The influence of pH and dilution rate on continuous production of xylitol from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate by C. guilliermondii

Martínez, Ernesto Acosta; Silva, Sílvio S.; Silva, João B Almeida e; Solenzal, A. I. Nápoles; Felipe, Maria G. A.

doi:10.1016/s0032-9592(02)00244-3

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“…The yeast cells were measured by microscopic observation (Olympus CH20) using methylene blue test staining to verity cell viability (Martınez et al, 2003).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Membrane-Based Downstream Processing of Microbial Xylitol Production

Desiriani¹,

Kresnowati²,

Wenten³

2017

IJTech

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Xylitol is a sugar alcohol used as a sweetener in the food industry. Xylitol can be produced from D-xylose using a fermentation process, but it then needs to be separated from the other components of the fermentation broth (e.g., metabolic products, residual substances, biomass cells, and mineral salts), before being purified as xylitol crystals. Therefore, to obtain high purity xylitol, various separation processes are required. One very promising downstream processing method is membrane separation. This study evaluated membrane-based processes for the separation of biomass cells and other impurities, determined the concentration of xylitol produced from Debaryomyces hansenii yeast fermentation broth, and proposed a polysulfone ultrafiltration (UF) membrane for biomass-cell separation followed by polyamide nanofiltration (NF) to remove low-molecular-weight compounds (e.g., acetic acids) from sugars. The effects of operating pressure were examined using a fermentation broth model solution. The results showed that a higher pressure caused a higher permeate flux; however, the permeate flux's rate flow decreased over time due to concentration polarization, and fouling in the UF and NF membranes. Nevertheless, at all pressures, UF achieved a 99% rejection of biomass cells. In addition, microscope analysis showed that no biomass cells were detected in the permeates of UF. The resulting NF concentrates revealed high xylitol retention and a beneficially lower concentration of acetic acids. The operating pressures of the UF test conditions were 1 barg and 1.5 barg, illustrating that, at a pressure of 5.5 barg, the experiments achieved reasonably high xylitol retention (above 90%) indicating negligible losses of sugar in the permeate port. Moreover, this was proven to be a feasible way to concentrate xylitol up to three times from the initial concentration of the model fermentation broth (MFB). Therefore, the results demonstrated that a two-stage combination of UF and NF is a promising system for the downstream processing of microbial xylitol production.

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“…The yeast cells were measured by microscopic observation (Olympus CH20) using methylene blue test staining to verity cell viability (Martınez et al, 2003).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Membrane-Based Downstream Processing of Microbial Xylitol Production

Desiriani¹,

Kresnowati²,

Wenten³

2017

IJTech

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“…Next, it was clarified with activated charcoal (2.5%) at 200 rpm (New Brunswick Scientific Co., Inc Edison-New Jersey-USA) and 30 °C for 1 hour, according to Martínez et al (2003). The precipitates formed during each one of these two procedures as well as the activated charcoal were removed by filtration.…”

Section: Preparation Of Sugarcane Bagasse Hemicellulosic Hydrolysatementioning

confidence: 99%

“…The sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate treated with pH alteration plus active charcoal adsorption, treatment with charcoal (MARTÍNEZ et al, 2002(MARTÍNEZ et al, , 2003(MARTÍNEZ et al, , 2007VILLARREAL et al, 2006).…”

Section: Microorganism and Culture Conditionsmentioning

confidence: 99%

“…Rice bran extract has been used as a source of nutrients in the bioconversion of the xylose contained in different hemicellulosic hydrolysates into xylitol (MARTÍNEZ et al, 2002(MARTÍNEZ et al, , 2003(MARTÍNEZ et al, , 2007CANILHA;ALMEIDA E SILVA;SOLENZAL;MUSSATTO, ROBERTO, 2004;VILLARREAL et al, 2006;CANILHA et al, 2008). Rice bran is a by-product of the rice milling processing and is a source of vitamins and amino acids containing 12-15% oils, 11-12% proteins and 2.750 kcal.kg -1 of metabolizable energy (BUTOLO, 2002).…”

mentioning

confidence: 99%

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Influence of the use of rice bran extract as a source of nutrients on xylitol production

Martínez

Santos

2012

Food Sci. Technol

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Xylose-to-xylitol bioconversion using 2.5 or 10% (v/v) rice bran extract was performed to verify the influence of this source of nutrients on Candida guilliermondii metabolism. Semisynthetic medium (SM) and sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate detoxified with ion-exchange resins (HIE) or with alteration in pH combined with adsorption onto activated charcoal (HAC) were fermented in 125 mL Erlenmeyer flasks at 30 ºC and 200 rpm for 72 hours. Activated charcoal supplemented with 2.5% (v/v) rice bran extract was fermented by C. guilliermondii in a MULTIGEN stirred tank reactor using pH 5.0 and 22.9/hour oxygen transfer volumetric coefficient. Higher values of xylitol productivity (0.70, 0.71, and 0.62 g.Lh-1) and xylose-to-xylitol conversion yield (0.71, 0.69, and 0.63 g.g-1) were obtained with 2.5% (v/v) rice bran in semisynthetic medium, ion-exchange resins, and activated charcoal, respectively. Moreover, during batch fermentation, the xylitol volumetric productivity and fermentation efficiency values obtained were 0.53 g.Lh-1 and 61.1%, respectively.

