Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37 1

Figura 4. Vias metabólicas de assimilação de glicerol pormicrorganismos e seus possíveis produtos. (Adaptado de: GANCEDO,GANCEDO, 1968; HAUGE, KING, CHELDELIN, 1955; XIU et al., 2007)aplicações para este co-produto. Neste contexto,o glicerol vem sendo investigadocomo a futura fonte de carbono em processosmicrobianos para a obtenção de bioprodutosde alto valor agregado.A continuação, detalham-se os recentes processosfermentativos aplicados nos laboratóriosde pesquisa científica para a obtençãode bioprodutos a partir do glicerol, independentedo seu origem.1,3-PropanodiolO propanodiol é um composto intermediáriopara a síntese de compostos cíclicos emonômeros para poliésteres, poliuretanose polipropileno tereftalato. É conhecido queos processos químicos tradicionais de produçãosão altamente nocivos devido ao compostostóxicos formados. As pesquisas maisimportantes na utilização biotecnológica doglicerol bruto apontam principalmente àprodução do composto intermediário 1,3-propanodiol (GONZALEZ-PAJUELO et al.,2006; XIU et al., 2007). Atualmente, estescompostos são produzidos quase exclusivamentea partir de um derivado do petróleo,o óxido de propileno, mediante processosquímicos convencionais (SULLIVAN,2003).O campo de aplicação do composto 1,3-propanodiol é considerado amplamenteabrangente, diferentes setores comerciais, desdea produção de polimeros, tintas, resinas de poliéster,lubrificantes, anti-cogelante, até produçãode cosméticos. Mediante fermentação de glicerolbruto por Klebsiella pneumoniae foram obtidosconcentrações de até 56 g/L em escala de laboratório.No entanto, a produção de 1,3-propanodiola escala industrial encontra-se limitado devido aque os a maioria dos microrganismos produtores,Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter, Clostridium,Propionibacterium and Anaerobiospirillum, sãoconsiderados patogênicos e requerem de condiçõesestritas de anaerobiose e nutrientes específicospara seu desenvolvimento (BARBIRATO et al.,1997). Uma solução futura para o scale-up consistiriana utilização de ferramentas da engenhariagenética para inserir genes que expressem enzimasgeradoras de 1,3-propanodiol em microrganismosmais adaptados a condições industriais, comopor exemplo, a bactéria Escherichia coli (DHAR-MADI, MURARKA, GONZÁLEZ, 2006).Notoriamente, muitas espécies apresentam a capacidadede fermentar o glicerol produzindo 1,3-propandiol, entre elas podem ser citadas Citrobacterfreundii, Klebsiella pneumoniae, Clostridiumpasteurianum, Clostridium butyricum, Enterobacteragglomerans, Lactobacillus brevis, Lactobacillusbuchneri and Bacillus welchii (BARBIRATO etal., 1997; GONZALEZ-PAJUELO et al., 2006; XIUet al., 2007) . Atualmente, as bacterias Clostridiumbutyricum e Klebsiella pneumoniae são consideradasas de maior utilização e provavelmentesejam as melhores produtoras deste composto (XIUet al., 2007). Recentemente, González-Pajuelo etal. (2005) comparando uma espécie natural deClostridium butyricum VPI 3266 com outra geneticamentemodificada Clostridium acetobutylicumDG1(pSPD5) (contendo genes para produção de1,3-propanodiol), observaram que no tempo de47 h de fermentação em batelada alimentada, acepa modificada alcançou maior produtividade(0,65 mol/mol de glicerol, 1,7 g/L h) que a cepanatural (0,69 mol/mol, 1,21 g/L.h). Em fermentaçãocontínua de glicerol bruto e comercial (pureza:80-90% ) em uma taxa de diluição (D) de 0,05h -1 (pH 6,5; 35 o C) com a mesma cepa modificada,foram obtidos valores de rendimento e produtividadesimilares aos observados em batelada alimentada(0,61-0,64 mol/mol glicerol, 1,49-1,56g/L.h). Os mesmos autores reportaram alta produtividadeem 1,3-propanodiol (10,3 g/L.h) em cultivocontínuo da bactéria Clostridium butyricum(GONZÁLEZ-PAJUELO, ANDRADE, VASCONCE-LOS, 2005).Outro aspecto considerado de importância é aimobilização de células em diferentes polímerospara sua re-utilização em fermentações consecutivas.O encapsulamento de células de Klebsiellapneumoniae em celulose-sulfato de sódio e policloretode metil dialil amônia desenvolvido porZhao, Chen e Yao (2006), permitiu executar fermentaçõesem batelada repetida, batelada alimentadae processo contínuo para a obtenção de 1,3-propanodiol sob concentrações de glicerol tão elevadasquanto 120 g/L. A quantidade de produtoobtido foi de 63,1 g/L (5,7 g/L.h), 51,86 g/L(1,08g/L.h) e 13,6 g/L (4,5 g/L h) para fermentação embatelada simples, batelada alimentada e fermentaçãocontínua, respectivamente. Apesar dos valoresde produtividade na fermentação por bateladaalimentada serem menores que na batelada simples,os resultados sugerem a potencialidade da48 Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37