Metagenômica aliada à avaliação do efeito da composição microbiana para produção de metano a partir de biomassa lignocelulósica.

Abstract

As fontes de energias fósseis mais utilizadas sempre foram a partir de recursos não renováveis. Atualmente, o uso de combustíveis produzidos a partir de fontes renováveis tem aumentado o que favorece a redução do impacto ambiental. O Brasil produziu aproximadamente 625,9 milhões de toneladas de cana-de-açúcar pelo setor sucroalcooleiro na safra 2018/2019 e gerou uma elevada produção de resíduos agroindustriais. A utilização de resíduos, como o bagaço de cana-de-açúcar, para a obtenção de energia torna-se uma atrativa aplicação que agrega valor a esses resíduos. Um combustível que pode ser obtido a partir do bagaço de cana é o biogás, constituído principalmente por metano. Para a obtenção do biogás é necessário que ocorra o processo biológico anaeróbio em que uma complexa rede de diferentes microrganismos, indivíduos dos domínios Bactéria e Archaea, atuem conjuntamente com suas diferentes habilidades metabólicas a fim de converter os açúcares presentes no material lignocelulósico a metano. Considerando que a conversão depende de um consórcio microbiano eficiente e bem adaptado ao substrato, faz-se necessário avaliar diferentes tipos de inóculos como fonte de microrganismos. Neste trabalho foram realizados ensaios de digestão anaeróbia de bagaço de cana para produção de metano com três diferentes inóculos: lodo de reator anaeróbio tipo UASB; lodo de UASB acrescido rúmen e; lodo de UASB acrescido de estrume bovino. Os experimentos foram realizados durante 100 dias e durante esse período foi medido a quantidade de gás metano produzido. A microbiota dos inóculos, bem como, ao fim dos ensaios foram submetidas ao sequenciamento NGS. Ao nível de Família, o inóculo UASB acrescido ou não de estrume bovino promoveram um enriquecimento microbiano das famílias Thermotogae e Bacteroidetes. A adição de estrume ao lodo UASB promoveu uma rápida produção de metano, o que pode ter sido ocasionada pela presença inicial de microrganismos hidrolíticos e adaptados a materiais lignocelulósicos, provavelmente do filo Proteobateria. O reator inoculado com UASB e estrume bovino foi o mais efetivo para a biometanização em maiores taxas e menos tempo, principalmente por não ter apresentado uma fase lag. Logo, conhecer a comunidade microbiana a nível de espécie se faz necessário para melhor entendimento das rotas metabólicas envolvidas no processo de produção de metano.