Portal de Eventos CoPICT - UFSCar, [UFSCar São Carlos] XXV CIC e X CIDTI - 2018

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Influência de componentes do meio sobre a fermentação de xilose por levedura recombinante
Daniella Guimarães Rosa, Caroline Lopes Perez, Teresa Cristina Zangirolami

Última alteração: 2018-10-19

Resumo


A fermentação eficiente de xilose é importante para viabilizar técnica e economicamente a produção de etanol de segunda geração a partir de resíduos lignocelulósicos. Linhagens de Saccharomices cerevisiae selvagens metabolizam glicose de maneira eficiente, mas não xilose. Nesse sentido, avanços em engenharia genética têm permitido o desenvolvimento de cepas recombinantes de organismos capazes de fermentar as duas frações de açúcares, mas a baixa velocidade de assimilação da xilose compromete a produtividade do processo.  Neste sentido, a imobilização de células em gel de alginato é um recurso interessante para operar em alta carga de levedura, permitindo aumentar a produtividade e ainda reutilizar as células. Além disso, a suplementação do meio de cultivo com lipídeos e nutrientes ricos em proteínas, dentre outros compostos, pode contribuir para uma maior tolerância ao etanol e para a aceleração da fermentação. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência de componentes do meio sobre a fermentação de xilose por S. cerevisiae MDS 130 imobilizada em gel de alginato de cálcio, conforme metodologia descrita por Milessi (2017). Experimentos foram realizados em meio complexo YPDX, contendo extrato de levedura, peptona, xilose (10 g/L) e glicose (10 g/L) em pH = 5,6 e temperatura de 35 ºC, utilizando micro reatores lacrados e dotados de saída para o CO2. Aos meios foram adicionadas quantidades de glicerol (0 e 6%), ácido oleico (0 e 5%), extrato de levedura (20 e 40 g/L) e peptona (40 e 80 g/L) e as fermentações foram avaliadas de acordo com a perda de massa associada à liberação de CO2. Resultados indicam que peptona na concentração de 80 g/L foi o aditivo que mais contribuiu para aumentar a produtividade em etanol (1,42 g/Lh), seguida pelo ácido oleico na concentração de 5% (1,31 g/Lh) e extrato de levedura 40 g/L (1,30 g/Lh). Stanley et al (2010) já haviam reportado que em meios suplementados com trealose e ergosterol, compostos presentes no extrato de levedura, bem como proteínas e aminoácidos, presentes na peptona, eram capazes de melhorar a tolerância ao etanol produzido pela fermentação. You, Rosenfield e Knipple (2003) estudaram o efeito do ácido oleico e constataram aumento da tolerância ao etanol quando este componente foi adicionado em fração mássica de 5 %. Revin et al (2018) estudaram efeito da adição de glicerol ao meio de cultivo, e determinaram que concentrações de glicerol acima de 8 g/L no meio de cultivo permitiram melhora na tolerância ao etanol por S. cerevisiae em culturas mistas de Kluyveromyces lactis. Porém, no presente estudo, a produtividade em etanol na presença de glicerol (6%) foi de 1,02 g/Lh, 20% inferior à observada sem a adição desse componente. Esses resultados preliminares mostram que a suplementação dos meios de fermentação com componentes chave é uma estratégia promissora para otimizar processos fermentativos, particularmente quando associada a técnicas de imobilização para operação em alta carga de células.

 


Palavras-chave


Imobilização celular, Bioetanol, Saccharomyces cerevisiae

Referências


MILESSI, T. S. S. Produção de etanol 2G a partir de hemicelulose de bagaço de cana-de-açúcar utilizando Saccharomyces cerevisiae selvagem e geneticamente modificada imobilizadas. Tese doutorado. PPG-EQ/UFSCar, 2017.

STANLEY, D.; BANDARA, A.; FRASER, S.; CHAMBERS, P.J.; STANLEY, G.A. The ethanol stress response and ethanol tolerance of Saccharomyces cerevisiae. Journal of Applied Microbiology, v. 109, n. 1, p. 13–24, 2010.

REVIN, V.; ATYKYAN, N.; LYOVINA, Y.; USHKINA, V. Effect of ultraviolet radiation on physiological and biochemical properties of yeast Saccharomyces cerevisiae during fermentation of ultradispersed starch raw material. Electronic Journal of Biotechnology, v. 31, p. 61–66, 2018.

YOU, K. M.; ROSENFIELD, C.; KNIPPLE, D. C. Ethanol tolerance in the yeast Saccharomyces cerevisiae is dependent on cellular oleic acid content. Applied and environmental microbiology, v. 69, n. 3, p. 1499, 2003.