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Tipo: TCC
Título: Bioprodução de xilitol por Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 usando hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju: um estudo sobre a influência da temperatura e da agitação
Autor(es): Sudário, Marina Oliveira
Orientador: Rocha, Maria Valderez Ponte
Palavras-chave em português: Bioprocesso;Resíduos lignocelulósicos;Levedura
Palavras-chave em inglês: Bioprocess;Lignocellulosic wastes;Yeast
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Data do documento: 2017
Citação: SUDÁRIO, Marina Oliveira. Bioprodução de xilitol por Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 usando hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju: um estudo sobre a influência da temperatura e da agitação. 2026. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Resumo: O xilitol é um poliol utilizado em indústrias alimentícias, odontológicas, farmacêuticas e de cosméticos. A produção em larga escala desse açúcar-álcool ocorre por via química, sendo um processo que usa altas temperaturas e altas pressões, sem contar as várias etapas de purificação requeridas, tornando o processo de obtenção de xilitol muito caro. Por esse motivo buscam-se novas maneiras de produção que possam ser tão eficientes quanto os modos tradicionais. A produção de xilitol por bioprocessos tem várias vantagens em relação aos processos químicos tradicionais, devido a isso muitos estudos sobre meio de cultura preparados a partir de hidrolisados lignocelulósicos vêm sendo realizados, uma vez que, materiais lignocelulósicos, como o bagaço de caju, são fontes/substratos de baixo custo e com potenciais aplicações em bioprocessos. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a produção de xilitol via processo biotecnológico, utilizando a levedura Kluyveromyces marxianus ATCC36907 e o hidrolisado hemicelulósico de bagaço de caju como substrato, assim como avaliar as condições ótimas de temperatura e agitação para essa bioprodução. O hidrolisado hemicelulósico foi obtido por hidrólise do bagaço de caju utilizando ácido sulfúrico (H2SO4, 0,6 mol) diluído e aplicado como meio de cultivo. Inicialmente, avaliou-se a influência da temperatura (30 oC, 37 oC, 40 oC e 45 oC), sob agitação constante de 150 rpm. Nesta etapa, os melhores resultados encontrados foram à temperatura de 40 oC, utilizando hidrolisado hemicelulósico de bagaço de caju, obtendo uma concentração máxima de xilitol de 5,14 g.L-1, produtividade de 0,11 g.L-1.h-1 e rendimento de xilitol (YP/S) de 0,30 g.g-1. Para os meios sintéticos, as maiores concentrações de xilitol ocorreram na temperatura de 30 oC. No meio Dasgupta (MD) essa concentração de xilitol foi de 2,67 g.L-1 e no meio Serpa (MS) foi de 2,63 g.L-1. Entretanto, quando cultivado no MS, observou-se que o crescimento em biomassa do micro-organismo foi maior a 37 oC, atingindo a concentração de 16,11 g.L-1 de biomassa, enquanto o MD apresentou um crescimento de 10,47 g.L-1 quando na temperatura de 30 oC. Posteriormente, avaliou-se a influência da agitação (120, 150 e 200 rpm) e fixou-se a temperatura de 40 oC, por ter sido a temperatura que proporcionou as maiores produções de xilitol no meio a base do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de caju, sob estas condições os melhores resultados foram encontrados na agitação de 150 rpm, utilizando hidrolisado hemicelulósico, cujo os valores do processo já foram descritos anteriormente. Para os meios sintéticos, as maiores concentrações de biomassa ocorreram na agitação de 200 rpm, para o MD essa concentração foi de 15,71 g.L-1 e para o MS foi de 16,88 g.L-1. Entretanto, MD apresentou uma maior produção de xilitol a 150 rpm, atingindo a concentração de 0,52 g.L-1, enquanto o MS apresentou uma concentração de 10,47 g.L-1 de xilitol quando na agitação de 200 rpm. Com os resultados apresentados, pode-se considerar que o hidrolisado de bagaço de caju é um meio potencial para a produção biotecnológica de xilitol pela levedura Kluyveromyces marxianus ATCC 36907, sendo a maior produção atingida quando o cultivo foi conduzido a 40 oC e 150 rpm.
Abstract: Xylitol is a polyol used in food, dental, pharmaceutical and cosmetic industries. Large-scale production of the sugar-alcohol occurs by via chemical, and it is a process that uses high temperatures and pressures, not counting the various purification steps required, making the process of xylitol production very expensive. For this reason, researchers are seeking new processes of production that can be as efficient as traditional modes. The production of xylitol by bioprocesses has several advantages over traditional chemical processes, due to this, many studies on culture media prepared from lignocellulosic hydrolysates have been carried out. Lignocellulosic materials, such as cashew apple bagasse, are low cost sources with potential applications in bioprocesses. In this context, the aim of this study was to evaluate the production of xylitol by biotechnological processes, using the yeast Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 and the hemicellulosic hydrolysate from cashew apple bagasse as substrate, as well as to evaluate the optimal conditions of temperature and agitation for this bioproduction. The hemicellulosic hydrolysate was obtained by hydrolysis with dilute sulfuric acid (H2SO4) and applied as culture medium. Initially, the influence of temperature (30 oC, 37 oC, 40 oC e 45 oC) under constant stirring, at 150 rpm, was evaluated. At this stage, the best results were observed at a temperature of 40 oC, using hemicellulose hydrolysate from cashew apple bagasse, obtaining a maximum concentration of xylitol of 5.14 g.L-1, productivity of 0.11 g.L-1.h-1 and xylitol yield (YP/S) of 0.30 g.g-1. For synthetic media, the highest concentrations of xylitol occurred at temperature of 30 oC, for the Dasgupta medium (MD) this concentration was 2.67 g.L-1 and for the Serpa medium (MS) was 2.63 g.L-1. However, when grown in MS, it was observed that the growth in biomass of the microorganism was higher at 37 oC, reaching the concentration of 16.11 g.L-1 of biomass, while the MD showed a growth of 10.47 g.L-1 when at 30 oC. Subsequently, the influence of the agitation (120, 150 e 200 rpm) was evaluated at 40 oC, because it was the temperature that provided the highest yields of xylitol, under these conditions the best results were found in the agitation of 150 rpm, using hemicellulose hydrolysate, whose process values have already been described previously. For synthetic media, the highest concentrations of biomass occurred in the agitation of 200 rpm, for the MD this concentration was 15.71 g.L-1 and for the MS was 16.88 g.L-1. However, MD showed a higher production of xylitol at 150 rpm, reaching the concentration of 0.52 g.L-1, while the MS presented a concentration of 10.47 g.L-1 of xylitol when in the agitation of 200 rpm. With the results presented, it can be considered that the cashew apple bagasse hydrolysate is a potential medium for the biotechnological production of xylitol by the yeast Kluyveromyces marxianus ATCC 36907, being the highest production reached when the process was conducted at 40 oC and 150 rpm.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85456
Currículo Lattes do(s) Autor(es): https://lattes.cnpq.br/9007079805329537
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-6238-7552
Currículo Lattes do Orientador: https://lattes.cnpq.br/0639546287060338
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:BIOTECNOLOGIA - Monografias

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