Caracterização molecular, biodegradação e controle de biofilmes formados durante o armazenamento simulado de misturas de diesel e biodiesel

Abstract

O uso crescente de biodiesel na matriz energética mundial, como alternativa ao uso dos combustíveis fósseis, tem mobilizado setores da sociedade na tentativa de preservar a qualidade ao longo de toda a cadeia de produção, distribuição e armazenamento. A suscetibilidade á contaminação microbiana do biodiesel nas misturas diesel e biodiesel, durante o armazenamento é uma das vulnerabilidades deste biocombustível. Neste trabalho avaliou-se o efeito do biodiesel, nas concentrações B5, B10, B50 e B100 sobre o crescimento microbiano na interface óleo-água por sequenciamento de alto rendimento, DGGE e qPCR; e, avaliou-se a biodegradação do combustível por GC/qMS e infravermelho, em microcosmos com microrganismos nativos do combustível e com adição de inóculo não caracterizado. As concentrações (0, 500, 1000 ppm) do biocida 3’-metilene bis(5-methyloxazolidine)(MBO)puro, e presente em um pacote de aditivos multifuncional (50%) foram avaliadas para controlar a contaminação microbiana. Observou-se que o biodiesel teve um efeito positivo sobre o crescimento microbiano, em que B100 e B50 apresentaram os maiores valores de biomassa na interface óleo-água. A análise por sequenciamento de alto rendimento mostrou que a população bacteriana apresentou abundâncias relativas diferentes nas misturas avaliadas para os principais filos encontrados Actinobateria, Firmicutes e Proteobacteria. Cladosporium sp. foi o fungo predominante em B100 e B50. Verificou-se, por qPCR, que o biofilme apresentou cerca de 70% de fungos e 30% de bactérias em sua composição As maiores porcentagens de biodegradação dos ésteres de ácidos graxos do biodiesel ocorreram em B5. Em B10 e B50 ocorreram as maiores porcentagens de degradação dos n-alcanos. Entre as concentrações testadas, apenas 500 ppm MBO 50% (a.s.) não controlou, e provocou mudanças na comunidade, além de promover o crescimento microbiano. Os resultados mostraram que teor de biodiesel e o perfil da comunidade inicial (inóculo ou nativa) interferem na composição final do biofilme e na biodegradação do combustível durante o armazenamento simulado.

The growing use of biodiesel in the world energy matrix as an alternative to fossil fuels, demand studies about the effect of biofuel addition in microbial contamination during storage. Understand their impact on the fuel and prevent damage is fundamental during the storage time to ensure to the consumer a final product with quality.We assessed the effect of biodiesel B5, B10, B50 and B100 on microbial growth in oil-water interface, in microcosms with fuel native microrganims or with uncharacterized innoculum. We evaluated the microbial communitie by high-throughput sequencing, DGGE and qPCR; we evaluated fuel biodegradation by GC/qMS and infrared. The effect of 3’-methylenebis(5- methyloxazolidine) (MBO) biocide were tested in different concentrations (0, 500, 1000 ppm) as pure and presente in a additve multifuncional package to control the microbial contamination. We observed a positive effect of biodiesel in microbial growth, and B100 e B50 show the greatest biomass values at oilwater interface. High-throughput sequencing revealed differet relative adundances of microbial communities in the evalueted blends, and the principal phyla found werer Actinobateria, Firmicutes and Proteobacteria. Cladosporium sp. were the predominat fungi in B100 and B50. FAMES showed the greatest biodegradation percetage in B5; and, n-alcans in B10 and B50. qPCR analysis revealed that the biofilm is composed by 70% fungi and 30% bacteria. 500 ppm (as supplied) MBO 50% did not control the microbial growth and an interfacial biofilm was formed. Our results show that biodiesel level in the fuel and the initial communitie (native or innoculum) affect the final biofilm composition, and influence the fuel biodegradation in simulated storage.