BR112016015341B1

BR112016015341B1 - Cepas de levedura para produção de etanol de primeira geração

Info

Publication number: BR112016015341B1
Application number: BR112016015341-3A
Authority: BR
Inventors: Jean-Michel Bavouzet; Anne-Dominique QUIPOURT; Annie Tbaikhi
Original assignee: Lesaffre Et Compagnie
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2022-12-20
Also published as: PL3090042T3; EP3090042B1; PT3090042T; CN105874056A; FR3015985A1; ES2648269T3; WO2015101753A1; DK3090042T3; HRP20171683T1; FR3015985B1; HUE035131T2; US20160312245A1; BR112016015341A2; EP3090042A1; CN105874056B; US10106823B2

Abstract

CEPAS DE LEVEDURA PARA PRODUÇÃO DE ETANOL DE PRIMEIRA GERAÇÃO. A presente invenção se refere a cepas de leveduras que têm propriedades melhoradas em relação às cepas especializadas que são usadas na produção de etanol de primeira geração. Em particular, as cepas da presente invenção possuem um maior rendimento de etanol, uma menor produção de glicerol e produção de etanol cinético que são semelhantes ou ligeiramente mais lento do que a cepa padrão D1B. A presente invenção também se refere às leveduras obtidas por cultura das referidas cepas, e a utilização das referidas leveduras e / ou das referidas cepas na produção industrial de etanol.

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a cepas de leveduras que produzem etanol de primeira geração, de leveduras obtidas por cultura destas cepas, e aos processos para a produção industrial de etanol a partir das referidas leveduras. Mais especialmente, a presente invenção se refere a três cepas especificas que exibem um forte tolerância ao etanol, uma menor produção de glicerol do que as cepas mais eficazes atualmente utilizadas nos processos de produção de etanol, e com um rendimento elevado de etanol. As cepas da presente invenção também têm uma rápida cinética de produção de etanol.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] A diminuição dos recursos energéticos não renováveis e da crescente preocupação em face do aumento das emissões de gases de efeito estufa são responsáveis pela necessidade de encontrar fontes de energia que são alternativas aos combustíveis fósseis (petróleo, carvão, gás). Biomassa vegetal proveniente de florestas e / ou de produtos agrícolas ou de processamento de alimentos e / ou co-produtos constitui uma fonte considerável de carbono para a produção de moléculas de interesse industrial. O etanol produzido a partir dos açúcares fermentáveis contidos em plantas é usado em veículos que têm motores de combustão. Assim, a produção de bioetanol tem experimentado um rápido desenvolvimento nos últimos anos na América do Norte e na Europa. Em 2008, mais de 56 bilhões de litros de etanol foram produzidos em todo o mundo a partir da biomassa vegetal.

[0003] Bioetanol de primeira geração é produzido por fermentação de hexoses (açúcares compreendendo seis carbonos) contidos na biomassa rica em amido (grãos de milho, cevada, trigo, mandioca, tubérculos de batata, etc.) ou em sacarose (açúcar de cana, açúcar de beterraba, sorgo doce, etc.), ao passo que o bioetanol "de segunda geração" é produzido pela conversão da celulose e da hemicelulose contidas em resíduos agrícolas como palhas de cereais ou palha de milho, resíduos florestais, madeira, culturas energéticas, tais como switchgrass ou bosques com uma rotação curta ou muito curta (por exemplo, álamo).

