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Avaliação de leveduras nativas Scheffersomyces stipitis e Spathaspora passalidarum na produção de bioetanol de segunda geração a partir de hidrolisados de bagaço de cana-de-açúcar contendo xilose e glicose

Processo: 17/04997-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2017 - 31 de julho de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Jaciane Lutz Ienczak
Beneficiário:Jaciane Lutz Ienczak
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados:Aline Carvalho da Costa ; Gabriela Felix Persinoti ; Leandro Vieira dos Santos ; Sarita Candida Rabelo
Assunto(s):Fermentação alcoólica  Leveduras  Bioprocessos  Biomassa lignocelulósica  Cana-de-açúcar  Xilose  Bioetanol  Pentoses  Modelos matemáticos 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Bioprocesso | Fermentação Alcóólica | leveduras nativas | modelagem matematica | pentoses | Bioprocessos

Resumo

As principais características do sucesso de produção de etanol de primeira geração no Brasil estão no uso de elevadas concentrações de leveduras, reuso das leveduras, operação em batelada alimentada, uso de temperatura e pH adequados, além do controle microbiano (lavagens ácidas entre os reciclos) que caracterizam o processo Melle Boinot. Por outro lado, a fermentação dos açúcares obtidos por meio da hidrólise da biomassa de cana-de-açúcar (glicose e xilose) trata-se ainda de processo em fase de desenvolvimento. Neste sentido, a fermentação destes açúcares por leveduras nativas e o uso do sistema de sucesso para a primeira geração (Melle Boinot) mostram-se como o ponto de partida para o estabelecimento de um processo seguro para a produção de etanol de segunda geração, necessitando obviamente de algumas adaptações à nova realidade do processo (leveduras não Saccharomyces cerevisiae e diferentes carboidratos). Neste sentido, este projeto visa o estudo da aplicação do processo Melle Boinot para a fermentação de hidrolisados do bagaço de cana-de-açúcar contendo mistura de xilose e glicose pelas leveduras nativas Scheffersomyces stipitis e Spathaspora passalidarum. No projeto se objetiva estudar a temperatura de processo para o melhor consumo da xilose, metabolismo de xilose e glicose por estas leveduras, influência da transferência de oxigênio e inibidores, contaminação de dornas de fermentação e cinética e balanço de massa do sistema. Com os resultados obtidos espera-se que este projeto possa trazer à comunidade científica e tecnológica a visão abrangente da aplicação de ferramentas em nível bioquímico/biológico (análise de metabólitos e transcritos), bioprocessos (transferência de massa, efeito de inibidores e contaminantes) e aplicação tecnológica (possibilidade de aplicação em escala piloto) do processo baseando-se na primeira geração (Melle Boinot). (AU)

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Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
COLLOGRAI, KAREN CRISTINA; DA COSTA, ALINE CARVALHO; IENCZAK, JACIANE LUTZ. Effect of contamination with Lactobacillus fermentum I2 on ethanol production by Spathaspora passalidarum. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 103, n. 12, p. 5039-5050, . (16/06142-0, 17/04997-0)
COLLOGRAI, KAREN CRISTINA; PEREIRA, ISABELA DE OLIVEIRA; NEITZEL, THIAGO; MARTINEZ-JIMENEZ, FERNAN DAVID; DA COSTA, ALINE CARVALHO; IENCZAK, JACIANE LUTZ. Secretome analysis as a tool to elucidate bacterial contamination influence during second-generation ethanol production in a Melle-Boinot process. FEMS Yeast Research, v. 21, n. 3, . (17/04997-0)
BONAN, CAROLINA I. D. G.; BIAZI, LUIZ E.; DIONISIO, SUZANE R.; SOARES, LAUREN B.; TRAMONTINA, ROBSON; SOUSA, AMANDA S.; DE OLIVEIRA FILHO, CARLOS A.; COSTA, ALINE C.; IENCZAK, JACIANE L.. Redox potential as a key parameter for monitoring and optimization of xylose fermentation with yeast Spathaspora passalidarum under limited-oxygen conditions. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 43, n. 8, . (16/06142-0, 16/14567-0, 17/04997-0)
BIAZI, LUIZ E.; SANTOS, SAMANTHA C.; NETO, ANTONIO A. KAUPERT; SOUSA, AMANDA S.; SOARES, LAUREN B.; RENZANO, EDUARDO; VELASCO, JULIANA; RABELO, SARITA C.; COSTA, ALINE C.; IENCZAK, JACIANE L.. Adaptation Strategy to Increase the Tolerance of Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 to Inhibitors of Sugarcane Bagasse Hemicellulosic Hydrolysate Through Comparative Studies of Proteomics and Fermentation. BioEnergy Research, . (15/20630-4, 14/01135-0, 17/04997-0, 16/14567-0)
BIAZI, L. E.; MARTINEZ-JIMENEZ, F. D.; BONAN, C. I. D. G.; SOARES, L. B.; MORAIS, E. R.; IENCZAK, J. L.; COSTA, A. C.. A differential evolution approach to estimate parameters in a temperature-dependent kinetic model for second generation ethanol production under high cell density with Spathaspora passalidarum. Biochemical Engineering Journal, v. 161, . (15/20630-4, 16/14567-0, 17/04997-0)
MARTINEZ-JIMENEZ, FERNAN; DE ARRUDA RIBEIRO, MARCELO PERENCIN; SARGO, CINTIA REGINA; IENCZAK, JACIANE LUTZ; MORAIS, EDVALDO RODRIGO; DA COSTA, ALINE CARVALHO. Dynamic Modeling Application To Evaluate the Performance of Spathaspora passalidarum in Second-Generation Ethanol Production: Parametric Dynamics and the Likelihood Confidence Region. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 60, n. 38, p. 13822-13833, . (15/20630-4, 17/04997-0)

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