerizados formando o P(3HB). Já foi demonstrado que a suplementação de ácido oleico no processo produtivo de PHA por R. eutropha leva a um aumento na produção do polímero. Da mesma forma, estudos anteriores, verificaram que a utilização de óleos vegetais, contendo alta concentração de ácido linoleico, poderia aumentar a produção do polímero, indicando que o ácido linoleico possa ser um bom suplemento nutricional na produção de PHA.
Fonte:Utilização de ácidos linoleico e oleico como suplementos nutricionais aumenta a produção depoli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) por Ralstonia eutropha
Cláudia Regina Squio, Cíntia Maria Ferreira e Gláucia Maria Falcão de Aragão
Universidade Federal de Santa Catarina – Depto. de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos
Caixa Postal 476 – 88040-900 Florianópolis – SC
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