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Efeito do ácido acético sobre o crescimento e fermentação da levedura Meyerozyma guilliermondii

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Previous issue date: 2016-08-26 / Não recebi financiamento / The viability of technologies that make possible to use all available plant biomass, such as the production of lignocellulosic ethanol, faces challenges as the search for microorganisms capable of fermenting pentoses with high tolerance to inhibitors released in the biomass hydrolysis step, such as acetic acid and furfural. This study aimed to evaluate the metabolizing capacity of pentoses and glucose by a yeast strain of Meyerozyma guilliermondii (CCT7783) in the presence of furfural and
acetic acid. The first set of experiments comprised the evaluation of cell growth in a
synthetic medium containing acetic acid as the sole carbon source at concentrations
of 1.5; 2.5; 4.5; 10.5; 13.5; 16.5 and 19.5 g/L at 30°C, 160 rpm, pH 5.5, with initial concentration of 0.2 g/L of dry mass for a period of 96 hours of incubation. It was also
evaluated the effect of pH (3.5 and 5.5) and the initial concentration of dry mass (0.2, 0.5 and 2.5 g/L). The second set of experiments consisted in the evaluation of the effect of furfural (20 and 40 mg/L) and acetic acid (5 and 10 g/L) in the fermentation of pentoses (arabinose and xylose) and glucose, biomass and ethanol production. The yeast M. guilliermondii was able to grow in synthetic medium in all the acetic acid concentrations tested, at pH 5.5. The concentrations of acetic acid evaluated were much higher than those commonly found in hemicellulosic hydrolysates. Growth inhibition occurred in concentrations of acetic acid beyond 10.5 g/L. The initial pH
and the initial cell concentration influenced the growth and the acetic acid consumption. In synthetic medium containing glucose, pentoses and acetic acid as carbon sources, the highest specific growth rate was obtained in the treatment with the addition of 5 g/L of acetic acid, which was consumed concomitantly with the pentoses and glucose in all treatments, however the acetic acid was an inhibitor at
the concentration of 10 g/L. Furfural inhibited the growth of the yeast in the concentration of 40 mg/L. The ethanol production by M. guilliermondii was lower comparing to the micro-organisms commonly utilized in the fermentation process. The yeast was able to grow and promote the biological detoxification even in the presence of the inhibitors like acetic acid and furfural, showing that the process
requires optimization and that the yeast M. guilliermondii may be applied in
biotechnological routes for the production of second generation ethanol. / A viabilidade de tecnologias que aproveitem ao máximo toda a biomassa vegetal disponível, como a produção de etanol lignocelulósico, enfrenta desafios como a busca por micro-organismos capazes de fermentar pentoses, com alta tolerância aos inibidores liberados na etapa de hidrólise da biomassa, como o ácido
acético e o furfural. O presente trabalho objetivou avaliar a capacidade de
metabolização de pentoses e glicose por uma linhagem da levedura Meyerozyma
guilliermondii (CCT7783), na presença de furfural e ácido acético. A primeira fase
experimental consistiu da avaliação do crescimento celular em meio sintético
contendo ácido acético como única fonte de carbono nas concentrações de 1,5; 2,5;
4,5; 10,5; 13,5; 16,5 e 19,5 g/L, a 30ºC, 160 rpm, pH 5,5, com concentração inicial
de 0,2 g/L de massa seca durante um período de incubação de 96 h. Avaliou-se
ainda nesta etapa a influência do pH (3,5 e 5,5) e concentração inicial de massa seca (0,2; 0,5 e 2,5 g/L). A segunda fase consistiu na avaliação do efeito do furfural (20 e 40 mg/L) e ácido acético (5 e 10 g/L) na fermentação de pentoses (arabinose e xilose) e glicose, produção de biomassa e etanol. A levedura M. guilliermondii foi capaz de crescer em meio sintético em todas as concentrações de ácido acético testadas, em pH 5,5, sendo essas concentrações muito acima daquelas
normalmente encontradas em hidrolisados hemicelulósicos. A concentração a partir
da qual ocorreu inibição do crescimento foi 10,5 g/L. O pH inicial teve influência no
consumo do ácido acético e crescimento assim como a concentração celular inicial.
Em meio sintético contendo glicose, pentoses e ácido acético como fontes de carbono, a maior velocidade específica de crescimento foi obtida no tratamento com adição de 5 g/L de ácido acético, o qual foi consumido concomitantemente com as pentoses e glicose em todos os tratamentos, porém o ácido acético atuou como inibidor na concentração de 10 g/L. O furfural inibiu o crescimento da levedura na concentração de 40 mg/L. A produção de etanol (g/L) foi baixa em relação aos micro-organismos comumente aplicados no processo de fermentação, porém a
levedura foi capaz de crescer e promover a detoxificação biológica mesmo na presença de inibidores como ácido acético e furfural, denotando que o processo requer otimização e que a levedura M. guilliermondii pode ser aplicada em rotas biotecnológicas de produção de etanol de segunda geração.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8390
Date26 August 2016
CreatorsPerna, Michelle dos Santos Cordeiro
ContributorsAntonini, Sandra Regina Ceccato
PublisherUniversidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Agricultura e Ambiente (Campus ARARAS), UFSCar
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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