[0004] Os processos para a obtenção dos meios de fermentação de açúcares ricos em processos de primeira geração são relativamente simples e bem controlados. No caso de plantas doces, como cana-de-açúcar, sorgo doce ou beterraba, a planta é moída ou cortada em pedaços e um suco açucarado é obtido diretamente ou após imersão em água. A fermentação alcoólica pode ser realizada utilizando o sumo bruto obtido, usando o sumo concentrado ou usando sumos concentrados, tais como melaço obtido após extração de uma fração dos açúcares inicialmente presentes. No caso das frações de plantas ricas em amido, tais como grãos de milho, o amido deve primeiro ser hidrolizado em glicose que a levedura pode então ser convertido em etanol. 0 processo de hidrólise padrão é constituído por uma primeira fase durante a qual as cadeias de amido são convertidas em cadeias mais curtas através da ação de uma alfa-amilase, seguido por uma etapa de fermentação "SSF" (sacarificação e fermentação simultânea) durante o qual as dextrinas são hidrolisadas pela adição de glucosidases e durante o qual a glicose é fermentada em etanol pela levedura. Alguns processos, denominados processos frios, executam uma hidrólise do amido reduzida, ou mesmo hidrólise do amido inexistente, antes da etapa de fermentação. No caso de etanol de segunda geração produzido a partir de material lignocelulósico, os processos de hidrólise quimica e enzimática são muito mais complexo e trabalhoso, uma vez que o material lignocelulósico é constituído por uma matriz rigida que é difícil para desestruturar, a fim de libertar a celulose e a hemicelulose a partir da lignina. A hidrólise de materiais lignocelulósicos gera hidrolisados contendo hexoses e / ou pentoses. Qualquer que seja a biomassa utilizada ou o produto utilizado, o produto final é o mesmo, apenas difere dos processos de produção

[0005] Na Europa, o açúcar da beterraba e de cereais (trigo, cevada, milho) são os principais meios utilizados para a produção de etanol de origem agricola. Os açúcares (glicose, frutose ou sacarose) contidos em plantas doces (beterraba sacarina, cana-de-açúcar) e plantas em amido (cereais, como o trigo ou milho) são convertidos em álcool por um processo de fermentação industrial utilizando leveduras. 0 álcool é então destilado e desidratado, de modo a obter o bioetanol. Os co-produtos obtidos durante o processo de produção (grãos gastos e polpas) são destinados à alimentação animal.

[0006] As leveduras utilizadas pelos produtores de etanol de primeira geração são, principalmente, leveduras especializadas que tornam possível otimizar a rentabilidade do processo de produção. Estas leveduras são, entre outros: Etanol Red® (Fermentis®) , Thermosacc® (Lallemand®) , Angel Super Alcohol® (Angel®) e Fali® (AB Mauri®) . As qualidades esperadas destas leveduras são a sua capacidade para produzir rapidamente altas concentrações de etanol e de esgotar os açúcares de meios de fermentação sobre o representante da temperatura e intervalos de pH de condições industriais. Estas qualidades são de particular interesse em processos que utilizam cereais, milho, em particular, que geram hidrolisados com altas concentrações de açúcar. Com efeito, os produtores ajustam o teor de açúcar do seu meio de fermentação, de modo que seja tão alto quanto possível e, ao mesmo tempo, asseguram que o açúcar seja convertido em etanol tão rapidamente e completamente quanto possivel. Assim como os produtores quer a levedura para converter todos os açúcares de a forma de etanol, que também quer o rendimento global da conversão dos açúcares consumida para etanol a ser tão elevada quanto possivel e, por conseguinte, menor número de coprodutos, tais como glicerol a ser gerado durante a fermentação.

[0007] Tendo uma levedura apresentando uma melhor tolerância ao etanol e tendo uma levedura produzindo menos de glicerol e, ao mesmo tempo garantindo uma produtividade, em termos de volume que seja equivalente ou superior, tanto em condições usuais de fermentação e durante as flutuações nos parâmetros de fermentação permitiria que os produtores de etanol a aumentar a rentabilidade das suas instalações, aumentando a produção de etanol. Há, portanto, ainda uma necessidade de dispor de novas cepas melhoradas de levedura para a produção de etanol de primeira geração.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] A presente invenção se refere a cepas de levedura Saccharomyces cerevisiae que tenham propriedades melhoradas em comparação com as cepas de levedura especializadas comumente utilizadas na produção de etanol de primeira geração.

[0009] Assim, em particular, uma matéria da presente invenção é a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae 53-137 que foi depositada em 25 de julho, 2013, no CNCM (Coleção Nacional de Culturas de Micro-organismo [French National Collection of Microorganism Cultures] do Institut Pasteur, 25 Rue du Docteur Roux, 75724 Paris, Cedex 15) sob o número de acesso 1-4791 sob as condições do Tratado de Budapeste.

[0010] Outra matéria da presente invenção é a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae 53-005, a qual foi depositada em 25 de julho de 2013 no CNCM (Coleção Nacional de Culturas de Micro-organismos [French National Collection of Microorganism Cultures] do Institut Pasteur, 25 Rue du Docteur Roux, 75724 Paris, Cedex 15) sob o número de acesso 1-4790 sob as condições do Tratado de Budapeste.

