Estudo da expressão heteróloga de celulases de Acremonium strictum em linhagens de Saccharomyces cerevisiae visando a produção de bioetanol de segunda geração

Autor(es)

Dielle Pierotti Procópio

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
• Data de defesa: 2017-03-31

Membros da banca

Francisco Maugeri Filho; Gabriela Alves Macedo; Osmar Vaz de Carvalho Netto

• Orientador: Rosana Goldbeck; Francisco Maugeri Filho

Resumo

A levedura Saccharomyces cerevisiae é o micro-organismo mais utilizado para produção de etanol, por apresentar uma excelente capacidade fermentativa e ser tolerante ao estresse gerado nos processos fermentativos industriais. No entanto, esta levedura não consegue metabolizar carboidratos complexos em etanol, como por exemplo a celulose, componente majoritário do bagaço de cana de açúcar, fazendo-se assim necessária a hidrólise da celulose em glicose, para posterior conversão da glicose em etanol. Neste sentido, a linhagem industrial de S. cerevisiae (Pedra-2) foi transformada com celulases originárias de Acremonim strictum, micro-organismo silvestre isolado do Bioma Brasileiro, visando a produção de etanol de segunda geração através da sacarificação e fermentação simultânea da celobiose, celulose cristalina (AVICEL®) e bagaço de cana de açúcar pré-tratado (145 °C, 12 minutos, 0.5% (v / v) H2SO4). Para a expressão heteróloga foi empregado o vetor pRS426 com marca de seleção para uracila (URA+). Três modelos de vetores foram montados, dois vetores com expressões isoladas das enzimas endoglucanase e ß-glicosidase e o terceiro com expressão simultânea das duas enzimas e, apenas as leveduras transformadas com esse vetor, foram submetidas aos testes de sacarificação e fermentação simultânea. As atividades verificadas pelas enzimas foram 0,289 U/mL, endoglucanase, e 0,169 U/mL, ß-glicosidase. Quanto às fermentações, foram realizadas empregando combinação de diferentes substratos: AVICEL® (celulose comercial) + glicose, celobiose + glicose, glicose, além de bagaços de cana pré-tratados (ácido 0,5%) + glicose, em condição semi-anaeróbica e anaeróbica, à 37ºC durante 120 horas. As fermentações conduzidas em condição semi-anaerobiose não apresentaram bons rendimentos de etanol, comparando as fermentações empregando meio complexo com o controle, empregando apenas glicose. As concentrações de etanol não apresentaram diferença a 5% de significância. Com o propósito de favorecer a fermentação alcóolica, foram realizadas fermentações em anaerobiose. Dentre os substratos utilizados, a levedura apresentou melhor velocidade específica de crescimento em AVICEL® + glicose. O maior teor de etanol registrado, 14,930 (g/L) ocorreu às 120 h de fermentação quando empregado glicose + celobiose como fontes de carbono, 53% superior à fermentação conduzida somente com glicose (controle) (AU)

• Processo FAPESP: 15/02007-8 - Estudo da expressão heteróloga de celulases de Acremonium strictum em linhagens de Saccharomyces cerevisiae visando a produção de bioetanol de segunda geração
• Beneficiário: Dielle Pierotti Procópio
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado