Adaptação de linhagens de leveduras fermentadoras de pentoses em hidrolisado de torta de girassol para produção de bioetanol

Abstract

A produção de bioetanol lignocelulósico é um processo capaz de agregar valor a resíduos agroindustriais. A torta de girassol, proveniente da extração do óleo das sementes do girassol também pode se beneficiar deste processo. No entanto, esta biomassa precisa ser submetida a uma hidrólise para liberação dos açúcares fermentescíveis, podendo gerar inibidores (furanos, compostos fenólicos e ácidos alifáticos) capazes de interferir negativamente no processo da fermentação alcoólica, diminuindo o rendimento do processo. Neste contexto, este estudo teve por objetivo adaptar as linhagens de leveduras não convencionais Candida akabanensis UFVJM-R131 e Candida orthopsilosis UFVJM-4G, capazes de fermentar açúcares C5 e C6, à condição do hidrolisado da torta de girassol obtido por hidrólise com H2SO4 diluído. As linhagens foram submetidas à identificação morfológica para fins de autenticação. A torta de girassol foi preparada em laboratório por extração do óleo das sementes com solvente e caracterizada quimicamente. Os principais componentes do hidrolisado ácido da torta de girassol foram determinados cromatograficamente. O processo de adaptação evolutiva das linhagens estudadas foi realizado através de fermentações sucessivas em meios contendo diferentes concentrações da fração solúvel do hidrolisado (25%-100% v/v), seguido de isolamento das leveduras. Os processos fermentativos com as leveduras adaptadas foram conduzidos em meio contendo 100% de hidrolisado e monitorados quanto à viabilidade celular, crescimento microbiano, consumo dos açúcares, teor de etanol, produtividade volumétrica, rendimento de etanol e eficiência fermentativa. Os ensaios morfológicos macro e microscópicos permitiram constatar a pureza das culturas estudadas. O hidrolisado mostrou a presença de compostos tóxicos como 5-hidroximetilfurfural (0,30±0,02 g L-¹), furfural (0,01±0,01 g L-¹) e ácido acético (3,81±0,21 g L-¹). A levedura Candida akabanensis UFVJM-R131 demonstrou ser resiliente no ambiente do hidrolisado, não havendo alteração significativa do comportamento fermentativo pós adaptação, e apresentou YP/S de 0,43±0,10 g g-¹ e QP de 0,35±0,01. A levedura Candida orthopsilosis UFVJM-4G adaptada em 50% de hidrolisado demonstrou melhora na produtividade volumétrica que foi de 0,32±0,04 para 0,42±0,01 g L-¹ h-¹ e melhora no rendimento de etanol, onde o valor passou de 0,34±0,03 para 0,50±0,02 g g-¹.