Interação entre S. cerevisiae MONA, PE-2, CAT-1 e ATCC em fermentação de caldo de cana-de-açúcar
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i2.12791Palavras-chave:
Etanol; Co-cultura; Comportamento metabólico.Resumo
A diversidade microbiana na fermentação alcoólica gera diferentes comportamentos metabólicos que dependem dos microrganismos presentes. Alguns parâmetros cinéticos podem dizer como as interações entre microrganismos estão ocorrendo na fermentação e também podem prever seus comportamentos metabólicos. No entanto, existem poucos estudos sobre a influência das interações microbianas nos parâmetros cinéticos na fermentação da cana-de-açúcar. Portanto, este trabalho teve como objetivo compreender a influência das estirpe de levedura Saccharomyces cerevisiae CAT-1, MONA, PE-2 e ATCC na produção de biomassa, etanol, glicerol e consumo de açúcar, bem como, avaliar os parâmetros cinéticos por meio da metodologia de superfície de resposta para misturar. A partir dos modelos de biomassa gerados observou-se que as leveduras ATCC e MONA quando na presença de CAT-1 e PE-2 apresentou antagonismos. Para o etanol, foi verificado o efeito sinérgico para a mistura das leveduras MONA / ATCC e CAT-1 / PE-2 sendo que CAT-1 e PE-2 foram as leveduras que mais favoreceram a produção de etanol. Destaca-se a levedura MONA por apresentar menor produção de glicerol, caráter desejável na indústria sucroalcooleira. Assim, percebe-se que a partir da análise empregada foi possível inferir sobre o comportamento cinético das leveduras em culturas puras, bem como o efeito da interação entre elas durante o cultivo.
Referências
Albergaria, H., & Arneborg, N. (2016). Dominance of Saccharomyces cerevisiae in alcoholic fermentation processes : role of physiological fitness and microbial interactions. Appl Microbiol Biotechnol, 100, 2035–2046. https://doi.org/10.1007/s00253-015-7255-0
Amorim, H. V, Oliveira, J. V. C., Buckeridge, M. S., & Goldman, G. H. (2011). Scientific challenges of bioethanol production in Brazil. Appl Microbiol Biotechnol, 91, 1267–1275. https://doi.org/10.1007/s00253-011-3437-6
Bassi, A. P. G., Meneguello, L., Paraluppi, A. L., Sanches, B. C. P., & Ceccato-Antonini, S. R. (2018). Interaction of Saccharomyces cerevisiae–Lactobacillus fermentum–Dekkera bruxellensis and feedstock on fuel ethanol fermentation. Antonie van Leeuwenhoek, 111(9), 1661–1672. https://doi.org/10.1007/s10482-018-1056-2
Basso, L. C., Amorim, H. V. De, Oliveira, A. J. De, & Lopes, M. L. (2008). Yeast selection for fuel ethanol production in Brazil. FEMS Yeast Res, 8, 1155–1163. https://doi.org/10.1111/j.1567-1364.2008.00428.x
Basso, T. O., Gomes, F. S., Lopes, M. L., Amorim, H. V, Eggleston, G., & Basso, L. C. (2014). Homo- and heterofermentative lactobacilli differently affect sugarcane-based fuel ethanol fermentation. Antonie van Leeuwenhoek, 105, 169–177. https://doi.org/10.1007/s10482-013-0063-6
Batistote, M., Cardoso, C. A. L., Ramos, D. D., & Ernandes, J. R. (2010). Desempenho de leveduras obtidas em indústrias de Mato Grosso do Sul na produção de etanol em mosto a base de cana de açúcar. Ciência e Natura, 32, 83–95.
Beckner, M., Ivey, M. L., & Phister, T. G. (2011). Microbial contamination of fuel ethanol fermentations. Letters in Applied Microbiology, 53, 387–394. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2011.03124.x
Breitkreitz, M. C., Souza, A. M. de, & Poppi, R. J. (2014). A didactic chemometrics experiment for design of experiments (DOE): evaluation of experimental conditions in the spectrophotometric determination of Iron II with o -phenanthroline. A tutorial, part III . Química Nova, 37(3), 564–573. https://doi.org/10.5935/0100-4042.20140092
Brexó, R. P., & Sant’Ana, A. de S. (2017). Impact and signi fi cance of microbial contamination during fermentation for bioethanol production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 73, 423–434. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.151
Brexó, R. P., & Sant’Ana, A. de S. (2018). Critical Reviews in Biotechnology Microbial interactions during sugar cane must fermentation for bioethanol production : does quorum sensing play a role ? Critical Reviews in Biotechnology, 38, 231–244. https://doi.org/10.1080/07388551.2017.1332570
Brown, N. A., Castro, P. A. C., Figueiredo, B. C. P., Savoldi, M., Buckeridge, M. S., Lopes, M. L., Paullilo, S. C. L., Borges, E. P., Amorim, H. V, Golman, M. H. S., Diego, B., Malavazi, I., & Goldman, G. H. (2013). Transcriptional profiling of Brazilian Saccharomyces cerevisiae strains selected for semi-continuous fermentation of sugarcane must. FEMS Yeast Res, 13, 277–290. https://doi.org/10.1111/1567-1364.12031
Ceccato-Antonini, S. R., & Covre, E. A. (2021). From baker’s yeast to genetically modified budding yeasts: the scientific evolution of bioethanol industry from sugarcane. FEMS Yeast Research, 20(8). https://doi.org/10.1093/femsyr/foaa065
Hair, J. F. J., Black, W. C., Babin, B. J., Anderson, R. E., & Tathan, R. L. (2009). Análise multivariada de dados (6a). Bookman.
