Norsk utviklingspolitikk i dag

Foram realizados testes fermentativos com as oito linhagens de Kluyveromyces

marxianus, todos sob temperatura de 45 °C, porém variando-se a velocidade de agitação

(150 e 100 rpm). O primeiro ensaio, com agitação rotatória de 150 rpm, foi realizado com todas as linhagens (Km-1 a Km-8) e os resultados estão apresentados na Figura 5.1, em que não são mostrados os perfis cinéticos das leveduras Km-7 e Km-8, uma vez que estas não apresentaram crescimento nas condições avaliadas. Na temperatura de 30 °C estas leveduras foram capazes de crescer em meio semissintético contendo glicose (dados não mostrados), mas sob temperaturas em torno de 45 °C o crescimento destas foi totalmente inibido, mostrando que estas linhagens não possuíam a característica visada nesta seleção.

Nota-se que, nas condições de fermentação empregadas, praticamente toda a glicose foi consumida em 8 horas de fermentação pelas linhagens Km-1, Km-2, Km-3, Km-5 e Km-6 (Figura 5.1 a, b, c, e, f, respectivamente). Apenas a linhagem Km-4 apresentou baixo consumo de substrato e consequentemente baixo crescimento e produção de etanol (Figura 5.1 d). Este comportamento pode ser atribuído à inibição da levedura pela elevada temperatura empregada na fermentação (45 °C), uma vez que nas condições de obtenção do inóculo, onde se utilizou uma temperatura de 42 °C, a mesma alcançou uma concentração celular correspondente a 30 unidades de DO600 (dados não mostrados). De

fato, Souza (2011) observou a sensibilidade desta levedura perante pequenas variações na temperatura. O autor reportou que a velocidade máxima de crescimento (µmáx) da levedura K. marxianus UFV-3, aqui designada como Km-4, diminuiu em 55 % quando a

temperatura de crescimento passou de 42 para 45 °C.

A máxima produção de etanol para as linhagens Km-1, Km-2, Km-3 e Km-5 ocorreu em 8 horas, enquanto para a linhagem Km-6 foi observada a maior concentração de produto em 12 horas de fermentação. Nota-se também que, para estas linhagens, não ocorreu consumo acentuado de etanol após o término da glicose presente no meio. Vale destacar que a levedura Km-6 foi a que apresentou o maior crescimento celular, atingindo uma DO600 de 30 unidades, enquanto as demais apresentaram valores abaixo de 20

Figura 5.1: Produção de etanol por diferentes linhagens de K. marxianus a) Km-1, b) Km-2, c) Km-3, d) Km-4, e) Km-5 e f) Km-6, em meio

Devido à ausência de crescimento das linhagens Km-7 e Km-8 e aos baixos consumo de glicose e produção de etanol pela linhagem Km-4, estas leveduras não foram empregadas na etapa posterior do processo de seleção. Desta forma, a etapa seguinte foi realizada com as linhagens Km-1, Km-2, Km-3, Km-5 e Km-6 também a 45 °C, visando avaliar o efeito da agitação sobre a produção de etanol por estas leveduras. Os resultados obtidos com a agitação rotatória de 100 rpm estão apresentados na Figura 5.2.

De maneira semelhante ao ensaio com agitação de 150 rpm, observa-se que, empregando a agitação de 100 rpm, as cinco leveduras avaliadas consumiram toda a glicose disponível no meio em apenas 8 horas. Este tempo também foi o ponto de máxima produção de etanol para todas as linhagens, que apresentaram perfis semelhantes de crescimento e produção de etanol. Verifica-se na Figura 5.2 que a linhagem Km-2 foi a que apresentou a menor concentração de etanol (12,94 g/L), enquanto a levedura Km-5 foi a que apresentou maior concentração de etanol (14,68 g/L). Nota-se ainda que nenhuma das linhagens ultrapassaram o valor de 20 unidades de DO600, o que corresponde a uma

Figura 5.2: Produção de etanol por diferentes linhagens de K. marxianus a) Km-1, b) Km-2, c) Km-3, d) Km-5, e e) Km-6, em meio

A Tabela 5.1 apresenta os parâmetros fermentativos durante o cultivo das diferentes linhagens de K. marxianus sob as condições de agitação avaliadas.

Tabela 5.1 – Parâmetros fermentativos e produção de etanol das linhagens de K.

marxianus a 45 °C sob diferentes condições de agitação em meio contendo glicose como

fonte de carbono. Linhagem Agitação (rpm) µmáx (h-1) YP/S (g/g) η (%) QP (g/L.h) Km-1 150 ₁₀₀ 0,35 _0,25 0,25 _0,33 49,0 _64,7 1,59 _1,83 Km-2 150 ₁₀₀ 0,27 _0,22 0,25 _0,31 49,0 _60,8 1,57 _1,62 Km-3 150 0,26 0,27 52,9 1,73 100 0,29 0,31 60,8 1,66 Km-5 150 0,24 0,23 45,1 1,47 100 0,27 0,35 68,6 1,96 Km-6 150 0,26 0,25 49,0 1,20 100 0,28 0,33 64,7 1,97

De acordo com os resultados apresentados na Tabela 5.1, pode-se observar que a menor condição de agitação (100 rpm) favoreceu a conversão de glicose em etanol para as cinco linhagens avaliadas. Verifica-se que os maiores valores de produtividade volumétrica em etanol foram obtidos quando a agitação foi de 100 rpm para as linhagens Km-1, Km-5 e Km-6, que apresentaram QP de 1,83, 1,96 e 1,97 g/L.h, respectivamente. A linhagem

Km-3 foi a única que apresentou um maior valor de QP na agitação de 150 rpm. Com

relação à velocidade máxima de crescimento específico (µmáx) nota-se um comportamento

diferente entre as linhagens avaliadas. Enquanto que para Km-1 e Km-2 o valor de µmáx

decresceu ao empregar a menor agitação, para as linhagens Km-3, Km-5 e Km-6 este parâmetro aumentou. Vale destacar que a levedura Km-5 foi a que apresentou maior influência com a variação da velocidade de agitação, apresentando um aumento de 52 % de eficiência quando a agitação decresceu de 150 para 100 rpm. Nesta condição, a linhagem Km-5 alcançou o maior valor de eficiência observado em todos os ensaios (68,6%). Este resultado mostra a importância da condição de oxigenação sobre a produção de etanol, a qual foi melhor investigada em uma etapa posterior.

Com base nos parâmetros fermentativos (YP/S e QP), pode-se inferir que as cinco

de glicose a etanol na temperatura de 45 °C, o que as tornam candidatas potenciais para a utilização no processo de sacarificação e fermentação de matérias-primas lignocelulósicas. Para dar continuidade aos trabalhos propostos foi selecionada a linhagem Km-5 (K.

marxianus NRRL Y-6860) por apresentar a maior eficiência de conversão de glicose em

etanol. Esta linhagem foi isolada a partir de uma bebida alcoólica equatoriana feita de banana, e identificada como K. marxianus por sequenciamento de rDNA 26S (ARS/USDA, 2011), a qual foi gentilmente cedida para a realização deste trabalho.