Elucidando os Principais Fatores Microbianos para a Produção de Metano durante a Adaptação ao Frio e a Digestão Anaeróbica Psicrofílica de Estrume Bovino e Resíduos Alimentares

Em temperaturas psicrofílicas (<20 °C), a digestão anaeróbica produz menos metano (CH4). Para que a digestão anaeróbica psicrofílica (PAD) seja bem-sucedida, a investigação de consórcios microbianos adaptados ao frio envolvidos na produção de metano é crítica. Este estudo teve como objetivo investigar a comunidade microbiana que impulsiona a produção aprimorada de metano a partir do processo de adaptação ao frio e bioaumento da PAD com inóculo adaptado ao frio (BI). Consórcios microbianos em estrume bovino (CM) e resíduos alimentares (FW) foram adaptados e aplicados durante a PAD em lote de CM e FW para bioaumentar a produção de metano a 15 °C. A adaptação ao frio e a PAD com BI resultaram em rendimentos específicos cumulativos de metano de 0,874 ± 0,231 e 0,552 ± 0,089 L CH4 g−1 de sólidos voláteis, respectivamente, após 14 semanas, enquanto a ausência de BI (controle) levou à acidificação e nenhum produção de metano durante a PAD. Após sequenciamento de amplicons de 16S rRNA V4–V5 e análises metagenômicas, Methanosarcina foi revelada como um dos principais responsáveis pela metanogênese durante a adaptação ao frio e o bioaumento da PAD. Além disso, com base na análise funcional e metabólica preditiva das comunidades, possíveis sinergias foram propostas em termos de produção e utilização de substrato pelos grupos microbianos dominantes. Por exemplo, durante a produção de metano, Bacteroides e Methanobrevibacter estiveram possivelmente envolvidos em uma relação sintrofia, que promoveu a metanogênese por Methanosarcina. Esses achados fornecem insights sobre as potenciais sinergias microbianas que podem ser aproveitadas e/ou reguladas no inóculo adaptado ao frio para a melhoria da produção de metano durante a PAD.