Production of bio-ethanol from soybean molasses by Saccharomyces cerevisiae at laboratory, pilot and industrial scales

Siqueira, Paula F.; Karp, Susan Grace; Carvalho, Júlio C.; Sturm, Wilerson; Rodríguez-León, José A.; Tholozan, Jean-Luc; Singhania, Reeta Rani; Pandey, Ashok; Soccol, Carlos Ricardo

doi:10.1016/j.biortech.2008.03.037

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“…The yeast is well-known as the main ethanol-producing microorganism used in industrial processes [10]. Minteer [11] reported that yeast withstood extreme environmental stresses, including high osmolality (beginning soluble solids of 25 to 30% w/v) and high ethanol concentrations (12 to 18%, v/v), as well as organic acids produced by contaminating bacteria.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimization of Nitrogen and Metal Ions Supplementation for Very High Gravity Bioethanol Fermentation from Sweet Sorghum Juice Using an Orthogonal Array Design

et al. 2012

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimization of Nitrogen and Metal Ions Supplementation for Very High Gravity Bioethanol Fermentation from Sweet Sorghum Juice Using an Orthogonal Array Design

et al. 2012

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“…2 and Table 1). Although the concentrations of sugars tested (i.e., 10 g total sugar/liter) is far less than what is desirable for industrial processes of added soluble sugars (63,64), the concentrations of each sugar likely exceeds levels that would accumulate through C. thermocellum-T. thermohydrosulfuricus WC1-mediated hydrolysis of lignocellulosic biomass (1,65,66) in designer cocultures for consolidated bioprocessing under these conditions.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 98%

Thermoanaerobacterthermohydrosulfuricus WC1 Shows Protein Complement Stability during Fermentation of Key Lignocellulose-Derived Substrates

Verbeke

Spicer

Krokhin

et al. 2014

Appl Environ Microbiol

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e Thermoanaerobacter spp. have long been considered suitable Clostridium thermocellum coculture partners for improving lignocellulosic biofuel production through consolidated bioprocessing. However, studies using "omic"-based profiling to better understand carbon utilization and biofuel producing pathways have been limited to only a few strains thus far. To better characterize carbon and electron flux pathways in the recently isolated, xylanolytic strain, Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus WC1, label-free quantitative proteomic analyses were combined with metabolic profiling. SWATH-MS proteomic analysis quantified 832 proteins in each of six proteomes isolated from mid-exponential-phase cells grown on xylose, cellobiose, or a mixture of both. Despite encoding genes consistent with a carbon catabolite repression network observed in other Gram-positive organisms, simultaneous consumption of both substrates was observed. Lactate was the major end product of fermentation under all conditions despite the high expression of gene products involved with ethanol and/or acetate synthesis, suggesting that carbon flux in this strain may be controlled via metabolite-based (allosteric) regulation or is constrained by metabolic bottlenecks. Cross-species "omic" comparative analyses confirmed similar expression patterns for end-product-forming gene products across diverse Thermoanaerobacter spp. It also identified differences in cofactor metabolism, which potentially contribute to differences in end-product distribution patterns between the strains analyzed. The analyses presented here improve our understanding of T. thermohydrosulfuricus WC1 metabolism and identify important physiological limitations to be addressed in its development as a biotechnologically relevant strain in ethanologenic designer cocultures through consolidated bioprocessing.

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“…Entretanto, a produção nesse estudo foi seis vezes maior que a obtida por Zimbardi et al (2016) para a linhagem de P. sanguineus RP15 em cultivo no estado sólido com farelo de trigo (5900 U/L). O melaço de soja possui entre 50 e 60% carboidratos com uma mistura de diferentes sacaríde-os como sacarose (17-28%), estaquiose (17-19%), rafinose (9-10%), frutose (0,5-1,5%) e glicose (0,2-0,5%), além de quantidade significativa de proteína (9,5%) e lipídeos (20%) (SIQUEIRA et al, 2008). Essa composição torna o melaço de soja um substrato com potencial para o desenvolvimento de processos biotecnológicos, incluindo a produção de enzimas como lacases e outros insumos de interesse (SOCCOL et al, 2010).…”

Section: Discussionunclassified

“…Os resultados demonstraram que a maior concentração de nitrogênio reduziu a produção de lacase de P. sanguineus U13-4 em meio com melaço de soja, o oposto do relatado por Marim et al (2016) que observaram maior produção de lacase de P. sanguineus U13-4 na presença da maior concentração de nitrogênio (3,4 g/L) quando cultivado com melaço de cana-de-açúcar. O melaço de soja é rico em proteínas, 9,5% (SIQUEIRA et al, 2008) ao contrário do melaço de cana-de-açúcar utilizado por Marim et al (2016) que tem em torno de 0,5% de nitrogênio. Essa diferença no teor de proteínas e nitrogênio dos melaços pode ter influenciado a resposta de P. sanguineus U13-4 à suplementação dos meios com fonte adicional de nitrogênio.…”

