Expansion of the experimental scale of biotechnological xylitol production from cashew peduncle hydrolyzate

Due to the amount of waste generated by industries and commitments to the environment, there has been a growing interest in the use of alternative energy sources for the generation of bio-products with added value, such as ethanol and xylitol. In this context, cashew peduncle has been considered a promising alternative to meet this demand in a more sustainable manner. Thus, the aim of this study was to assess the expansion of the experimental scale of biotechnological xylitol production using liquor from the acid treatment of cashew peduncle bagasse as substrate and Candida guilliermondii CCT 3544 yeast as fermentation agent. Cashew peduncle bagasse was washed, dried at 55°C, ground, sieved (48 mesh), characterized and submitted to acid hydrolysis. Then, a 23 + 3 factorial experimental design with central points was performed in order to verify the effect of variables temperature, bagasse / dilute acid ratio and acid concentration on the release of pentose and hexose from hydrolyzed liquors. After hydrolysis, the liquor was submitted to concentration process and the fermentation medium was prepared in 400 ml Erlenmeyer flasks in Bioreactor (1600 ml), stirred at 200 rpm, 28°C from 0 to 120 h using C. guilliermondii CCT 3544 yeast. The characterization of the lignocellulosic composition revealed the presence of 21.45 ± 0.31% cellulose, 10.96 ± 0.31% hemicellulose and 35.39 ± 0.97% lignin, respectively. It was found that the liquor from the acid treatment should operate under temperature conditions at level 1 (160 ° C) and acid concentration, bagasse / dilute acid ratio at level -1 (1%, 1: 6). The overall analysis of results led to the conclusion that C. guilliermondii CCT-3544 was able to grow in medium with hydrolyzate, and its maximum concentration of cell growth was 3.5 g L-1 in both cases. However, the fermented concentrate obtained maximum production at 48 h of fermentation, but the fermented hydrolyzate in bioreactor produced ethanol and xylitol, with maximum xylitol production at 6 h and maximum ethanol production at 48 h of fermentation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEm virtude da quantidade de resíduos gerados pelas indústrias e dos compromissos assumidos com o meio ambiente, tem-se verificado um crescente interesse pela utilização de fontes alternativas de energia para geração de bioprodutos com valor agregado, como o etanol e xilitol. Neste contexto, o pedúnculo do caju tem sido considerado uma alternativa promissora para atender à demanda de forma mais sustentável. Em vista disso, o objetivo desta pesquisa foi estudar a ampliação de escala experimental da produção biotecnológica de xilitol utilizando o licor do tratamento ácido do bagaço do pedúnculo do caju como substrato e como agente de fermentação a levedura Candida guilliermondii CCT 3544. O bagaço do pedúnculo do caju obtido foi lavado, seco a 55 ºC, moído, peneirado (48 mesh), caracterizado e submetido à hidrólise ácida. Em seguida, realizou-se um planejamento experimental fatorial 23 + 3 pontos centrais com o intuito de verificar as influências das variáveis: temperatura, proporção bagaço/ácido diluído e concentração do ácido na liberação de pentoses e hexose dos licores hidrolisados. Após hidrólise o licor foi submetido ao processo de concentração e o meio de fermentação preparado em frascos de Erlenmeyer com 400 mL do meio com licor concentrado e em Biorreator (1600 mL), agitados a 200 rpm, 28 °C de 0 a 120 h, utilizando-se a levedura C. guilliermondii CCT 3544. A caracterização da composição lignocelulósica revelou a presença de 21,45 ± 0,31% de celulose, hemicelulose 10,96 ± 0,31% e lignina 35,39 ± 0,97%, respectivamente. Verificou-se que o licor do tratamento ácido deve operar sob condições de temperatura ao nível 1 (160 °C), concentração de ácido, proporção bagaço/ácido diluído ao nível -1 (1% e 1:6). O fermentado do hidrolisado concentrado obteve produção máxima com 48 h de fermentação, já o hidrolisado fermentado em biorreator produziu etanol e xilitol simultaneamente com máxima produção de xilitol com 6 h e etanol com 48 h de fermentação