Produção de bioetanol de segunda geração em biorreatores intensificados a partir de cepas de Scheffersomyces stipitis melhoradas por evolução induzida

• Processo: 14/01135-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Aline Carvalho da Costa
• Beneficiário: Samantha Christine Santos
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/57873-8 - Um processo integrado para produção total de bioetanol e emissão zero de CO2, AP.BIOEN.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/14202-0 - Produção biológica de ácido alpha-cetoglutárico a partir de Yarrowia lipolytica utilizando hidrolisado lignocelulósico: uma matéria-prima potencial para a geração de composto bio-derivado, BE.EP.PD
• Assunto(s): Bioprocessos Bioetanol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioetanol | fermentador com reciclo de células | Scheffersomyces stipitis | Bioprocessos

Resumo

O bagaço de cana-de-açúcar (BCA) é um subproduto lignocelulósico proveniente da produção de etanol (1G) e representa um substrato promissor para a produção de bioetanol de segunda geração (2G). A liberação dos açúcares fermentescíveis, tais como as pentoses, é obtida por meio do pré-tratamento da biomassa lignocelulósica e, embora necessário para a bioconversão, uma grande quantidade de compostos químicos são liberados durante esta etapa, os quais poderão inibir a subsequente fermentação. Apesar de uma série de tecnologias terem sido empregadas para remover os compostos inibidores da fermentação de hidrolisados lignocelulósicos, esses procedimentos podem elevar os custos do processo. A levedura Scheffersomyces stipitis é considerada capaz de utilizar pentoses pela via metabólica, e por evolução induzida em escala laboratorial. Técnicas de mutagênese induzida, tais como radiações de luz ultravioleta (UV) e compostos químicos (EMS: etil metano sulfonato), têm demonstrado significativos aumentos na capacidade de utilização de xilose por cepas de leveduras, e, por conseguinte, uma eficiente fermentação de etanol. Como etapa preliminar, o presente trabalho tem como objetivo avaliar cepas de S. stipitis no que diz respeito à tolerância, crescimento e capacidade de produção de bioetanol em batelada alimentada, após a utilização de dois métodos distintos de pré-tratamento da biomassa lignocelulósica (utilizando bagaço de cana-de-açúcar como substrato): catálise ácida e hidrotérmico. Concomitantemente, objetiva-se obter cepas da levedura S. stipitis com variabilidade genética tolerantes aos compostos inibitórios do hidrolisado, por meio de mutagênese sequencial utilizando o EMS e radiações UV, próximas e distantes. Para investigar a levedura mutante, será realizada a caracterização molecular, considerando o diferenciado perfil genético. Além disso, um sistema produtor de bioetanol com alta densidade de células mutantes de S. stipitis, em reciclo celular, será utilizado para realizar a fermentação do etanol (2G), utilizando o hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar como substrato (método de pré-tratamento selecionado na etapa preliminar).

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BIAZI, LUIZ E.; SANTOS, SAMANTHA C.; NETO, ANTONIO A. KAUPERT; SOUSA, AMANDA S.; SOARES, LAUREN B.; RENZANO, EDUARDO; VELASCO, JULIANA; RABELO, SARITA C.; COSTA, ALINE C.; IENCZAK, JACIANE L.. Adaptation Strategy to Increase the Tolerance of Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 to Inhibitors of Sugarcane Bagasse Hemicellulosic Hydrolysate Through Comparative Studies of Proteomics and Fermentation. BioEnergy Research, MAR 2021. (15/20630-4, 14/01135-0, 17/04997-0, 16/14567-0)

BIAZI, LUIZ E.; SANTOS, SAMANTHA C.; NETO, ANTONIO A. KAUPERT; SOUSA, AMANDA S.; SOARES, LAUREN B.; RENZANO, EDUARDO; VELASCO, JULIANA; RABELO, SARITA C.; COSTA, ALINE C.; IENCZAK, JACIANE L.. Adaptation Strategy to Increase the Tolerance of Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 to Inhibitors of Sugarcane Bagasse Hemicellulosic Hydrolysate Through Comparative Studies of Proteomics and Fermentation. BioEnergy Research, v. 15, n. 1, p. 14-pg., 2021-03-10. (14/01135-0, 16/14567-0, 15/20630-4, 17/04997-0)

SANTOS, SAMANTHA CHRISTINE; DE SOUSA, AMANDA SILVA; DIONISIO, SUZANE RODRIGUES; TRAMONTINA, ROBSON; RULLER, ROBERTO; SQUINA, FABIO MARCIO; ROSSELL, CARLOS EDUARDO VAZ; DA COSTA, ALINE CARVALHO; IENCZAK, JACIANE LUTZ. Bioethanol production by recycled Scheffersomyces stipitis in sequential batch fermentations with high cell density using xylose and glucose mixture. Bioresource Technology, v. 219, p. 319-329, NOV 2016. (14/01135-0, 08/57873-8)