Caracterização fisiológica de leveduras fermentadoras de xilose

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Campos, Valquíria Júnia
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Biocombustíveis; Leveduras (Fungos); Fermentação; Pentoses; Hemicelulose; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10016

A produção economicamente viável de etanol de segunda geração, depende principalmente de microrganismos capazes de fermentar a xilose, sendo o principal açúcar presente na fração hemicelulósica. A levedura Saccharomyces cerevisiae, não pode utilizar a xilose, uma vez que não possui transportador específico e os genes do metabolismo são expressos em baixos níveis. Neste sentido, as leveduras Spathaspora arborariae, Spathaspora passalidarum e Sheffersomyces stipitis, tornam-se promissoras para a fermentação industrial de hidrolisados lignocelulósicos, por naturalmente converterem de maneira eficiente xilose em etanol. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar fisiologicamente essas linhagens e definir as melhores condições de fermentação. Foi realizado experimentos de fermentação em batelada com diferentes concentrações de xilose (4, 8 e 10%) e temperaturas (28, 32 e 35 °C). Posteriormente as melhores condições desta etapa para cada levedura, foram avaliadas em cofermentação com glicose (2 e 4%). O processo fermentativo foi realizado durante 70 horas, e amostras da cultura foram recolhidas para avaliação dos parâmetros cinéticos e fermentativos. Todas as leveduras crescem com velocidades similares em diferentes concentrações de açúcar, mostrando a tolerância a altas concentrações de xilose. Em relação às diferentes temperaturas avaliadas, S. arborariae, S. passalidarum e S. stipitis apresentam um bom crescimento em uma faixa de temperatura de 28 a 35°C. Ao avaliar o rendimento de etanol, S. arborariae apresentou o maior rendimento em 10% de xilose na temperatura de 28°C (27,6 g/L), S. passalidarum e S. stipitis apresentaram maior rendimento em 10% de xilose em 32°C (38,4 g/L e 37,8 g/L, respectivamente). Nos ensaios de cofermentação, estas leveduras consomem preferencialmente a glicose. A viabilidade celular não foi alterada durante as 70 horas de fermentação. A adição de HMF não representou efeito inibitório no crescimento destas leveduras, o furfural inibiu apenas o crescimento de S. arborariae, enquanto o ácido acético apresentou efeito inibitório para todas as leveduras. S. passalidarum cresceu em 6% de etanol, enquanto as demais não. S. passalidarum demonstrou ser promissora para a produção de etanol por produzir as maiores concentrações em um período curto de tempo e baixos rendimentos de xilitol e glicerol, em todas as condições avaliadas e por ser mais tolerante aos inibidores.