Conversão de xilose em xilitol por Debaryomyces hansenii UFV-170 em meio semi-sintético

• Autor(a) principal: Sampaio, Fábio Coelho
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10697
• topic: Xilose; Xilitol; Debaryomyces hansenii UFV-170; Ciências Agrárias

Com o objetivo de avaliar o processo de conversão de xilose em xilitol por um novo isolado de Debaryomyces hansenii em meio semi-sintético, foi determinada a influência de diferentes variáveis de cultivo, a relação entre o crescimento da biomassa e a produção de xilitol, e a recuperação do produto final, utilizando ferramentas matemáticas e modelagem metabólica. Avaliando a influência do pH inicial do meio e da temperatura de cultivo na conversão de 50 g L -1 de xilose (S o ), foi observado que o pH ótimo está entre 4,0 e 8,0, com a produção de xilitol (P m ) entre 37,5±1,7 e -1 41,8±0,78 g L e o rendimento (Y P/S ) ente 0,70±0,01 e 0,76±0,01/0,02 g g -1 , enquanto, a temperatura ótima está entre 30°C e 35°C com P m entre 41,0±1,1 e 41,6±1,1 g L -1 e Y P/S entre 0,75±0,02 e 0,77±0,04 g g -1 . A conversão também foi estudada sob forte limitação de oxigênio, sendo observada uma produção de xilitol desprezível, e sob condição semi- aeróbia, quando foram obtidos os melhores valores de produção de xilitol (P max > 70 g L -1 e Y P/S > 0,65 g g -1 , para S o ≅ 100 g L -1 ). Foi determinado que o acúmulo de xilitol no meio de cultivo está associado ao estado fisiológico característico de fase de crescimento desacelerado e à concentração de biomassa que influencia a disponibilidade de oxigênio dissolvido e a manutenção da capacidade de conversão, limitada apenas pela disponibilidade de substrato e nitrogênio. Aplicando design fatorial (3 3 e 3 2 ), foi observado que a combinação de maior concentração de xilose (S o = 165 g L -1 ), na presença de alta concentração inicial de células (X o = 6,4 g L -1 ) e alta aeração (300 rpm) beneficiou o processo de conversão. Na simulação da composição do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar, as células suportaram as condições impostas pela presença de inibidores e de outros açúcares. A cristalização de xilitol em meio semi-sintético fermentado tratado com carvão ativo (20 g L -1 ) foi favorecida pelo aumento na concentração de xilitol (675 ≤ P o Xyt ≤ 911 g L -1 ). Baixa temperatura (-10 ≤ T c ≤ 15°C) foi mais eficiente em termos de rendimento de cristalização, enquanto o grau de pureza apresentou um comportamento contrário. a presença simultânea de xilose residual reduziu o conteúdo de xilitol dos cristais de 97,7 para 85,3%, porém aumentou 1,6 vezes o rendimento de cristalização de 0,27 para 0,42. Finalmente, o estudo cinético da cristalização de xilitol revelou o efeito positivo da presença de xilose residual (168±8.0 g L -1 ) que aumentou a velocidade constante de crescimento de cristais, assim permitindo a operaração a maiores temperaturas e menor P o Xyt . Os resultados obtidos nas etapas do processo de conversão de xilose em xilitol, confirmaram o potencial da levedura Debaryomyces hansenii UFV-170 na conversão de xilose em xilitol.