Assessment of ethanol tolerance of Kluyveromyces marxianus CCT 7735 selected by adaptive laboratory evolution

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silveira, Fernando Augusto da
• Orientador(a): Silveira, Wendel Batista da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Programa de Pós-Graduação: Microbiologia Agrícola
• Área do conhecimento CNPq: Ciências Agrárias
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30156

O soro é um subproduto formado durante a fabricação do queijo, constituído por lactose (4,5-5% m/v), proteínas solúveis, lipídios, sais minerais e outros componentes. Ele é o resíduo líquido mais abundante gerado nas indústrias de laticínios, que pode levar à poluição dos corpos de água devido as altas demandas bioquímica e química de oxigênio. O permeado de soro de queijo (PS) é um subproduto constituído por lactose, produzido a partir da ultrafiltração do soro. Portanto, o PS pode ser convertido por microrganismos assimiladores de lactose, como leveduras, em produtos de alto valor agregado. A levedura Kluyveromyces marxianus CCT 7735 tem demonstrado um potencial para produzir etanol a partir do açúcar lactose. No entanto, sua baixa tolerância ao etanol é uma desvantagem que precisa ser superada, isto é, seu crescimento é fortemente inibido a partir de 4% de etanol (m/v). A evolução adaptativa em laboratório foi utilizada para selecionar linhagens de K. marxianus CCT 7735 tolerantes ao etanol (ETSs). As ETSs foram crescidas sob estresse por etanol (4%, m/v) por longos períodos de tempo, durante muitas gerações (310-340 números de gerações), a fim de selecionar fenótipos tolerantes ao etanol. A partir da determinação dos parâmetros fisiológicos, as ETSs não apresentaram alterações em suas capacidades fermentativas, quando comparadas as linhagens parentais. A linhagem ETS4 se destacou por apresentar uma taxa específica de crescimento maior que a linhagem parental (acima de 100%) sob estresse por etanol e uma taxa específica de produção de etanol mais elevada dentre todas as linhagens avaliadas neste trabalho. As análises dos perfis de ácidos graxos e metabolômica foram realizadas com as linhagens ETS4 e parental para obter informações sobre os mecanismos relacionados à aquisição de tolerância ao etanol. O acúmulo de alguns aminoácidos (glutamato, alanina, valina, prolina e leucina) e metabólitos do ciclo ácido cítrico (ácido isocítrico, ácido cítrico, ácido cis-aconítico e ácido málico) em ETS4 parece estar associado à aquisição de tolerância ao etanol. Além disso, os altos conteúdos de ácidos graxos e ergosterol na linhagem ETS4 comparado à linhagem parental indicam diferenças entre suas membranas plasmáticas, o que é coerente com o vazamento de metabólitos observado na linhagem parental. Portanto, o acúmulo de aminoácidos e metabólitos do ciclo do ácido cítrico, assim como a alteração nos teores de ácidos graxos e ergosterol contribuíram para a aquisição de tolerância ao etanol em K. marxianus.