FRUTOFILIA - Melhoramento da fermentação de fructose por estirpes industriais de Saccharomyces cerevisiae

resumo

Este projecto consiste na aplicação de tecnologias biológicas para melhorar a fermentação de frutose por estirpes de Saccharomyces cerevisiae. Esta levedura é utilizada industrialmente em diversos processos de produção de bioetanol de 1ª e 2ª geração. A abordagem do projecto passa por manipular geneticamente estirpes de S. cerevisiae para adquirirem sistemas de transporte mais eficientes para a frutose. Este açúcar (frutose) existe na maioria dos meios fermentativos utilizados industrialmente para a produção de bioetanol (e.g. melaços de cana de açúcar e de beterraba, sorgo, etc.) e a sua deficiente assimilação provoca diversos problemas, como sejam, paragens de fermentação.

A preferência pela assimilação de glucose por Saccharomyces cerevisiae parece estar intimamente relacionada com limitações no sistema de transporte da fructose. Em S. cerevisiae foi demonstrado que o transporte de açúcares limita as taxas de fermentação em condições experimentais definidas onde os açúcares são abundantes. Além disso, tinha sido anteriormente demonstrado que a melhoria do transporte de maltose aumenta a taxa de fermentação em estirpes modificadas de S. cerevisiae. Deste modo, há indícios muito fortes a apoiar a hipótese de que a melhoria do transporte de frutose mudará o comportamento metabólico de S. cerevisiae no sentido de o tornar mais frutofílico. A presente proposta tem por base esta premissa.

O papel do LNEG neste projecto centra-se-á na caracterização do sistema de transporte de leveduras não-Saccharomyces (e.g. Candida stellata e Hanseniaspora guilliermondii) que exibem um comportamento fructofílico e na caracterização do comportamento fisiológico de estirpes de S. cerevisiae geneticamente modificadas para assimilarem melhor frutose. A caracterização fisiológica será efectuada em fermentador utilizando xaropes de alfarroba como meio de crescimento para a produção de bioetanol. Esperamos que as estirpes resultantes sejam úteis para:

1) diminuir a discrepância na utilização glucose/frutose e os riscos inerentes de paragens da fermentação;

2) ajudar a evitar a persistência de frutose resídual no produto final;

3) re-inocular fermentações “amuadas”, promovendo o metabolismo da frutose quando este é praticamente o único açúcar presente e as condições ambientais são desfavoráveis

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