Otimização da produção de amilases recombinantes para hidrólise de amido de mandioca visando produção de etanol

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Araújo, Lanna Lôbo de
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/3701650115429550
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Instituto de Ciências Biológicas; Brasil; UFAM; Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
• Palavras-chave em Português: Bioetanol - Produção; Biocombustíveis; Mandioca como combustível; CIENCIAS BIOLOGICAS; Etanol; Biomassas; Amilases recombinantes; Fermentação
• Link de acesso: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8344

Nos últimos 30 anos, os processos industriais de fermentação alcoólica aumentaram, significativamente, a rentabilidade global das destilarias brasileiras de 75-80% para 90- 92% e reduziram os custos de produção. Vários fatores contribuíram para a melhoria dos processos industriais, incluindo a identificação, monitoramento e seleção de linhagens de leveduras. Materiais amiláceos representam uma fonte muito importante e promissora de biomassa renovável. Para transformá-los em açúcares fermentáveis, a degradação do mesmo depende da ação das enzimas que realizam a bioconversão desse material e é um dos principais fatores que devem ser considerados. A estratégia adotada para desenvolver esse trabalho foi a otimização dos meios de cultura para a produção das amilases recombinantes através da metodologia de superfície de resposta (RSM) baseada no Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) que foi usada também para otimizar os sólidos e as cargas enzimáticas para aumentar a liberação de glicose e o rendimento da hidrólise enzimática; concentração por sistema de ultrafiltração tangencial em membranas; avaliação da hidrólise através das fermentações e análise do produto final por cromatografia gasosa (CG). Neste contexto, o estudo em questão teve como objetivo otimizar a produção de amilases recombinantes para hidrólise de fontes amiláceas visando produção de álcool de amido. O hidrolisado da fécula de mandioca Manihot esculenta Crantz, fonte amilácea utilizada, foi obtido com a utilização de amilases recombinantes, sendo uma α-amilase clonada de Bacillus licheniformis e uma glicoamilase clonada de Aspergillus awamori ambas expressas em Pichia pastoris GS115, advindas de trabalhos anteriormente desenvolvidos em nosso grupo de pesquisa. O hidrolisado obtido foi fermentado pela levedura Saccharomyces cerevisiae comercial em sistemas conhecidos como fermentômetros (airlock). As cargas ótimas de sólidos e carga de mistura enzimática estabelecidas com RSM foram de 458,1 g/L e 19,15 μL/g de amido de fécula, respectivamente, e nessas condições (330 ± 4) g/L de glicose foram obtidos, correspondendo a um rendimento de hidrólise de 89,36%. O hidrolisado resultou em uma concentração de 64,62 g/L de etanol correspondendo 86% de conversão em 10 h de fermentação, com eficiência de hidrólise fermentativa (HF) igual a 86,16%, produtividade volumétrica (QP) 6,46 g/Lh e fator de rendimento em substrato consumido (YP/S) de 0,431 g/g.