Uso do sequenciamento de alto desempenho para caracterizar comunidades microbianas envolvidas na produção de metano e coprodutos a partir da digestão anaeróbia da vinhaça
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Data
2017-09-19Orientador
Paesi, Suelen Osmarina
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A vinhaça é um resíduo resultante da produção de etanol gerada em grande quantidade no Brasil, e pode ser aproveitada para produção de biogás. Diversos microrganismos atuam na degradação da vinhaça para obtenção de biogás, e o estudo desses consórcios microbianos é imprescindível para que haja otimização desse processo. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a produção de metano e coprodutos a partir da vinhaça, bem como identificar bactérias e arqueas envolvidas na produção de metano por sequenciamento de alto desempenho. Inicialmente, verificou-se a potencialidade de enriquecimento do inóculo na produção de biogás. A produção de metano foi avaliada com meio Zinder e Meio Monteggia com e sem acetato, e posteriormente foram feitos testes com prévia ambientação do inóculo proveniente de estação de tratamento de óleo vegetal e vinhaça. Concomitante, foram feitos experimentos em reator de 5L, com diferentes (0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5; e 1,7), nas quais foram coletadas amostras de gás e líquidas para análises de produção de metano, ácidos graxos voláteis, remoção de DQO e identificação de microrganismos. Verificou-se que a adição de acetato aos meios nutritivos proporcionou a produção de 5,9 mmol/CH4 com meio Zinder. O bioensaio sem enriquecimento destacou-se conforme relação S0/X0=1,5 que produziu 12,48 mmol de CH4. Em todos os bioensaios houve produção de ácido acético, propiônico e valérico, e a maior produção de ácidos ocorreu na relação S0/X0=1,7 com enriquecimento na ambientação do inóculo, onde foi produzido 115mg.L -1 de ácido acético, 195 mg.L -1 de ácido propiônico e 154 mg.L -1 de ácido butírico. A microbiota da relação S0/X0=1,5 mostrou a predominância de bactérias dos filos Bacteroidetes (49,92%), Firmicutes (12,02%) e Proteobacteria (11,23%). Os gêneros Bacteroides, OTU pertencente à Família Porphyromonadaceae; e arqueas Methanobacterium, Methanosaeta e Methanosarcina foram os predominantes. No experimento em maior escala (5L), a microbiota foi avaliada conforme relação S0/X0=1,7, destacando-se filos Bacteroidetes (22,63%), Euryarchaeota (19,94%) e Firmicutes (16,33%); gênero Methanosaeta (15%), microrganismo da familia Porphyromonadaceae (13,54%) e Candidatus Cloacamonas, (9,36%) na amostra do pico de produção. As arqueas encontradas nas amostras foram: Methanobacterium sp., Methanomas sp., Methanosaeta sp., Methanomassiliicoccus sp, e microrganismos da ordem Methanobacteriales. A vinhaça mostrou um grande potencial para produção de metano, e uma vasta diversidade microrganismos identificados que auxiliam no entendimento e otimização do processo.