Produção de ácidos orgânicos por cepas leveduras assimiladoras de xilose

Abstract

The hydrolysis of polysaccharides from lignocellulosic biomass releases high quantity of pentoses, whose fermentation to ethanol could be a complement that obtained by fermentation of glucose derived from cellulose saccharification (2G ethanol). However, despite efforts in research, this is still a technology in development. Moreover, the use of pentoses as a substrate for obtaining value-added bioproducts is an alternative to ethanol and an economically viable route. This project proposes the study of xylose assimilating yeast focused on metabolites generated from the use of xylose as carbon source. Pichia kluyveri G1.1; Hanceniaspora sp. G4.1; Hanceniaspora sp. G7.1; Candida oleophila G10.1; Metschnikowia koreensis G18 were selected for this study based on their potential of assimilation of xylose studied in previous work. The data showed that Hanceniaspora sp. G4.1, Hanceniaspora sp. G7.1 and C. oleophila G10.1 consumed 100% of xylose from the culture medium in 120 h. M. koreensis G18 consumed approximately 70% in 96 h and P. kluyveri G1.1 was the strain that presented the lowest xylose consumption rate ( 50% in 120 h). Qualitative evaluation of the organic acids secreted by strains in these cultures revealed the presence of oxalic, citric, maleic, tartaric, malic, pyruvic, lactic, fumaric, acetic, propionic, isobutyric, and butyric acid. In cultivation using culture media with different initial pH values and concentrations of xylose it was observed that these factors influence the production of organic acids by M. koreensis G18, however, were not significant for other yeasts

A hidrólise de polissacarídeos presentes na biomassa lignocelulosica libera grande quantidade de pentoses, cuja fermentação a etanol poderia ser um complemento ao etanol obtido pela fermentação da glicose oriunda da sacarificação da celulose (etanol 2G). Entretanto, apesar dos esforços em pesquisa, esta ainda é uma tecnologia a ser desenvolvida. Por outro lado, o uso das pentoses como substrato para obtenção de outros bioprodutos com maior valor agregado que o etanol é uma via alternativa economicamente sustentável. O presente projeto propôs o estudo de cepas de leveduras assimiladoras xilose focando os metabólitos gerados a partir do uso desse açúcar como única fonte de carbono. Para esse estudo, foram selecionadas as leveduras Pichia kluyveri G1.1; Hanceniaspora sp. G4.1; Hanceniaspora sp. G7.1; Candida oleophila G10.1; Metschnikowia koreensis G18 com base nos potenciais de assimilação de xilose por elas apresentados em trabalho prévio. Os dados mostraram que as cepas Hanceniaspora sp. G4.1, Hanceniaspora sp. G7.1 e C. oleophila G10.1 consumiram 100% da xilose do meio em 120 h. M. koreensis G18 consumiu aproximadamente 70% em 96 h e a cepa P. kluyveri G1.1, foi a que apresentou menor taxa de consumo de xilose (50% em 120 h). A avaliação qualitativa dos ácidos orgânicos secretados pelas cepas nesses cultivos revelou a presença dos ácidos oxálico, cítrico, maleico, tartárico, málico, pirúvico, lático, fumárico, acético, propiônico, isobutírico e butírico nos meios de cultura das leveduras. Em cultivos utilizando meios com diferentes valores de pH iniciais e concentrações de xilose, constatou-se a influência desses fatores sobre a produção de ácidos orgânicos por M. koreensis G18, porém, não foram significantes para as demais leveduras