Fermentação e cofermentação de glicose, xilose e arabinose por Meyerozyma caribbica

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Stange, Walter Silva Braga
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Bioquímica Aplicada
• Palavras-chave em Português: Fermentação; Leveduras; Meyerozyma caribbica; Xilitol; Biocombustíveis; Lignocelulose; Resíduos como combustível; Biologia Molecular
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30475; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.018

Uma das soluções para a descarbonização do setor de transportes é a utilização de biocombustíveis, uma vez que o carbono liberado na queima desses é reabsorvido durante o crescimento das plantas. Uma das problemáticas quanto à produção de biocombustíveis, contudo, é a possível competição entre essa e a indústria de alimentos por matéria-prima. Os combustíveis de segunda geração (2G) destacam- se como possíveis soluções para que ambas as indústrias consigam utilizar seus insumos. Nesses, a produção é feita a partir de resíduos alternativos que não seriam utilizados pela indústria alimentícia. A diversidade de carboidratos da matriz lignocelulósica é o principal empecilho para a produção de bioetanol 2G. Busca-se com esse intuito leveduras que sejam capazes de fermentar a maior quantidade possível de carboidratos e possuam outras vantagens para produção de biocombustíveis, como alto rendimento e resistência ao etanol gerado. A Meyerozyma caribbica, levedura prospectada para esse estudo, demonstrou em artigos de literatura capacidade de fermentar isoladamente pentoses e hexoses, além de um possível mecanismo para resistência a álcoois baseados na presença de transportadores da família dos facilitadores maioritários na membrana celular, previamente caracterizada pelo nosso grupo de pesquisa. Assim sendo, o objetivo desse trabalho é avaliar se a M. caribbica é capaz de fermentar e cofermentar pentoses e hexoses eficientemente, mantendo uma boa resistência ao etanol gerado. Para isso, a levedura foi inoculada em meio contendo os carboidratos (glicose, xilose e arabinose) individualmente e em conjunto, sendo medido o consumo desses e a produção de etanol ao final do processo. Além disso, também foram testadas diferentes concentrações de etanol (de 0 a 16%), a fim de avaliar a capacidade de sobrevivência da levedura. A levedura manteve viabilidade e crescimento até 8% (v/v) de etanol. Notou-se que a Meyerozyma caribbica foi incapaz de fermentar simultaneamente glicose e pentoses, consumindo preferencialmente a glicose presente no meio. Além disso, a levedura apresentou baixa taxa de conversão de substrato a etanol a partir de glicose (0,19 g.g -1 ) se comparado com as leveduras controles (Saccharomyces cerevisiae e Kluyveromyces marxianus). Na fermentação de xilose, por outro lado, a levedura produziu grande quantidade de xilitol, com eficiência de fermentação de 79% em relação ao valor teórico. Desse modo, pôde-se concluir que, para utilização em resíduos lignocelulósicos, a levedura ainda deve ser aprimorada ou melhor caracterizada para maior expressão da enzima xilitol desidrogenase, podendo assim ocorrer a conversão do xilitol para xilulose e, a partir dessa, etanol. Outra possível alternativa é a revisão do objetivo para que a levedura seja utilizada na produção de xilitol, um adoçante natural amplamente utilizado na indústria de alimentos. Palavras-chave: Xilitol. Bioetanol. Resíduos lignocelulósicos. Levedura.