Renewable Sources and their Applications in Biotechnological Processes

Autores

  • Maria do Socorro Mascarenhas Santos Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul
  • Margareth Batistote Docente do Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Dourados/MS.

DOI:

https://doi.org/10.21664/2238-8869.2020v9i2.p155-170

Palavras-chave:

sugarcane, saccharine sorghum, Saccharomyces cerevisiae

Resumo

Brazil has edaphoclimatic conditions to produce a diversity of crops with energetic potential. Thus, the study aims to correlate the technological parameters of biomasses suitable for fermentation, quantify metabolites produced by yeast FT-858, as well as assess the yield and fermentative efficiency for bioethanol production. It was performed studies of technological qualities of the biomasses and fermentative capacity test. For metabolites production, the yeast FT-858 was pre-grown in liquid medium (YPD 2%), recovered and inoculated in the substrates, and aliquots were collected for analysis of ethanol concentration by gas chromatography and glycerol accumulation by enzymatic kit of triglycerides. The yield and fermentative efficiency were assessed by consumption of sugar using DNS method, and ethanol density using digital densimeter. According to the results, the yeast presented better performance in saccharine sorghum, which also presented more expressive values of fermentative efficiency and yield. Saccharine sorghum has great bioenergetic potential and can be used as complement to sugarcane to increase ethanol production.

Biografia do Autor

Margareth Batistote, Docente do Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Dourados/MS.

Pós –Doutora em Biotecnologia pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” - Instituto de Química.

Docente do Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Dourados/MS.

