Production optimization and characterization of microbial oil produced by the yeast Yarrowia lipolytica QU21

O tradicional biodiesel de 1ª geração (produzido a partir de óleo de origem vegetal, como soja ou canola) possui muitas desvantagens e limitações como sazonalidade, uso de grandes áreas de cultivo, competição com alimentos, dentre outras. Uma alternativa são os óleos produzidos por microrganismos. Com o objetivo de otimizar a produção do óleo microbiano, o presente trabalho avaliou a produção de biomassa, lipídios e composição de ácidos graxos da levedura Yarrowia lipolytica QU21 quando cultivada em diferentes fontes de carbono (glicose e glicerol), nitrogênio (sulfato de amônio, triptona, ureia, nitrato de amônio e extrato de levedura), assim como diferentes condições de cultivo (agitação, aeração e razão carbono/nitrogênio). Dois resíduos industriais, glicerina bruta e resíduo de indústria cervejeira (FYE) também foram testados como substitutos da fonte de carbono e nitrogênio, respectivamente. Este trabalho também apresenta uma técnica de triagem de leveduras oleaginosas, de forma a quantificar os lipídios utilizando solventes menos agressivos, tanto para o manipulador quanto para o meio ambiente. A composição de ácidos graxos do óleo produzido pela Y. lipolytica QU21 quando cultivada em glicerina bruta e sulfato de amônio apresentou potencial utilização como matéria prima para o biodiesel. O uso combinado dos dois resíduos industriais pela Y. lipolytica QU21 resultou na produção de óleo com elevado teor de ácidos graxos poliinsaturados. Além de tornar o óleo microbiano da levedura Y. lipolytica QU21 uma matéria prima competitiva para a produção de biodiesel, a utilização da glicerina bruta poderia atenuar problemas ambientais, como a disposição inadequada no meio ambiente.The traditional 1st generation biodiesel (produced from plant oils, such as soybeans and canola) has many drawbacks and limitations as season and climate-dependent cultivation, agricultural land competition for food, among others. Possible alternative oil sources is microbial oil produced by oleaginous microorganisms. With the purpose of optimizing the production of microbial oil, this study evaluated the production of biomass, lipid and fatty acid composition of the yeast Yarrowia lipolytica QU21 when grown on different carbon source (glucose and glycerol), nitrogen source (ammonium sulfate, tryptone, urea, ammonium nitrate and yeast extract) as well as different culture conditions (agitation, aeration and carbon/nitrogen ratio). Two industrial waste were also evaluated, crude glycerol and brewery waste (FYE) as surrogate carbon and nitrogen sources, respectively. This work also presents a technique for sorting oleaginous yeast in order to quantify the lipids using less aggressive solvent for both the handler and to the environment. The fatty acid composition of the oil produced by the Y. lipolytica QU21 growing on crude glycerol and ammonium sulfate showed potential use as a feedstock for biodiesel. The combined wastes resulted on microbial oil produced by Y. lipolytica QU21 with high polyunsaturated fatty acid content. Besides making the microbial oil a competitive feedstock for biodiesel production, the use of crude glycerol could mitigate environmental issues such as improper waste disposal