Isolamento de leveduras de cavernas e avaliação do seu potencial biotecnológico para fermentar hidrolisados lignocelulósicos

Abstract

Pretendeu-se, neste trabalho, isolar, identificar e realizar uma avaliação biotecnológica de leveduras isoladas de 15 cavernas localizadas no estado de Minas Gerais. Para tal fim, usaramse amostras de solo em distintas zonas das cavernas e, para o isolamento, realizaram-se plaqueamentos usando o meio Extrato Malte. Para a identificação das leveduras, utilizou-se a técnica de MALDI-TOF. A avaliação biotecnológica das leveduras foi realizada em relação à produção de xilitol, etanol, proteína e biomassa e, para isso aplicaram-se testes de fermentação de xilose e em hidrolisados de substratos lignocelulósicos de café. A produção de etanol foi avaliada pela técnica de HPLC, e a determinação de proteína, pelo método de Kjeldahl. A produção de biomassa foi calculada por meio de uma curva de calibração. Do isolamento, obtiveram-se 236 leveduras, analisadas por MALDI-TOF. Dessa análise, encontraram-se espécies ainda não relatadas para cavernas. Quanto à avaliação biotecnológica, foi encontrado que nenhuma cepa produziu xilitol e que algumas cepas foram capazes de produzir etanol. A respeito da produção de proteína, uma cepa identificada como C. orthopsilosis apresentou maior porcentagem de proteína (35,8%). Os resultados obtidos permitiram verificar que as cavernas não são ambientes totalmente isolados do meio externo. A estrutura da caverna, a sua interação com o meio externo e as alterações do meio circundante influenciam na entrada de matéria orgânica nas cavernas. Isso influencia na presença de leveduras nas diferentes zonas das cavernas. Além disso, este é o primeiro trabalho em que é realizada a caracterização biotecnológica de leveduras de caverna. Os resultados obtidos permitiram conhecer os parâmetros-chave para melhorar a produção de etanol, proteína e biomassa dessas leveduras em hidrolisados lignocelulósicos para futuros trabalhos.

This work aimed to isolate, identify, and perform a biotechnological evaluation of yeasts isolated from 15 caves located in the state of Minas Gerais. For this purpose, soil samples from different areas of the caves were used, and for isolation, a plating was carried out using Malte Extract medium. Yeast identification was performed through MALDI-TOF. The yeast biotechnological potential was evaluated through their xylitol, ethanol, protein, and biomass production by performing xylose and coffee lignocellulosic hydrolysates fermentation tests. Ethanol and protein production was evaluated by HPLC and the Kjeldahl method, respectively. Biomass production was calculated using a calibration curve. A total of 236 yeasts were isolated and identified by MALDI-TOF, among the isolates there were species that were not reported in the literature found in caves. During the biotechnological evaluation no strain produced xylitol and a few strains produced ethanol. Regarding protein production, a strain identified as C. orthopsilosis presented the highest protein percentage with 35.8%. The results obtained showed that caves are not completely isolated environments from the external environment. The structure of the cave, its interaction with the external environment, and changes in the surrounding environment influences the entry of organic matter at the cave. Furthermore, this is the first work in which the yeasts biotechnological potential from caves is evaluated. The results demonstrated key parameters for ethanol, protein and biomass production of yeasts in lignocellulosic hydrolysates for future works.