O biodiesel é produzido a partir da transesterificação de triacilgliceróis encontrados em óleos vegetais ou gorduras animais. Entretanto, o fornecimento limitado dessas fontes e o elevado custo tornam o processo de produção dispendioso. Desta forma, é necessário desenvolver matérias-primas mais baratas. As leveduras são promissoras fontes por que armazenam grandes quantidades de triacilgliceróis, são capazes de crescer em resíduos agroindustriais e podem ser cultivadas em larga-escala. O teor de lipídios e a sua composição, fundamentais para viabilizá-las como matérias-primas para biodiesel, variam em resposta a fatores ambientais de cultivo. Portanto, o objetivo deste trabalho é otimizar as condições de cultivo favoráveis ao crescimento e acúmulo de lipídios na levedura Rhodotorula slooffiae IN80. Inicialmente, a levedura foi cultivada em um meio que induz o armazenamento lipídico, contendo diferentes fontes de nitrogênio (peptona e ureia e cloreto de amônio). As fontes orgânicas se destacaram quanto ao crescimento. A produção de lipídios atingiu 4,5, 5,9 e 1,48 g/L quando o cultivo foi realizado em peptona, ureia e cloreto de amônio, respectivamente. A produtividade lipídica foi maior em ureia, além de ter o melhor rendimento. Logo, a ureia foi utilizada para selecionarmos a fonte de carbono mais apropriada. Além da glicose, foram analisados o glicerol e a xilose. Em glicose, tivemos a maior biomassa. No entanto, o acúmulo de lipídios chegou a 86%, em glicerol, com biomassa de 12,47 g/L. Por isso, a partir do sexto dia de cultivo, a produtividade foi superior em glicerol. Em vista disso, as fontes selecionadas para seguir no processo de otimização foram ureia e glicerol. Um planejamento fatorial fracionado com quatro variáveis: concentração da fonte de carbono, C/N, temperatura e pH foi realizado. A temperatura e o pH foram os que mais influenciaram o crescimento, inibindo-o a valores mais altos. Como o conteúdo lipídico permaneceu alto, um delineamento composto central rotacional foi realizado a fim de aumentar a biomassa em glicerol. Neste, os fatores avaliados foram concentração da fonte de carbono e C/N, mantendo-se a temperatura e o pH constantes em 30°C e 6.0, respectivamente. A biomassa máxima foi de 23,16 g/L, 10 g/L mais do que no primeiro experimento. A produção de lipídios foi ótima na C/N 239,47, com o nível de concentração da fonte de carbono de 71,86 g/L, alcançando produtividade de 0,071 g/L/h, 58% a mais do que em condições não otimizadas. Os valores dos parâmetros otimizados melhoraram significativamente o crescimento e a produção de lipídios pela levedura Rhodotorula slooffiae IN80.
ABSTRACT - The biodiesel is made by transesterification of triglycerides found in vegetable oils or animal fats. However, the limited stock and the high cost make the production process expensive. Thus, it is necessary to develop cheaper raw materials. Yeasts are promising sources because they store large quantities of triglycerides, they are able to grow in agro industrial waste and can be grown in large-scale. The lipid content and their composition, essential to turn them viable as raw materials for biodiesel, vary in response to culture environmental factors. Therefore, the objective of this study is to optimize growing conditions favorable to growth and accumulation of lipids in the yeast Rhodotorula slooffiae IN80. Initially, the yeast was cultured in a medium that induces lipid storage, with different sources of nitrogen (peptone, urea and ammonium chloride). The highest growth was achieved in the organic sources. The lipid production reached 4.5, 5.9 and 1.48 g/L when the cultivation was made in peptone, urea and ammonium chloride, respectively. The lipid yield was higher in urea, and also the best yield. Thus, the urea was used for select the most appropriate source of carbon. In addition to glucose, were analyzed glycerol and xylose. In cultivation with glucose we had a higher biomass. However, lipid accumulation reached 86% in glycerol, with biomass of 12.47 g/L. So, from the sixth day of cultivation, the productivity was higher in glycerol. As result, the sources selected to follow in the optimization process were urea and glycerol. A fractional factorial design with four variables: carbon source concentration, C/N, temperature and pH was accomplished. The temperature and pH were the most influenced the growth, inhibiting it at higher values. As the lipid content remained high, a rotational central composite design was performed in order to increase biomass in glycerol. In this design, the factors to be studied were carbon source concentration and C/N, keeping the temperature and pH constant in 30°C and 6.0, respectively. The maximum biomass was 23.16 g/L, 10 g/L more than in the first experiment. The lipid production was optimal in C/N 239,47, with the carbon source concentration level of 71,86 g/L, reaching a productivity of 0.071 g/L/h, 58% more than that found under non-optimized conditions. The values of the optimized parameters significantly improved growth and lipid production by the yeast Rhodotorula slooffiae IN80.
