Análise sistemática aplicada a processos de sacarificação e fermentação simultânea do amido em etanol utilizando microorganismos modificados geneticamente

Resumo

A instabilidade do mercado do petróleo releva a importância de pesquisa de processos alternativos de produção de combustíveis líquidos renováveis. A produção de etanol por via fermentativa, utilizando amido como matéria prima, tem sido estudado intensivamente nos últimos anos, resultando em um processo simultâneo de sacarificação e fermentação do amido em etanol utilizando microorganismos modificados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo matemático da bioconversão direta do amido em etanol utilizando a cepa Saccharomyces cerevisiae YPB-G, que secreta uma proteína bifuncional com atividade enzimática do B., subtilis alfa-amilase e do A. awamori glucoamilase. A estratégia de modelagem consistiu em dividir o processo em dois níveis hierárquicos do conhecimento, que seriam modelados separadamente, e posteriormente unificados através do balanço de glicose e balanço e síntese de enzimas. O modelo foi validado com os dados experimentais e foi comparado com resultados do modelo cibernético para o mesmo sistema. Palavras-chave: Etanol, Sacarificação e fermentação simultânea, Saccharomyces cerevisiae YPB-G, Análise sistemática. ABSTRACT The instability of the market of the petroleum raises the importance of research of alternative production processes of renewable liquid fuels. The production of etanol by fermentation, using starch as substrate, has been studied intensively in the last years, resulting in a simultaneous process of saccharification and fermentation of the starch to etanol using modified microorganisms. The objective of this work was to develop a mathematical model for the direct bioconversion of starch to etanol being used Saccharomyces cerevisiae YPB-G strain that secreted a bifunctional protein with enzymatic activity of the B. subtilis alpha-amylase and the A. awamori glucoamylase. The modeling strategy consisted of dividing the process in two hierarchic levels of knowledge that would be studied separately, and later unified through the glucose balance, and enzymes synthesis balance. The model was validated with the experimental data and was compared with cybernetic modeling results for the same system. Keywords: Ethanol, Simultaneous saccharification and fermentation, Saccharomyces cerevisiae YPB-G, System analysis.