法布里丘斯Zophobas morio Fabricius提取的生物聚合物聚羟基丁酸酯(PHB)的性能评价

IF 0.5 4区 材料科学 Q4 MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY Materia-rio De Janeiro Pub Date : 2021-01-25 DOI:10.1590/S1517-707620210001.1238
Luana Orlandi de Aguiar, Natalício Stachewski, Michele Cristina Formolo Garcia, A. Kurek, A. L. D. S. Schneider, D. Mouga, A. Pezzin
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Diante desse contexto, este trabalho objetivou avaliar o processo de extracao do PHB por meio das larvas de Zophobas morio Fabricius, comparado ao processo quimico tradicional. O PHB foi sintetizado pela bacteria Cupriavidus necator em frascos de Erlenmeyer com 300 mL de meio mineral contendo glicose e frutose como fontes de carbono. O cultivo foi conduzido por 24 h a 30 °C e 150 rpm. A biomassa obtida do cultivo foi submetida a extracao quimica (dispersao de cloroformio/hipoclorito de sodio) e biologica, sendo, para isto, utilizada em uma mistura 2:1 (m/m) de farelo de trigo para biomassa umida contendo PHB como fonte de alimentacao das larvas de Zophobas morio Fabricius. O PHB obtido pelos dois processos foi caracterizado por  termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratoria (DSC), espectroscopia na regiao do infravermelho com transformada de Fourier - reflexao total atenuada (FTIR/ATR), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletronica de varredura (MEV). Verificou-se que a amostra extraida pelo metodo biologico (PHB_EB), quando comparada com a amostra extraida pelo metodo quimico (PHB_EQ), apresentou a mesma estrutura quimica e que a metodologia biologica usando larvas apresentou-se mais rapida e eficiente, garantindo a extracao do PHB com elevada pureza e estabilidade termica, com reduzida quantidade de solvente, tornando este processo mais ambientalmente amigavel. 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摘要

聚羟基丁酸酯(PHB)是一种细胞内产生的生物聚合物,被许多微生物积累为能量储备,主要是铜avidus necator细菌。因此,有必要从细胞内部提取细胞内颗粒。用氯仿和次氯酸钠化学提取PHB是有效的,但使用大量的氯仿,有毒和挥发性溶剂。因此,有必要研究提取PHB的新技术,以使该工艺在技术上可行,因为这种生物聚合物是聚丙烯(PP)的重要替代品。在此背景下,本研究旨在评价法布里丘斯Zophobas morio Fabricius幼虫提取PHB的工艺,并与传统化学工艺进行比较。以300 mL含葡萄糖和果糖为碳源的矿物培养基为Erlenmeyer烧瓶,由Cupriavidus necator细菌合成PHB。培养在30°C和150 rpm下进行24小时。从培养中获得的生物量经过化学提取(氯氟烃/次氯酸钠分散)和生物提取,用于2:1 (m/m)的麦麸混合物中,以含PHB的湿生物量作为Zophobas morio Fabricius幼虫的饲料来源。采用热重(TG)、差示扫描量热(DSC)、红外光谱(FTIR/ATR)、x射线衍射(xrd)和扫描电子显微镜(sem)对两种工艺得到的PHB进行了表征。发现生物样本喷射的方法(PHB_EB)相比,通过化学方法(PHB_EQ喷射出来的样本),作为相同的化学结构,biologica方法,即采用幼虫更快速和有效的执行,确保extracao termica PHB的高纯度和稳定,少量的溶剂,使这个过程更加环境友好。关键词:生物提取物,聚羟基丁酸酯,佐佛巴斯
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Polihidroxibutirato (PHB) e um biopolimero produzido intracelularmente e acumulado como reserva de energia por muitos microrganismos, sendo o principal, a bacteria Cupriavidus necator. Logo, e necessario realizar a extracao dos grânulos intracelulares do interior das celulas. A extracao quimica do PHB com cloroformio e hipoclorito de sodio e eficiente, porem, utilizam-se elevadas quantidades de cloroformio, solvente toxico e volatil. Assim, faz-se necessario o estudo de novas tecnologias para a extracao do PHB, buscando tornar o processo viavel tecnologicamente, visto que este biopolimero e um importante candidato para substituicao de polipropileno (PP). Diante desse contexto, este trabalho objetivou avaliar o processo de extracao do PHB por meio das larvas de Zophobas morio Fabricius, comparado ao processo quimico tradicional. O PHB foi sintetizado pela bacteria Cupriavidus necator em frascos de Erlenmeyer com 300 mL de meio mineral contendo glicose e frutose como fontes de carbono. O cultivo foi conduzido por 24 h a 30 °C e 150 rpm. A biomassa obtida do cultivo foi submetida a extracao quimica (dispersao de cloroformio/hipoclorito de sodio) e biologica, sendo, para isto, utilizada em uma mistura 2:1 (m/m) de farelo de trigo para biomassa umida contendo PHB como fonte de alimentacao das larvas de Zophobas morio Fabricius. O PHB obtido pelos dois processos foi caracterizado por  termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratoria (DSC), espectroscopia na regiao do infravermelho com transformada de Fourier - reflexao total atenuada (FTIR/ATR), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletronica de varredura (MEV). Verificou-se que a amostra extraida pelo metodo biologico (PHB_EB), quando comparada com a amostra extraida pelo metodo quimico (PHB_EQ), apresentou a mesma estrutura quimica e que a metodologia biologica usando larvas apresentou-se mais rapida e eficiente, garantindo a extracao do PHB com elevada pureza e estabilidade termica, com reduzida quantidade de solvente, tornando este processo mais ambientalmente amigavel. Palavras-chave: Extracao biologica, Polihidroxibutirato, Zophobas morio Fabricius
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