[0011] Outra matéria da presente invenção é a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae 53-214, a qual foi depositada em 25 de julho de 2013 na CNCM (Coleção Nacional de Culturas de Micro-organismes [French National Collection of Microorganism Cultures] do Institut Pasteur, 25 Rue du Docteur Roux, 75724 Paris, Cedex 15) sob o número de acesso 1-4792 sob as condições do Tratado de Budapeste.

[0012] A presente invenção também se refere a uma levedura obtida por cultura de uma cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae escolhida a partir da cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae que foi depositado em 25 de julho, 2013, no CNCM sob o número de acesso 1-4791, a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae, que foi depositada em 25 de julho de 2013, no CNCM sob o número de acesso 1-4790 e a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae que foi depositada em 25 de julho de 2013, no CNCM sob o número de acesso I4792.

[0013] Um objetivo da presente invenção é também a utilização de uma cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae escolhida a partir da cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae que foi depositado em 25 de julho de 2013, no CNCM sob o número de acesso 1-4791, a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae, que foi depositado em 25 de julho de 2013, no CNCM sob o número de acesso 1-4790 e a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae, que foi depositada em 25 de julho de 2013, no CNCM sob o número de acesso 1-4792, ou de uma levedura obtida por cultura de uma destas cepas para a produção de etanol de primeira geração a partir da biomassa.

[0014] Um objetivo da presente invenção é também um método para a produção de etanol de primeira geração a partir de biomassa, que compreende uma etapa de fermentação que utiliza uma cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae escolhida a partir da cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae que foi depositado em 25 de julho de 2013, no CNCM sob o número de acesso 1-4791, a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae, que foi depositado em 25 de julho de 2013 no CNCM sob o número de acesso 1-4790 e a cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae que foi depositada em 25 de julho de 2013 no CNCM sob o número de acesso 1-4792 ou um levedura obtida por cultura de uma destas cepas.

[0015] Em algumas concretizações, a biomassa rica em açúcar e / ou amido é escolhida a partir de, ou originada, em particular, a partir de, milho, trigo, cevada, centeio, sorgo, mandioca, triticale, batata, batata-doce, cana de açúcar, beterraba sacarina e sorgo doce.

[0016] Em algumas concretizações preferidas, a biomassa é escolhida a partir de ou se origina a partir de milho, trigo, cevada, mandioca, beterraba e cana-de-açúcar.

[0017] Um objetivo da presente invenção é também a produção de borras de cerveja e borras de cerveja suplementadas com materiais solúveis a partir de resíduos de fermentação obtidas durante os processos de produção de etanol.

[0018] Uma descrição mais detalhada de algumas concretizações preferenciais da invenção é dada abaixo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0019] Como mencionado acima, a presente invenção se refere a três cepas de Saccharomyces cerevisiae que são úteis para a produção de etanol de primeira-geração. As três cepas da presente invenção foram obtidas por meio de um programa de hibridação e seleção. Elas resultam da hibridação entre a cepa de levedura de Saccharomyces cerevisiae depositada no CNCM em 4 de setembro de 2008, sob o número de acesso 1-4072, uma cepa pertencente ao requerente, e o segundo clone de levedura de Saccharomyces cerevisiae depositado no CNCM em 26 de junho de 2013, sob número de acesso 1-4782, que também pertence ao requerente.

[0020] A cepa de levedura 1-4072 é uma cepa selecionada pelo Requerente como tendo a mais forte tolerância ao etanol entre um painel de 21 amostras avaliadas.

[0021] Os clones de levedura de Saccharomyces cerevisiae 1-4782 foram selecionados pelo requerente como tendo uma tolerância ao etanol que é alta apesar de ser menor do que a da cepa 1-4072, mas como tendo uma produção de glicerol inferior do que a da cepa 1-4072.

