PPGBIO - Mestrado em Biocombustíveis (Dissertações)
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Item Fermentação alcoólica de hidrolisado ácido de torta de polpa de macaúba utilizando a levedura Candida akabanensis UFVJM-R131 na forma livre e imobilizada(UFVJM, 2022) Freitas, Filipe Soares de; Santos, Alexandre Soares dos; Pantoja, Lílian de Araújo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Pasquini, Daniel; Fonseca, Francine Souza Alves da; Santos, Líbia DinizO etanol é o biocombustível com maior escala de produção no mundo, podendo ser produzido a partir da conversão de carboidratos encontrados em biomassas açucaradas, amiláceas e lignocelulósicas. A levedura Saccharomyces cerevisiae é considerada um dos microorganismos mais importantes na produção industrial de etanol. Entretanto, S. cerevisiae não é capaz, de forma natural, de converter pentoses a etanol. Por esse motivo, a busca por outras espécies microbianas com capacidade natural de converter pentoses a etanol é um dos caminhos para se aproveitar o manancial considerável de pentoses disponível em biomassas vegetais. Em 2016, o grupo de pesquisa que apoia este estudo isolou e identificou uma linhagem de levedura da espécie Candida akabanensis capaz de converter xilose a etanol em meio sintético e, em 2017, mostrou que esta mesma levedura também era capaz de cofermentar xilose e glicose, presentes em hidrolisado de torta de caroço de algodão, em etanol. Como desdobramento das descobertas anteriores, foi avaliado neste trabalho o potencial tecnológico dessa levedura não convencional para a produção de etanol a partir do hidrolisado da torta de polpa de macaúba. A torta de macaúba é um resíduo agroindustrial resultante da extração do óleo dos cocos desta palmeira e que possui conteúdo significativo de amido, hemiceluloses e celulose. A hidrólise das frações amido e hemiceluloses da biomassa foi realizada com H2SO4 diluído e os processos fermentativos foram conduzidos em batelada simples, com células livres, e em processo contínuo, com a levedura imobilizada em alginato de cálcio. Os ensaios fermentativos conduzidos com C. akabanensis UFVJM R131 em hidrolisado da torta de macaúba contendo 17,1 g L-¹ de glicose e 15,0 g L-¹ de xilose produziram 11,3 g L-¹ de etanol com YP/S de 0,37 gproduto gsubstrato-¹, quando em batelada simples com células livres e, 2,6 g L-¹ de etanol e YP/S de 0,48 gproduto gsubstrato-¹, quando em sistema contínuo. A produção de etanol final para o sistema conduzido com células imobilizadas foi mais baixa quando comparado ao sistema com células livres, todavia, seu rendimento foi notável. A linhagem C. akabanensis UFVJM R131 foi capaz de converter de forma eficiente os açúcares em etanol, mesmo na presença de 5-hidroximetilfurfural e ácido acético, subprodutos oriundos da hidrólise ácida da biomassa. Outros estudos são necessários para aprofundar o conhecimento da levedura e potencial tecnológico.Item Isolamento de micro-organismos celulolíticos em áreas de floresta de eucaliptos da região de Itamarandiba – MG(UFVJM, 2018) Cruz, Gizelly Gomes da; Laia, Marcelo Luiz de; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Laia, Marcelo Luiz de; Guimarães, Amanda Gonçalves; Santos, José Barbosa dosA introdução de biomassa na cadeia produtiva de biocombustíveis como fonte renovável, vem aumentando gradativamente, para reduzir os impactos ambientais e a dependência do carvão mineral e do petróleo. No entanto, para garantir a viabilidade econômica do processo de conversão de biomassa em combustível, é fundamental reduzir o custo da etapa de hidrólise da biomassa. O uso de micro-organismos para a hidrólise e para a conversão de celulose em etanol tem chamado a atenção de empresas que atuam no desenvolvimento de enzimas, em especial o complexo celulase. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo selecionar micro-organismos potenciais produtores de celulases. Para isso, amostras de solos e serapilheira sob floresta de eucalipto em diferentes idades de plantio foram coletadas e submetidas ao isolamento de micro-organismos em meio de cultura seletivo. Escolheu-se solos em áreas de cultivo de eucalipto devido o objetivo ser selecionar micro-organismos que atuem, especificamente, em madeira de eucalipto. Foram isolados 870 micro-organismos para análises com o método de descoloração de vermelho congo. 