Estudo de antimicrobianos naturais sobre bactérias Gram + (lactobacillus) usados para controle e descontaminação da fermentação alcoólica - Kronka, Andrei Mocheuti [UNESP] (2021)
As usinas de açúcar e álcool brasileiras representam o maior complexo de fermentação de caldo de cana de açúcar do mundo, produzindo aproximadamente mais de 34 bilhões de litros de etanol por ano. A produção de etanol tem muitas perdas, principalmente devido à contaminação por bactérias, que são provenientes do solo e entram no processo juntamente com a cana. As bactérias contaminantes mais frequentes pertencem ao grupo das Gram positivas. Estas bactérias produzem substancias indesejadas, como ácidos orgânicos, podem causar a floculação do fermento, e ainda podem favorecer o meio para a ocorrência de leveduras selvagens floculantes. Atualmente, alguns produtos utilizados para controle da contaminação bacteriana deixam resíduos na levedura seca, impedindo sua venda para ração animal. Para contornar estes problemas, são utilizados produtos naturais, porém, estes possuem efetividade restrita e apresentam um custo/benefício ruim. O presente projeto trabalho teve como objetivo avaliar o uso de diferentes produtos de fontes naturais com histórico de atividade antimicrobiana para o controle da fermentação alcoólica que não deixam resíduos em levedura seca. Os produtos antimicrobianos selecionados foram moléculas sintetizadas análogas de chalconas e ácidos protocatecuicos vegetais. Para analisar a eficácia destes produtos, foram isoladas e selecionadas cepas de leveduras fermentadoras e bactérias contaminantes Gram positivas de cinco usinas de diferentes regiões do interior de São Paulo e sul de Minas Gerais. Também foram analisados a eficácia contra leveduras selvagens de coleções. Foi analisada a viabilidade celular, consumo de açucares e produtividade de etanol das leveduras em relação à contaminação bacteriana utilizando técnicas de contagem celular, viabilidade celular e análises de °GL, açucares redutores totais (ART) e açucares redutores residuais totais (ARRT) por HPLC. Posteriormente foi analisado a eficácia dos produtos antimicrobianos através de análise de concentração inibitória mínima (CIM) em pH 2,2 e pH 6,5. Os resultados mostraram que há uma queda considerável na produtividade de etanol e um aumento de ARRT com aumento da contaminação bacteriana. Houve uma variação considerável nos resultados comparando diferentes cepas de leveduras e bactérias, sugerindo que há diferenças morfológicas entre bactérias de diferentes regiões. Os produtos apresentaram atividade antimicrobiana para bactérias Gram positiva, agindo de forma mais efetiva em pH ácido (2,2). Os produtos protocatecuato propila e heptila apresentaram atividade antimicrobiana em concentrações similares tanto para bactérias quanto para leveduras, o que os inviabiliza para utilização em dorna ou cuba. Os produtos chalcona e protocatecuato de hexila também apresentaram atividade antimicrobiana na levedura fermentadora, mas, ainda assim, em pH ácido há uma faixa viável onde há a possibilidade de se utilizar os mesmos para o controle de contaminação na fermentação. O produto protocatecuato de etila não apresentou inibição da levedura fermentadora, o que dá uma boa margem de segurança para seu uso como antimicrobiano. Todos os produtos apresentaram atividade inibidora em pelo menos uma cepa de levedura selvagem. Para análise de residual na levedura seca é necessário enviar para análise produto já registrado para empresa competente que o avalia e, considerando o histórico de aprovações, produtos a base de extrato de plantas são normalmente aprovados para uso em fermentação alcoólica sem contaminar a levedura para venda posterior como levedura seca.