Prospecção de leveduras para produção de xilitol a partir de hidrolisados de biomassa de cana

Abstract

Xilitol é um açúcar-álcool de cinco carbonos que tem despertado interesse biotecnológico, por suas diversas aplicações nas indústrias farmacêutica e alimentícia. Este composto é produzido industrialmente por rota química, através da hidrogenação catalítica de xilose purificada. Contudo, uma produção mais econômica e ambientalmente menos impactante é de interesse. Uma alternativa é a utilização de microrganismos que sejam capazes de converter a xilose presente em hidrolisados de biomassa lignocelulósica a xilitol. Para competir com a produção química, os microrganismos escolhidos devem ser capazes de manter altos índices de rendimento e produtividade, mesmo na presença dos inibidores provenientes da hidrólise da lignocelulose. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo selecionar leveduras selvagens capazes de produzir xilitol a partir de açúcares derivados do bagaço da cana de açúcar. Para isso, 960 linhagens de leveduras isoladas de amostras de solo e madeira em decomposição foram prospectadas e selecionadas pela capacidade de crescer em meio mínimo contendo xilose (40 g/L) como única fonte de carbono. As 42 leveduras que apresentaram melhor crescimento foram cultivadas em microplacas em meio de cultura suplementado com xilose e o perfil de consumo de açúcar e de produção de metabólitos foi analisado. Com base nesses resultados, as seis leveduras que mais consumiram xilose foram posteriormente identificadas taxonomicamente e avaliadas em experimentos comparativos e de cinética fermentativa em hidrolisado com e sem suplementação de fontes de carbono e nitrogênio. As seis leveduras foram identificadas como pertencentes à espécie Meyerozyma guilliermondii. Todas foram capazes de consumir toda a glicose e xilose presente no hidrolisado de bagaço de cana e produzir xilitol, porém com cinéticas diferenciadas entre si. Com base nos resultados de rendimento obtidos, uma das seis linhagens foi selecionada para comparação de cinética fermentativa de hidrolisado, em frasco e biorreator, com linhagens de Spathaspora sp. JA1, W. anomalus 740 e M. guilliermondii A3 conhecidas como produtoras de xilitol. Essa linhagem selecionada foi capaz de assimilar xilose e produzir xilitol com rendimento máximo de Y= 0,57 g/g xilose. A estratégia de prospecção adotada nesse trabalho possibilitou a identificação de uma nova linhagem de M. guilliermondii capaz de produzir xilitol a partir de hidrolisados de biomassa de cana de açúcar.