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Carlos Augusto Rosahttp://lattes.cnpq.br/7261961344060120Raquel Miranda CadeteRita de Cássia L. B. Rodrigueshttp://lattes.cnpq.br/4364194405796798Fernanda Palladino Pedroso2020-11-13T17:25:47Z2020-11-13T17:25:47Z2018-11-14http://hdl.handle.net/1843/34368No Brasil, o setor agroindustrial gera subprodutos, como o bagaço de cana, que após ser processado despertam grande interesse econômico e social. O bagaço de cana é um material lignocelulósico que após pré-tratamento com ácido sulfúrico diluído pode liberar de sua fração hemicelulósica açúcares fermentescíveis, como a D-xilose que pode ser bioconvertida a xilitol, produto de elevado valor agregado com uso farmacêutico e alimentício. Candida tropicalis é a espécie mais estudada nesta bioconversão por produzir o xilitol como principal produto do metabolismo de xilose. No entanto, o isolamento e obtenção de novas linhagens ou espécies de leveduras produtoras de xilitol têm recebido destaque nos últimos anos. Neste contexto, este trabalho propôs investigar a produção de xilitol por leveduras das espécies Cyberlindnera xylosilytica (cinco linhagens) e Wickerhamomyces rabaulensis (onze linhagens) em hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana de açúcar (HHBC). Inicialmente, selecionou-se as melhores produtoras de xilitol em cultivos conduzidos em frascos Erlenmeyers de 125 mL contendo 50 mL de meio complexo YPX (D-xilose 60 gL-1, peptona 20 gL-1, extrato de levedura 10 gL-1). As melhores produtoras de xilitol foram Cyberlindnera xylosilytica:UFMG-CM-Y309 e UFMG-CM-Y409; e Wickerhamomyces rabaulensis: UFMG-CM-Y3716 e UFMG-CM-Y3747. Estas leveduras foram selecionadas para cultivos em frascos Erlenmeyers de 125 mL contendo 50 mL de meio HHBC, em que foi avaliado a influência da suplementação na produção de xilitol usando planejamento fatorial 23 completo (fatores estudados e seus níveis: sulfato de amônio (0-2 gL-1), extrato de farelo de arroz (5-10 gL-1) e extrato de levedura (1-2 gL-1)). As linhagens C. xylosilytica, UFMG-CM-Y309 e UFMG-CM-Y409, foram as melhores produtoras de xilitol em cultivos suplementados com uma fonte alternativa de nitrogênio (extrato de farelo de arroz, 10 gL-1) e pela redução da fonte de nitrogênio mais cara (extrato de levedura, 1 gL-1). Neste caso, a C. xylosilytica UFMG-CM-Y-409 apresentou maior valor na produção de xilitol (14,06 gL-1; Yp/s= 0,63 gg-1; Qp = 0,20 gL-1h-1). Na sequência, foram realizados cultivos com as duas linhagens de C. xylosilytica para avaliar a influência da concentração de inóculo e disponibilidade de oxigênio em frascos Erlenmeyers de 125 mL variando volume de HHBC (25, 50 ou 75 mL) com uso de um planejamento fatorial 22 completo. A linhagem UFMG-CM-Y309 apresentou máxima produção de xilitol (22,13 gL-1, Yp/s =0,75 gg-1 e Qp= 0,18 gL-1h-1) com o uso de 1,0 gL-1 de inóculo e 25 mL de meio HHBC e foi selecionada para cultivos em biorreator de bancada (2L). Foi avaliada em biorreator de bancada o desempenho da Cyberlindnera xylosilytica (UFMG-CM-Y309) em condições previamente selecionadas em hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana de açúcar e constatou-se que em condição de menor transferência de oxigênio (kLa de 21,60 h-1) a produção em xilitol foi similar aos ensaios em frascos Erlenmeyers. A condução do processo em menor transferência de oxigênio favoreceu a manutenção da velocidade específica máxima de crescimento celular (μx = 0,050 h-1) em níveis mais baixos do que na condição de maior transferência de oxigênio dissolvido no meio (kLa de 35,60 h-1) e com isso favoreceu-se a produção de xilitol (19,56 g/L) por Cyberlindnera xylosilytica (UFMG-CM-Y309) em biorreator de bancada.In Brazil the agroindustrial sector generates byproducts, such as sugarcane bagasse which after correct processing and destination arouse great economic and social interest. The sugarcane is a lignocellulosic material, wich after pretreatment with dilute sulfuric acid, can release fermentable sugars from its hemicellulosic fraction, such as D-xylose that can be bioconverted to xylitol, a