[0022] O programa de seleção de hibridos conduziu a três cepas da presente invenção. Cada uma destas cepas constitui uma alternativa para as cepas especializadas mais eficazes que são atualmente utilizadas na produção industrial de etanol de primeira geração. De fato, as três cepas da presente invenção têm uma maior tolerância ao etanol, do que a cepa de referência 1-4072 e ao mesmo tempo a produção de etanol de primeira geração com um rendimento mais elevado do que ao da cepa 1-40 72, devido a uma menor produção de glicerol, que é um subproduto da reação de fermentação. Esta boa tolerância é observada qualquer que seja a temperatura (32° C, 35° C ou 38° C) , o pH (4,0, 5,0 ou 5,5) e o fornecimento de nitrogênio inorgânico (150 a 500 ppm) durante a fermentação, o que as torna cepas que são particularmente adequadas para a produção de etanol de primeira geração em que as flutuações nos parâmetros de fermentação são comuns. Além disso, as cepas da presente invenção têm a vantagem de ter uma cinética de produção de etanol que são semelhantes ou ligeiramente inferiores às da cepa de referência 1-4072.

[0023] A invenção também se refere a uma levedura obtida por cultura de uma das cepas da presente invenção. Os processos para a cultura de uma cepa de levedura são conhecidos no estado da técnica, e os técnicos versados no assunto sabem como otimizar as condições de cultura de cada cepa em função da sua natureza.

[0024] As cepas de levedura da presente invenção e as leveduras obtidas por cultura destas cepas são de utilização na produção de etanol de primeira geração a partir da biomassa. O termo "biomassa" pretende significar aqui qualquer matéria orgânica de origem vegetal, que pode tornar- se uma fonte de energia após a conversão. De um modo preferido, no contexto da invenção, a biomassa é derivada a partir de produtos agrícolas ou de processamento de alimentos e / ou coprodutos. Em particular, a biomassa é, preferencialmente, rica em sacarose ou amido, e é escolhida a partir de, ou é derivada de, por exemplo, milho, trigo, cevada, centeio, sorgo, mandioca, triticale, batata, batata- doce, cana-de-açúcar, beterraba e de sorgo doce.

[0025] Em algumas concretizações preferidas, a biomassa é escolhida a partir de, ou é derivado de, de milho, de trigo, de cevada ou de mandioca.

[0026] Os métodos para a produção de etanol de primeira geração a partir de biomassa e a utilização de leveduras na etapa de fermentação são conhecidos no estado da técnica. O método industrial mais comum faz uso de tratamentos bioquimicos, fisicos e quimicos e que em última análise visam permitir a fermentação de açúcares e a produção de etanol. Diversas variantes deste método existem e são conhecidos dos técnicos versados no assunto. As cepas de levedura da presente invenção e as leveduras obtidas por cultura destas cepas podem ser utilizadas em qualquer método para a produção de etanol de primeira-geração.

[0027] A invenção aplica-se, particularmente, à produção de etanol como combustível, mas também para a produção de etanol para a indústria alimentícia, química, farmacêutica e cosmética.

[0028] A menos que sejam definidos de outra forma, todos os termos técnicos e científicos utilizados no relatório descritivo têm o mesmo significado que o normalmente entendido por um técnico versado no assunto no campo a que esta invenção pertence. Do mesmo modo, todas as publicações, pedidos de patentes, todas as patentes e todas as outras referências aqui mencionadas são incorporados a titulo de referência.

EXEMPLOS

[0029] Os exemplos abaixo descrevem algumas concretizações da presente invenção. No entanto, entende-se que os exemplos e as figuras são apresentados apenas a titulo de ilustração e não limitam de qualquer forma o escopo da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0030] A Figura 1 mostra as concentrações finais no final dos ensaios de fermentação realizados em meios de fermentação liquefeito de acordo com o exemplo 1. Concentração de (A) de etanol e a concentração (B) de glicerol. O meio A, B e C são descritos na tabela 1.

[0031] A Figura 2 mostra a cinética de produção de etanol por parte da cepa I 4072 (A) e dos hibridos 1-4790 (B), 1-4791 (C) e 1-4792 (D) sob várias condições de fermentação.

