Monitoramento da viabilidade e contaminação bacteriana de um fermento de levedo industrial / Feasibility monitoring and bacterial contamination of an industrial yeast yeast
DOI:
https://doi.org/10.34117/bjdv5n12-037Keywords:
Leveduras, Etanol, Contaminação Bacteriana, Fermentação, SaccharomycesAbstract
No Brasil, a cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) é utilizada para produção de bioetanol e o principal micro-organismo utilizado no processo fermentativo desta produção é a levedura Saccaromyces cerevisiae, por ser uma eficiente fermentadora de açúcares. Geralmente, as condições favoráveis na fermentação do caldo de cana-de-açúcar para o desenvolvimento de outros micro-organismos é a temperatura, pH, concentração de açúcar e normas de higiene não devidamente controladas. A viabilidade das leveduras se revela importante para o monitoramento da fermentação do etanol, que, quanto maior o número de leveduras viáveis, melhor será a produção do biocombustível. Durante o processo fermentativo, pode ocorrer a contaminação bacteriana, interferindo, também, negativamente na produção do bioetanol e na qualidade, pois, além de consumir parte do substrato adicionado ao meio para produção de etanol, as bactérias também produzem metabólitos tóxicos que inibem as leveduras. Portanto, o principal objetivo deste estudo foi a análise do monitoramento do que pode causar alterações na produção final e, de algum modo, interferir no rendimento comercial e econômico. No caso, o fermento de levedo apresentou boa viabilidade pelas contagens de células de leveduras e colônias crescidas em placas de Petri. Contudo, também foram observados bastonetes GRAM positivos neste fermento. Sendo assim, o monitoramento microbiológico e a viabilidade tornam-se ferramentas indispensáveis para o controle e prevenção de tais problemas, garantindo um alto nível de produtividade do etanol.
References
AMORIM, H. V.; LOPES, M. L.; OLIVEIRA, J. V. C.; BUCKERIDGE, M.; GOLDMAN, G. H. Desafios científicos da produção de bioetanol no Brasil. Appl Microbiol Biotechnol. 2011.
AMORIM, H.V.; LOPES, M. L. Tecnologia de processamento de cargas vivas, inativas e suas exportações: conceitos básicos. In: Congresso Internacional Sobre o Uso da Levedura na Alimentação Animal. Campinas, São Paulo, Brasil: CBNA; 2009: 5 a 20 [em português].
ANDRADE, J. V.; ROCHA, E. M. F. Identificac?a?o de contaminantes bacterianos em uma destilaria de etanol do Pontal do Tria?ngulo Mineiro. Intercursos, Ituiutaba, MG, v. 12, n. 01, p. 46-58, jan./jun. 2013.
AQUARONE, E.; LIMA, U. A.; BORZANI, W. Alimentos e bebidas produzidas por fermentação, v.5, capítulo 4, São Paulo, SP, Editora Edgard Blucher, 1983.
BADOTTI, F. Caracterização de populações de leveduras associadas à produção de cachaça artesanal e estudos bioquímicos do metabolismo de sacarose por linhagens de Saccharomyces cerevisiae. Tese de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de pós-graduação em ciências dos alimentos, Florianópolis, 2005.
BARBOSA, N. F. Aspectos Teóricos e Práticos do Processo de Fermentação Alcóolica. Trabalho de Graduação. Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza, Faculdade de Tecnologia de Araçatuba, 2012.
BASSO, L.C.; AMORIM, H.V.; OLIVEIRA, A.J.; LOPES, M.L. Seleção de levedura para produção de etanol combustível no Brasil. FEMS Fermento Res. 2008; 8: 1155-1163.
BHATIA, S.C.; ETANOL, E.M.; BHATIA, S.C., ed. Sistemas avançados de energia renovável. Parte I. Nova Deli: Woodhead Publishing India PVT LTD; 2014: 523-572.
