Polióis: um estudo da produção biológica simultânea de xilitol e arabitol a partir de resíduos agroindustriais

Autor(es)

Gabriel Cicalese Bevilaqua

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
• Data de defesa: 2023-03-06

Membros da banca

Marcus Bruno Soares Forte; Ruann Janser Soares de Castro; Eliana Setsuko Kamimura

• Orientador: Marcus Bruno Soares Forte; Francisco Maugeri Filho

Resumo

O xilitol e o arabitol são poliálcoois estereoisômeros que possuem propriedades e aplicações similares e despertam o interesse mercadológico. Mesmo que a via química seja atualmente mais empregada na produção desses compostos, a produção por meio de processos fermentativos utiliza condições brandas e é ambientalmente menos danosa. Apesar disso, a via biotecnológica apresenta obstáculos como o baixo rendimento e a viabilidade econômica do processo. Nesse contexto, estudos de otimização da produção destacam-se como forma de tornar o processo mais rentável, utilizando hidrolisados hemicelulósicos de biomassas lignocelulósicas como fontes de carbono, e oportunidades ainda não exploradas podem ser desenvolvidas, como a aplicação simultânea dos dois poliálcoois como um único produto, o que dispensaria a separação dos mesmos. Este trabalho buscou otimizar a coprodução biológica de xilitol e arabitol a partir do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar e fontes alternativas de nitrogênio. Para isso, verificou-se a possibilidade de utilização de Candida tropicalis para conversão de pentoses em poliálcoois e sua respectiva adaptação ao hidrolisado hemicelulósico destoxificado de bagaço de cana-de-açúcar. Em seguida, definiu-se que o hidrolisado de levedura foi a fonte mais promissora para ser adicionada ao meio e permitir uma maior produção dos compostos alvo. A partir de estratégias de delineamento experimental (DOE), foi possível definir uma composição e condições favoráveis para o processo fermentativo com inserção de água de maceração de milho como fonte de nitrogênio adicional ao processo, com a condição mais promissora para a co-produção sendo composta de hidrolisado hemicelulósico diluído para 75 g/L de xilose inicial, pH inicial de 6,5 e adição de 2,2 g/L de nitrogênio, sendo 80 % de hidrolisado de levedura e 20 % de água de maceração de milho. A partir da ampliação de escala em biorreatores foi possível obter concentrações de xilitol (52,1 g/L) e arabitol (4,2 g/L) 65 e 3,7 vezes maiores, respectivamente, em relação a processos similares de coprodução encontrados na literatura, apresentando produtividades e rendimentos de 0,24 g/L.h e 0,74 g/g para o xilitol e 0,02 g/L.h e 0,43 g/g para o arabitol. Esses resultados mostram o potencial biotecnológico para a obtenção simultânea desses dois álcoois de açúcar a partir da fermentação de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana de açúcar por C. tropicalis (AU)

• Processo FAPESP: 21/05508-9 - Estudo de otimização da fermentação de hidrolisado hemicelulósico para a coprodução de xilitol e arabitol por Candida tropicalis
• Beneficiário: Gabriel Cicalese Bevilaqua
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado