Seleção de leveduras para bioconversão de D-xilose em xilitol

• Autor(a) principal: Lourenço, Marcus Venicius de Mello
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-24022010-171003/
• topic: Aerobic fermentation; Candida; Candida; DNA Sequence.; Fermentação aeróbica; Leveduras - Isolamento e purificação; Sequência do DNA; Yeast-Isolation and purification

Espécies microbianas, em especial as leveduras, são de grande importância para a produção de xilitol. A produção de xilitol envolve uma complicada regulação metabólica, incluindo o transporte de D-xilose, produção de enzimas fundamentais e cofator de regeneração. Assim, a triagem de microorganismos que consomem naturalmente D-xilose se torna uma maneira viável e eficaz para se obter organismos com possível aplicação industrial para a produção de xilitol. Neste trabalho foram isoladas vinte e oito leveduras provenientes do ambiente industrial da produção de etanol (torta de filtro) com habilidade de consumir D-xilose. O seqüenciamento e a identificação pela análise da região D1/D2 do gene do rDNA 26S demonstraram que todas pertencem ao gênero Candida, sendo 24 linhagens (85.71%) C. tropicalis e 4 linhagens (14.29%) C. rugosa. Das 28 linhagens isoladas, cinco linhagens de leveduras foram escolhidas aleatóriamente para o ensaio de bioconversão de D-xilose em xilitol devido ao fato das mesmas apresentarem velocidade de crescimento em D-xilose semelhantes. As linhagens selecionadas para o ensaio foram: Candida tropicalis MVP 03, Candida tropicalis MVP 16, Candida rugosa MVP 17, Candida rugosa MVP 21, Candida tropicalis MVP 40, pois representam bem a amostragem. Três leveduras pertencentes à coleção do Departamento de Ciências Biológicas da ESALQ / USP (kluyveromyces marxianus IZ 1339, Candida tropicalis IZ 1824 e Candida guilliermondii FTI 20037) foram utlizadas nos ensaios para obtenção de xilitol a partir da bioconversão da D-xilose como controle positivo. Para a formação de xilitol em meio sintético utilizando D-xilose como única fonte de carbono. Foram realizados ensaios da cinética de crescimento durante 96 horas de fermentação. Na primeira triagem, para a avaliação da melhor condição nutricional para o ensaio, as leveduras foram cultivadas em três meios quimicamente definidos: YNB 6.7 g L-1, UPX (uréia 2.3 g L-1 e peptona 6.6 g L-1) MCX (KH2PO4 0,62 g L-1; K2HPO4 2,0 g L-1; (NH4)2SO4 1,0 g L-1 MgSO4 1,1 g L-1, extrato de levedura 0.5 g L-1) acrescidos de 20 g L-1 de D-xilose, a 30°C e 120 rpm. O meio UPX apresentou o melhor rendimento, com uma produtividade volumetrica (Qp) entre 0,004 a 0,09, fator de conversão de xilose em xilitol (Yp/s) entre 0,23 a 0,28 g g-1, fator de conversão de D-xilose em biomassa (Yx/s) entre 0.20 a 0.24 g g-1, com uma eficiência de 10 conversão (h) entre 21% a 26%.As leveduras C. tropicalis MVP 03; C. tropicalis MVP 16; C. rugosa MVP 17; C. rugosa MVP 21; C. tropicalis MVP 40 foram avaliadas em uma triagem, em meio UPX, com padronização do inóculo inicial. Para os cinco isolados, a produção de xilitol variou de 5,76 a 32,97 g L-1, a partir de 50 g L-1 de D-xilose com produtividade (Qp) de 0,06 a 0,35 g L-1 h-1, fator de conversão de xilose em xilitol (Yp/s) de 0,14 a 0,65 g g-1, fator de conversão de D-xilose em biomassa (Yx/s) de 0,08 a 0,29 g g-1 e a eficiência de conversão (h) entre 6% e 61% que foi calculado segundo Barbosa et al 1988. Destacou-se a levedura C. tropicalis 16, produzindo 32,97 g L-1 de xilitol com um Qp de 0,35 g L-1 h-1, Yp/s de 0,65 g g-1, Y x/s de 0,11 g g-1 e eficiência de conversão (h) de 61 %.