Produção de ácido lático : seleção de bactérias, purificação e síntese de novos polímeros renováveis

Abstract

Uma alternativa para substituição de plásticos derivados de petroquímicos é a produção sustentável de plásticos, como o poli(ácido lático), (PLA), cujo bloco construtor de partida, o ácido lático, pode ser obtido de fontes renováveis através de fermentação microbiana. Dentre os diferentes microrganismos utilizados na fermentação, as bactérias láticas apresentam uma vantagem, visto que naturalmente produzem o ácido lático como metaboólito principal, são resistentes a pH ácido e a uma grande faixa de temperatura. Neste trabalho, quatro cepas de bactérias (E. durans, L. lactis, P. acidilactic e W. thailandensis) isoladas de leite de búfalas foram submetidas à fermentações com diferentes fontes de carbono (lactose, sacarose, glicose e glicerol). Parâmetros como concentração inicial da fonte de carbono, oxigênio dissolvido, tempo de pré-inóculo e controle de pH foram estudados para encontrar a melhor condição de produção de L-(+)-ácido lático. Inicialmente, a bactéria L. lactis foi a que obteve maior produção de ácido lático com sacarose, produzindo 27,44 g/L. A E. durans produziu 18,44 g/L de ácido lático com um rendimento de 0,92 g/g com a lactose. Tendo em vista o potencial de consumo de lactose da E. durans, esta cepa foi selecionada para produção de ácido lático em fermentadores. Concluiu-se que a associação de 20 g/L de lactose com 10 g/L de glicose possibilitou uma melhor bioconversão a ácido lático. A adição de nitrogênio ao meio fermentativo para diminuir a concentração de oxigênio dissolvido não contribuiu para uma maior produção de ácido lático. O controle de pH por meio da adição de base e o reciclo de células melhoram a produção de ácido lático, chegando a 36,47 g/L. O aumento de escala em fermentadores de 5 L com alimentação em pulso possibilitou uma produção de aproximadamente 66 g/L de ácido lático. A utilização da resina de troca iônica Amberlite IRA-67 Cl- possibilitou a recuperação do ácido lático com pureza acima de 90%, apropriada para sua modificação química e posterior polimerizações. Foi realizada a esterificação seletiva do ácido lático purificado com ácido acrílico. Esse ácido lático modificado foi então copolimerizado com metacrilato de isobornila, resultando em um polímero com propriedades promissoras para várias aplicações. No entanto, nas polimerizações RAFT, o ácido lático purificado comprometeu a reação, devido à sensibilidade do método a contaminantes.