Orientadores: Everson Alves Miranda, Silvio Silvério da Silva

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O biodiesel, que tem como uma de suas matérias prima principais óleos vegetais, tem sido cada vez mais utilizado em substituição ao diesel produzido a partir de petróleo, devido a razões de sustentabilidade e ambientais. Entretanto, variações climáticas e geográficas, além da competição por...

Resumo: O biodiesel, que tem como uma de suas matérias prima principais óleos vegetais, tem sido cada vez mais utilizado em substituição ao diesel produzido a partir de petróleo, devido a razões de sustentabilidade e ambientais. Entretanto, variações climáticas e geográficas, além da competição por áreas cultiváveis para produção de alimentos, afetam a disponibilidade e custo de sua matéria-prima, sendo um entrave para seu uso em maior escala. Óleos microbianos (OM) produzidos por microrganismos oleaginosos são uma alternativa possível para sanar este problema, dentre eles aquele produzido pela levedura Rhodosporidium toruloides. Esta levedura é capaz de acumular até 70% de óleo na célula (base seca), além de crescer em meios derivados de coprodutos de biorrefinaria, tal como o hidrolisado hemicelulósico do bagaço de cana-de-açúcar (HHBCA). Todavia, esse hidrolisado contém inibidores e apresenta baixa razão molar entre carbono e nitrogênio (C/N) que não favorece o crescimento do microrganismo e a produção de lipídios. O objetivo deste estudo foi otimizar o HHBCA como meio de cultivo para a produção de OM pela cepa R. toruloides CCT7815 suplementando-o com glicerol, melaço de soja e extrato de levedura, sendo os dois primeiros suplementos capazes de aumentar a razão C/N do meio. A formulação otimizada continha 30 g/L de glicerol, 50 g/L de melaço de soja, 1,5 g/L de extrato de levedura e 80% (v/v) de HHBCA não destoxificado, além do requerimento de 1% de solução de micronutrientes. Nesse meio otimizado, as células foram capazes de acumular 44% de lipídios (base seca), ao passo que no hidrolisado não suplementado este conteúdo foi de apenas 26%, resultando em um aumento de cinco vezes na concentração lipídica. Além da suplementação do HHBCA, a melhor fase de crescimento e concentração celular inicial (em termos de densidade óptica (OD)) para ser usada como inóculo foram determinadas, sendo elas a fase de desaceleração e OD600 igual a 1. Portanto, a adição de glicerol e melaço de soja é uma estratégia simples para melhorar a produção de OM para essa cepa de R. toruloides em substratos com baixa razão C/N

Abstract: Biodiesel, which has vegetable oils as a raw material, is currently used as a substitute for diesel produced from petroleum due to sustainability and environmental issues. However, geographic and climatic variations and competition for agricultural area with food crops affect the...

Abstract: Biodiesel, which has vegetable oils as a raw material, is currently used as a substitute for diesel produced from petroleum due to sustainability and environmental issues. However, geographic and climatic variations and competition for agricultural area with food crops affect the availability and cost of the oil seeds used in its production process. Microbial oil (MO) produced by oleaginous microorganisms is a possible solution to overcome these problems. The yeast Rhodosporidium toruloides is one of these microorganisms. It can accumulate up to 70% of oil (dry mass base) in its cells and can grow in media made from biorefinery co-products, e.g., sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate (SCBHH). However, this hydrolysate has low carbon to nitrogen (C/N) ratio and contains inhibitors that do not favor growth and lipid production. The objective of this work was to optimize the SCBHH as a medium for the production of MO by R. toruloides CCT7815 strain supplementing it with glycerol, soybean molasses, and yeast extract, the first two being able to increase the C/N ratio of the medium. The optimized formulation contained 30 g/L of glycerol, 50 g/L of soybean molasses, 1.5 g/L of yeast extract, and 80% (v/v) non-detoxified SCBHH, besides the 1% micronutrient solution requirement. In this medium the cells were able to accumulate 44% of lipids (dry mass base) whereas the non-supplemented hydrolysate provided a lipid content of 26%, resulting in a 5-fold increase in lipid concentration. Also, the best inoculum phase and initial cell concentration to be used as inoculum were determined: deceleration phase and OD equal 1. Therefore, the addition of glycerol and soybean molasses is a simple strategy to improve production of MO by this R. toruloides strain in substrates with low C/N ratio

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