336 fungos filamentosos, 8 bactérias e 3 leveduras foram selecionados com capacidade de sintetizar enzimas celulolíticas. Destes, 163 foram avaliados como bons produtores de celulases, devido apresentarem índices enzimáticos superior a 2,5. Destaca-se que os isolados 25–50, 1–74 e 1–75 apresentaram elevados índices enzimáticos: 24,0; 22,0 e 20,0, respectivamente. A partir desses dados, esses isolados podem ser estudados molecularmente e o gene envolvido na produção dessa enzima ser caracterizado e clonado. Os resultados obtidos no presente trabalho mostram a importância da prospecção de novas linhagens de micro-organismos produtores de celulases. De maneira geral, pode-se concluir que é possível a utilização de técnicas de screening para selecionar linhagens de um extenso banco de isolados. A metodologia de isolamento e cultivo proporcionou a obtenção de 348 isolados celulolíticos, sendo possível selecionar vários deles pelas altas produções enzimáticas observadas durante as análises.Item Fermentação do hidrolisado ácido hemicelulósico da torta de dendê (Elaeis guineensis) tratado com diferentes métodos de destoxificação(UFVJM, 2016) Brito, Philipe Luan; Santos, Alexandre Soares dos; Pantoja, Lílian de Araújo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Aquino, Sérgio Francisco de; Veloso, Ronnie Von dos SantosNas últimas décadas tem se intensificado o estudo de estratégias que proporcionem melhores rendimentos em etanol a partir do uso de biomassas lignocelulósicas. Neste trabalho foi utilizado o resíduo agroindustrial do processo de beneficiamento do óleo do dendê (Elaeis guineensis) para obtenção de um hidrolisado ácido hemicelulósico para posterior fermentação. O hidrolisado foi obtido através da utilização de ácido sulfúrico diluído o qual se mostrou eficiente na solubilização da hemicelulose. Três métodos de destoxificação dos inibidores foram testados dentre os quais se destacaram os tratamentos por carvão ativado e a combinação do tratamento empregando overliming e carvão ativado, com remoção de compostos fenólicos, furfural e 5-hidroximetilfurfural acima de 90% do hidrolisado. As linhagens de Scheffersomyces stipitis NRRLY 1214 e NRRLY 7124 apresentaram os maiores valores de etanol, com valores correspondentes de 6,2 e 6,13 g L-1, no meio destoxificado por overliming com suplementação. Estas linhagens, neste mesmo meio, alcançaram as maiores taxas de Yp/s (0,32 e 0,33) e Ef (64,46 e 64,89%). Os dados obtidos corroboram que as linhagens estudadas apresentam potencial para a fermentação da fração hemicelulósica da torta de dendê. O uso de meio de hidrolisado ácido da torta de dendê, sem suplementação, se mostra inviável nas condições testadas, pois reflete em valores insignificantes de etanol. Os dados obtidos contribuirão de forma positiva no aproveitamento de resíduos agroindustriais, bem como para os avanços na área de obtenção de etanol de segunda geração.Item Isolamento, seleção e identificação de leveduras selvagens com capacidade para conversão de xilose a etanol(UFVJM, 2016) Valinhas, Raquel Valinhas e; Pantoja, Lílian de Araújo; Santos, Alexandre Soares dos; Vanzela, Ana Paula de Figueiredo Conte; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pantoja, Lílian de Araújo; Silva, Silvana de Queiroz; Molina, GustavoA busca por linhagens de leveduras fermentadoras de pentoses é uma demanda do processo de produção de etanol a partir de substratos lignocelulósicos. A D-xilose, proveniente dos processos de hidrólise da hemicelulose não é metabolizada por linhagens de leveduras, como as da espécie Saccharomyces cerevisiae, convencionalmente utilizadas na maioria dos processos industriais para obtenção de álcool de primeira geração. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo isolar leveduras naturalmente ocorrentes em biomassas vegetais e avaliar sua capacidade para converter D-xilose em etanol. O isolamento foi conduzido em meio sólido contendo D-xilose como fonte de carbono. Os isolados foram triados por teste de produção de gás em meio contendo D-xilose e os que apresentaram resultado positivo foram testados para produção de etanol. Dos 202 isolados de leveduras capazes de assimilar D-xilose para o crescimento, quatro linhagens apresentaram habilidade em fermentar este açúcar. O potencial fermentativo das leveduras selecionadas foi avaliado em meios sintéticos, onde foram monitorados o crescimento celular