CARACTERIZAÇÃO BIOQUÍMICA DE LEVEDURAS ISOLADAS DE BAGAÇO E PALHA DE CANA-DE-AÇÚCAR

CARACTERIZAÇÃO BIOQUÍMICA DE LEVEDURAS ISOLADAS DE BAGAÇO E PALHA DE CANA-DE-AÇÚCAR

MILANI, L. M.; TADIOTO, V.; FILIPPINI, M.; BARRILLI, E. T.; ALVES JR, S. L.

Artigo Completo:

A produção nacional de etanol é majoritariamente oriunda da fermentação do caldo de cana-de-açúcar e do melaço, substratos ricos em sacarose. A partir dessa produção obtêm-se anualmente cerca de 150 milhões de toneladas de bagaço de cana, algo que também pode ser utilizado na produção de etanol, nesse caso de segunda geração, devido ao alto teor de carboidratos presentes nessa biomassa lignocelulósica. A levedura mais bem adaptada ao processo de fermentação em indústrias sucroalcooleiras é a Saccharomyces cerevisiae. Entretanto, S. cerevisiae é incapaz de fermentar uma boa parte dos carboidratos existentes nesses resíduos. Assim, com o objetivo de selecionar espécies que possam contribuir para a viabilização da produção de etanol de segunda geração, o presente trabalho se propôs a analisar o metabolismo de leveduras isoladas de bagaço e palha de cana-de-açúcar. Das 16 linhagens isoladas, 4 foram testadas em meios mínimos contendo alternadamente glicose, xilose ou celobiose como fontes de carbono. As cepas analisadas consumiram todos os carboidratos durante o tempo de incubação. Contudo, embora o rendimento de etanol a partir da glicose tenha se mostrado satisfatório, as células apresentaram metabolismo respiratório diante da xilose e da celobiose. Considerando a restrição de nitrogênio dos meios utilizados, os dados obtidos sugerem que as leveduras analisadas apresentam potencial para contribuir com a otimização da produção de etanol de segunda geração.

A produção nacional de etanol é majoritariamente oriunda da fermentação do caldo de cana-de-açúcar e do melaço, substratos ricos em sacarose. A partir dessa produção obtêm-se anualmente cerca de 150 milhões de toneladas de bagaço de cana, algo que também pode ser utilizado na produção de etanol, nesse caso de segunda geração, devido ao alto teor de carboidratos presentes nessa biomassa lignocelulósica. A levedura mais bem adaptada ao processo de fermentação em indústrias sucroalcooleiras é a Saccharomyces cerevisiae. Entretanto, S. cerevisiae é incapaz de fermentar uma boa parte dos carboidratos existentes nesses resíduos. Assim, com o objetivo de selecionar espécies que possam contribuir para a viabilização da produção de etanol de segunda geração, o presente trabalho se propôs a analisar o metabolismo de leveduras isoladas de bagaço e palha de cana-de-açúcar. Das 16 linhagens isoladas, 4 foram testadas em meios mínimos contendo alternadamente glicose, xilose ou celobiose como fontes de carbono. As cepas analisadas consumiram todos os carboidratos durante o tempo de incubação. Contudo, embora o rendimento de etanol a partir da glicose tenha se mostrado satisfatório, as células apresentaram metabolismo respiratório diante da xilose e da celobiose. Considerando a restrição de nitrogênio dos meios utilizados, os dados obtidos sugerem que as leveduras analisadas apresentam potencial para contribuir com a otimização da produção de etanol de segunda geração.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2017-048

