Produção e caracterização de PHB sintetizado por Escherichia coli modificada utilizando melaço como fonte de carbono
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Data
2024-12-02
Orientador
Contiero, Jonas 
Coorientador
Vale, Rayane da Silva
Pós-graduação
Ciências Biológicas (Biologia Celular, Molecular e Microbiologia) - IB
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Plásticos de origem petroquímica tem se tornado um recurso obrigatório à humanidade, porém, essa dependência gera grandes problemas ambientais e de saúde humana. Uma das soluções para essa situação é o plástico biodegradável de origem microbiana, por exemplo o Polihidroxibutirato (PHB), um biopolímero renovável, biodegradável, biocompatível e biocompostável, com características térmicas e mecânicas maleáveis dependendo do seu uso. Este produto é de grande interesse médico, podendo ser usado em implantes e drug delivery, assim como scaffolds na engenharia de tecidos, membranas e filmes. Apesar de todas essas vantagens, seu custo de produção é elevado e os filmes de PHB ainda não são muito bem estudados considerando todo o seu potencial, necessitando de mais pesquisas focadas na área de redução dos custos da produção, caracterização e formação de filmes a partir de polihidroxialcanoatos. O presente trabalho tem como objetivo analisar o consumo e crescimento em meio de melaço, a otimização e produção de PHB, e caracterizar, de forma mecânica, química e morfologicamente, os filmes de PHB formados pela Escherichia coli denominada DH5α cscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB para produção de PHB e consumo de sacarose, comparando-os com a produtora natural Burkholderia glumae denominada MA13. A cepa DH5α cscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB foi capaz de consumir sacarose, glicose e frutose presente no melaço, obtendo um µmax maior que a produtora natural MA13. Análises no GC-MS comprovaram que ambas as cepas produziram filmes de PHB. Esses filmes foram caracterizados utilizando 3 técnicas, a Análise Termogravimétrica (TGA), onde os filmes produzidos pela DH5α cscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB revelaram polímeros com ponto de degradação irreversível em 293,7°C, e maior taxa de degradação em 318,7°C. Já as análises feitas nos filmes formados pela MA13, revelaram polímeros com ponto de degradação irreversível em 293,2°C, e maior taxa de degradação em 314,3°C. A Espectroscopia na região do Infravermelho (FT-IR), onde os espectros dos polímeros extraídos de ambas as cepas revelaram bandas de absorção típicas de PHAs. E Potencial Zeta, obtendo os pontos isoelétricos dos filmes produzidos pela DH5α cscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB e MA13 nos pHs 2,75 e 3,40, respectivamente.
Resumo (inglês)
Petrochemical-based plastics have become an essential resource for humanity; however, this dependency creates significant environmental and human health problems. One solution to this issue is microbial-based biodegradable plastic, such as Polyhydroxybutyrate (PHB), a renewable, biodegradable, biocompatible, and compostable biopolymer with thermal and mechanical properties that can be tailored depending on its application. This product holds significant medical interest, with potential uses in implants, drug delivery, as well as scaffolds in tissue engineering, membranes, and films. Despite all these advantages, its production cost is high, and PHB films are still not well-studied considering their full potential, requiring more research focused on reducing production costs, characterization, and film formation from polyhydroxyalkanoates. This study aims to analyze the consumption and growth in molasses medium, optimization and production of PHB, and to characterize, mechanically, chemically, and morphologically, the PHB films formed by Escherichia coli strain DH5αcscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB for PHB production and sucrose consumption, comparing them with the natural producer Burkholderia glumae strain MA13. The DH5α cscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB strain was able to consume sucrose, glucose, and fructose present in molasses, achieving a higher µmax than the natural producer MA13. GC-MS analysis confirmed that both strains produced PHB films. These films were characterized using three techniques: Thermogravimetric Analysis (TGA), where the films produced by DH5αcscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB revealed polymers with an irreversible degradation point at 293.7°C and the highest degradation rate at 318.7°C. The analysis of the films formed by MA13 revealed polymers with an irreversible degradation point at 293.2°C and the highest degradation rate at 314.3°C. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), where the spectra of polymers extracted from both strains revealed typical absorption bands of PHAs. And Zeta Potential, obtaining the isolectric points of the films produced by DH5α cscBKAint.::pBR1MC-2::phaCAB and MA13 at pHs 2.75 and 3.40, respectively.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
