Madalena Alves Degradação anaeróbia de lípidos

Apresentação em tema: "Madalena Alves Degradação anaeróbia de lípidos"— Transcrição da apresentação:

1 Madalena Alves Degradação anaeróbia de lípidos
ecologia microbiana e desenvolvimentos tecnologicos Madalena Alves IBB-Institute for Biotechnology and Bioengineering, Centre of Biological Engineering, University of Minho, Braga

2 Biometanização de compostos lipídicos
L CH4/kg peso seco (teórico) Lípidos 1000 500 Proteínas Os lípidos são substratos particularmente atractivos para produção de biogás. Em geral cada kg de lípidos (peso seco pode produzir 1 metro cúbico de metano, enquanto que no caso das proteínas e dos hidratos de carbono este valor desce para cerca de metade. A sua presença nos efluentes industriais é alvo de particular atenção, sendo alguns exemplos de indústrias cujos efluentes contêm lípidos em concentrações elevadas, as refinarias, os lacticínios e os matadouros. Hidratos de Carbono 400 A comunidade científica aceitou durante largos anos que os ácidos gordos de cadeia longa (produtos da hidrólise dos lípidos) eram tóxicos permanentes e bactericidas

3 Sumário da investigação realizada no Laboratório de Biotecnologia Ambiental
Os AGCL exercem uma inibição reversível por limitações difusionais devido à sua acumulação nos flocos bacterianos. Os AGCL não são tóxicos permanentes nem bactericidas e podem ser eficientemente convertidos em metano. Após a mineralização dos AGCL associados às células, a actividade é recuperada e os flocos sedimentam facilmente mgCOD-CH4 Time (hours) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 100 150 200 250 300 actividade  actividade 

4 Sumário da investigação realizada no Laboratório de Biotecnologia Ambiental
Energia (bioCH4)  Os AGCL exercem uma inibição reversível por limitações difusionais devido à sua acumulação nos flocos bacterianos. Os AGCL não são tóxicos permanentes nem bactericidas e podem ser eficientemente convertidos em metano. Após a mineralização dos AGCL associados às células, a actividade é recuperada e os flocos sedimentam facilmente ENERGIA (bioCH4)  Perspectivas de desenvolvimento de nova tecnologia AGCL

5 Do processo ao Produto…
Fisiologia e ecologia microbiana + conhecimento Desenvolvimento de um produto comercializável. Novo reactor para o tratamento de alta carga de efluentes com gordura

6 Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Syntrophomonadaceae
Espécies microbianas anaeróbias que degradam AGCL 9 espécies degradam ácidos gordos com mais de 4 carbonos e até C18, mas apenas 4 degradam C16 e só duas degradam C18 Thermosyntropha lipolytica (Svetlitshnyi et al., 1996) Syntrophothermus lipocalidus (Sekiguchi et al., 2000) Syntrophospora bryantii (Stieb & Schink, 1985; Zhao et al., 1990) Syntrophomonas wolfei subsp.wolfei (McInerney et al.,1979,1981;Beauty & McInerney, 1987) Syntrophomonas erecta (Zhang et al., 2004) Syntrophomonas wolfei subsp. saponavida (Lorowits at al., 1989) Syntrophomonas sapovorans (Roy et al., 1986) Syntrophomonas curvata (Zhang et al., 2004) Palmitic acid (C16:0) Oleic acid (C18:1) Until now only 9 species are described as fatty acids (with more than 4 carbon atoms and up to 18) degraders. Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Syntrophomonadaceae Syntrophus aciditrophicus (Jackson et al., 1999) Bacteria; Proteobacteria; delta/epsilon subdivisions; Deltaproteobacteria; Syntrophobacterales; Syntrophaceae

7 Syntrophomonas zehnderi sp. nov. (strain OL-4)
Isolada de uma cultura enriquecida em oleato de sódio Degrada ácidos gordos entre C4 e C18 Degrada ácidos gordos insaturados tal como oleato (C18:1) O seu genoma vai ser sequenciado pelo Joint Genome Institute (US department of Energy) É afiliada com syntrophomonas …a new strain that is able to degrade saturated LCFA but also unsaturated LCFA, such as oleate. This bacterium clusters within the Syntrophomonas cluster being 95% related to Syntrophomonas sp. TB-6 and 94% related to S. wolfei wolfei. Later, this strain, named Syntrophomonas zehnderi, was…

8 ENRIQUECIMENTOS BATCH
REACTORES ENRIQUECIMENTOS BATCH OM (13x)_sulfate (5x) Batch degrad. Batch degrad. - t1 Batch degrad. - t2 OM3 recharge Reactor OL Reactor OL - t1 Reactor OL - t2 OM2 (20x) OM3 OM3 (4x) OS (8x) Nova espécie Well, in my last presentation in December I talked already about the enrichments in LCFA degraders that I am working in. I have showed the molecular characterization of the enrichments in oleate and in palmitate degraders as well as the degradation of these substrates by each culture.

9 Análise de DGGE em diferentes amostras em contacto com oleato
…identified in different sludge samples, from different reactors, all treating oleate-based effluents. The fact that this strain is present in samples in contact with oleate and not in samples in contact with palmitate indicates a potential important role of this microorganism in oleate degradation. Microrganismos filogeneticamente relacionados com Syntrophomonas zehnderi deverão ter um papel importante no processo de degradação de AGCL. Interesse prático - Intensificação do processo (bioaumentação)

10 IASB – Inverted Anaerobic Sludge Blanket
Reactor anaeróbio de alta carga para tratamento anaeróbio de efluentes complexos com lípidos PCT/PT2005/000020 Patente registada Instalação de demonstração à escala piloto em fase de construção (SIUPI/PRIME)