Pesquisa brasileira é pioneira em sequenciamento 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 sequenciado. 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).
A 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 sequenciadas. 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 sequenciamento 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 sequenciamento o genoma da levedura industrial.