Referências bibliográficas

• [1] BEG, Q. K.; KAPOOR, M.; MAHAJAN, L.; HOONDAL, G. S. Microbial xylanases and their industrial applications: a review. Appl Microbiol Biotechnol., v. 56, p. 326-338, 2001.
• [2] CADETE, R. M.; SANTOS, R. O.; MELO, M. A.; MOURO, A.; GONÇALVES, D. L.; STAMBUK, B. U.; GOMES, F. C. O.; LACHANCE, M. A.; ROSA, C. A. Spathaspora arborariae sp. nov., a D-xylose-fermenting yeast species isolated from rotting wood in Brazil. FEMS Yeast Res., v. 9, p. 1338-1342, 2009.
• [3] COLLINS, T.; GERDAY, C.; FELLER, G. Xylanases, xylanase families and extremophilic xilanases. FEMS Microbiol Rev., v. 29, p. 3-23, 2004.
• [4] DUVAL, E. H.; ALVES, S. L. JR.; DUNN, B.; SHERLOCK, G.; STAMBUK, B. U. Microarray karyotyping of maltose-fermenting Saccharomyces yeasts with differing maltotriose utilization profiles reveals copy number variation in genes involved in maltose and maltotriose utilization. J. Appl. Microbiol., v. 109, p. 289-259, 2010.
• [5] HANDE, A.; MAHAJAN, S.; PRABHUNE, A. Evaluation of ethanol production by a new isolate of yeast during fermentation in synthetic medium and sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate. Ann. Microbiol., v. 63, p 63-70, 2013.
• [6] LEE, W. H.; Nan, H.; Kim, H. J.; Jin, Y. S. Simultaneous saccharification and fermentation by engineered Saccharomyces cerevisiae without supplementing extracellular ß-glucosidase. J. Biotechnol., v. 167, p. 316-322, 2013.
• [7] REIS, A. L. S.; DE SOUZA, R. F. R.; TORRES, R. R. N. B.; LEITE, F. C. B.; PAIVA, P. M. G.; VIDAL, E. E.; MORAIS, M. A. Jr. Oxygen-limited cellobiose fermentation and the characterization of the cellobiase of an industrial Dekkera/Brettanomyces bruxellensis strain. SpringerPlus, v. 3, p. 38, 2014.
• [8] SANTOS, A. A.; DEOTIR, J. R.; MÜLLER, G.; DÁRIO, M. G.; STAMBUK, B. U.; ALVES S. L. Jr. Microwell plate-based method for the determination of reducing sugars with the DNS reagent. Braz. J. Food Technol., v. 20, p. e2015113, 2017.
• [9] SANTOS, R. O.; CADETE, R. M.; BADOTTI, F.; MOURO, A.; WALHEIM, D. O.; GOMES, F. C. O.; LACHANCE, M. A.; ROSA, C. A. Candida queiroziae sp. nov., a cellobiose-fermenting yeast species isolated from rotting wood in Atlantic Rain Forest. Antonie Van Leeuwenhoek, v. 99, p. 635-642, 2011.
• [10] SILVA, L. F.; TACIRO, M. K.; RAICHER, G.; PICOLLI, R. A.; MENDONÇA, T. T.; LOPES, M. S.; GOMEZ, J. G. Perspectives on the production of polyhydroxyalkanoates in biorefineries associated with the production of sugar and ethanol. Int. J. Biol. Macromol., v. 71, p. 2-7, 2014.
• [11] SOCCOL, C. R.; VANDENBERGHE, L. P.; MEDEIROS, A. B.; KARP, S. G.; BUCKERIDGE, M.; RAMOS, L. P.; PITARELO, A. P.; FERREIRA-LEITÃO, V.; GOTTSCHALK, L. M.; FERRARA, M. A.; DA SILVA BOM, E. P.; DE MORAES, L. M.; ARAÚJO, J. A.; TORRES, F. A. Bioethanol from lignocelluloses: Status and perspectives in Brazil. Bioresource Technology, v. 101, p. 4820-4825, 2010.
• [12] STAMBUK, B. U.; ELEUTHERIO, E. A.; FLOREZ-PARDO, L. M.; SOUTO-MAIOR, A.; BON, E. S. Brazilian potential for biomass ethanol: challenge of using hexose and pentose cofermenting yeast strains. J. Sci. Ind. Res., v. 67, p. 918-926, 2008.
• [13] WANG. X.; LIU, Z.L.; WEBER, S. A.; ZHANG, X. Two New Native β-Glucosidases from Clavispora NRRL Y-50464 Confer Its Dual Function as Cellobiose Fermenting Ethanologenic Yeast. PLoS One, v. 11, p. e0151293, 2016.
• [14] ZANIN. G. M.; SANTANA C. C.; BOM, E. P.; GIORDANO, R. C.; DE MORAES, F. F.; ANDRIETTA, S. R.; DE CARVALHO NETO, C. C. Brazilian Bioethanol Program. Appl. Biochem. Biotechnol., v. 84-86, p. 1147-1161, 2000.
• [15] ZHANG, Z.; DONALDSON, A. A.; MA, X. Advancements and future directions in enzyme technology for biomass conversion. Biotechnol. Adv., v. 30, p. 913-919, 2012.

Como citar:

MILANI, L. M.; TADIOTO, V.; FILIPPINI, M.; BARRILLI, E. T.; ALVES JR, S. L.; "CARACTERIZAÇÃO BIOQUÍMICA DE LEVEDURAS ISOLADAS DE BAGAÇO E PALHA DE CANA-DE-AÇÚCAR", p-283-288. In: Anais do XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.4]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2017.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2017-048