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“…Possivelmente a disponibilidade de oxigênio dissolvido no meio interferiu também na assimilação do acido acético, uma vez que o aumento do consumo deste ácido é característica de maior quantidade de oxigênio no meio (MARTINEZ et al, 2003 A influência das variáveis agitação, aeração e pH inicial na fermentação a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar pela levedura S.…”

Section: Caracterização Química Do Bagaço De Cana-de-açúcarunclassified

Produção de bioetanol a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar empregando as leveduras Scheffersomyces (Pichia) stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 visando à aplicação em bioprocessos com campo eletromagnético

Dussán¹

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Aos técnicos do laboratório por sempre estarem presentes para me auxiliar no meu trabalho.Às queridas e atenciosas Sandra, Cida e Bia pelo apoio e auxílio.A minhas queridas amigas Raquel, Ellen, Débora e em especial a Adriana por toda a compreensão, paciência, apoio e carinho. Porque graças a elas tenho minha segunda família no Brasil.Marly, Deize, Andreia, Lilian, Beto, Aron, Alec e meu quase irmãozinho Felipe, em fim a todos os Dilon, que me acolheram com muito carinho em sua família.Aos colegas e amigos com os quais compartilhei meus dias de trabalho: Eduardo Machado, Bruna Karadi, Samira, Rafael, Sabrina, Danielle, Juliana, Mauricio, Otavio, Paulo, Bruna Caroline, Ivy, Patricia Miléo, Luciana Chaud, Priscila Vaz, Bruno Guedes, Rafael Cunha, Flavio, Juan Daniel, Brunosideo e a minha amiga equatoriana Cris.A meus novos amigos da UENF: Geraldo, Patrícia Rodrigues, Diana Catalina, Wanessa e Renê Lemos.Ao Departamento de Biotecnologia -DEBIQ -EEL da Universidade de São Paulo -USP, pela oportunidade da realização do Doutorado. Atualmente é grande o interesse pelo aproveitamento da biomassa vegetal visando à obtenção de bioetanol de segunda geração. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de etanol de segunda geração a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar pelas leveduras Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 visando à aplicação em bioprocessos com campo eletromagnético. Salienta-se ainda que a importância do presente trabalho se dá, não apenas pelo caráter inovador desta pesquisa, mas também pelo fato do bioeletromagnetismo e particularmente biorreatores assistidos por campos eletromagnéticos constituírem uma recente e promissora área de pesquisa na biotecnologia onde é possível estudar alternativas que resultem no aumento do rendimento e/ou da produtividade do processo de fermentação. Numa primeira etapa, foram realizados experimentos em bateladas simples em meio contendo hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar previamente destoxificado e suplementado com extrato de levedura para a avaliação da influência das variáveis pH inicial , agitação e vazão de ar no fator de conversão de açúcares em etanol para cada uma das leveduras, de acordo com um planejamento fatorial completo 2 3 com três repetições no ponto central. As melhores condições operacionais obtidas para a levedura S. stipitis NRRL Y-7124 foram 100 rpm, 0,7 vvm e pH inicial de 6,50 com um k L a inicial de 3 h -1 as quais exerceram uma influência positiva sobre o processo fermentativo, obtendo-se valores de Y P/S de 0,16 g/g e Q P de 0,10 g L -1 h -1. Para a levedura C. shehatae UFMG HM 52.2 as condições foram 100 rpm, 0,1 vvm e pH inicial de 6,50 com um k L a inicial de 0,2 h -1 obtendo-se valores de Y P/S de 0,44 g/g e Q P de 0,25 g L -1 h -1. Segundo os resultados obtidos, observou-se que a levedura C. shehatae apresentou maiores valores de fator de rendimento e produtividade em etanol quando comparados à levedura S. stipitis. Posteriormente, foi av...

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The influence of pH and dilution rate on continuous production of xylitol from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate by C. guilliermondii

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Membrane-Based Downstream Processing of Microbial Xylitol Production

Membrane-Based Downstream Processing of Microbial Xylitol Production

Influence of the use of rice bran extract as a source of nutrients on xylitol production

Produção de bioetanol a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar empregando as leveduras Scheffersomyces (Pichia) stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 visando à aplicação em bioprocessos com campo eletromagnético

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