Optimized acid hydrolysis of the polysaccharides from the seaweed Solieria filiformis (Kützing) P.W. Gabrielson for bioethanol production / Hidrólise ácida otimizada dos polissacarídeos da macroalga Solieria filiformis (Kützing) P.W. Gabrielson para produção de bioetanol

ABSTRACT

The seaweeds are bio-resource rich in sulfated and neutral polysaccharides. The tropical seaweed species used in this study (Solieria filiformis), after dried, shows 65.8% (w/w) carbohydrate, 9.6% (w/w) protein, 1.7% (w/w) lipid, 7.0% (w/w) moisture and 15.9% (w/w) ash. The dried seaweed was easily hydrolyzed under mild conditions (0.5 M sulfuric acid, 20 min.), generating fermentable monosaccharides with a maximum hydrolysis efficiency of 63.21%. Galactose and glucose present in the hydrolyzed were simultaneously fermented by Saccharomyces cerevisiae when the yeast was acclimated to galactose and cultivated in broth containing only galactose. The kinetic parameters of the fermentation of the seaweed hydrolyzed were Y(P/S) = 0.48 ± 0.02 g.g−1, PP = 0.27 ± 0.04 g.L−1.h−1, η = 94.1%, representing a 41% increase in bioethanol productivity. Therefore, S. filiformis was a promising renewable resource of polysaccharides easily hydrolyzed, generating a broth rich in fermentable monosaccharides for ethanol production.

RESUMO

As algas marinhas são recursos naturais ricos em polissacarídeos sulfatados e neutros. A espécie de macroalga tropical utilizada neste estudo (Solieria filiformis) apresentou teores de carboidratos de 65,8% (m/m), proteínas de 9,6% (m/m), lipídios de 1,7% (m/m), umidade de 7,0% (m/m) e 15,9 % (m/m) de cinzas. A macroalga seca foi facilmente hidrolisada em condições brandas, na presença de ácido sulfúrico 0,5 M, por 20 min, produzindo monossacarídeos fermentáveis com uma eficiência de hidrólise máxima de 63,21%. A galactose e a glicose presentes no hidrolisado foram fermentadas simultaneamente por Saccharomyces cerevisiae, após aclimatação da levedura cultivada em meio contendo apenas galactose como fonte de carbono. Os parâmetros cinéticos da fermentação do hidrolisado algáceo pela levedura aclimatada a galactose foram Y(P/S) = 0,48 ± 0,02 g.g-1, PP = 0,27 ± 0,04 g.L- 1.h-1, η = 94,1%. Portanto, a macroalga S. filiformis se mostrou um recurso renovável promissor como fonte de polissacarídeos facilmente hidrolisados, gerando um meio nutritivo rico em glucose e galactose para a produção de etanol.