Isolamento e caracterização de leveduras capazes de utilizar o hidrolisado hemicelulósico como fonte de carbono

• Autor(a) principal: Cassa-Barbosa, Luciana Araujo
• Data de Publicação: 2012
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/2365588934733914
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
• Texto Completo: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/4386
• topic: Xilose; Leveduras; Xilitol; Biomassa; Fermentação; CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

Os resíduos agroindustriais são fontes renováveis de carbono e energia e podem ser utilizados para produção de alimentos, forragens, compostos químicos, além de combustíveis líquidos. O Brasil gera diversos resíduos agroindustriais, entre eles, o bagaço de cana-deaçúcar é o mais abundante. Esta biomassa lignocelulósica é rica em carboidratos metabolizáveis de forma economicamente viável, desde que haja hidrólise adequada do material. A hidrólise desarranja as fibras dos três polímeros majoritários da biomassa vegetal (celulose, hemicelulose e lignina), tornando-as mais acessíveis às enzimas hidrolíticas microbianas. Este processo, além de liberar os monômeros e pequenos sacarídeos fermentáveis, gera inibidores do crescimento microbiano e da fermentação do material hidrolisado. Os monômeros gerados pela hidrólise da fração hemicelulósica não são compostos apenas de glicose, como os substratos amiláceos e celulósicos. Eles contêm, entre outros, vasta concentração de pentoses que não são metabolizadas por todos os microrganismos. Objetivando obter leveduras com atributos necessários ao aproveitamento da biomassa, com ênfase na fração hemicelulósica, investigaram-se as seguintes fontes ricas em hidrolisados naturais: fezes e salivas de ruminantes (bovinos), como também tubos digestivos de insetos imaturos que se alimentam de madeira. Os meios de cultura utilizados para isolamento e cultivo (sólidos e líquidos) foram confeccionados com hidrolisado hemicelulósico do bagaço da cana-de-açúcar, obtido por hidrólise ácida. Os microrganismos isolados foram selecionados com base em suas características de utilização das pentoses xilose (majoritária na hemicelulose) e arabinose, visando o melhor aproveitamento da biomassa lignocelulósica. Foram isoladas 237 colônias de microrganismos unicelulares, em meio seletivo. Destas, 231 colônias foram submetidas aos ensaios de assimilação de açúcares, entre as quais 125 foram capazes de crescer utilizando hidrolisado hemicelulósico, xilose ou arabinose como fonte de carbono. Destacaram-se, quanto ao crescimento em tamanho, 57 colônias que foram selecionadas e tiveram a região ITS1 – 5.8S rDNA sequenciada. Após seleção para acúmulo em biomassa, uma levedura sequenciada foi escolhida e investigada, através de métodos de superfície de resposta para otimização da produção de biomassa microbiana a partir do hidrolisado hemicelulósico. As cepas sequenciadas formaram 05 grupos distintos na árvore filogenética e tiveram alta similaridade com Meyerozyma caribbica, Meyerozyma guilliermondi, Trichosporon micotoxinivorans, Trichosporon loubieri, Pichia kudriavzevii, Candida lignohabitants e Candida etanolica. Uma cepa com 99% de similaridade com Meyerozyma caribbica, isolada a partir de fezes de bovinos, acumulou 14,21g/L de biomassa em 72h, em cultivo tipo batelada simples (utilizando fermentador instrumentado), sendo capaz de tolerar até 90% de hidrolisado hemicelulósico com acúmulo de biomassa seca em torno de 12,43g/L, (Qx = 0,44g/L-1h-1), após 27 horas de cultivo, em experimentos com frascos cônicos. Esta levedura produziu 14,8g/L de xilitol (Qxilt=0,55 g/L-1h-1) em 27 horas de cultivo.