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

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).