Estudo da produção de etanol a partir de glicose empregando a levedura termotolerante kluveromyces marxianus NRRL Y-6860 - Ferreira, Isabela Silveira (2014)
O presente trabalho teve como principal objetivo estudar o desempenho fermentativo da levedura Kluyveromyces marxianus NRRL Y-6860 em meio semissintético, contendo glicose como fonte de carbono. Numa primeira etapa, avaliou-se o efeito de diferentes temperaturas (35, 40, 43 e 45ºC), assim como o efeito inibitório do etanol adicionado ao meio (0, 15, 30, 45, 60g/L) sobre os parâmetros do bioprocesso. A partir da temperatura de cultivo selecionada foi então avaliado o efeito da suplementação nutricional e da concentração de inóculo sobre o perfil fermentativo desta linhagem. Os ensaios foram realizados em frascos Erlenmeyer de 125 mL, contendo 50 mL de meio, 120 g/L de glicose, agitados a 100 rpm. Dentre as temperaturas avaliadas, os melhores resultados (consumo de 70% de glicose, produção de etanol de 38 g/L) foram obtidos a 43ºC, o que correspondeu a uma produtividade volumétrica em etanol (QP) de 3,2 g/L. h e eficiência de 80%. Nesta temperatura, os resultados da adição de etanol em diferentes concentraçõe sno inídio da fermentação revelaram qu eo aumento na concentração do álcool afetou negativamente a fermentabilidade de K. marxianus, constatando-se completa inibição quando foi adicionado 45 g/L de etanol. Posteriormente, avaliou-se o efeito dos nutrientes (KH2PO4 de 0,5 a 1,5 g/L; (NH4)2SO4 de 1,0 a 3,0 g/L; MgSO4 de 0,1 a 0,5 g/L e extrato de levedura de 3,0 a 7,0 g/L) e da concentração inicial de células (de 1,0 a 5,0 g/L) sobre a produção de etanol pela levedura. Os ensaios foram realizados de acordo com um planejamento fatorial fracionado 25-1, visando identificar e quantificar o efeito individual das variáveis experimentais e de suas interações sobre o bioprocesso, sendo avaliadas as respostas: máxima concentração de etanol e glicose consumida. Os resultados da análise estatística mostraram que a concentração inicial de células exerceu um efeito positivo sobre ambas as respostas, já o extrato de levedura apresentou um efeito negativo, enquanto que o KH2PO4 proporcionou um efeito positivo somente sobre a concentração máxima de etanol, ao nível de 90% de confiança. A análise estatística também revelou que os efeitos de interação entre as variáveis não foram significativas. Com base nestes resultados, concluiu-se que o desempenho fermentativo de K. marxianus NRRL Y-6860, a 43ºC, foi favorecido após estudo da composição nutricional e da concentração de inóculo, com aumento de 19, 24, 25 e 16% sobre o consumo de glicose, produção de etanol, QP e eficiência do processo, respectivamente, quando comparados aos resultados obtidos na primeira etapa do trabalho. Além disso, com os ensaios do planejamento foi possível reduzir o nível de (NH4)2SO4, MgSO4 e extrato de levedura.