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dc.contributor.authorRosa, Daniella Guimarães
dc.date.accessioned2021-01-13T13:39:01Z
dc.date.available2021-01-13T13:39:01Z
dc.date.issued2020-12-14
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13679
dc.description.abstractThe implementation of the second-generation (2G) bioethanol’s industrial production using recombinant yeast relies on developing proper fermentation strategies to obtain ethanol in high concentrations from hemicellulosic concentrated hydrolysates, containing inhibitory compounds. Several studies relate the protection effect given by alginate gel, whilst other mention that supplementation with lipids and nutrients rich in protein can contribute to a higher ethanol tolerance. Therefore, the main objective of this work is to evaluate the influence of alginate gel microcapsules, enriched (or not) with key nutrients, on the performance of xylose fermentation by immobilized recombinant yeast, through Plackett-Burman’s experimental design with experiments carried out under medium A (without ethanol supplementation) and medium B (with ethanol supplementation). In the first place, a specific study was conducted to assess the chosen levels for the fermentative medium’s supplementation. For this purpose, experiments using enriched medium with different concentrations of peptone, yeast extract, glycerol and oleic acid were performed. Similarly, experiments to evaluate ethanol’s initial concentration to be used in the experimental design runs under ethanol supplementation (medium B) were also conducted. All experiments were carried out inside mini reactors with 8 mL of useful volume, containing 3 mL of medium YPX (yeast extract, peptone, and xylose) and 3 mL of rS. cerevisiae MDS130 immobilized in calcium alginate, under 35 oC and stationary condition. The fermentations were monitored by mass loss associated to CO2 release and, at the end of each batch, the supernatant was stored to posterior analysis of its sugar and metabolites concentrations through high performance liquid chromatography. Cells viability after the batches were determined in Neubauer chamber, after capsules disruption and staining with methylene blue. Then, the Plackett-Burman’s design runs using a PB12 matrix was carried out. The selected studied factors were: sodium alginate mass fraction, capsule diameter, peptone concentration, yeast extract concentration, glycerol mass fraction, and oleic acid mass fraction. For the statistical analysis, the responses volumetric productivity (Qp [g/L.h]), ethanol selectivity (S [get/gxil]), overall ethanol yield (Yp/s [get/gxil]), and final conversion (Xf [%]) were chosen. Thus, according to the statistical analysis results, the capsule’s diameter and the concentrations of glycerol and yeast extract were identified as the factors that presented significant effects over the performance of recombinant Saccharomyces cerevisiae xylose’s fermentation.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectetanol 2G, Saccharomyces cerevisiae, fração hemicelulósicapor
dc.titleInfluência das Condições de Encapsulamento em Alginato e da Suplementação com Nutrientes sobre a Fermentação de Xilose por Saccharomyces cerevisiae recombinantepor
dc.title.alternativeInfluence of alginate entrapment conditions and nutrient supplementation on xylose fermentation by recombinant Saccharomyces cerevisiasepor
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Zangirolami, Teresa Cristina
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4546701843297248por
dc.contributor.advisor-co1Perez, Caroline Lopes
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4188788274676361por
dc.description.resumoA implementação de processo industrial de produção de etanol 2G utilizando linhagens recombinantes depende do desenvolvimento de estratégias de fermentação adequadas para a obtenção de etanol em altas concentrações a partir de hidrolisados de hemicelulose concentrados, contendo compostos inibidores. Inúmeros estudos relatam o efeito de proteção conferido pelo gel de alginato, enquanto outros mencionam que a suplementação com lipídeos e nutrientes ricos em proteínas pode contribuir para uma maior tolerância ao etanol. Assim, o principal objetivo deste trabalho é avaliar a influência das características das cápsulas de alginato de cálcio, enriquecidas (ou não) com nutrientes específicos, sobre o desempenho do processo fermentativo de xilose por levedura recombinante imobilizada, a partir de planejamento experimental Plackett-Burman, com experimentos realizados em meio A (sem suplementação de etanol) e meio B (com suplementação de etanol). Dessa forma, foi realizado inicialmente um estudo específico para definição dos níveis escolhidos para suplementação do meio fermentativo, para o qual foram conduzidos experimentos em meio suplementado com diferentes concentrações de peptona, extrato de levedura, glicerol e ácido oleico. Com o mesmo objetivo, foram realizados experimentos para avaliação da concentração inicial de etanol a ser utilizada nos experimentos do planejamento experimental conduzidos em meio suplementado com etanol (meio B). Todos os experimentos foram realizados em mini-reatores de 8 mL de volume útil, contendo 3 mL de meio YPX (extrato de levedura, peptona e xilose) e 3 ml de células de rS. cerevisiae MDS130 imobilizadas em alginato de cálcio, a 35 oC e em condição estática. O acompanhamento das fermentações foi realizado por meio da perda de massa devido à liberação de CO2 e, ao final das bateladas, o sobrenadante era armazenado para posterior análise da concentração de açúcares e metabólitos por cromatografia líquida de alta eficiência. A viabilidade celular ao final das bateladas foi determinada em câmara de Neubauer, após rompimento das cápsulas e coloração com azul de metileno. Assim, foram realizados os experimentos do planejamento experimental Plackett-Burman utilizando matriz PB12 e tendo como fatores a fração mássica de alginato de sódio, o diâmetro médio das cápsulas, a concentração de peptona, a concentração de extrato de levedura, a fração mássica de glicerol e a fração mássica de ácido oleico. Para a análise estatística, foram escolhidas as respostas produtividade volumétrica de etanol (Qp [g/L.h]), seletividade em etanol (S [get/gxil]), rendimento global em etanol (Yp/s [get/gxil]) e conversão final (Xf [%]). Por fim, a partir dos resultados obtidos nos ensaios realizados, identificou-se que o diâmetro médio e as concentrações de glicerol e de extrato de levedura foram os fatores que apresentaram efeitos significativos no desempenho da fermentação de xilose por Saccharomyces cerevisiae recombinante.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipId2018/11887-0por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6485765341751583por
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6485765341751583por
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQpor


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