Exemplo 1: Seleção das linhagens parentais para cruzar com a cepa 1-4072

[0032] Um painel de 21 cepas ou clones foram testados durante a fermentação alcoólica. Os testes foram realizados em condições de fermentação e sacarificação(SSF) simultâneas e com um excesso de açúcares em relação às suas capacidades para a conversão de etanol das cepas. Em primeiro lugar, foram utilizados meios sintéticos contendo dextrina de amido, com ou sem a adição de materiais solúveis dos residues de destilação. Em segundo lugar, meios de fermentação preparado a partir de farinha de milho, a partir de frações dos materiais solúveis, a partir de residues de destilação, e a partir de água do processo nas proporções indicadas na tabela abaixo foram usadas. Estes vários elementos foram obtidos a partir de uma fábrica de produção de etanol industrial de acordo com um processo de primeira-geração. A mistura à base de farinha de milho foi liquefeita usando Liquozyme™ SCDS (Novozymes) a 85° C durante 3 horas, após ajustamento do pH para 5,6. A dose para a qual Liquozyme™ foi usado foi de 0,8 ml / kg de farinha utilizada. Antes da inoculação, o pH inicial foi ajustado a 5,0 ou 4,5; várias concentrações de ureia (300, 600 e 1000 ppm de equivalentes de nitrogênio) foram adicionados, tal como indicado na tabela a seguir. Spyrizyme Ultra™ combustível (Novozymes) foi adicionado a uma dose de 0,6 ml / kg de farinha. A temperatura de fermentação foi regulada a 32° C. As cepas foram propagadas de antemão em meio sintético rico em 500 ml frascos defetores (de propagação microaerada).Tabela 1.

[0033] Entre as diversas cepas testadas, a cepa depositada no CNCM sob o número de acesso 1-4072 foi aceita como sendo, entre todas as cepas testadas, a cepa produtora da maior parte do etanol. Entre as diversas cepas testadas, a cepa 1-4782 foi aceita como sendo uma cepa de produção de grandes quantidades de etanol, embora menos do que 1-4072, e como a produção de quantidades menores de glicerol do que a cepa 1-4072.

[0034] É interessante notar que a cinética de produção de etanol do clone 1-4782 é muito lenta em comparação com as da cepa 1-4072. As concentrações finais de etanol e de glicerol, que foram obtidos durante os testes são mostrados nas figuras 1A e 1B.

[0035] O objetivo era, por conseguinte, obter, por hibridação, pelo menos, um hibrido tendo uma tolerância ao etanol maior do que a da cepa 1-4072, uma produção de glicerol inferior do que a da cepa 1-4072, e cinética de produção de etanol, pelo menos semelhante aos da cepa 1-4072.

Exemplo 2: Obtenção de novos híbridos

[0036] Uma vez que as cepas parentais tinham sido selecionadas, várias etapas técnicas de cruzamento resultando no desenvolvimento de novas cepas foram realizadas, compreendendo: - Obtenção, por esporulação em seguida, germinação, segregantes das duas cepas originais e caracterizar seu tipo de sexo, - Realizar cruzamentos após o estabelecimento de tabelas de cruzamento, e - Isolar e identificar os novos híbridos.

[0037] Selecionando os segregantes elite da cepa I4072. Segregantes da cepa 1-4072 foram gerados e avaliados com base na sua produção de etanol. Em seguida, com base nestes resultados, 8 esporos, "alpha" Tipo de sexo e 12 esporos, "a" Tipo de sexo com os melhores níveis de desempenho de álcool foram selecionados.

[0038] A realização de cruzamentos e obtenção de novas cepas. A fim de obter novas cepas, várias séries de cruzes foram realizadas entre os segregantes de 1-4072 e selecionados aleatoriamente segregantes escolhidos de 1-4782.

[0039] Identificação de novos híbridos. Novos híbridos foram identificados por PCR tipo de acasalamento.

[0040] Foram identificadas numerosas cepas que foram assim criados e validado no final dos cruzamentos efetuados. Entre os híbridos, 1-4791, 1-4790 e 1-4792, que são matéria da presente invenção, em particular se destacam, como indicado posteriormente.

Exemplo 3: Seleção dos novos híbridos.

[0041] A fim de ser capaz de selecionar os melhores híbridos entre as 292 cepas recentemente criadas, foram desenvolvidos quatro níveis de seleção. Estas seleções estão baseadas sobre o controle de perda de massa dos meios de álcool de fermentação após a inoculação com as cepas a ser estudado, em comparação com o controle 1-4072, e a medição da concentração de etanol, do restante da glicose e do glicerol produzida após 72 horas de fermentação a diferentes temperaturas (35° C e 38° C) . Os meios de fermentação utilizados foram meios sintéticos contendo uma alta concentração de glicose, acima das capacidades de conversão para o etanol das cepas testadas. Os critérios de seleção são melhores cinéticas de perda de massa do que a cepa 1-4072 e / ou diminuição da produção de glicerol em comparação com a cepa 1-4072. A perda de massa é um indicador indireto da produção de etanol pelas leveduras, de acordo com a equação estequiométrica: 1 mol de glicose 2 mol CO2 + 2 mol de etanol, que faz com que seja possível ligar globalmente a massa de perda de massa do meio no forma de CO2 produzido e evaporou-se para a massa de etanol produzido.

[0042] No final, de 292 cepas, foram selecionados 18 híbridos, incluindo as cepas 1-4790, 1-4791 e 1-4792. Estas cepas foram escolhidas porque possuem as seguintes características:

[0043] - Híbrido 1-4790: a temperaturas de 35° C e 38° C, para uma produção de etanol equivalente à da cepa I4072, a produção de glicerol é reduzido em 15 a 20%. A cinética de perda de massa são no entanto mais baixo do que as da cepa 1-4072;

[0044] - Híbrido 1-4791: a temperaturas de 35° C e 38° C, a produção de etanol é aumentada em 3,5% em comparação com a da cepa 1-4072, a cinética de perda-em massa são mais rápidos do que aqueles de I- 4072 cepa, e a produção de glicerol é equivalente à da cepa 1-4072;

[0045] - Híbrido 1-4792: a temperaturas de 35° C e 38° C, a produção de etanol é equivalente ao de I 4072 (com uma ligeira melhoria, a 38° C), a cinética de perda de massa são equivalentes às de 1-4072, e a produção de glicerol é de 7,5 a 8% mais baixa em comparação com a de 1-4072.

Exemplo 4: Produção de etanol a partir de farinha de milho pelos híbridos com excesso de açúcares no meio.

[0046] Os testes foram realizados em meio à base de farinha de milho e a fracção de materiais solúveis a partir de resíduos de destilação industriais. Os testes foram realizados em diferentes temperaturas de fermentação, com várias adições de nitrogênio e a vários valores de pH iniciais. As características que foram estudados são: a tolerância máxima das cepas de etanol, a produção de glicerol e a cinética de produção de etanol.

[0047] As perdas de massa dos meios de fermentação foram medidas ao longo do tempo. Uma vez que a estabilização da perda de massa tinha sido alcançado, a amostragem do meio de fermentação foi levada a cabo e um ensaio por HPLC das concentrações de etanol e de glicerol foi realizado. As massas de etanol e glicerol produzido foram calculados a partir da concentração medida e a partir da massa de fermentação deve no momento da amostragem, a fim de realizar o ensaio e a concentração inicial e os valores de massa.

[0048] Protocolo. Os meios de fermentação foram preparados a partir de farinha de milho, fracções dos materiais solúveis a partir de residues de destilação e água de processo. A fim de simular o mais próximo possivel as condições de produção industriais, estes diferentes elementos são obtidos a partir de fábricas de produção de etanol industrial de acordo com processos de primeira geração. As proporções dos três componentes industriais foram: farinha de milho (36% p / p), fraeção dos materiais solúveis a partir de residues de destilação (35% p / p) e de água do processo (29% p / p) . A mistura foi liquefeita usando Liquozyme™ SCDS (Novozymes) a 85° C durante 3 horas, após o ajuste do pH para 5,6. A dose utilizada foi Liquozyme™ 0,8 ml / kg de farinha utilizada. Antes da inoculação, o pH foi ajustado para 5 ou 4 (de acordo com a tabela), e adicionaram-se várias concentrações de ureia (150, 250 e 500 ppm de equivalentes de nitrogênio) . Sprizyme Ultra™ combustivel (Novozymes) foi adicionado a uma dose de 0,6 ml / kg de farinha. As cepas foram propagadas de antemão em meio sintético rico em 500 ml frascos refletores (de propagação microaerada). Um creme de levedura foi preparado a partir do meio de propagação por centrifugação e ressuspensão do sedimento de centrifugação em água. O teor de sólidos do creme de levedura foi determinado e o meio de fermentação inoculou-se com o creme de modo a ter um nível de inoculação de 0,5 g de fermento seco equivalente / kg de meio.

