Um grande desafio enfrentado pelos produtores de etanol é a presença de bactérias contaminantes e seus efeitos negativos sobre a eficiência da fermentação. O açúcar consumido por estas bactérias é desviado da produção de etanol e convertido em outros subprodutos, que inibem o crescimento e metabolismo das leveduras, o que leva à redução do rendimento alcoólico da fermentação. Neste cenário, produtos antibióticos são largamente utilizados na indústria de etanol como meio de combater os problemas causados pela contaminação bacteriana, porém o uso destes compostos vem se apresentando como um problema em função de seus impactos nos subprodutos da cadeia produtiva do etanol, seja ele de cana-de-açúcar, milho ou outras fontes cereais. Uma das estratégias para mitigar os impactos negativos dos antibióticos é o uso de antimicrobianos naturais, que não causam resistência nos microrganismos, nem deixam residual ao final do processo.
Os principais contaminantes encontrados nas plantas de produção de etanol englobam espécies de bactérias tanto Gram-positivas quanto Gram-negativas, com maior destaque e prevalência dos lactobacilos – ou bactérias ácido-láticas – pertencentes ao primeiro grupo. Estas bactérias se desenvolvem em uma ampla faixa de temperatura e pH, principalmente nas condições da fermentação alcoólica, são altamente resistentes às concentrações de etanol, têm uma taxa de crescimento elevada, e competem com a levedura pelo substrato, além de gerar metabólitos, como o ácido lático, que impactam diretamente no rendimento em etanol. Uma redução de apenas 1% na produção de etanol é altamente significante para as destilarias, uma vez que, em plantas de grande porte, isso pode significar a perda de milhões de reais por ano.
Os antibióticos, apesar de serem a alternativa mais comum utilizada atualmente para o combate a esse fenômeno, podem se tornar um problema, visto que deixam residual nos subprodutos da produção de etanol, como a vinhaça, que é usada para fertilização da lavoura, contamina lençóis freáticos e pode chegar até o ser humano; e o DDGS (Distillers Dried Grains with Solubles) ou WDGS (Wet Distillers Grains with Solubles), se tornando um potencial problema devido ao uso desse material na alimentação animal. Além disso, é muito comum a geração de resistência nas bactérias por parte desses produtos, fazendo-se necessário o aumento de doses e rotatividade de diferentes compostos para manter um controle microbiano satisfatório.
Uma solução efetiva para estes problemas podem ser os antimicrobianos naturais, obtidos muitas vezes a partir de extratos vegetais, que além de não gerarem resistência nas bactérias, não deixam residual nos subprodutos como a vinhaça irrigada ao solo e materiais destinados à alimentação animal, como o DDGS e o WDGS, obtidos na produção de etanol a partir de milho. Os antimicrobianos naturais e suas combinações podem apresentar amplo espectro de atividade sobre diversas espécies de bactérias e faixas de pH, alta efetividade em baixas concentrações e um efeito muitas vezes mais bactericida do que bacteriostático.
Atualmente, é muito popular a utilização de extratos derivados do lúpulo como alternativa aos antibióticos. Utilizado por séculos na indústria cervejeira como conservante, o extrato de lúpulo possui forte ação contra bactérias Gram-positivas, interfere na absorção de nutrientes, e ocasiona a redução da taxa de crescimento e multiplicação dos contaminantes, causando sua morte. Esses compostos vegetais derivados de lúpulo são considerados uma alternativa segura aos antibióticos, por não serem perigosos para a saúde humana e animal. A linha BioMax T, composta por extratos de lúpulo, foi desenvolvida pela Prozyn exclusivamente com foco em combater a contaminação bacteriana nas dornas, aumentando assim a eficiência fermentativa das leveduras e elevando o rendimento em etanol, além de proporcionar subprodutos de maior valor agregado e sem residual de compostos antibióticos ou químicos.
Um dos produtos naturais desenvolvidos pela Prozyn, especialmente para esse propósito, é o BioK, um composto obtido a partir da fermentação de uma cepa de Lactococcus Lactis, que tem efetiva ação sobre os principais contaminantes da fermentação alcoólica, inclusive sobre a Leuconostoc mesenteroides e esporos de bactérias, promovendo a ruptura da parede celular e consequentemente sua morte. Seu mecanismo de ação está ligado à danificação da parede celular da bactéria, que aumenta a permeabilidade de íons e causa perda de energia e aminoácidos, o que resulta em morte celular. O BioK possui estabilidade em ampla faixa de temperatura e pode ser aplicado em diversos pontos do processo.
Outra solução Prozyn para o controle da contaminação é o Biozyn F100, um produto seguro, amplamente utilizado na indústria alimentícia, constituído por ingredientes biológicos, em especial enzimas e bacteriocinas, que atuam diretamente sobre as bactérias sem afetar a viabilidade das leveduras. Além de ser completamente natural, o Biozyn F100 possui certificação orgânica, o que garante o controle microbiano da fermentação em processos de produção de etanol orgânico, onde não podem ser utilizados produtos químicos ou sintéticos. O etanol orgânico vem ganhando força dentro de um cenário de sustentabilidade e preservação da biodiversidade, com ampla utilização nas indústrias de alimentos e cosméticos com claim orgânico, que são opções mais saudáveis para o consumo humano e para o meio ambiente por serem livres de agrotóxicos e outros produtos nocivos.
Todas as linhas de antimicrobianos naturais da Prozyn agem com alta eficiência nas condições do processo de produção de etanol, não geram resistência nas bactérias, não sendo necessária a rotatividade de produtos, e ainda proporcionam subprodutos como vinhaça e DDGS/WDGS livres de resíduos antibióticos ou químicos.
A ocorrência de contaminantes bacterianos nos processos de produção de etanol em escala industrial ainda é inevitável, porém, a aplicação correta de antimicrobianos naturais surge como uma efetiva solução para a redução da carga microbiana presente nos meios fermentativos, o que resulta em significantes ganhos para os produtores e maior valor agregado aos subprodutos destinados ao consumo animal e humano.
Diego Oliveira – Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação – Prozyn Biosolutions
A empresa Prozyn é patrocinadora do Webmeeting Fermentec 2021/22 Reunião Início de Safra