Publicação
Yarrowia lipolytica as a biorefinery platform based on low-cost feedstocks
| Resumo: | Atualmente, o biodiesel com origem nos lípidos microbianos tem atraído muita atenção como alternativa aos combustíveis fósseis. No entanto, os preços elevados dos substratos puros usados na produção de lípidos microbianos limitam a sua aplicação. A levedura oleaginosa Yarrowia lipolytica é considerada interessante para a produção sustentável de lípidos a partir de matérias-primas de baixo custo, uma vez que é capaz de utilizar diversos substratos, como por exemplo os ácidos gordos voláteis (AGVs) derivados de resíduos orgânicos. Assim, inicialmente, foi avaliada a capacidade de Y. lipolytica W29 e Y. lipolytica NCYC 2904 de crescerem e acumularem lípidos a partir de um meio sintético contendo AGVs. Yarrowia lipolytica cresceu neste meio, contudo a produção de lípidos aumentou com adição de co-substratos (glucose ou glicerol) em culturas descontínuas. Foi demonstrado que a transferência de massa de oxigénio é um fator importante para a produção de lípidos por Y. lipolytica a partir de AGVs. Além disso, a cultura em duas fases descontínuas, two-stage batch (TSC) - fase de crescimento em glucose, seguida por adição de 18 g⋅L-1 de AGVs - foi a melhor estratégia para obter o maior conteúdo em lípidos (25,4 % p/p paraY. lipolytica W29 e 26,7% p/p paraY. lipolytica NCYC 2904). A cultura TSC em biorreator, a operar com 40 % a 50 % da saturação de oxigénio dissolvido durante a fase produção de lípidos, resultou num aumento de 1,5 vezes no conteúdo de lípidos de Y. lipolytica NCYC 2904. Usando meio fermentado contendo AGVs produzidos durante a fermentação acidogénica de resíduos alimentares foram obtidos 11 g⋅L-1 de lípidos em cultura TSC com fase de crescimento no meio fermentado com AGVs, seguida pela produção de lípidos em glicerol bruto (subproduto da indústria de biodiesel). Este processo biotecnológico permitiu a integração de um processo anaeróbio e aeróbio criando uma cadeia de valor desde resíduos e subprodutos até a produção de lípidos microbianos. Estes são compostos pelos ácidos palmítico, palmitoleico, esteárico, oleico e linoleico, semelhantes aos óleos vegetais, tornando-os matérias-primas adequadas para a produção de biodiesel. Estes lípidos microbianos foram usados com sucesso na produção de biodiesel, cujas propriedades atendem aos critérios dos padrões internacionais. |
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| Autores principais: | Pereira, Ana Sofia Silva |
| Assunto: | Biodiesel Glicerol bruto Lípidos microbianos Yarrowia lipolytica Ácidos gordos voláteis Crude glycerol Microbial lipids Volatile fatty acids |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Atualmente, o biodiesel com origem nos lípidos microbianos tem atraído muita atenção como alternativa aos combustíveis fósseis. No entanto, os preços elevados dos substratos puros usados na produção de lípidos microbianos limitam a sua aplicação. A levedura oleaginosa Yarrowia lipolytica é considerada interessante para a produção sustentável de lípidos a partir de matérias-primas de baixo custo, uma vez que é capaz de utilizar diversos substratos, como por exemplo os ácidos gordos voláteis (AGVs) derivados de resíduos orgânicos. Assim, inicialmente, foi avaliada a capacidade de Y. lipolytica W29 e Y. lipolytica NCYC 2904 de crescerem e acumularem lípidos a partir de um meio sintético contendo AGVs. Yarrowia lipolytica cresceu neste meio, contudo a produção de lípidos aumentou com adição de co-substratos (glucose ou glicerol) em culturas descontínuas. Foi demonstrado que a transferência de massa de oxigénio é um fator importante para a produção de lípidos por Y. lipolytica a partir de AGVs. Além disso, a cultura em duas fases descontínuas, two-stage batch (TSC) - fase de crescimento em glucose, seguida por adição de 18 g⋅L-1 de AGVs - foi a melhor estratégia para obter o maior conteúdo em lípidos (25,4 % p/p paraY. lipolytica W29 e 26,7% p/p paraY. lipolytica NCYC 2904). A cultura TSC em biorreator, a operar com 40 % a 50 % da saturação de oxigénio dissolvido durante a fase produção de lípidos, resultou num aumento de 1,5 vezes no conteúdo de lípidos de Y. lipolytica NCYC 2904. Usando meio fermentado contendo AGVs produzidos durante a fermentação acidogénica de resíduos alimentares foram obtidos 11 g⋅L-1 de lípidos em cultura TSC com fase de crescimento no meio fermentado com AGVs, seguida pela produção de lípidos em glicerol bruto (subproduto da indústria de biodiesel). Este processo biotecnológico permitiu a integração de um processo anaeróbio e aeróbio criando uma cadeia de valor desde resíduos e subprodutos até a produção de lípidos microbianos. Estes são compostos pelos ácidos palmítico, palmitoleico, esteárico, oleico e linoleico, semelhantes aos óleos vegetais, tornando-os matérias-primas adequadas para a produção de biodiesel. Estes lípidos microbianos foram usados com sucesso na produção de biodiesel, cujas propriedades atendem aos critérios dos padrões internacionais. |
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