Nos últimos 30 anos, os processos industriais de fermentação alcoólica aumentaram,
significativamente, a rentabilidade global das destilarias brasileiras de 75-80% para 90-
92% e reduziram os custos de produção. Vários fatores contribuíram para a melhoria
dos processos industriais, incluindo a identificação, monitoramento e seleção de
linhagens de leveduras. Materiais amiláceos representam uma fonte muito importante e
promissora de biomassa renovável. Para transformá-los em açúcares fermentáveis, a
degradação do mesmo depende da ação das enzimas que realizam a bioconversão desse
material e é um dos principais fatores que devem ser considerados. A estratégia adotada
para desenvolver esse trabalho foi a otimização dos meios de cultura para a produção
das amilases recombinantes através da metodologia de superfície de resposta (RSM)
baseada no Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) que foi usada também
para otimizar os sólidos e as cargas enzimáticas para aumentar a liberação de glicose e o
rendimento da hidrólise enzimática; concentração por sistema de ultrafiltração
tangencial em membranas; avaliação da hidrólise através das fermentações e análise do
produto final por cromatografia gasosa (CG). Neste contexto, o estudo em questão teve
como objetivo otimizar a produção de amilases recombinantes para hidrólise de fontes
amiláceas visando produção de álcool de amido. O hidrolisado da fécula de mandioca
Manihot esculenta Crantz, fonte amilácea utilizada, foi obtido com a utilização de
amilases recombinantes, sendo uma α-amilase clonada de Bacillus licheniformis e uma
glicoamilase clonada de Aspergillus awamori ambas expressas em Pichia pastoris
GS115, advindas de trabalhos anteriormente desenvolvidos em nosso grupo de
pesquisa. O hidrolisado obtido foi fermentado pela levedura Saccharomyces cerevisiae
comercial em sistemas conhecidos como fermentômetros (airlock). As cargas ótimas de
sólidos e carga de mistura enzimática estabelecidas com RSM foram de 458,1 g/L e
19,15 μL/g de amido de fécula, respectivamente, e nessas condições (330 ± 4) g/L de
glicose foram obtidos, correspondendo a um rendimento de hidrólise de 89,36%. O
hidrolisado resultou em uma concentração de 64,62 g/L de etanol correspondendo 86%
de conversão em 10 h de fermentação, com eficiência de hidrólise fermentativa (HF)
igual a 86,16%, produtividade volumétrica (QP) 6,46 g/Lh e fator de rendimento em
substrato consumido (YP/S) de 0,431 g/g.
|