Referências

Albuquerque CJB, Tardin FD, Parrella RAC, Guimarães ADS, Oliveira RM, Silva KMJ 2012. Sorgo sacarino em diferentes arranjos de plantas e localidades de Minas Gerais, Brasil. RBMS 11:69-85.
Almodares A, Hadi, MR 2009. Production of bioethanol from sweet sorghum: A review. Afr. J. Agric. Res, 4 (9): 772-780.
Amorim HV 1997. Introdução à bioquímica da fermentação alcoólica. Araras: Planalsucar.
Amorim HV 2011. Quanto custa selecionar uma levedura industrial? V Semana de Fermentação Alcoólica “Jayme Rocha de Almeida”, ESALQ/USP.
Anandan S, Zoltan H, Khan AA, Ravi D, Blümmel M 1012. Feeding value of sweet sorghum bagasse and leaf residues after juice extraction for bio-ethanol production fed to sheep as complete rations in diverse physical forms. Anim Feed Sci Technol, 175:131-136.
Aquarone E, Zacanaro Júnior O 1983. Vinagres. In: Aquarone E, Lima UA, Borzani W (coords): Alimentos e bebidas produzidos por fermentação - Biotecnologia. São Paulo: E. Blücher 5:104 - 122.
Aslankoohi E, Rezaei MN, Vervoort Y, Courtin CM, Verstrepen KJ 2015. Glycerol production by fermenting yeast cells is essential for optimal bread dough fermentation. PLoS ONE 10: e0119364.
Badotti F, Dário MG, Alves-Jr SL, Cordioli M, Miletti LC, Araújo OS, Stambuk BU 2008. Switching the mode of sucrose utilization by Saccharomyces cerevisiae. Microbial Cell Factories 7: 1-11.
Barbosa G, Langer M 2011. Uso de biodigestores em propriedades rurais: uma alternativa à sustentabilidade ambiental. Unoesc & Ciência - ACSA 2 (1):87 – 96.
Basso TO, Gomes FS, Lopes ML, De Amorim HV, Eggleston G, Basso LC 2015. Homo- and heterofermentative lactobacilli differently affect sugarcane-based fuel ethanol fermentation. Antonie van Leeuwenhoek 105:169-177.
Batistote M, Cardoso CAL, Ramos DD, Ernandes JR 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.
Borges ID, Mendes AA, Viana EJ, Gusmão CAG, Rodrigues HFF, Carlos LA 2010. Caracterização do caldo extraído dos colmos do cultivar de sorgo sacarino BRS 506 (Sorghum bicolor L.). Congresso Nacional de Milho e Sorgo, Goiânia: Associação Brasileira de Milho e Sorgo, 1010-1017
Bortoletto AM, Alcarde AR 2015. Dominante nos EUA, etanol de milho é opção, no Brasil, para safra excedente. Revista Visão Agrícola 13:135-137.
Chan-u-tit P, Laopaiboon L, Jaisil P, Laopaiboon P 2013. High level ethanol production by nitrogen and osmoprotectant supplementation under very high gravity fermentation conditions. Energies 6:884–899.
Conab. Acompanhamento da safra brasileira: cana-de-açúcar, safra 2016/2017: terceiro levantamento: dezembro/2016. Available in: < http://www.conab.gov.br/Olala CMS/uploads/arquivos/16_boletim_cana_portugues_-3o_lev.pdf >. Accessed October 10, 2017.
Davila-Gomez FJ, Chuck-Hernandez C, Perez-Carrillo E, Rooneyb WL, Serna-Saldivar SO 2011. Evaluation of bioethanol production from five different varieties of sweet and forage sorghums (Sorghum bicolor (L) Moench). Industrial Crops and Products 33:611-616.
Dornelles AS, Rodrigues S 2006. Fermentação Alcoólica de Caldo de Cana utilizando grãos de Kefir. Ciência Agronômica 37:386-390.
Edenhofer O, Pichs-Madruga R, Sokona Y, Seyboth K, Matschoss P, Kadner S, Zwickel T, Eickemeier P, Hansen G, Schloemer S, Von Stechow C (Ed.) 2012. Renewable energy sources and climate change mitigation: special report of the intergovernmental panel on climate change. Nova York: Cambridge University Press, 1076 p.
Empresa de Pesquisa Energética. Balanço Energético Nacional 2015. Rio de Janeiro: EPE, 2015. 62 p.
Fernandes DM 2012. Biomassa e biogás da suinocultura. Dissertação (Mestrado em Energia na Agricultura), Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, Paraná.
Giacomini I, Pedroza MM, Siqueira FLT, Mello SQS, Cerqueira FB, Salla L 2013. Uso potencial de sorgo sacarino para a produção de etanol no estado do Tocantins. Revista Agrogeoambiental 5:71-82.
IBGE 2014. Levantamento sistemático da produção agrícola: pesquisa mensal de previsão e acompanhamento das safras agrícolas do ano civil 2014, 27:1-84.
Masson IS, Costa GHG, Roviero JP, Freita LA, Mutton MA, Mutton MJR 2015. Produção de etanol partir da fermentação de caldo de sorgo sacarino e cana-de-açúcar. Ciências. Rural 45:1695-1700.
Miller GL 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry 31:426-428.
