Conversão de glicose e xilose em etanol por Saccharomyces cerevisiae ATCC 26602, Zymomonas mobilis CCT 4494 e Pachysolen tannophilus CCT 1891

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Trinca, Natália Righetti Rocha
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Imobilização celular; Casca de soja; Cofermentação; Fermentação alcoólica; Cell immobilization; Soybean hulls; Alcoholic fermentation; Co-fermentation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/153112

O etanol pode ser obtido pela conversão de açúcares como a glicose e a xilose por diferentes micro-organismos. Empregar dois ou mais micro-organismos que assimilem estes açúcares e utilizar o método de imobilização celular em um determinado suporte tem se mostrado eficaz na produção de etanol comparado com a monocultura com células livres. Diante disto, o objetivo do presente trabalho foi comparar a produção de etanol entre células livres e imobilizadas em casca de soja em diferentes condições da levedura Saccharomyces cerevisiae ATCC 26602, da bactéria Zymomonas mobilis CCT 4494 e da levedura Pachysolen tannophilus CCT 1891 e verificar a cofermentação destes três microorganismos em meio de cultura contendo diferentes concentrações de glicose e xilose como simulação da produção de etanol de segunda geração. Para isto foram realizadas fermentações com os três micro-organismos, em monocultura, em meios de cultivo contendo glicose para a levedura S. cerevisiae e a bactéria Z. mobilis e em meios contendo xilose para a levedura P. tannophilus utilizando células livres e imobilizadas por ligação a superfície em casca de soja. Variou-se condições de cultivo como pH, temperatura, velocidade de agitação e concentração inicial de açúcar. Todas as fermentações ocorreram em 15 horas e foram realizadas análise para verificar crescimento celular, consumo de açúcar, produção de etanol e coeficiente de rendimento. Após estes experimentos, selecionaram-se as condições que proporcionaram maior coeficiente de rendimento para cada micro-organismo e foi realizado cultivo com cada micro-organismo retirando-se alíquotas a cada hora de fermentação para verificar o melhor tempo. A partir destas informações foram realizados dois tipos de cofermentações em diferentes meios de cultivo, para os quais foram variadas as concentrações de glicose e xilose. Realizou-se o reciclo celular da monocultura e da cofermentação. Para os três micro-organismos em monocultura o maior rendimento foi obtido utilizando o método de imobilização celular. Com a levedura S. cerevisiae o maior rendimento foi de 0,44 g.g-1 nas condições de 35 ºC, estático, concentração inicial de açúcar de 60 g.L-1 e pH 5,5. No reciclo desta levedura obteve-se maior rendimento (0,37 g.g-1) no ciclo 11. Utilizando a bactéria Z. mobilis foi alcançado um rendimento de 0,39 g.g-1 nas condições de 30 ºC, estático, concentração inicial de açúcar de 90 g.L-1 e pH 5,5. O reciclo promoveu uma aumento do rendimento para 0,49 g.g-1 no ciclo 5. Com a levedura P. tannophilus o maior rendimento obtido foi de 0,44 g.g-1 nas condições de 35 ºC, velocidade de agitação de 100 rpm, concentração inicial de açúcar de 60 g.L-1 e pH 4,5. No reciclo o maior rendimento foi de 0,38 g.g-1 no ciclo 5. Na cofermentação, o qual inoculou-se a levedura S. cerevisiae, seguida da bactéria Z. mobilis e da levedura P. tannophilus no meio de cultura com 40% de xilose e 60% de glicose, foi obtido o maior rendimento (0,19 g.g-1) e no reciclo da cofermentação ocorreu um maior rendimento de 0,31 g.g-1 no ciclo 3. A imobilização celular proporcionou um aumento do rendimento da produção de etanol para a levedura S. cerevisiae e para a bactéria Z. mobilis a partir da glicose e, esta foi necessária para obtenção de etanol com a levedura P. tannophilus. O reciclo da cofermentação forneceu aumento no coeficiente de rendimento no terceiro ciclo.