O gás metano (CH4) é considerado um dos principais gases de efeito estufa (GHGs) e o aumento de suas emissões agrava o aquecimento global, especialmente porque o metano apresenta efeitos 84 vezes mais potentes que o dióxido de carbono (CO2). Outro problema ambiental recorrente é a poluição por plásticos derivados de petróleo, que não são materiais biodegradáveis. Por muitas vezes eles são descartados inadequadamente, o que gera poluição terrestre e marinha, afetando diversos ecossistemas. Este trabalho propõe uma alternativa para resolução de ambos os problemas ambientais: analisar a bioconversão do metano em polihidroxibutirato (PHB), um polímero biodegradável produzido por bactérias metanotróficas presentes no meio ambiente. O PHB possui propriedades semelhantes às do polipropileno, podendo servir como seu potencial substituto. A principal desvantagem do PHB é seu alto custo de produção que pode ser solucionado ao utilizar um substrato abundante, barato e com amplo apelo ambiental como o gás metano. Para tanto, quatro consórcios metanotróficos foram obtidos a partir de enriquecimento de amostras de áreas de manguezal, os quais se mostraram tolerantes à altas concentrações de metano (≅70%) e foram testados para produção de PHB sob diferentes condições. A partir de análise metagenômica verificou-se que o gênero Methylosinus foi predominante, o que pode ser resultado de seleção indireta devido à ausência de cobre durante o enriquecimento metanotrófico. Utilizando uma combinação de processo de produção de PHB em dois estágios com renovação periódica de atmosfera contendo 12,3% (v/v) de metano em ar e 10 µM Cu2+ em meio Nitrate Mineral Salts (NMS), os melhores resultados foram obtidos. O consórcio 1SED, cuja composição foi predominante em 54% por Methylosinus atingiu produção de 183 ± 14 mg.L-1 de PHB após 5 dias em fase de acúmulo, com produtividade de 35 mg.L-1.d-1 e conversão de substrato em bioprodutos de 270 mg.g-1. Estes resultados mostram o potencial do consórcio em bioconverter o metano em um produto de interesse e fornece base para analisar a viabilidade industrial da produção do PHB.

Methane gas (CH4) is considered one of the main greenhouse gases (GHGs), and the sharp increase in its emissions worsens global warming, especially as methane presents 84 times more potent effects than carbon dioxide (CO2). Another recurring environmental problem is oil-based plastic pollution, which is not a biodegradable material. They are often discarded inappropriately, which generates terrestrial and marine pollution, affecting several ecosystems. This work comes up with an alternative to solve both environmental problems: to analyze methane bioconversion in polyhydroxybutyrate (PHB), a biodegradable polymer produced by methanotrophic bacteria present in the environment. PHB has similar properties to polypropylene, being able to serve as its potential substitute. The main disadvantage of PHB is its high production costs, which could be solved using an abundant and cheap substrate with a broad environmental plead such as methane. For this purpose, four methanotrophic consortia were obtained from the enrichment of samples from mangrove areas, which showed high tolerance to increasing methane concentrations (≅ 70%) and were tested for PHB production under several conditions. From metagenomic analysis it was found that the genus Methylosinus was predominant, which may be a result of indirect selection due to the absence of copper during the methanotrophic enrichment. Using a combination of a two-stage PHB production process with a periodically renewed atmosphere containing 12.3% (v/v) of methane in air and 10 µM Cu2+ in Nitrate Mineral Salts (NMS) medium, the best results were obtained. Consortium 1SED, which composition was predominant by 54% of Methylosinus, reached production of 183 ± 14 mg.L-1 of PHB after 5 days under accumulation phase, achieving productivity of 35 mg.L-1.d-1 and substrate to bioproduct conversion of 270 mg.g-1. These results indicate the consortiums potential in methane bioconversion into a product of interest, providing the basis to analyze the industrial viability of producing PHB.