A Química Comparativa

Comparação do rendimento fermentativo entre Zymomonas mobilis e a Saccharomyces cerevisiae a partir do bagaço de cana-de-açúcar.

Justificativa                                                                                          A cana-de-açúcar é largamente produzida no Brasil e fornece a principal fonte de carboidratos fermentáveis para produção de etanol, embora apenas um terço da biomassa contida no vegetal é, atualmente, empregado para a produção deste biocombustível. Então um novo conceito de produção de etanol está associado à sua obtenção a partir da biomassa lignocelulósica, após hidrólise completa das frações polissacarídicas. Neste panorama, faz-se evidente a importância de desenvolvimentos de estratégias para a produção de etanol do bagaço de cana, visto que este resíduo possui alto conteúdo de celulose, que pode ser hidrolisada para a produção de glicose e, posteriormente, possa ser fermentada, através do processo de hidrólise enzimática simultânea à fermentação. (DOS SANTOS, DANIELLE DA SILVEIRA 2012).

Sendo assim com faz-se necessário busca por diferentes fontes de combustíveis renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias e formas de obtenção dos mesmos. Nesse contexto o presente projeto tem como justificativa a comparação entre Zymomonas mobilis e a Saccharomyces cerevisiae na produção do etanol a partir do bagaço de cana-de-açucar.

OBJETIVO GERAL                                                                          O objetivo geral do projeto consiste em comparar o rendimento fermentativo entre a Zymomonas mobilis e a Saccharomyces cerevisiae a partir do bagaço de cana-de-açúcar.

OJETIVOS ESPECÍFICOS                                                             Avaliar o desempenho da Zymomonas mobilis e da Saccharomyces cerevisiae na fermentação do bagaço de cana;

Comparação dos resultados;

Avaliar e otimizar o processo de fermentação para obter o melhor rendimento fermentativo;

Selecionas as linhagens de Zymomonas mobilis que apresentou a maior produção de etanol;

Selecionar as linhagens de Saccharomyces cerevisiae que apresentou a maior produção de etanol;

Metodologia                                                                                           O bagaço de cana-de-açúcar poderá ser obtido com produtores de caldo de cana ou com usinas próximas da região. A biomassa será inicialmente secada a 60°C em estufa ventilada por 12 horas. O pré-tratamento ácido servira para desorganizar a matriz lignocelulósica e remover a fração hemicelulósica. As condições para a realização do pré-tratamento ácido foram as seguindo Betancur (2010) e estão detalhadas a seguir: concentração de H2SO4, 1,09% (v/v); relação sólido-líquido 1:2.8 (g/ml); temperatura de 121 °C e tempo de exposição de 27 minutos em autoclave. Pré-tratamento alcalino se faz necessário para aumentar a acessibilidade das enzimas às fibras celulósicas (BARCELOS et al., 2012). Dessa forma, a celulignina foi submetida à deslignificação com uso de solução de NaOH a 4% (m/v), na relação sólido-líquido de 1:20 (VÁSQUEZ, 2007, apud DOS SANTOS, 2012, p. 86) e submetida a tratamento térmico (121 °C por 30 minutos) em autoclave.

A Zymomonas mobilis, pode ser obtida em parceria com universidades parceiras. As culturas devem preservadas a 4°C, após crescimento em tubos tipo Falcon, incubados em estufa a 30°C por 24 horas em meio líquido, contendo glicose (20 g/L) e extrato de levedura (5 g/L) (SWING & DE LEY, 1977). As linhagens de Z. mobilis devem ser repicadas mensalmente. O microrganismo também foi mantido em ágar inclinado e em placa de petri, empregando o meio Swing & De Ley (SDL), e armazenado a 4ºC, após ser incubado em estufa com temperatura controlada de 30oC durante aproximadamente 48h (SWING & DE LEY, 1977). A composição do meio agarizado 20 g/L de Glicose, 2,5 g/L de Extrato de levedura e 20 g/L de Agar. Com a finalidade de manter as células ativas para a realização dos diferentes experimentos, repiques periódicos a partir do cultivo original foram realizados a cada três meses em câmara asséptica. Em simultâneo será realizado o cultivo da Saccharomyces cerevisiae para a comparação do rendimento fermentativo                                                                                                                                   Referências                                                                                BARCELOS, C. A.; MAEDA, R. N.; BETANCUR, G. J. V.; PEREIRA, N. The Essentialness of Delignification on Enzymatic Hydrolysis of Sugar Cane Bagasse Cellulignin for Second Generation Ethanol Production. Waste and Biomass Valorization, v. 3, p. 255-260, 2012.                       BETANCUR, G. J. V. Avanços em Biotecnologia de Hemicelulose para Produção de Etanol por Pichia stipitis. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.            DOS SANTOS, DANIELLE DA SILVEIRA. Produção de etanol de segunda geração por Zymomonas mobilis naturalmente ocorrente e recombinante, empregando biomassa lignocelulósica. 2012.         PAGANE GUERESCHI ERNANDES, Fernanda Maria; GARCIA-CRUZ, Crispin Humberto. Zymomonas mobilis: um microrganismo promissor para a fermentação alcoólica. Semina: Ciências Agrárias, p. 361-380, 2009.                                                                                         SWINGS, J. & DE LEY, J. The Biology of Zymomonas. Bacteriological Reviews, v. 41, p. 1-46, 1977.