Separação e seleção de Leveduras

Um método que deve aumentar a quantidade e diminuir o tempo de produção de etanol industrial no Brasil, reduzindo seu custo global, foi desenvolvido por pesquisadores do Departamento de Genética e Evolução da UFSCar em parceria com a empresa ICC Industrial Comercio Exportação e Importação Ltda. Criado por Anderson Ferreira da Cunha, Glycon Duarte dos Santos e Maria Augusta Sabadine, o Processo de Separação e Seleção de Leveduras para Fermentação Alcoólica visa melhorar o aproveitamento das leveduras jovens inseridas no sistema de fermentação, evitando que elas sejam descartadas ao final do processo fermentativo.

A levedura é um microrganismo que utiliza o açúcar proveniente da matéria orgânica, como cereais e cultivos com alta composição de açúcares, a exemplo da cana, e o transforma em álcool por meio do processo fermentativo. Durante este processo, as leveduras também se proliferam, reproduzindo-se por brotamento. Como as células jovens, que acabaram de brotar, possuem uma capacidade fermentativa muito maior do que as células mais velhas, elas são as mais adequadas para serem reutilizadas no processo de fermentação.

No caso do etanol industrial, a fermentação ocorre em dornas, após a adição de uma mistura composta de mosto (caldo de cana-de-açúcar ou xarope diluído) e leveduras. Com o término da fermentação, esse caldo é centrifugado para separar o vinho (mosto fermentado) do leite de leveduras (caldo que sai da centrifugação). O vinho é enviado para as torres de destilação, enquanto as leveduras retornam ao processo fermentativo.

Anderson da Cunha explica que o processo padrão centrifuga as leveduras com uma única velocidade, na qual todas as células são separadas e sedimentadas. Como as maiores sedimentam mais rápido do que as menores, ainda existe uma parcela de leveduras jovens (pequenas) que não se sedimentam e acabam sendo enviadas à torre de destilação.

Dessa forma, a ideia da patente é fazer esse processo por centrifugação fracionada. “Fazendo uma centrifugação um pouco mais lenta você consegue sedimentar leveduras maiores e deixar as jovens em suspensão. Dessa maneira, as leveduras mais velhas são retiradas, podendo ser reaproveitadas para produção de ração animal e o restante (sobrenadante da centrifugação anterior) é centrifugado em uma velocidade um pouco mais rápida, fazendo com que as leveduras jovens se sedimentem e sejam novamente reutilizadas para um novo processo fermentativo”.

Outro aspecto do método desenvolvido é que ele faz uma limpeza no processo. Isso porque um fenômeno muito comum encontrado no processo de produção industrial de etanol é a floculação das leveduras, quando suas células começam a se agregar, formando flocos que entopem os canos de passagem e causam problemas sérios no processo. Ao utilizar a centrifugação fracionada, como essas células floculadas são mais pesadas, elas sedimentam imediatamente no primeiro ponto de centrifugação, permanecendo no precipitado (sólido que sobra de cada centrifugação).

Ainda segundo Cunha, existem dados mostrando que, quando se usam células floculantes no processo industrial atualmente utilizado, a condição controle, a maior parte delas continua floculada após a centrifugação e será reenviada para as dornas de fermentação. Por outro lado, no processo seriado, praticamente 80% delas sairá nas primeiras centrifugações, enquanto as que restarem sairão nas seguintes.

“O que se vê é que, quanto mais se aumenta o número de centrifugações seriadas, são encontradas menos leveduras floculadas no sobrenadante do que no precipitado e que, ao longo das centrifugações, mais leveduras jovens são selecionadas, que é o esperado. O esperado é que o vinho, que é o que vai para a destilaria, seja um líquido isento de leveduras, porque elas têm que ser reaproveitadas no processo o máximo possível. Além disso, a retirada de leveduras do vinho contribui também de maneira significativa para a redução dos níveis de matéria orgânica”.

O Processo de Separação e Seleção de Leveduras existe apenas em escala de laboratório. O ideal, segundo Cunha, seria uma parceria com engenheiros para desenvolver um equipamento que realizasse esse processo automaticamente, permitindo a sua produção em nível industrial.

Uma dificuldade, no entanto, é selecionar os pontos exatos de centrifugação, já que, apesar de pertencerem à mesma espécie, Saccharomyces cerevisiae, as brotações ocorrem de forma bem específica, além de serem diferentes em cada caso. “Não é algo padronizado para todas as usinas. Cada uma que quiser implantar o processo, nós teremos que ir lá, avaliar e desenvolver para aquela realidade, porque cada usina trabalha uma linhagem diferente, com características bioquímicas diferentes”, esclarece.