Questionário Respondido 1 Laboratório de Instrumentação em Microbiologia PDF

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Questionário respondido da primeira parte da disciplina Instrumentação em Microbiologia. Professora Mariana....

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Departamento de Química – Graduação em Química Tecnológica – Professora: Mariana Disciplina: Laboratório de Instrumentação em Microbiologia – Questionário GD dia 07/08/14

1. O que é etanol da 2ª geração? O etanol é um álcool de fórmula química C2H6O, sendo ele um biocombustível utilizado na indústria automotiva. O etanol de primeira geração pode ser produzido a partir da cana-de-açúcar da mandioca, do milho ou da beterraba. Este combustível surgiu no Brasil por duas razões: reduzir a importação de petróleo e aliviar as sucessivas crises do setor açucareiro. Entretanto o etanol não era economicamente competitivo devido à alta no preço internacional do açúcar, o que desestimulou a fabricação de álcool. Atualmente a produção de etanol de primeira geração é condicionada a fermentação da sacarose, presente no caldo da cana. O etanol de segunda geração pode ser fabricado a partir da celulose presente em qualquer parte da planta, como a folha, a palha ou até mesmo o bagaço, ou na matéria orgânica de qualquer outro vegetal. Todavia o processo de produção do etanol, de segunda geração é mais difícil que o primeiro, pois no bagaço e na palha da planta, a celulose é menos acessível, já que é permeada por outros polímeros. Porém o que torna a sua produção viável é que os resíduos das usinas que produzem etanol de primeira geração serão aproveitados para produzir o etanol de segunda geração o que aumenta a produção de bioetanol no Brasil, sem estender a área de plantio de cana-de-açúcar. 2. Quais os principais objetivos do trabalho de Cadete et. al. 2012? Os principais objetivos do trabalho são estudar processos de fermentação utilizando espécies de leveduras, proveniente de madeira em decomposição encontrada na Amazônia. Com intuito conhecer a capacidade destas leveduras para produzir etanol ou xilitol a partir de D-xilose e glicose. Para se estudar uma forma economicamente viável para a produção de xilitol a partir de Dxilose. Como este estudo foi pioneiro na técnica, outro objetivo é desbravar novos estudos para otimizar as condições de cultivo e assim explorar ainda mais esta técnica. 3. Como os autores realizaram a identificação das leveduras e os testes de triagem para fermentação de D-xilose? Os pesquisadores realizaram coletas de leveduras encontradas em amostras de madeiras em decomposição. As leveduras foram identificadas realizando o isolamento, um grama de cada amostra de madeira foi adicionado separadamente a frascos contendo 20 mL do meio xilana e 20 mL do meio Dxilose. Os frascos foram incubados. Dos frascos que apresentarem