BOOPATHY R.; SHIELDS, S. Produção de etanol a partir da biomassa lignocelulósica da cana-de-energia. Biodeterioração Internacional e Biodegradação 65: 142-146. 2011.
CARVALHO, S. A. D. D.; FURTADO, A.T. O melhoramento genético de cana-de-açúcar no Brasil e o desafio das mudanças climáticas globais. Rev Gest Conex. Disponível em: https://doi.org/10.13071/regec.2317-5087.2013.2.1.4909. Acesso em: 18 nov. 2018.
CECCATO-ANTONINI, S. R.; SILVA, D. F. Eficiência de meios diferenciais no isolamento de cepas de leveduras de processos industriais de fermentação alcoólica. STAB - Açúcar, álcool e subprodutos, v.18, Piracicaba, 1998.
CHERUBIN, R. A. Efeito da viabilidade da levedura e da contaminação bacteriana na fermentação alcoólica. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, SP, Brasil, 2003.
COELHO, S.T.; GOLDEMBERG, J.; LUCON, O.; GUARDABASSI, P. Etanol de cana brasileiro: lições aprendidas. Energia Sustain Dev. 2006; 10 (2): 26-39.
Disponível em; http://www.agencia.cnptia.embrapa.br /gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_1_711200516715.html. Acesso em: 27 de agosto de 2018, às 09:47 am.
GALLO, C. R. Determinação da microbiota bacteriana de mosto e de dornas de fermentação alcoólica. Tese de Doutorado. Universidade de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, 1990.
GOLDEMBERG, J. A indústria brasileira de biocombustíveis. Biotecnologia Biocombustíveis. 2008, 1: 6.
HAHN-HÄGERDAL, B.; LINDÉN, T.; SENAC, T.; SKOOG, K. Fermentação etanólica de pentoses em hidrolisados de lignocelulose. Appl Biochem Biotechnol. 1991; 28-29: 131-144.
HIDZIR, N.S.; SOM, A. S.; ABDULLAH, Z. Produção de etanol via hidratação direta de etileno: uma revisão. In: Conferência internacional sobre sustentabilidade global e engenharia química (ICGSE). Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/277957681_Ethanol_Production_via_Direct_Hydration_of_Ethylene_A_review>. Acesso em: 14 out. 2018.
HUI, L.I.; NAG JONG KIM; JIANG MIN; JONG WON KAN; HO NAM CHANG. 2009. Sacarificação e fermentação simultânea de resíduos lignocelulósicos pré-tratados com ácido-acetona para produção de bioetanol. Bioresource Technology. Disponível em: < http://www.bing.com/isp/search?q=lignocellulose+diagram&qpvt=lignocellulose+diagram2011/11/05.> Acesso em: 18 set. 2018.
LARSON, E.D. Uma revisão de estudos de análise de ciclo de vida em sistemas de biocombustíveis líquidos para o setor de transportes. Energia Sustain Dev. 2006; 10 (2): 109-126.
LIMAYEM, A; ANDRICKE, S. C. 2012. Biomassa lignocelulósica para produção de bioetanol: perspectivas atuais, questões potenciais e perspectivas futuras. Progresso em Energia e Combustão da Ciência 38: 449-467.
LOPES, M. C.; PAULILLO, S. C. L.; GODOY, A.; CHERUBIN, R. A.; LORENZI M. S.; GIOMETTI, F. H. C.; BERNARDINO, C. D.; NETO, H. B. A.; AMORIM, H.V.; Produção de etanol no Brasil: uma ponte entre ciência e indústria. Microbiologia em Biotecnologia e Indústria. 2016.
MACEDO, I. C.; SEABRA, J. E. A.; SILVA, J. E. Emissões de gases de efeito estufa na produção e uso de etanol de cana-de-açúcar no Brasil: as médias de 2005/2006 e uma previsão para 2020. Bioenergia de Biomassa. 2008; 32: 4.