high added value product with pharmaceutical and food use. Candida tropicalis is the most studied species in this bioconversion for producing xylitol as the main product of xylose metabolism. However, the isolation and obtaining of new xylitol-producing strains or species have been highlighted in recent years. In this context, this work proposes the investigation of xylitol production by strains of the yeast species Cyberlindnera xylosilytica (five strains) and Wickerhamomyces rabaulensis (eleven strains) using sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate (HHBC). Initially, the best xylitol producers were cultured in 125 mL Erlenmeyer flasks containing 50 mL of complex medium YPX (D-xylose 60 gL-1, 20 gL-1 peptone, 10 gL-1 yeast extract). The best producers of xylitol were Cyberlindnera xylosilytica: UFMG-CM-Y309 and UFMG-CM-Y409, and Wickerhamomyces rabaulensis: UFMG-CM-Y3716 and UFMG-CM-Y3747). These yeasts were selected for cultures in 125 mL Erlenmeyer flasks containing 50 mL of HHBC medium, in which carried out the influence of supplementation in the xylitol production using complete factorial design (factors studied and their levels: ammonium sulphate (0 -2 gL-1), rice bran extract (5-10 gL-1), and yeast extract (1-2 gL-1). C. xylosilytica UFMG-CM-Y-309 and UFMG-CM-Y-409 strains were the best xylitol producers in cultures supplemented with an alternative source of nitrogen (rice bran extract, 10 gL-1) and for the reduction of the more expensive nitrogen source (yeast extract, 1.0 gL-1). In this case, C. xylosilytica UFMG-CM-Y-409 stands out as the largest producer of xylitol (P 14.06 gL-1, Yp/s 0.63 gg-1, Qp 0.20 gL-1h-1). Afterwards, cultures were carried out with two strains C. xylosilytica to evaluate the influence cell concentrations and oxygen availability in 125 mL Erlenmeyer flasks varying HHBC volume (25, 50 or 75 mL) using complete factorial design 22. The strain UFMG-CM-Y309 showed maximum yield of xylitol (22.13 gL-1, Yp/s 0.75 g/g-1 and Qp 0.18 gL-1h-1) with the use of 1.0 gL-1 of inoculum and 25 mL of HHBC medium and was selected for cultures in bench bioreactor (2L). The performance of Cyberlindnera xylosilytica (UFMG-CM-Y309) under pre-selected conditions in sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate was evaluated in bench bioreactor and it was found that under conditions of lower oxygen transfer (kLa 21.60 h-1) the production of xylitol was similar to the assays in Erlenmeyer flasks. The conduction of the process in lower oxygen transfer favored the maintenance of the maximum specific rate of cell growth (μx = 0.050 h-1) at lower levels, than in condition of greater oxygen transfer dissolved in the medium (kLa of 35.60 h-1) and with this, the production of xylitol (19.56 gL-1) by Cyberlindnera xylosilytica (UFMG-CM-Y309) in a bench bioreactor was favored.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em MicrobiologiaUFMGBrasilICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAShttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessMicrobiologiaXilitolSaccharumBagaço de canaBiorreatoresCyberlindnera xylosilyticaWickerhamomyces rabaulensishidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana de açúcarxilitolbiorreatorAvaliação da produção de xilitol em hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana de açúcar por linhagens de Cyberlindnera xylosilytica e Wickerhamomyces rabaulensisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTESE DE DOUTORADO - Fernanda Palladino.pdfTESE DE DOUTORADO - Fernanda Palladino.pdfapplication/pdf4342528https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34368/1/TESE%20DE%20DOUTORADO%20-%20Fernanda%20Palladino.pdf83d306886d0d5e8cd8d7bd472dde12abMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34368/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34368/3/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD531843/343682020-11-13 14:25:47.697oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2020-11-13T17:25:47Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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