The composition of sacarine substrates for ethanol production and the fermentative capacity Saccharomyces cerevisiae Pedra-2

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10235

Keywords:

Nutrients; Sugarcane juice; Sweet sorghum; Fermentation.

Abstract

The production of ethanol in Brazil is based on sugarcane juice, however other biomasses can be used for this process, such as sweet sorghum. However, some nutrients can interfere with fermentation, such as the presence of metals, carbon and nitrogen sources, which can affect the fermentation capacity of yeasts. Thus, this study aims to analyze the presence of fundamental nutrients present in saccharine substrates, as well as their assimilation and conversion of ethanol by the yeast Pedra-2. Samples of sugarcane and sorghum juice were obtained, in which analysis of the presence of metals was carried out using acid digestion and the levels determined by atomic flame absorption spectroscopy. The amino acid analysis was performed on the saccharine substrates at a concentration of 22 ºBrix, before and after fermentation, and analyzed by high-performance liquid chromatography and the concentration of ethanol by gas chromatography. The sorghum broth showed higher amounts of available amino acid metals. The yeast Pedra-2 showed better fermentative performance in the sorghum broth. We can conclude that the sorghum broth represents an important substrate to be used to increase the sustainability and production of ethanol in Brazil.

Author Biographies

Rebeca Fasioli Silva, State University of Mato Grosso do Sul

Graduação em Biologia

Maria do Socorro Mascarenhas Santos, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul

Programa de Pós-Graduação Graduação em Recursos Naturais / PGRN Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul / UEMS

References

Alves, M. B. N., & Paixão, A. E. A. (2018). Mapeamento tecnológico dos cultivares de cana-de-açúcar da RIDESA com base no censo Varietal 2016/2017, no Estado de Alagoas. Revista INGI-Indicação Geográfica e Inovação, 2(3), 164-174.

Amorim, H. V., & Lopes, M. L. (2013). Ciência e tecnologia na seleção de leveduras para produção de etanol. Microrganismos em Agroenergia: da Prospecção aos Bioprocessos. Brasília: Embrapa Agroenergia, 42-59.

Auesukaree, C. (2017). Molecular mechanisms of the yeast adaptive response and tolerance to stresses encountered during ethanol fermentation. Journal of bioscience and bioengineering, 124(2), 133-142.

Barbieri, J. C. (2017). Gestão ambiental empresarial. Saraiva Educação SA.

Batistote, M., Cardoso, C. A. L., Ramos, D. D., & Ernandes, J. R. (2010). Desempenho de leveduras obtidas em indústria de Mato Grosso do Sul na produção de etanol em mosto a base de cana de açúcar. Ciência e Natura, 83-95.

Courchesne, W. E., Vlasek, C., Klukovich, R., & Coffee, S. (2011). Ethanol induces calcium influx via the Cch1-Mid1 transporter in Saccharomyces cerevisiae. Archives of microbiology, 193(5), 323-334.

Da Silva, M. J., Pastina, M. M., de Souza, V. F., Schaffert, R. E., Carneiro, P. C. S., Noda, R. W., ... & Parrella, R. A. D. C. (2017). Phenotypic and molecular characterization of sweet sorghum accessions for bioenergy production. PloS one, 12(8), e0183504.

De Azevedo, A. N. G., & de Azevedo Lima, B. G. (2016). Biocombustíveis: Influencia no desenvolvimento e inserção internacional. Revista Direito Ambiental e Sociedade, 6(1).

Della-Bianca, B. E., Basso, T. O., Stambuk, B. U., Basso, L. C., & Gombert, A. K. (2013). What do we know about the yeast strains from the Brazilian fuel ethanol industry?. Applied microbiology and biotechnology, 97(3), 979-991.

Dzialo, M. C., Park, R., Steensels, J., Lievens, B., & Verstrepen, K. J. (2017). Physiology, ecology and industrial applications of aroma formation in yeast. FEMS microbiology reviews, 41, S95-S128.

Ferreira, V. F., Silva, F. D. C. D., & Ferreira, P. G. (2013). Carboidratos como fonte de compostos para a indústria de química fina. Química Nova, 36(10), 1514-1519.

Goldemberg, J. (2016). Atualidade e perspectivas no uso de biomassa para geração de energia. Revista Virtual de Química, 9(1), 15-28.

Gonçalves, K. Y., Block, N., Corrëa, E., Negrão, P., & Costa, G. (2015). Processo produtivo do etanol hidratado a partir da cana de açúcar. Anais do IX EEPA, Encontro de Engenharia de Produção agroindustrial.

Ljungdahl, P. O., & Daignan-Fornier, B. (2012). Regulation of amino acid, nucleotide, and phosphate metabolism in Saccharomyces cerevisiae. Genetics, 190(3), 885-929.

Lucena, E., Rolim, M. M., Silva, N., & Cavalcanti, N. (2013). Efeito da aplicação de Vinhaça e torta de filtro sobre o crescimento inicial da cultura do sorgo sacarino. XIII Jornada de Ensino, Pesquisa e Extensão-JEPEX.

Mueller, L. P., Sarabia, D. T., Mascarenhas Santos, M. S., Cardoso, C. A. L., & Batistote, M. (2019). O potencial associado das fontes renováveis e Saccharomyces cerevisiae para produção de bioetanol. Educação Ambiental em Ação, 68.

Santos, R. M., Nogueira, F. C., Brasil, A. A., Carvalho, P. C., Leprevost, F. V., Domont, G. B., & Eleutherio, E. C. (2017). Quantitative proteomic analysis of the Saccharomyces cerevisiae industrial strains CAT-1 and PE-2. Journal of proteomics, 151, 114-121.

Souza, R. B. D. (2016). Análise fisiológica e transcriptômica de Saccharomyces cerevisiae em resposta celular à composição mineral da cana-de-açúcar.

Tognete, M. H. P. B. (2017). A influência da matéria-prima e diferentes cepas de levedura no rendimento fermentativo de um processo de obtenção de etanol.

Torres, V. D. O., Piva, R. C., Antonialli Junior, W. F., & Cardoso, C. A. L. (2018). Free Amino Acids Analysis in the Venom of the Social Wasp Polistes lanio Under Different Forms of Preservation. Orbital: The Electronic Journal of Chemistry, 10(1), 1-8.

Trofimova, Y., Walker, G., & Rapoport, A. (2010). Anhydrobiosis in yeast: influence of calcium and magnesium ions on yeast resistance to dehydration–rehydration. FEMS microbiology letters, 308(1), 55-61.

Vázquez-Lima, F., Silva, P., Barreiro, A., Martínez-Moreno, R., Morales, P., Quirós, M., ... & Ferrer, P. (2014). Use of chemostat cultures mimicking different phases of wine fermentations as a tool for quantitative physiological analysis. Microbial cell factories, 13(1), 85.

Welz, B & Sperling, M. (1999) Atomic Absorption Spectrometry. Weinheim: Wiley-VCH, 3, 965 .

Zhao, X. Q., & Bai, F. W. (2012). Zinc and yeast stress tolerance: micronutrient plays a big role. Journal of biotechnology, 158(4), 176-183.

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Published

21/11/2020

How to Cite

SILVA, R. F. .; SANTOS, M. do S. M.; MUELLER, L. P.; CARDOSO, C. A. L. .; BATISTOTE, M. The composition of sacarine substrates for ethanol production and the fermentative capacity Saccharomyces cerevisiae Pedra-2. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 11, p. e44891110235, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i11.10235. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/10235. Acesso em: 13 nov. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences