A obtenção de biocombustíveis a partir de resíduos agroindustriais vem sendo um desafio para o novo cenário de biorefinaria. Um dos principais entraves refere-se em utilizar microrganismos capazes de degradar diferentes compostos orgânicos, como pentoses e hexoses. Duas cepas de bactérias anaeróbias e termófilas foram isoladas de consórcio enriquecido de lodo de reator UASB termófilo usado no tratamento de vinhaça de cana de açúcar. Bactéria produtora de etanol e hidrogênio a partir de xilose, Thermoanaerobacterium calidifontis VCS1 (99% de similaridade), e bactéria produtora de hidrogênio, Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum VCS6 (100% similaridade). Para a cultura VCS1, nas condições de isolamento com 13,3 mmol/L de xilose, pH 7 e 55°C, em meio de cultivo AMM modificado, obteve-se tempo de geração (Tg) e velocidade específica de crescimento ()9,12 horas e 0,076 h-1, respectivamente, e rendimentos de 0,79 mol H2/mol xilose e 0,59 mol etanol/ mol de xilose. Para a cultura VCS6, obteve-se Tg de 6,1 horas e 0,011 h-1, e rendimento de 2,69 mol- H2/mol-xilose a partir de 13,3 mmol/L da pentose, meio T.ethanolicus, pH 6,8 a 55°C. A principal rota de produção de hidrogênio para VCS6 foi a via acética-butírica, entretanto na ausência de glicose, a cultura pode metabolizar ácido acético e ácido lático em hidrogênio e ácido butírico. As condições ótimas de cultivo para a cultura T calidifontis VCS 1 foi avaliada a partir da análise de delineamento por composto central rotacional, sendo analisadas as variáveis: concentração de xilose (3,6 a 69,5 mmol/L) e pH (5,9 a 8,1). Obteve-se pH ótimo entre 6,8 e 7,4 e 20,0 mmol/L de xilose a 55°C. As variáveis pH e concentração de xilose interferiram significativamente no metabolismo da cultura VCS1, sendo que a produção de hidrogênio foi favorecida em pH 6,2, e a produção de etanol em pH mais alcalino, entre 7,8 e 8,13. Além disso, para 60,0 mmol/L de xilose, a remoção não foi maior que 70%, indicando assim, possível inibição por substrato. Foram realizados ensaios de fermentação em vinhaça de cana-de-açúcar, na condição de cultura pura e bioaumentação da vinhaça com VCS1 e VCS6. Não se observou significativa produção de metabólitos a partir da vinhaça por VCS1 em condição de cultura pura, provavelmente, as condições nutricionais da vinhaça bruta foram desfavoráveis para o metabolismo dessa bactéria, e alta concentração de matéria orgânica e carboidratos foram inibitórios para a cultura. Para VCS6, obteve-se resultados de produção de metabólitos, tanto para a condição de cultura pura, quanto na condição de bioaumentação. Observou-se crescimento de VCS6 em elevado teor de matéria orgânica (31,9 g/L de DQO) em vinhaça de cana-de-açúcar. O rendimento em hidrogênio foi considerado significativo em relação ao obtido por consórcios microbianos em reatores com vinhaça, de 1,22 mmol-Hz/g- DQO em cultura pura e 1,03 mmol-Hr/g-DQí) em condição de bioaumentação. Concluiu-se que as culturas VCS 1 e VCS6 crescem e consomem eficientemente pentoses e hexoses, com produção hidrogênio e etanol, podendo assim, contribuir para produção de biocombustíveis a partir de vinhaça de cana

The production ofbiofuels derived from agro-industrial waste has been a challenge for the new biorefinery scenario. One ofthe main obstac1es relates to using microorganisms capab1e of degrading different organic compounds, such as pentoses and hexoses. The ethanol and hydrogen-producing bacteria from xylose, Thermoanaerobacterium calidifontis VCS 1 (99% of similarity), was isolated from the consortium enriched with sludge from thermophilic UASB reactor used in the treatment of sugarcane vinasse. In the isolation conditions with 13.3 mmol/L xylose, at pH 7 and 55°C, in the culture medium AMM modified, doubling time (Dt) and specific growth rate (IJ,) of 9.12 hours and 0.076 h-I were obtained, respectively, with yields of 0.79 moI Hz/mol xylose and 0.59 moI ethanol/mol xylose. For the VCS6 culture, doubling time of 6.1 hours, specific growth rate of 0.011 h-I, and yield of2.69 mel-H; / mol-xylose were obtained from 13.3 mmol / L pentose, T ethanolicus medium, pH 6.8 at 55°C. The hydrogen production from VCS6 was the acetic-butyric type fermentation, however in the absence of glucose, the culture can produce hydrogen from acetic acid and lactic acid by fermentation. Based on the analysis of the central composite rotational design, xylose (3.6 to 69.5 mmol/L) and pH (5.9 to 8.1) were evaluated, with pH between 6.8 and 7.4 and 20.0 mmol/L xylose at 55°C, which were the optimum cultivation conditions of the isolated T calidifontis VCS 1. A trend in the metabolic flux of the isolated culture VCS 1 was observed from the pH variation, and the production of hydrogen was favored at pH 6.2, in contrast, the ethanol production at more alkaline pH, was between 7.8 and 8.13. Furthermore, the xylose removal was not greater than 70% at xylose concentrations greater than 60.0 mmol/L, thus indicating possible inhibition by substrate. Fermentation tests were carried out on sugarcane vinasse, in the condition of pure culture and bioaumentation of vinasse with VCS 1 and VCS6. There was no significant production of metabolites from vinasse by VCS 1 in pure culture condition, probably the nutritional conditions of vinasse were unfavorable for the metabolism of this bacterium, and high concentration of organic matter and carbohydrates were inhibitory to the culture. For VCS6, metabolite production results were obtained for the pure culture condition and the bioaugmentation condition. Growth ofVCS6 in high organic matter (31.9 g/L COD) was observed in sugarcane vinasse. The hydrogen yield was considered significant in relation to that obtained by microbial consortia in vinasse reactors of 1.22 mmol-Ha / g-COD in pure culture and 1.03 mmol-Hz / g-COD in a bioaugmentation condition. It was conc1uded that the cultures VCS 1 and VCS6 grow and consume efficiently pentoses and hexoses, with hydrogen and ethanol production, thus contributing to the production of biofuels from sugar cane vinasse.