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Sacarificao da macroalga Kappaphycus alvarezii para a produo de H2 por fermentaoGiovanni Dalbelo1, Naira Bin1, Marcos Siqueira Rechi1, Bruna Constante1, Fernando Masarin2 e Valeria Reginatto1

1Departamento de Qumica, Universidade de So Paulo Faculdade de Filosofia Cincias e Letras de Ribeiro Preto - FFCLRP, Av. Bandeirantes 3900, Ribeiro Preto SP, Brasil..(E-mail: giovannidalbelo@usp.br; naira.bin@usp.br; m.rechi@usp.br; bruna.cfonseca@usp.br; valeriars@ffclrp.usp.br)2Departamento de Bioprocessos e Biotecnologia, Faculdade de Cincias Farmacuticas FCFAR UNESP Universidade Estadual Paulista , Araraquara, SP, Brasil.(E-mail: fmasarin@fcfar.unesp.br)

AGRADECIMENTOS:

IntroduoPara a produo biolgica de H2 atravs da fermentao escura, podem ser utilizados como substratos os carboidratos advindos de biomassa, como por exemplo, a biomassa de algas. As vantagens da utilizao de biomassa de algas marinhas como matria-prima para a gerao de H2 so: 1) as algas no necessitam de terras agricultveis para sua produo, como consequncia, no competem por espao com os outros alimentos; 2) as algas so menos recalcitrantes comparadas a outras biomassas, o que a torna mais favorvel para os procedimentos de hidrlise. Nas macroalgas vermelhas, o polissacardeo mais comumente encontrado a galactana (carragenana e gar), que forma uma rede com a celulose para constituir a parede celular de vrias espcies de algas marinhas vermelhas. Neste trabalho foi estudada a sacarificao da macroalga vermelha Kappaphycus alvarezii constituda principalmente por carragenana, um polissacardeo composto por galactanas sulfatadas, lineares e solveis em gua, como pode ser observado na Figura 1.

Figura 1 Macroalga K. alvarezzi e estrutura qumica da carragenanaMetodologiaResultadosConclusoOs tratamentos fsico, qumico e biolgico empregados no pr-tratamento da biomassa advinda da macroalga K. alvarezii se mostraram eficazes para a extrao de aucares fermentescveis, fato comprovado pelas anlises de acares redutores realizadas aps as respectivas hidrlises. O lodo utilizado como inculo nos reatores na etapa da fermentao foi capaz de produzir gs hidrognio, como comprovam as anlises composicionais dos gases resultantes feitas por cromatografia a gs. So necessrias anlises mais detalhadas da composio dos hidrolisados, para verificar a concentrao de monossacardeos e de compostos potenciais inibidores da fermentao. Porm, estes estudos preliminares permitem concluir que a bioamassa devidamente tratada da macroalga Kappaphycus alvarezii se mostra como uma matria prima promissora para a produo biolgica do gs hidrognio.

GalactoseGlicoseHidrolisadoP(mL)Rm(mL/h)(h)P(mL)Rm(mL/h)(h)P(mL)Rm(mL/h)(h)67,354,0133,7877,693,1131,1920,169,8158,90Tabela 1. Parmetros da equao de Gompertz obtidos a partir dos resultados dos ensaios de fermentao

Figura 2: Efeito da concentrao de HCl na eficincia da hidrlise cida da biomassa de K. alvarezii a 90C.Figura 3: Efeito da carga de Celluclast na eficincia de hidrlise enzimtica da biomassa de K. alvarezii a 50C.Figura 4: Efeito da adio de Celluclast (190U/g alga) na eficincia de hidrlise da biomassa de K. alvarezii pr-tratada com HCl 0,04 mol/L a 90C. A seta indica o momento da adio de Celluclast.As eficincias dos diferentes mtodos de sacarificao esto apresentados nas Figuras 2 (cido), 3 (enzimtico) e 4 (mista ou combinada). As maiores eficincias de sacarificao, em termos de massa de alga utilizada no ensaio, foram obtidas pela hidrlise cida com HCl 0,04 mol/L e a hidrlise combinada, sendo em mdia 56 e 59 %, respectivamente.

O hidrolisado de alga obtido pela sacarificao combinada (cida + enzimtica) foi utilizado para a produo de H2 por fermentao, por cultura mista.

Os parmetros obtidos pelo ajuste da equao de Gompertz modificada (P, Rm e ) aos resultados da fermentao, realizados por meio de regresso no linear com o auxlio do software Excel, so mostrados na Tabela 1.

Foi possvel produzir H2 por fermentao utilizando o hidrolisado da macroalga K. alvarezii, entretanto o volume de H2 produzido foi menor, quando comparado com os controles de glicose e galactose, contendo a mesma concentrao de acares redutores totais.

Esquema da metodologia utilizada no trabalho