Resumo

A primeira etapa da produção de etanol a partir de biomassa lignocelulósica (etanol de segunda geração) é o pré-tratamento da matéria-prima, onde, além da liberação de carboidratos, são formados compostos que podem inibir o microrganismo na etapa de fermentação. S. cerevisiae e Z. mobilis são candidatos naturais para desenvolvimento e utilização na produção de etanol de segunda geração. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos individuais e sinérgicos de inibidores sobre os rendimentos de etanol (Y_P/S) e de biomassa (Y_X/S) e as produtividades de etanol (Q_P) e de biomassa (Q_X ) de S. cerevisiae industrial e Z. mobilis ZAP. As fermentações foram conduzidas em meio à base de glicose (50 g L^-1), sem e com inibidores (individualmente e em coquetel), a 35°C por 18 horas. As concentrações dos inibidores foram baseadas nas de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar, obtido por tratamento hidrotérmico (ácido acético, 3,2 g L^-1; ácido fórmico, 0,6 g L^-1; furfural, 0,7 g L^-1; HMF, 0,6 g L^-1; ácido gálico, 0,3 g L^-1). Foram retiradas amostras no início e final das fermentações para análise das concentrações de biomassa, por peso seco (80°C, 24 horas), e de glicose, etanol e inibidores por cromatografia líquida de alta eficiência (Agilent 1100). Os parâmetros calculados foram comparados pelo método ANOVA, seguido pelo teste de Dunnett a 5% de significância. Para ambas as linhagens, os valores de Y_P/S e Q_P foram significativamente inferiores aos do controle (sem inibidor), para todos os inibidores adicionados individualmente. Os ácidos acético e fórmico apresentaram maior poder de inibição individual, tanto para S. cerevisiae (53% e 26%, respectivamente) como para Z. mobilis (93% e 73%, respectivamente). Ambos os microrganismos também sofreram redução nos parâmetros de crescimento (Y_X/S e Q_X), no entanto, S. cerevisiae foi capaz de utilizar completamente a glicose na presença dos inibidores individuais e, no caso do furfural, foi capaz de degradar totalmente o inibidor. Forte efeito sinérgico foi observado e o coquetel de inibidores inibiu completamente o crescimento de S. cerevisiae e de Z. mobilis. Pela maior tolerância e capacidade de degradar o furfural, a linhagem industrial de S. cerevisiae se mostrou uma melhor plataforma para melhoramento futuro por engenharia evolucionária e utilização em processos de segunda geração.