Jouhten, P., Ponomarova, O., Gonzalez, R., & Patil, K. R. (2016). Saccharomyces cerevisiae metabolism in ecological context. FEMS Yeast Research, 16(7), 1–8. https://doi.org/10.1093/femsyr/fow080
Lopes, M. L., Paulillo, S. C. de L., Godoy, A., Cherubin, R. A., Lorenzi, M. S., Giometti, F. H. C., Bernardino, C. D., Amorim Neto, H. B., & Amorim, H. V. (2016). Ethanol production in Brazil : a bridge between science and industry. Brazilian Journal of Microbiology, 47, 64–76. https://doi.org/10.1016/j.bjm.2016.10.003
Lucena, B. T. L., Santos, B. M., Moreira, J. L. S., Moreira, A. P. B., Nunes, A. C., Azevedo, V., Miyoshi, A., Thompson, F. L., Antonio, M., & Junior, D. M. (2010). Diversity of lactic acid bacteria of the bioethanol process. BMC Microbiology, 10, 298–306.
Parapouli, M., Vasileiadis, A., Afendra, A.-S., & Hatziloukas, E. (2020). Saccharomyces cerevisiae and its industrial applications. AIMS Microbiology, 6(1), 1–31. https://doi.org/10.3934/microbiol.2020001
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia de pesquisa científica. In Metodologia da Pesquisa Científica (1a). UFSM, NTE. http://www.elsevier.com/locate/scp
Rich, J. O., Leathers, T. D., Bischoff, K. M., Amber, M., Nunnally, M. S., Anderson, A. M., & Nunnally, M. S. (2015). Biofilm formation and ethanol inhibition by bacterial contaminants of biofuel fermentation. Bioresource Technology, 196, 347–354. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.07.071
Rodrigues, F., Ludovico, P., & Leão, C. (2005). Sugar Metabolism in Yeasts: an Overview of Aerobic and Anaerobic Glucose Catabolism. In: Biological and Ecophysiology of Yeasts (C. Péter, Gábor; Rosa (ed.)).
Santos, R. M., Nogueira, F. C. S., Brasil, A. A., Carvalho, P. C., Leprevost, F. V, Domont, G. B., & Eleutherio, E. C. A. (2017). Quantitative proteomic analysis of the Saccharomyces cerevisiae industrial strains CAT-1 and PE-2. Journal of Proteomics, 151, 114–121. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2016.08.020
Seidel, E. J., Moreira Júnior, F. de J., Ansuj, A. P., & Noal, M. R. C. (2008). Comparação entre o método Ward e o método K-médias no agrupamento de produtores de leite. Ciência e Natura, 30, 7–15.
Silva, R. F., Santos, M. do S. M., Mueller, L. P., Cardoso, C. A. L., & Batistote, M. (2020). The composition of sacarine substrates for ethanol production and the fermentative capacity Saccharomyces cerevisiae Pedra-2. Research, Society and Development, 9(11), e44891110235. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10235
Souza, R. B., Santos, B. M., Souza, R. F. R., Silva, P. K. N., Lucena, B. T. L., & Morais Junior, M. A. (2012). The consequences of Lactobacillus vini and Dekkera bruxellensis as contaminants of the sugarcane-based ethanol fermentation. J Ind Microbiol Biotechnol., 39, 1645–1650. https://doi.org/10.1007/s10295-012-1167-0
Tosin, C., & Andrietta, M. da G. S. (2015). Population dynamics of yeasts inhabiting bioethanol production with cell recycling. J. Inst. Brew., 121, 343–348. https://doi.org/10.1002/jib.237
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Mayara Vieira Santos; Fernanda Ferreira Freitas; Adriana Régia Marques de Souza; Gabriel Luis Castiglioni
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.