Pesquisa
brasileira é pioneira em seqüenciamento de levedura na produção
de álcool combustível. Informações do genoma marcam
nova etapa para aumentar eficiência na produção e baixar custos
em usinas.
Um grupo quase invisível de trabalhadoras é fundamental
para converter o açúcar em álcool nas usinas durante o processo
da fermentação. Na última safra, as leveduras transformaram
32 bilhões de quilos de açúcar em 18 bilhões de litros
de álcool. Agora, uma dessas leveduras, conhecida como CAT1, teve seu genoma
totalmente seqüenciado. O trabalho foi realizado graças a uma parceria
entre a Fermentec, ESALQ-USP, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e
Universidade de Stanford (Estados Unidos). |
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CAT1 é a primeira levedura para a produção de álcool
combustível a ter seu código genético desvendado. Uma levedura
produtora de vinho, uma linhagem de laboratório, além de uma isolada
de um paciente com AIDS já haviam sido seqüenciadas. Porém,
estava faltando conhecer o genoma da levedura do álcool combustível
pela importância que representa ao país. Em 2007, a CAT1 e a PE2,
outra levedura selecionada pela Fermentec foram utilizadas por 134 usinas e destilarias
no Brasil e serão responsáveis por 60% da produção
brasileira de álcool, correspondendo a 13,4 bilhões de litros. Toda
a pesquisa da levedura CAT1 foi financiada pela Fermentec. Seleção
das leveduras Durante
muitos anos as destilarias brasileiras começavam a safra com leveduras
de panificação e de laboratório. Não havia metodologia
capaz de identificar e monitorar a permanência destas leveduras no processo
industrial e tampouco um programa de seleção eficaz. O fermento
(como são chamadas as leveduras) mudava ora para melhor, ora para pior.
Pouco se conhecia sobre as razões destas mudanças e os prejuízos
para a indústria eram grandes durante a safra.
Em 1989, a Fermentec
e a ESALQ começaram a trabalhar com uma tecnologia inovadora, a cariotipagem,
que permite identificar as leveduras pelo seu DNA, como se fosse a "impressão
digital". A parceria com as usinas para a coleta de amostras e identificação
das leveduras possibilitou duas descobertas. A primeira revelou que os fermentos
de panificação e as leveduras de laboratório eram rapidamente
substituídos por leveduras selvagens. A segunda descoberta foi a possibilidade
de monitorar e selecionar novas leveduras mais eficientes para os processos industriais
de fermentação alcoólica, afirma o presidente da Fermentec,
Henrique Vianna de Amorim. Entre as leveduras selecionadas estava a CAT1 isolada
da Usina Virgolino de Oliveira de Catanduva, SP. Benefícios
de uma levedura selecionada Os
principais benefícios alcançados com o uso das leveduras selecionadas
são o aumento do rendimento fermentativo, maior economia com antiespumantes
(as leveduras selecionadas fazem pouca espuma) e por não serem floculantes
deixam menos açúcar sem fermentar.
Portanto, uma levedura
selecionada, além de não espumar e flocular, ainda resiste ao estresse
da fermentação (altos níveis alcoólicos) e predomina
sobre as leveduras selvagens. "Fizemos pesquisas durante quatro safras com
algumas colônias de leveduras selvagens e descobrimos que 86% espumaram,
52% flocularam e em 87% não tiveram rendimento desejado, ou seja, sobrou
açúcar. A usina que tem sua produção afetada por estas
leveduras sofre enormes prejuízos", afirma o coordenador científico
da Fermentec, Mario Lucio Lopes. Atualmente cada 1% de perda representa prejuízo
financeiro de R$ 1 mi para cada milhão de tonelada de cana moída.
As usinas que usavam apenas leveduras de panificação e
de laboratório tinham prejuízos maiores porque essas eram substituídas
rapidamente por leveduras selvagens mais adaptadas ao processo industrial. As
leveduras selecionadas, como a CAT1 e a PE2, foram isoladas de processos industriais
de fermentação alcoólica e têm uma capacidade muito
maior de se implantar e permanecer nas fermentações industriais
competindo melhor com as espécies selvagens contaminantes. "Esses
estudos vão permitir identificar fatores que limitam a produtividade industrial
e facilitar a obtenção de linhagens de leveduras mais apropriadas
à fermentação conduzida no Brasil", afirma o professor
da ESALQ, Luiz Carlos Basso.
Após 18 anos da primeira aplicação
da técnica de cariotipagem começa uma nova era nas pesquisas com
o seqüenciamento do genoma da CAT1. Segundo o professor da UFSC, Boris Stambuk,
até agora era conhecido que as leveduras eram eficientes fermentadoras
e, com a pesquisa, será possível descobrir o porquê desta
eficiência. O professor Stambuk, em colaboração com a Fermentec
e a Universidade Stanford (Estados Unidos), iniciou em 2005 os estudos que culminaram
com o seqüenciamento o genoma da levedura industrial. |