Produção biotecnológica de xilitol a partir da mistura de bagaço e palha de cana-de-açúcar com aproveitamento do melaço: otimização das condições de cultivo e engenharia da via metabólica

Resumo

Este projeto propõe o desenvolvimento de um processo biotecnológico quanto à produção de xilitol baseada no aproveitamento de bagaço, palha e melaço de cana-de-açúcar, visando à integração deste bioprocesso com o do setor sucroalcooleiro no contexto de uma biorrefinaria. Serão utilizados os importantes progressos obtidos na Escola de Engenharia de Lorena - USP quanto à produção de xilitol a partir de diferentes biomassas lignocelulósicas, principalmente com o bagaço de cana e a levedura Candida guilliermondii FTI 20037. Recentemente resultados de pesquisas com apoio da FAPESP (processo 2013/27142-0) revelaram o efeito benéfico da sacarose na produção de xilitol em hidrolisado hemicelulósico de palha de cana, o que impulsionou a continuidade das investigações nesta temática. Para tanto, este projeto contempla a utilização do bagaço, palha e melaço de cana a partir do estudo da otimização das condições de cultivo e a engenharia da via metabólica para obtenção de aumentos concomitantes nos valores de eficiência de bioconversão de xilose em xilitol e produtividade volumétrica de xilitol empregando C. guilliermondii FTI 20037. Serão estudados os parâmetros fornecimento de oxigênio, concentrações iniciais de xilose, sacarose e inóculo, seguido pela avaliação da suplementação nutricional do hidrolisado com o melaço de cana, em substituição da sacarose e como fonte adicional de compostos nitrogenados e minerais. Em relação à engenharia da via metabólica, C. guilliermondii FTI 20037 será transformada sequencialmente por atenuação da enzima Xilitol Desidrogenase, super expressão das enzimas Xilose Redutase, Glucose-6-Fosfato Desidrogenase, 6-Fosfogluconato Desidrogenase e atenuação da Fosfoglicoisomerase, com vistas ao favorecimento da redução de xilose em xilitol, do acúmulo deste poliol e da regeneração de NADPH no hidrolisado hemicelulósico da mistura de bagaço e palha de cana suplementado com melaço. Espera-se com os resultados deste projeto contribuir com avanços científicos para a diversificação dos produtos do setor sucroalcooleiro para fins de aproveitamento do bagaço e da palha de cana com a incorporação do melaço no meio de fermentação, tendo o xilitol como bioproduto de alto valor no contexto de biorrefinaria. (AU)