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Tipo: Dissertação
Título: Seleção de leveduras fermentadoras de xilose e análise do exometaboloma de Meyerozyma guilliermondii UFV-1
Título(s) alternativo(s): Selection of yeasts fermenting xylose and exometabolome analysis of Meyerozyma guilliermondii UFV-1
Autor(es): Silveira, Fernando Augusto da
Primeiro Orientador: Silveira, Wendel Batista da
Primeiro coorientador: Fietto, Luciano Gomes
Segundo coorientador: Passos, Flávia Maria Lopes
Primeiro avaliador: Rodrigues, Fábio de Avila
Segundo avaliador: Nascimento, Antonio Galvão do
Abstract: Existe grande interesse na seleção de leveduras que possam converter xilose, principal pentose liberada do pré-tratamento de biomassas lignocelulósicas, em metabólitos de interesse industrial, tais como combustíveis, ingredientes de alimentos, drogas antimicrobianas e fármacos. Portanto, cinco leveduras fermentadoras de xilose foram selecionadas a partir da coleção de culturas do Laboratório de Fisiologia de Micro-organismos do Departamento de Microbiologia da Universidade Federal de Viçosa. Dentre essas, destacou-se a levedura Meyerozyma guilliermondii UFV-1, capaz de consumir totalmente a xilose disponível no meio e convertê-la em etanol e outros metabólitos de interesse industrial. O potencial fermentativo dessa levedura foi avaliado em diferentes concentrações de oxigênio. A produção de etanol foi maior no cultivo em hipoxia cuja concentração de oxigênio dissolvido (OD) no meio de cultivo foi de 10% (1,98 g L-1). A maior produção de xilitol, 5,34 g L-1, foi obtida em hipoxia em Erlenmeyer. Verificou-se o efeito do etanol e dos inibidores ácido acético, furfural e hidroximetilfurfural, formados no pré-tratamento ácido, no crescimento de M. guilliermondii UFV-1. A levedura foi capaz de crescer em concentrações de etanol de 13,5 g L-1 que correspondem aos valores máximos que podem ser produzidos a partir da xilose liberada da hemicelulose. Além disso, M. guilliermondii UFV-1 cresceu nas concentrações de ácido acético, furfural e hidroximetilfurfural normalmente encontradas em hidrolisados hemicelulósicos. A análise do exometaboloma de M. guilliermondii UFV-1 revelou que não houve diferença no perfil de metabólitos produzidos nas duas condições de crescimento avaliadas: baixa velocidade específica de crescimento e velocidade específica de crescimento próxima da máxima. Foram identificados 5 metabólitos de interesse biotecnológico: os ácidos valérico, capróico e butírico, usados como antifúngicos; o glicofuranosídeo, utilizado pela indústria farmacêutica no controle de diabetes; e o ácido málico, composto utilizado na indústria alimentícia como acidulante e realçador de sabor. Portanto, a identificação desses metabólitos extracelulares demonstra o potencial biotecnológico dessa levedura não apenas para a produção de etanol e xilitol, mas de outros produtos químicos de interesse industrial.
There is a great interest in the selection of yeasts able to convert xylose, the main pentose released from the pretreatment of lignocellulosic biomass, into metabolites of industrial interest, such as fuel, food ingredients, drugs and antimicrobial drugs. Therefore, five xylose fermenting yeasts were selected from the culture collection of the Laboratory of Physiology of Microorganisms, Department of Microbiology, Universidade Federal de Viçosa. Among them, Meyerozyma guilliermondii UFV-1 was able to completely consume xylose available in the medium and convert it into ethanol and other metabolites of industrial relevance. Its fermentation potential was evaluated at different oxygen concentrations. Ethanol production was higher in hypoxia where the concentration of dissolved oxygen (DO) in the culture medium was 10% (1.98 g L -1). The higher production of xylitol, 5.34 g L-1, was also obtained in hypoxia. The effect of ethanol and acetic acid, furfural and hydroxymethyl furfural, inhibitors generated during the acid pre-treatment, on the growth of M. guilliermondii UFV-1 was evaluated. The yeast was able to grow in ethanol concentration of 13.5 g L-1 corresponding to the maximum amount that can be produced from the xylose released from hemicellulose. Furthermore, M. guilliermondii UFV-1 grew in concentrations of acetic acid, furfural and hydroxymethyl furfural which are normally found in hemicellulose hydrolysates. Analysis of M. guilliermondii UFV-1 exometaboloma revealed no difference in the metabolites profile produced in the two growth conditions evaluated: low specific growth rate and near maximum specific growth rate. Five metabolites of biotechnological interest were identified: valeric, caproic and butyric acids, used as antifungal; glicofuranoside used by the pharmaceutical industry in the control of diabetes; and malic acid, compound used in food industry as acidulant and flavor enhancer. Therefore, the identification of these extracellular metabolites demonstrates the biotechnology potential of this yeast not only to produce ethanol and xylitol, but other chemicals of industrial interest.
Palavras-chave: Leveduras
Fermentação
Cândida guilliermondii
Meyerozyma guilliermondii
Biocombustível
Xilitol
Yeast
Fermentation
Candida guilliermondii
Meyerozyma guilliermondii
Biofuel
Xylitol
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::MICROBIOLOGIA AGRICOLA
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Associações micorrízicas; Bactérias láticas e probióticos; Biologia molecular de fungos de interesse
Programa: Mestrado em Microbiologia Agrícola
Citação: SILVEIRA, Fernando Augusto da. Selection of yeasts fermenting xylose and exometabolome analysis of Meyerozyma guilliermondii UFV-1. 2014. 69 f. Dissertação (Mestrado em Associações micorrízicas; Bactérias láticas e probióticos; Biologia molecular de fungos de interesse) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2014.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/5375
Data do documento: 28-Jul-2014
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