Section: Discussionunclassified

“…Os processos de extração e concentração geram um xarope marrom escuro, rico em carboidratos solúveis e proteína (AL LOMAN; JU, 2016). É considerado um subproduto com grande potencial de mercado, usado para produção de ração animal, biocombustíveis e enzimas (SIQUEIRA et al, 2008). O objetivo desse estudo foi cultivar P. sanguineus utilizando o melaço de soja como fonte de carbono com diferentes concentrações de nitrogênio e cobre para avaliar a produção de lacase e sua capacidade de reduzir a cor de corantes sintéticos.…”

Section: Introductionunclassified

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PRODUÇÃO DE LACASE DE Pycnoporus sanguineus EM MEIO DE CULTIVO À BASE DE MELAÇO SOJA

Fabrini

Avelino

Marim

et al. 2017

ArqVet

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Umuarama, v. 19, n. 3, p. 159-164, jul./set. 2016. RESUMO:Lacases são polifenol oxidases que utilizam a capacidade redox de íons cobre para reduzir oxigênio a água e oxidar um substrato fenólico. A síntese e secreção de lacases de basidiomicetos dependem de vários fatores como os nutrientes presentes no meio de cultura. Visando à produção de lacase, Pycnoporus sanguineus foi cultivado em meio contendo melaço de soja como única fonte de carbono, ureia como fonte de nitrogênio suplementar em diferentes concentrações (0,6; 1,2; 2,4; 4,8 e 9,6 g/L de nitrogênio) e diferentes concentrações de CuSO 4 (0, 150, 200, 250 e 300 µM). O extrato enzimático produzido nas melhores condições de cultivo foi utilizado para a descoloração dos corantes remazol azul brilhante R (antraquinona), amarelo 145, preto 5, vermelho 195 (azo) e verde malaquita (trifenilmetano). As concentrações de nitrogênio não afetaram a produção de lacase, exceto a maior concentração (9,6 g/L) que reduziu a atividade enzimática. A adição de cobre ao meio de cultivo (150 µM) aumentou a atividade de lacase em 112%. A maior atividade de lacase (~34300 U/L) promoveu a descoloração dos corantes remazol azul brilhante R (67,5%) e verde malaquita (28,3%) em 24h, sendo os corantes azo descoloridos apenas parcialmente. Concluiu-se que o melaço de soja é um resíduo agroindustrial adequado para produção de lacase de P. sanguineus com potencial para degradação de corantes. PALAVRAS-CHAVE: Antraquinona. Corante azo. Ligninases. Poliporaceae. Resíduos agroindustriais. LACCASE PRODUCTION BY Pycnoporus sanguineus IN CULTURE MEDIA WITH SOYBEAN MOLASSESABSTRACT: Laccases are multicopper oxidases using the redox ability from copper ions to reduce oxygen to water, while oxidizing a phenolic substrate. Laccase synthesis and secretion in basidiomycetes depend on the conditions provided and on the nutrients present in the culture medium. Pycnoporus sanguineus was cultivated in medium containing soybean molasses as the sole carbon source, with urea as the source of supplemental nitrogen at different concentrations (0.6, 1.2, 2.4, 4.8 and 9.6 g/L nitrogen), and different CuSO 4 concentrations (0, 150, 200, 250 and 300 μM). The enzymatic extract produced under the best cultivation conditions was used for the depigmentation of remazole brilliant blue R (anthraquinone), yellow 145, black 5, red 195 (azo) and malachite green (triphenylmethane). Nitrogen concentrations did not affect laccase production, except for the higher concentration (9.6 g/L) reducing enzymatic activity. The addition of copper to the culture medium (150 μM) increased laccase activity by 112%. The highest laccase activity (~34300 U/L) promoted the depigmentation of remazol brilliant blue R (67.5%) and malachite green (28.3%) dyes in 24 hours. Azo dyes were only partially discolored. Therefore, it can be considered that soybean molasses is an agro-industrial byproduct suitable for the production of P. sanguineus laccase with potential for dye degradation. KEYWORDS: Agro-industrial byproduct. Anthraquinone. Azo d...

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Production of bio-ethanol from soybean molasses by Saccharomyces cerevisiae at laboratory, pilot and industrial scales

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