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Type: Dissertação
Title: Produção de xilitol por linhagens de leveduras do gênero Cyberlindnera
Authors: Rafael Marques de Souza
First Advisor: Carlos Augusto Rosa
First Co-advisor: Raquel Miranda Cadete
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Fernanda Palladino Pedroso
Abstract: No Brasil, subprodutos oriundos do setor agrícola são exemplos de materiais lignocelulósicos que podem ser utilizados como matérias-primas promissoras para aplicações biotecnológicas, como na produção de etanol de segunda geração e também de xilitol. A biomassa vegetal consiste de três componentes principais, sendo que é da fração hemicelulósica que são liberados, após pré-tratamento, açúcares fermentescíveis como a D-xilose que pode ser convertida em xilitol. Este composto é um produto de elevado valor agregado com destaque para uso alimentício e farmacêutico. Dentre os microrganismos produtores de xilitol, as leveduras são apontadas como as melhores, sendo as linhagens dos gêneros Candida, Meyerozyma, Spathaspora e Cyberlindnera as mais extensivamente estudadas quanto a essa propriedade. A necessidade de novas linhagens ou espécies de leveduras produtoras de xilitol têm aumentado nos últimos anos, principalmente linhagens que sejam capazes de produzir este composto a partir de resíduos lignocelulósicos. Neste sentido, este trabalho teve como proposta avaliar a produção de xilitol por sete linhagens de leveduras do gênero Cyberlindnera por meio de ensaios de conversão de D-xilose em meio complexo e em meio contendo hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana de açúcar (HHBC). Inicialmente, foram feitos cultivos em frascos Erlenmeyers de 250 mL contendo 100 mL do meio YPX (Dxilose 50gl-1, peptona 20gl-1, extrato de levedura 10gl-1) com inóculos iniciais de 1 gL-1 e 3 gL-1 de células. A linhagem UFMG-HMD 19.1 foi a melhor produtora de xilitol em ambos os inóculos iniciais, sendo que com inoculo de 3 gL-1, a produção deste composto foi de 29,2 gL-1 (Yp/s= 0,624 gg-1; Qp= 0,487 gL-1h-1). Essa linhagem foi selecionada, juntamente com as linhagens UFMG-HMD 8.2, YFGJ 79F-b e YP5.1-b, para o cultivo em HHBC. Os ensaios foram conduzidos em frascos Erlenmeyer de 125 mL contendo 50 mL de meio de cultivo e utilizando as condições de crescimento referentes aos melhores resultados obtidos com o inóculo inicial de 1 gL-1 com o meio YPX. Nestas condições, os melhores resultados para a produção de xilitol foram obtidos pela linhagem UFMG-HMD 8.2, cuja produção foi de 15,22 gL-1 de xilitol com consumo de xilose de 54,95%, fator de conversão de xilose em xilitol de 0,603 gg-1, produtividade de 0,105 gL-1h-1 e eficiência de 65,75% em 144 horas de fermentação. Portanto, esta linhagem tem potencial para ser utilizada em processos industriais para a obtenção de xilitol a partir de resíduos lignocelulósicos.
Abstract: In Brazil, by-products from the agricultural sector are examples of lignocellulosic materials that can be used as promising raw materials for biotechnological applications, such as the production of second-generation ethanol and xylitol. The biomass consists of three main components, and it is from the hemicellulosic fraction that are liberated, after pretreatment, fermentable sugars such as D-xylose that can be converted to xylitol. This compound is a high added value product with emphasis on food and pharmaceutical use. Among the xylitol-producing microorganisms, yeasts are identified as the best, and the strains of the genera Candida, Meyerozyma, Spathaspora and Cyberlindnera are the most extensively studied for this property. The need for new strains or species of xylitol-producing yeasts has increased in recent years, especially strains that are capable of producing this compound from lignocellulosic residues. In this sense, this work had as proposal to evaluate the production of xylitol by seven strains of yeasts of the genus Cyberlindnera by means of D-xylose conversion tests in complex medium and in medium containing hemicellulosic sugarcane bagasse hydrolyzate (HSBH). Initially, cultures were made in 250 mL Erlenmeyer flasks containing 100 mL of YPX medium (D-xylose 50gl-1, 20gl-1 peptone, yeast extract 10gl-1) with initial inoculums of 1 gL-1 and 3 gL-1 of cells. The strain UFMG-HMD 19.1 was the best producer of xylitol in both initial inocula, and with inoculum of 3 gL-1, the production of this compound was 29.2 gL-1 (Yp / s = 0.624 gg-1; Qp = 0.487 gL-1h-1). This lineage was selected, along with the lines UFMG-HMD 8.2 and YFGJ 79F-b, for the cultivation in HSBH. The assays were conducted in 125 ml Erlenmeyer flasks containing 50 ml of culture medium and using the growth conditions referring to the best results obtained with the initial inoculum of 3 gL-1 with the YPX medium. Under these conditions, the best results for the production of xylitol were obtained by the strain UFMG-HMD 8.2, whose production was 15.22 gL-1 of xylitol with xylose consumption of 54.95%, xylose conversion factor in xylitol of 0.603 gg-1, yield of 0.105 gL-1h-1 and efficiency of 65.75% in 144 hours of fermentation. Therefore, this lineage has the potential to be used in industrial processes to obtain xylitol from lignocellulosic residues.
Subject: Microbiologia
Xilitol
Leveduras
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/31748
Issue Date: 29-Mar-2019
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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