[0049] Os testes realizados. A tabela a seguir apresenta as condições dos testes de fermentação realizados e das cepas utilizadas.Tabela 2. As condições de ensaio de fermentação.

A: 36% de farinha de milho, 35% de materiais solúveis de resíduos de destilação, 29% de água de processo B: 36% de farinha de milho, 35% de materiais solúveis de resíduos de destilação, 29% de água de processo N: fornecimento de nitrogênio Resultados. Os resultados obtidos são apresentados nas tabelas abaixo. Tabelas 3 a 4. Concentrações finais de etanol e de glicerol e massas de etanol e de glicerol produzido nos testes 1-9. Tabela 3

Tabela 4.

[0050] Estes resultados mostram claramente que os híbridos têm uma melhor tolerância ao etanol do que a cepa I4072 de partida (que apresenta uma vantagem de 2 a 3% através da cepa 1-4072) e que produzem menos glicerol do que a cepa 1-4072. Esta produção mais baixa de glicerol pelas cepas I4790, 1-4791 e 1-4792 deve logicamente conduzir a um melhor rendimento de conversão dos açúcares consumida para etanol.

[0051] Cinética de produção de etanol. A titulo de exemplo, a cinética de perda de massa dos testes 10 - 13 são apresentados na figura 2.

[0052] Estes resultados mostram gue a cepa 1-4072 tem a cinética de produção de etanol mais rápidas de todas as cepas testadas. Entre os hibridos da invenção, o hibrido I4791 tem uma cinética de produção de etanol, que são mais ou menos semelhantes àquelas da cepa 1-4072. Por outro lado, o híbrido 1-4790 apresenta a cinética mais lenta com atrasos variando até 10 horas a pH 5.

Exemplo 5: Testes para a produção de etanol a partir de farinha de milho pelos hibridos com concentrações limitantes de açúcares no meio

[0053] Rendimento de conversão em etanol. A fim de reforçar os resultados anteriores, vários testes foram efetuados com concentrações de farinha de milho mais baixos do que aqueles utilizados nos ensaios do Exemplo 4 e, de tal modo que as cepas possam consumir totalmente os açúcares fermentáveis do meio. Os testes realizados são apresentados na tabela 5 que se segue: Tabela 5. As condições de fermentação.

C: 32° C: 33% de farinha de milho, 35% de materiais solúveis a partir de residues de destilação, 32% água do processo D: 35° C: 30% de farinha de milho, 35% de materiais solúveis a partir de residues de destilação, 35% água do processo Os resultados são apresentados nas tabelas 6 e 7 seguintes. Tabela 6

Tabela 7.

[0054] Os resultados obtidos confirmam as observações feitas nos testes anteriores: os hibridos 1-4790, 1-4791 e I4792 produzem significativamente menos glicerol e mais etanol do que a cepa de referência 1-4072, em especial, com uma dose reduzida de nitrogênio fornecido (N).

[0055] Conclusões. Os resultados obtidos demonstram claramente que:

[0056] - O híbrido 1-4791 tem: a cinética de produção de etanol que são idênticos ou semelhantes aos da 1-4072, uma melhor tolerância ao etanol (+ 2%), uma menor produção de qlicerol (5%), e um melhor rendimento em etanol (+ 2%);

[0057] - O híbrido 1-4790 tem: uma melhor tolerância ao etanol de 1-4072 (+ 3%), uma menor produção de glicerol (10%) e um rendimento de etanol melhor (+ 2%), mas a cinética de produção de etanol que são mais lentos do que os da I4072;

[0058] - O híbrido 1-4792 tem: uma melhor tolerância ao etanol de 1-4072 (+ 3%), exceto sob condições adversas (38° C / pH 4), a cinética de produção de etanol semelhantes às de 1-4072, uma produção menor de glicerol (5%) e um rendimento mais elevado de etanol (+ 1%).

Exemplo 6: Testes para a produção de leveduras provenientes dos três híbridos selecionados

[0059] Os hibridos selecionados foram multiplicados, em escala piloto, em condições de arejamento de acordo com um regime de descontínuo com alimentação bem conhecidas dos técnicos versados no assunto. As leveduras obtidas foram secas de acordo com as técnicas habituais. Estes testes de produção de levedura ocorreu sem qualquer problema particular que está sendo observado.

[0060] Testes de produção de etanol foram realizados utilizando as leveduras secas instantâneas produzidas com o objetivo de verificar se o processo de produção de levedura não prejudica os niveis de desempenho das cepas produzidas.

[0061] Protocolo. Os meios de fermentação foram preparados a partir de farinha de milho, frações dos materiais solúveis a partir de residues de destilação e água de processo. Estes vários elementos foram obtidos a partir de fábricas de produção industrial de etanol. As proporções dos três componentes industriais foram: farinha de milho (36% p / p), fração de materiais solúveis de destilação (35% p / p) e água (29% p / p). A mistura foi liquefeita usando Liquozyme SCDS™ (Novozymes) a 85° C durante 3 horas, após ajuste do pH para 5,6. A dose de Liquozyme™ utilizada foi de 0,8 ml / kg de farinha utilizada.

[0062] As leveduras secas produzidas a partir dos hibridos 1-4790, I 4791 e 1-4792 e a levedura comercial Etanol Red™ foram propagadas na forma liquefeita diluída em água (70% p / p, 30% p / p). O nivel de inoculação foi de 0,5 g de fermento seco / kg de meio, o pH foi ajustado para 5, a temperatura de propagação foi de 32 ° C, e ureia (500 ppm) e Spirizyme Fuel Ultra™ (0,6 ml / kg de farinha) foram adicionado. O meio de propagação foi transferido para o meio de fermentação com uma transferência de 10% peso / peso.

[0063] As fermentações foram realizadas sob as condições descritas na Tabela 8.Tabela 8

B: 36% de farinha de milho, 35% de materiais solúveis derivados de residues da destilação, 29% água do processo.

[0064] Os resultados obtidos, os quais são indicados na tabela 9, confirmam, dentro do limite da precisão dos testes efetuados, os resultados já obtidos e confirmam a possibilidade de produção e secagem das cepas 1-4790, 1-4791 e 1-4792 .

[0065] Conclusões. Os resultados obtidos de acordo com a invenção tornou possivel a obtenção de leveduras industriais que têm niveis de desempenho que são significativamente melhorados em termos de produtividade e rendimento quando elas são utilizadas para a produção de etanol a partir de açúcares derivados de biomassas.

[0066] Em comparação com o produto de referência no mercado (Etanol Red™) :

[0067] - A cepa industrial 1-4790 faz com que seja possível melhorar a produtividade de etanol de + 2% com um rendimento melhorado de etanol / açúcar, em virtude da redução de 10% na quantidade de glicerol gerado;

[0068] - A cepa industrial 1-4791 faz com que seja possível melhorar a produtividade de etanol de + 2% com um rendimento melhorado de etanol / açúcar em virtude da redução de 5% na quantidade de glicerol gerado;

[0069] - A cepa industrial 1-4792 faz com que seja possível melhorar a produtividade de etanol por + 1% com um rendimento melhorado de etanol / açúcar em virtude da redução de 5% na quantidade de glicerol gerado.Tabela 9.

Claims

1. Cepa de levedura Saccharomyces cerevisiae caracterizada pelo fato de que é selecionada do grupo que consiste na cepa de levedura depositada em 25 de julho de 2013 no CNCM sob o número I-4791, a cepa de levedura depositada em 25 de julho de 2013 no CNCM sob o número I-4790, e a cepa de levedura depositada em 25 de julho de 2013 sob o número I-4792.

2. Uso de uma cepa de levedura conforme definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é para a produção de etanol de primeira geração a partir da biomassa.

3. Uso, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que de a biomassa é rica em açúcar e/ou amido.

4. Uso, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a biomassa compreende ou se origina a partir de cana de açúcar, beterraba, sorgo doce, milho, trigo, cevada, centeio, sorgo, triticale, batata, batata- doce e/ou mandioca.

5. Processo para a produção de etanol de primeira geração a partir de biomassa caracterizado pelo fato de que compreende fermentar biomassa à etanol utilizando uma cepa de levedura conforme definida na reivindicação 1.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a biomassa é rica em açúcar e/ou amido.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a biomassa compreende cana de açúcar, beterraba, sorgo doce, milho, trigo, cevada, centeio, sorgo, triticale, batata, batata-doce e/ou de mandioca.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de fermentação é realizada a uma temperatura de 32 °C a 35 °C e a pH de 5 a 5,5.