Moraes, S. L., Massola, C. P., Saccoccio, E. M., da Silva, D. P., & Guimarães, Y. B. T. (2017). Cenário brasileiro da geração e uso de biomassa adensada. Revista IPT: Tecnologia e Inovação, 1(4).
Morais LK, Cursi DE, Santos JM, Sampaio M, Câmara TMM, Albuquerque E, Silva P, Barbosa GV, Hoffmann HP, Chapola RG, Fernandes Júnior AR, Gazaffi R 2015. Melhoramento Genético da Cana-de-Açúcar. EMBRAPA/MAPA, (Documento 200):38.
Moreira CS, Santos MDSM, Barro NS, Cardoso CAL, Batistote M 2015. Análise dos parâmetros morfofisiológicos de linhagens de leveduras industriais com potencial biotecnológico para a produção de etanol. Ciência e Natura 37:55-63.
Moreira JMMÁP 2011. Potencial e participação das florestas na matriz energética. Pesquisa Florestal Brasileira 31(68):363.
Oliveira LM, Serra JCV, Magalhães KB 2012. Estudo comparativo das diferentes tecnologias utilizadas para produção de etanol. Geoambiente. On-line 19:1-23.
Pereira AF, Silva PHA, Pinheiro PF, Braga LM, Pinheiro CA 2015. Adição de fontes de nitrogênio e duas linhagens de levedura na fermentação alcoólica para produção de cachaça. The Journal of Engineering and Exact Sciences (1)45-59.
Pin M, Picco D, Vecchiet A, Macchia E 2011. Sweet sorghum to produce in Italysustainable ethanol, electricity and heat in decentralised small-medium biorefinery. In: Proceedings of the XIX International Symposium of Alcohol Fuels, Verona, Italy, p. 10-14.
Pitarelo, AP, Silva TD, Peralta-Zamora PG, Ramos LP 2012. Efeito do teor de umidade sobre o pré-tratamento a vapor e a hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar. Química Nova 35:1502-1509.
Ratnavathi CV, Suresh K, Vijay KBS, Pallavi M, Komala VV, Seetharama N 2010. Study on genotypic variation for ethanol production from sweet sorghum juice. Biomass and Bioenergy 34:947-952.
Santos F, Colodette J, Queiroz J 2013. Bioenergia e biorrefinaria: cana-de-acúcar e espécies florestais. Viçosa: 551.
Serna-Saldívar SO, Chuck-Hernández C, Heredia-Olea E, Pérez-Carrillo E 2012. Sorghum as a multifunctional crop for the production of fuel ethanol: Current status and future trends. INTECH Open Access Publisher,51-74
Sivasakthivelan P, Saranraj P, Sivasakthi S 2014. Production of Ethanol by Zymomonas mobilis and Saccharomyces cerevisiae Using Sunflower Head Wastes-A
Comparative Study. International Journal of Microbiological Research, 5:208-216.
Souza CC, Dantas JP, Silva SM, Souza VC, Almeida FA, Silva LE 2005. Produtividade do sorgo granífero cv. Sacarino e qualidade de produtos formulados isoladamente ou combinados ao caldo de cana-de-açúcar. Ciência e Tecnologia de Alimentos 25:512-517.
Taborda LW, Jahn SL, Lovato A, Evangelista MLS 2015. Evaluation of the technical and economic feasibility of ethanol production in a pilot plant using sweet potatoes. Custos e@ gronegócio on line 11(1):245-262.
Tavian, A. F.; Souza, A. P. De; Russo, L.; Jardim, C. A.; Franco, C. F. Efeito da adubação nitrogenada no acumulo de biomassa de sorgo forrageiro. Ciência & Tecnologia: Fatec-JB 2014, vol. 6, 28-32.
Única – União das Indústrias de Cana-de-Açúcar – Fortalecer parceria Brasil-EUA: caminho para o mercado global de etanol 2012. Available in: < http://www.unica.com.br/noticias/show.asp?nwsCode=% >. Accessed July 20, 2018.
Única. União da Indústria da Cana-de-Açúcar. Departamento de Economia e Estatística. Moagem de cana-de-açúcar e produção de açúcar e etanol -safra 2011/2012. Available in: <http://www.unicadata.com.br/historico-de-producao-e-moagem>. Accessed September 18, 2017.
Yu M, Li J, Chang S, Du R, Li S, Zhang L, Fan G, Yan Z, Cui T, Cong G, Zhao G 2014. Optimization of ethanol production from NaOH-pretreated solid state fermented sweet sorghum bagasse. Energies 7:4054-4067.

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Publicado

2020-08-31

Como Citar

MASCARENHAS SANTOS, Maria do Socorro; BATISTOTE, Margareth. Renewable Sources and their Applications in Biotechnological Processes. Fronteira: Journal of Social, Technological and Environmental Science, [S. l.], v. 9, n. 2, p. 155–170, 2020. DOI: 10.21664/2238-8869.2020v9i2.p155-170. Disponível em: https://periodicos.unievangelica.edu.br/index.php/fronteiras/article/view/3192. Acesso em: 27 dez. 2024.