e consumo dos açúcares. O teor alcoólico foi determinado ao fim de cada ensaio e as variáveis do processo foram calculadas. As linhagens isoladas foram identificadas como Galactomyces geotricum e Candida akabanensis, não havendo nenhum registro de aplicação biotecnológica para produção de biocombustíveis a partir destas linhagens. A produção de etanol foi de 4,7 a 14,0 g L-1 e a eficiência fermentativa de até 69%. O processo de bioconversão da xilose, contida em hidrolisados hemicelulósicos, a etanol surge como perspectiva potencial para eventual aplicação das linhagens de leveduras selecionadas.Item Isolamento e avaliação de fungos filamentosos naturalmente ocorrentes em biomassas lignocelulósicas para a produção de enzimas holocelulolíticas(UFVJM, 2015) Souza, Ilva de Fátima; Santos, Alexandre Soares dos; Pantoja, Lílian de Araújo; Vanzela, Ana Paula de Figueiredo Conte; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Melo, Verônica Ferreira; Pires Júnior, Donaldo Rosa; Morais, Harriman Aley; Santos, Alexandre Soares dosAs enzimas celulolíticas e xilanolíticas de origem microbiana possuem muitas aplicações industriais. Nos últimos anos essas enzimas vêm sendo amplamente utilizadas na conversão de materiais lignocelulósicos em açúcares fermentescíveis destinados para a produção de bioetanol. Neste trabalho foram isolados micro-organismos naturalmente ocorrentes em biomassas lignocelulósicas e avaliados quanto à produção de enzimas holoceluloliticas. A microbiota estudada foi isolada a partir de cascas e sementes de angiospermas e gimnospermas. Das 112 colônias isoladas em meio sólido, contendo carboxi-metilcelulose (CMC) como única fonte de carbono, 68 delas foram classificadas como fungos filamentosos, 02 como leveduras e 42 colônias como bactérias. As linhagens filamentosas foram submetidas a ensaios de fermentação submersa para investigação do potencial para a produção das atividades CMCásica, FPásica, β-glucosidásica e xilanásica. Os resultados revelaram que todas as linhagens filamentosas foram capazes de secretar pelo menos três das quatro atividades enzimáticas pesquisadas. Os maiores valores de atividade enzimática encontrados foram de 4.870,38 U.L-1 para CMCase; 1.586,00 U.L-1 para FPase; 1.531,95 U.L-1para β- glicosidase e 15.152,86 U.L-1 para as xilanases. Entre os gêneros de fungos filamentosos identificados estavam Absidia, Acremonium, Aspergillus, Curvularia, Mucor, Penicillium e Trichoderma.Item Fermentação do hidrolisado ácido hemicelulósico da torta de dendê (Elaeis guineensis) tratado com diferentes métodos de destoxificação(UFVJM, 2016) Brito, Philipe Luan; Santos, Alexandre Soares dos; Pantoja, Lílian de Araújo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos Santos; Aquino, Sérgio Francisco de; Veloso, Ronnie Von dos SantosNas últimas décadas tem se intensificado o estudo de estratégias que proporcionem melhores rendimentos em etanol a partir do uso de biomassas lignocelulósicas. Neste trabalho foi utilizado o resíduo agroindustrial do processo de beneficiamento do óleo do dendê (Elaeis guineensis) para obtenção de um hidrolisado ácido hemicelulósico para posterior fermentação. O hidrolisado foi obtido através da utilização de ácido sulfúrico diluído o qual se mostrou eficiente na solubilização da hemicelulose. Três métodos de destoxificação dos inibidores foram testados dentre os quais se destacaram os tratamentos por carvão ativado e a combinação do tratamento empregando overliming e carvão ativado, com remoção de compostos fenólicos, furfural e 5-hidroximetilfurfural acima de 90% do hidrolisado. As linhagens de Scheffersomyces stipitis NRRLY 1214 e NRRLY 7124 apresentaram os maiores valores de etanol, com valores correspondentes de 6,2 e 6,13 g L-1, no meio destoxificado por overliming com suplementação. Estas linhagens, neste mesmo meio, alcançaram as maiores taxas de Yp/s (0,32 e 0,33) e Ef (64,46 e 64,89%). Os dados obtidos corroboram que as linhagens estudadas apresentam potencial para a fermentação da fração hemicelulósica da torta de dendê. O uso de meio de hidrolisado ácido da torta de dendê, sem suplementação, se mostra inviável nas condições testadas, pois reflete em valores insignificantes de etanol. Os dados obtidos contribuirão de forma positiva no aproveitamento de resíduos agroindustriais, bem como para os avanços na área de obtenção de etanol de segunda geração.