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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9C6HCM| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Avaliação da produção de bioetanol por linhagens de Spathaspora passalidarum isoladas da Floresta Amazônica Brasileira |
| Authors: | Monaliza de Araujo Melo |
| First Advisor: | Carlos Augusto Rosa |
| First Co-advisor: | Marco Antônio Záchia Ayub |
| Abstract: | A produção de etanol de segunda geração a partir de biomassa lignocelulósica tem sido intensamente estudada como uma das possibilidades para obtenção de energia renovável. A padronização de tratamentos eficazes para liberação e recuperação de altas taxas dos monômeros de açúcares e a procura por micro-organismos fermentadores de pentoses e tolerantes aos inibidores presentes no hidrolisado lignocelulósico têm sido foco de pesquisas relacionadas ao desenvolvimento econômico viável da tecnologia de obtenção de etanol lignocelulósico. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a capacidade de produção de etanol por linhagens de Spathaspora passalidarum, espécie de levedura fermentadora de D-xilose, isoladas de madeira em decomposição da Floresta Amazônica Brasileira, em diferentes condições de cultivo (condição de oxigenação moderada e limitante) e meios de fermentação, visando o emprego dessa levedura para produção de etanol de segunda geração. Além disso, foram determinadas algumas características como temperaturas máximas de crescimento e de fermentação, e tolerância ao etanol, que interferem na fisiologia das linhagens da levedura. As linhagens de S. passalidarum foram capazes de crescer entre as temperaturas de 38°C a 41°C, com capacidade de fermentar D-xilose a etanol nas temperaturas de 34°C a 39°C e com tolerância máxima de 4% (v/v) de etanol, com exceção da linhagem tipo que tolerou 6% (v/v). No que se refere à fermentação dos açúcares na condição moderada de oxigenação (agitação a 180 rpm com vedação rolha gaze), a eficiência de conversão dos açúcares a etanol (Yp/s) e a produtividade (Qp) variaram de 0,33 a 0,47 g/g e 0,21 a 0,43 g/L.h, respectivamente, enquanto para a fermentação em condições limitantes de oxigenação (agitação a 120 rpm com vedação anel de silicone e tampa de rosca) os valores variam entre 0,30 a 0,61 g/g para a eficiência de conversão dos açúcares a etanol e entre 0,10 a 0,22 g/L.h para a produtividade. As quantidades observadas de subprodutos da fermentação de D-xilose, como xilitol e glicerol, em ambas as condições de oxigenação avaliadas foram baixas, sendo o etanol o principal produto formado com concentrações de 9,6 a 18,1 g/L. Na fermentação em biorreator sob condição limitante de oxigenação, utilizando hidrolisado de casca de soja sem suplementação ou processo de destoxificação, foram encontrados valores de Yps = 0,25 g/g e Qp = 0,02 g/L.h, com a produção máxima de 3,8 g/L de etanol. Os resultados desse trabalho mostram o potencial biotecnológico de linhagens de S. passalidarum para a obtenção de etanol lignocelulósico, em especial pela capacidade de fermentar xilose a etanol sob condições de anaerobiose. |
| Abstract: | The production of second generation ethanol from lignocellulosic biomass has been extensively studied as one of the possibilities for obtaining renewable energy. The standardization of effective treatments for recovery and release of high levels of sugar monomers, and the demand for pentoses-fermenting microorganisms capable to tolerate inhibitors present in lignocellulosic hydrolyzates have been the focus of research on the viable economic development of technology for obtaining lignocellulosic ethanol. In this context, the aim of the present work was to study the ability of ethanol production by Spathaspora passalidarum strains, a D-xylose-fermenting yeast species, isolated from rotting wood collected in the Brazilian Amazonian Forest, in different culture conditions (presence and absence of oxygen) and fermentation media, targeting the use of this yeast for the production of second generation ethanol. Furthermore, some characteristics as maximum temperatures for growth and fermentation and ethanol tolerance were determined, which interfere in the physiology of yeast strains. Spathaspora passalidarum strains were able to grow at temperatures between 38°C to 41°C and to ferment D-xylose to ethanol from 34°C to 39°C with a maximum etanol tolerance of 4% (v/v), except for the type strain which tolerated 6% (v/v). Concerning to the fermentation of sugars in the presence of oxygen, etanol yield (Y p/s) and productivity (Qp) ranged from 0.33 to 0.47 g/g and 0.21 to 0.43 g/L.h, respectively. In fermentation under oxygen-limited conditions, Y p/s values ranged from 0.30 to 0.61 g/g and Qp from 0.10 to 0.22 g/L.h. The observed amounts of D-xylose fermentation by-products, such as xylitol and glycerol in both oxygenation conditions evaluated were low, being ethanol the main product formed with concentrations between 9.6 to 18.1 g/L. In a bioreactor fermentation assay under anaerobic condition using soybean hull hydrolyzate without supplementation and detoxification, values of Yps = 0.25g/g and Qp = 0.02 g/L.h were found, with maximum etanol concentration of 3.8 g/L. The results of this study show the biotechnology potential of S. passalidarum strains to obtain lignocellulosic ethanol, in particular for its ability to ferment xylose to ethanol under anaerobic conditions. |
| Subject: | Lignocelulose Etanol Spathaspora passalidarum Fermentação Bioetanol |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9C6HCM |
| Issue Date: | 26-Feb-2013 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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