INCT Leveduras

Apesar das melhorias recentes, as biorrefinarias de segunda geração (2G) ainda têm desafios a superar, especialmente no que diz respeito à hidrólise de celulose e xilana e à fermentação de xilose. As hidrolases respondem por um alto percentual do custo total do processo e as leveduras industriais podem não assimilar adequadamente a xilose. Nesse sentido, a prospecção de microrganismos que possam tanto metabolizar esse açúcar quanto hidrolisar celulose e xilana poderá levar a avanços significativos nos processos 2G. Uma vez que a microbiota intestinal de insetos herbívoros provou ser o principal participante na digestão da lignocelulose, leveduras foram isoladas do intestino de larvas de Spodoptera frugiperda e sua capacidade celulolítica, xilanolítica e de assimilação de xilose foi analisada. De cem intestinos de larvas, quarenta e seis leveduras foram selecionadas pela sua capacidade de crescimento em meios contendo xilose. Quatorze cepas foram capazes de hidrolisar a celulose e três apresentaram atividade xilanolítica. Duas cepas, taxonomicamente identificadas como Papiliotrema laurentii e Meyerozyma caribbica , destacaram-se com o maior rendimento e produtividade de biomassa celular quando submetidas a uma análise de crescimento em microescala de alto rendimento sob diferentes condições de cultivo (variando pH e concentração de açúcar). Enquanto a cepa de P. laurentii apresentou maior atividade xilanolítica (205,48 U/mL) e capacidade celulolítica intermediária (31,25 U/mL), a cepa de M. caribbica apresentou, além da atividade de celulase (37,46 U/mL), alto teor de etanol e xilitol. rendimentos (0,36 g de etanol /g de glicose e 0,35 g de xilitol /g de xilose , respectivamente) em meios com os inibidores de fermentação mais comuns em bioprocessos 2G. Através de um Design Rotativo de Composto Central, a condição otimizada para a produção simultânea de etanol e xilitol foi encontrada em uma faixa de concentração de açúcar de 55 a 85 g/L e entre valores de pH de 6,0 a 8,5. Além disso, esta análise de desenho experimental permitiu a validação de modelos codificados empiricamente. Esses resultados indicam o alto potencial biotecnológico da prospecção de leveduras em intestinos de S. frugiperda .