crescimento positivo, caracterizado pela turvação do meio, uma alíquota de 0,5 mL foi transferida a tubos contendo 5 mL do meio xilana ou D-xilose. Os tubos foram incubados e, dos tubos que apresentaram crescimento, uma alçada foi semeada separadamente em placas contendo o meio xilana ou D-xilose acrescidos de 2 % de ágar. As placas foram incubadas a 25 °C até a observação do desenvolvimento de colônias. Das placas que apresentaram crescimento, cada colônia foi descrita de acordo com seu morfotipo. As leveduras obtidas foram preliminarmente agrupadas de acordo com suas características morfológicas e testes fisiológicos e bioquímicos. A triagem foi realizada a partir de testes de fermentação de D-xilose. Para tanto, uma alçada da cultura pura da levedura foi inoculada separadamente em tubos contendo 3 mL do meio MMF (Meio Mínimo de Fermentação – açúcar 2 %, peptona bacteriológica 0,75 %, extrato de levedura 0,45 %), com tubo para captação de gás em seu interior. As leveduras foram também inoculadas em tubos para controle positivo, nos quais o açúcar utilizado foi glicose e em tubos para controle negativo, sem a adição de açúcar ao meio. Os tubos foram incubados em agitador horizontal e as leituras efetuadas diariamente. Foram considerados tubos positivos para a fermentação aqueles que apresentaram a formação de gás no interior do tubo. 4. Quais foram os resultados mais promissores? No ensaio de fermentação em meio complexo os melhores resultados foram obtidos com o gênero Spathaspora sp. e o gênero Sp. passalidarum que produziram mais etanol do que xilitol. Porém no ensaio no meio com hidrolisado o resultado foi contrário, onde as novas espécies Spathaspora sp. 1 e 2 apresentaram as maiores concentrações na produção de xilitol, o que provou que a natureza do meio direciona o comportamento da levedura. De forma geral o isolado Scheffersomyces stipitis encontrado no Brasil (UFMGXMD-15.2) foi o responsável pelos resultados mais promissores uma vez que, ao inserir seus genes e os genes do isolado encontrado nos EUA na levedura Saccharomyces cerevisiae, ao comparar os resultados a S. stipitis UFMGXMD-15.2 consumiu toda a xilose, produziu mais etanol e de forma mais rápida com pouca produção de xilitol. 5. Qual a importância desse tipo de estudo? O atual cenário econômico mundial leva às considerações de que o aumento do preço do petróleo nos princípais mercados internacionais, consequentemente seus derivados, o agravamento da concentração de gases efeito estufa na atmosfera e as consequências do aquecimento global e tendo

a questão energética como sendo estratégica para o desenvolvimento, a procura por fontes alternativas de energia capazes de serem produzidas em larga escala sendo renováveis e limpas, o etanol se apresenta como uma opção viável. Porém, mesmo sendo essa uma alternativa possível diante dos possíveis desafios apresentados acima, a crescente demanda tanto mercado nacional quanto internacional faz-se necessário um salto qualitativo e quantitativo em sua produção, ou seja, um aumento da quantidade de etanol produzido pela mesma quantidade de biomassa, sem competir com a produção de alimentos. Obtido pelo aproveitamento de resíduos o etanol de segunda geração, produzido do bagaço da cana de açúcar, é uma das melhores opções para solucionar os problemas citados no primeiro parágrafo, já que tem como importante característica a não competição com a produção de alimentos e não necessidade de mais áreas agricultáveis. Para a produção do etanol da biomassa lignocelulósica é necessário fazer açúcar da celulose para transformá-lo em etanol. Fermenta-se o açúcar e se obtém o álcool. Aí está o problema: converter a celulose existente nas diversas matérias-primas em açúcares. Para tanto, são necessárias enzimas (microrganismos) para a conversão da celulose em açúcares. Sendo o principal objetivo do trabalho de Raquel Miranda Cadete. Sua pesquisa levou a descorberta de novos microrganismos capazes de fermentar a D-xilose, que através de recombinaçao genética apresentaram maior rentabilidade na produção do etanol. Essa tecnologia foi testada apenas em escala laboratorial, o que ja é um passo significativo para concluir que os microrganismos são adequados para a produção do E2.Portanto, o sucesso da produção do etanol celulósico em escala comercial depende, principalmente, da eficiência de tais enzimas. Em considerações finais pode- se dizer que a importancia da utilização de biocombustíveis de segunda geração, principalmente a partir de resíduos de culturas alimentares ou mesmo culturas dedicadas à produção desse tipo de biocombustível, permitirá que se consiga extrair das espécies utilizadas maior quantidade de energia por hectare cultivado, o que econonomicamente é bastante interessante. Em termos ambientais, isso também quer dizer que menores áreas de plantio serão necessárias, além diminuição de CO2 da atmosfera, uma das maiores vantagens de utilização de espécies vegetais para bionergia.Contudo a tecnologia para produção de etanol de 2ª geração, ou de conversão de resíduos celulósicos em etanol, não apenas apresenta importância econômica mas também desperta o ramo de pesquisas na área bioenérgetica,como a pesquisa de processos bioquímicos realizada por Raquel Cadete....