Avaliação da produção de xilitol por Spathaspora passalidarium

Abstract

Frente ao panorama atual, a busca por utilizar resíduos das indústrias vem aumentando gradativamente. A indústria sucroalcooleira no Brasil produz toneladas de resíduos por ano sem destino. Alguns microrganismos são capazes de converter o açúcar presente nesses resíduos resultando em produtos e subprodutos, como o etanol e xilitol. Spathaspora passalidarium é uma levedura capaz de converter pentoses (principalmente xilose presente em materiais lignocelulósicos) nestes produtos com adequada eficiência em condições de microerofilia. Com isso, no presente trabalho foi avaliada a produção de xilitol sob condição de kLa de 44,64 h-1 utilizando S. passalidarium. Inicialmente foi determinada a condição de kLa desejada por meio de diferentes condições de aeração e agitação testadas. Ademais as células foram reativadas em shaker, centrifugadas e ressuspendidas em água estéril para serem propagadas no biorreator com volume útil de 5 L, para se obter a concentração de células de 36,65 g/L ao final de 24 h. Em seguida, foi realizada a fermentação em biorreator com volume de meio de 0,7 L sob condições controladas de agitação (215 rpm) e aeração (0,8 Lpm) referentes ao kLa de 44,64 h-1, em que se obteve concentrações de xilitol e etanol de 14,58 e 23,94 g/L, respectivamente ao final da fermentação (24 h). Além desses parâmetros, foram calculadas a produtividade volumétrica e rendimento de etanol e xilitol e obteve-se 0,8993, 0,6077 g.L-1.h-1 e 46,87 e 16,87%, respectivamente. Dessa forma, foi possível verificar o potencial de utilização da levedura S. passalidarium no conceito de biorrefinaria para a produção de xilitol e etanol simultaneamente.

In the current scenario, the search for using industrial waste is gradually increasing. The sugar and alcohol industry in Brazil produces tons of waste per year without destination. Some microorganisms are able to convert sugars present in these wastes resulting in products and byproducts such as ethanol and xylitol. Spathaspora passalidarium has been gaining prominence due its capacity of of converting pentoses (mainly xylose present in lignocellulosic biomass) into these products. Thus, in the present work the production of xylitol under kLa of 44.64 h-1 was evaluated using S. passalidarium. Cells were reactivated in shaker, centrifuged and resuspended in sterile water to be propagated in a 5 L bioreactor, where a cell concentration of 36.65 g/L was obtained after 24 h. Then, fermentation was performed in a 0.7 L bioreactor under controlled agitation (215 rpm) and aeration (0.8 Lpm) to promote kLa of 44.64 h-1, where xylitol and ethanol concentrations of 14.58 and 23.94 g/L were obtained, respectively, at the end of the fermentation (24 h). In addition to these parameters, the volumetric productivity and yield of ethanol and xylitol were calculated, which attained 0.8993, 0.6077 g.L-1.h-1 and 46,87 and 16,87%, respectively. Thus, it was possible to evaluate the potential of S. passalidarium for ethanol and xylitol production by xylose in a biorefinery concept.