MADALENO, L. L.; MINARI, G. D.; ANNUNZIO, F. R., et al. Uso de antimicrobianos para controle de contaminação durante a fermentação etanólica. Científica. 2016; 44 (2): 226-234.
MONCEAUX, D. A. Matérias-primas alternativas para produção de etanol combustível. Em: Ingledew WM, Kelsall DR, Austin GD, Kluhspies C, eds. O livro didático do álcool. Uma referência para as indústrias de bebidas, combustíveis e álcool industrial. 5ª ed. Nottingham: Nottingham University Press; 2009: 47-57.
OLYMPIO, K. P. K.; GONÇALVES, C.; GÜNTHER, W. M. R.; BECHARA, E. J. H. Neurotoxicidade e agressividade desencadeadas pelo chumbo de baixo nível em crianças: uma revisão. Pan Am J Saúde Pública. 2009; 26 (3): 266-275.
Organização da Alimentação e Agricultura das Nações Unidas (FAO). Cultivo. Roma: 2016. [citado em 2018 16 de fevereiro]. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.
POTTER, N. I. Como o Brasil alcançou a independência energética e as lições que os Estados Unidos deveriam aprender com a experiência do Brasil. Wash U Glob Stud Lei Rev. 2008; 7 (2): 331-351. Disponível em: <http://openscholarship.wustl.edu/law_globalstudies/vol7/iss2/7> Acesso em: 18 out. 2018.
RABELO, S. C.; AMEZQUITA FONSECA, N. A.; ANDRADE, R. R.; MACIEL FILHO, R. E.; COSTA, A. C. Produção de etanol a partir da hidrólise enzimática do bagaço de cana pré-tratado com cal e peróxido de hidrogênio alcalino. Biomassa e Bioenergia: 1-8. 2011.
ROKEM, J. S.; GREENBLATT, C. L. Tornar os biocombustíveis competitivos: as limitações da biologia para a produção de combustível. JSM Microbiol. 2015; 3 (2): 1023.
ROSALES, S. Y. R. Contaminantes bacterianos da fermentação etanólica: Isolamento em meios diferenciais, identificação e avaliação de desinfetantes. Tese de Doutorado em Biologia Vegetal – Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, 1989.
SAGE, R.; MONSON, R. K. C 4 biologia vegetal. San Diego: Elsevier; 1999.
SANT'ANA DA SILVA, A.; INOE, H.; ENDO, T.; YANO, S. E.; BOM, E. P. S. Fresamento pré-tratamento de bagaço e palha de cana-de-açúcar para hidrólise enzimática e fermentação com etanol. Bioresource Technology: 7402-7409. 2010.
STECKELBERG, C. Caracterização de leveduras de processos de fermentação alcoólica utilizando atributos de composição celular e características cinéticas. Tese de Doutorado. Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP, Brasil, 2001.
TAHERZADEH, M. J.; KARIMI, K. Processos de hidrólise à base de ácido para etanol a partir de materiais lignocelulósicos: uma revisão. Bioresources 2: 472-499. 2007.
VENTURA, R. Quantificação do ácido lático na fermentação etanólica como parâmetro de monitoramento de processo. Dissertação de Mestrado em Ciências Biológicas - Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, 2007.
WANG, F.; JIANG, Y.; GUO, W., et al. Um processo ambientalmente amigável e produtivo para a produção de bioetanol a partir de resíduos de batata. Biotecnologia Biocombustíveis. 2016; 9: 50.
WANG, M.; HAN, J. J. N.; DUNN; CAI, H.; ELGOWAINY, A. Bem para rodas uso de energia e emissões de gases com efeito de estufa de etanol de milho, cana de açúcar e biomassa celulósica para uso dos EUA. Environ Res Lett. 2012; 7: 045905.
WHEALS, A.E.; BASSO, L. C.; ALVES, D. M. G.; AMORIM, H.V. Abasteça o etanol depois de 25 anos. Tendências Biotechnol. 1999; 17: 482-487.
