Produção de etanol 2G a partir da fração C5 do hidrolisado do bagaço de cana usando leveduras não convencionais

Abstract

O aproveitamento de resíduos agroindustriais para a produção de biocombustíveis pode contribuir direta ou indiretamente para a redução da expansão da fronteira agrícola, redução do desmatamento, redução da emissão de gases do efeito estufa e agregação de valor a cadeias produtivas baseadas em biomassa. O bagaço da cana-de-açúcar, excedente da produção do açúcar ou do etanol de 1a geração, é um exemplo de biomassa residual utilizada para a produção de etanol de segunda geração (2G), um biocombustível avançado. A transformação de biomassas lignocelulósicas em etanol 2G exige etapa de pré-tratamento para reduzir sua recalcitrância natural ao processo de sacarificação enzimática. Após o processo de pré-tratamento por explosão a vapor ou hidrólise em meio ácido, são solubilizados os açúcares da fração hemicelulose. O aproveitamento dessa fração de açúcares, abundante em pentoses (fração C5), pode significar incremento de 20 a 50% no rendimento da conversão de biomassas lignocelulósicas em etanol. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de etanol 2G a partir da fração C5 do hidrolisado do bagaço de cana utilizando as leveduras não convencionais Kluyveromyces marxianus UFV-3 e a Candida aAkabanensis UFVJM- R131, ambas naturalmente capazes de fermentar hexoses e pentoses a etanol. O bagaço de cana foi previamento lavado, seco e cominuído. A biomassa foi caracterizada quanto ao teor de hemicelulose, celulose, lignina, umidade e cinzas. O pré-tratamento da biomassa foi realizado com ácido sufúrico na concentração 1,1% (v/v), sob 121 °C, por 28 minutos, na proporção 1: 2,8 (S:L). Parte do hidrolisado proveniente foi destoxificado com carvão ativado. O hidrolisado foi caracterizado quanto aos teores de açúcares e inibidores, por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). A fermentação foi realizada em batelada simples. O hidolisado ácido apresentou 23,3 g/L de glicose e 40,6 g/L de xilose. A destoxificação não trouxe benefício para o processo fermentativo. A levedura Candida akabanensis UFVJM-R131 e Kluyveromyces marxianus UFV-3 produziram, respectivamente, 20,66 g/L e 19,20 g/L de etanolcom o hidrolisado não destoxificado. O perfil fermentativo de ambas as leveduras foi similar. Esta foi a primeira vez que levedura da espécie Candida akabanensis foi avaliada para fins de obtenção de etanol a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar.