Em um estudo publicado recentemente na Nature Communications , cientistas do Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability (DTU) e da Yale University investigaram como as bactérias comumente encontradas na fermentação do etanol da cana-de-açúcar afetam o processo industrial.
Pela Universidade Técnica da Dinamarca publicado no Techxplore.
Ao estudar de perto as interações entre leveduras e bactérias, sugere-se que a indústria poderia melhorar tanto o rendimento total quanto o custo dos processos de fermentação, prestando mais atenção à das comunidades microbianas e escolhendo entre bactérias boas e más.
Os cientistas dissecaram as interações levedura-bactéria na fermentação do etanol de cana-de-açúcar reconstituindo todas as combinações possíveis da estrutura da comunidade microbiana, cobrindo aproximadamente 80% da biodiversidade encontrada em processos industriais, e especialmente uma bactéria merece atenção extra: Lactobacillus amylovorus. Mas como exatamente este não se enquadra na categoria de ‘bandidos’? O principal motivo é que ele produz uma grande quantidade da molécula de acetaldeído, que é usada para alimentar o fermento e, portanto, ajuda seu crescimento. Pode-se dizer que Lactobacillus amylovorus é mais generoso por natureza e compartilha a refeição, enquanto muitas outras bactérias envolvidas nesses processos preferem simplesmente roubar a comida.
“Funciona quase da mesma forma que um probiótico que protege as bactérias ruins de entrarem no sistema. E quando essa bactéria crescer, ela crescerá de uma forma quase simbiótica com a levedura, o que é muito benéfico para o processo industrial” , diz Felipe Lino, ex-Ph.D. Estudante do Centro de Biossustentabilidade e P&D Global da Fundação Novo Nordisk da Anheuser-Busch InBev.
Melhoria significativa do rendimento
Assim, as empresas poderiam aproveitar a seleção não apenas de uma cepa de levedura ideal para produção, como começaram a fazer já na década de 90, mas de selecionar também as bactérias mais adequadas, já que é completamente impossível se livrar das bactérias que estão por aí, não importa o quê. Um esforço que pode acabar rendendo dividendos já em uma perspectiva de curto prazo.
Com o uso desse probiótico em uma fermentação de etanol de cana-de-açúcar, estima-se que o rendimento da fermentação possa aumentar em três por cento. Embora três por cento possam soar como um número bastante baixo, definitivamente não é o caso. De acordo com o Brazil Biofuels Annual 2019, a produção total de etanol do Brasil em 2019 foi de 34,5 bilhões de litros com demanda doméstica de 34 bilhões de litros, tornando o país a casa da maior frota de carros que usam etanol derivado da cana-de-açúcar como combustível alternativo aos combustíveis fósseis petróleo.
Esses números indicam que os processos de fermentação otimizados têm grande potencial. Uma maneira de começar a garantir uma produção industrial mais eficiente de etanol seria aplicar abordagens mais direcionadas e abandonar uma estratégia de “tamanho único”, em que o tratamento com ácido sulfúrico é usado sem consideração adicional para reduzir o pH e matar as bactérias para mantê-lo a população abaixo de um certo limite. Isso seria benéfico tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental, diz Morten Sommer, professor e líder de grupo do Centro de Biossustentabilidade da Fundação Novo Nordisk.
“Em vez de usar uma ampla gama de antibióticos, deve-se buscar uma solução mais específica, onde você mantém as bactérias boas dentro do fermentador. Esta é definitivamente uma mudança de paradigma porque você não está, por definição, lutando contra todas as bactérias, já que algumas bactérias são realmente boas e melhoram significativamente a produção final, ao mesmo tempo que têm um efeito positivo nos custos de produção e na pegada ambiental. “
Mais informações: Felipe Senne de Oliveira Lino et al, Complex levedura-bactérias interações afetam o rendimento da fermentação de etanol industrial, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-21844-7
