Dentro de un a\u00f1o, si todo transcurre bien, una nueva tecnolog\u00eda para la producci\u00f3n de etanol saldr\u00e1 mercado, ocasionando una reducci\u00f3n en el costo de producci\u00f3n de los centrales de az\u00facar y alcohol instaladas en el pa\u00eds. Investigadores del Centro Multidisciplinario de Investigaciones Qu\u00edmicas, Biol\u00f3gicas y Agr\u00edcolas (CPQBA) de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) lograron seleccionar con \u00e9xito cepas de levadura Saccharomyces cerevisiae con capacidad floculante (crece de manera agrupada, formando copos o aglomerados de tama\u00f1o variable) para su utilizaci\u00f3n en reactores tipo torre empleados en los procesos de fermentaci\u00f3n industrial por las destiler\u00edas brasile\u00f1as. La ventaja de esas levaduras sobre las tradicionalmente empleadas es que \u00e9stas dispensan una etapa del ciclo de producci\u00f3n del alcohol, la centrifugaci\u00f3n, que ocurre inmediatamente despu\u00e9s de la fermentaci\u00f3n. Los investigadores tambi\u00e9n desarrollaron tachos de fermentaci\u00f3n propios para el proceso, que est\u00e1 funcionando hace dos a\u00f1os en car\u00e1cter experimental en un central piloto de la regi\u00f3n de Ribeir\u00e3o Preto, en el interior de S\u00e3o Paulo.<\/p>\n
Para dimensionar el alcance de la innovaci\u00f3n desarrollada por el grupo de la Unicamp es necesario, antes, conocer las etapas de producci\u00f3n del etanol. Despu\u00e9s que la ca\u00f1a de az\u00facar es recogida de los ca\u00f1averales ella es encaminada para el central donde pasa por un proceso de molienda. El mosto resultante, constituido por el caldo de ca\u00f1a o por el melado mezclado con agua, sigue para los tachos de fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica. En esa etapa, las cepas de levaduras Saccharomyces cerevisiae tienen un papel vital, pues son ellas las responsables de la transformaci\u00f3n del az\u00facar en alcohol et\u00edlico. En los procesos convencionales usados por pr\u00e1cticamente cerca de 400 centrales brasile\u00f1os, el mosto fermentado es enviado a las centr\u00edfugas donde tiene lugar la separaci\u00f3n de las levaduras. El fermento centrifugado, conteniendo las c\u00e9lulas de levaduras, pasa por un tratamiento \u00e1cido y retorna a los tachos de fermentaci\u00f3n, mientras que el mosto es encaminado para las columnas de destilaci\u00f3n, el paso final del proceso de producci\u00f3n de etanol.<\/p>\n
Con las cepas de levaduras floculantes seleccionadas en el CPQBA, el mosto fermentado sale de los tachos sin contener levaduras, que permanecen retenidas en el propio equipamiento. Al contrario de las levaduras convencionales, que se quedan disueltas en el mosto fermentado, las cepas floculantes se depositan en el fondo del tacho. Con eso eliminamos la etapa de centrifugaci\u00f3n, cuyo objetivo es exclusivamente separar la levadura del mosto fermentado, explica la bi\u00f3loga Maria da Gra\u00e7a Stupiello Andrietta, coordinadora de la Divisi\u00f3n de Biotecnolog\u00eda y Procesos del CPQBA. La gran ventaja de ese nuevo proceso es la reducci\u00f3n del costo de adquisici\u00f3n y mantenimiento de equipamientos por parte de los centrales, ya que ellas no necesitar\u00e1n mas tener separadoras centr\u00edfugas.<\/p>\n
Por los c\u00e1lculos del grupo, la eliminaci\u00f3n de la centrifugaci\u00f3n y del tratamiento \u00e1cido de los procesos convencionales podr\u00e1 llevar a una econom\u00eda en el costo de procesamiento de 0,02 reales a 0,03 reales por litro de etanol producido \u00a0el costo total de procesamiento es de 0,20 reales por litro, sin contar el costo de la ca\u00f1a de az\u00facar. Adem\u00e1s de eso, a; la m\u00e1quina facilita la automatizaci\u00f3n del proceso, ya que la unidad de centrifugaci\u00f3n es el \u00fanico sector del proceso que no admite automatizaci\u00f3n total. A pesar de tener una etapa menos en el ciclo productivo, todav\u00eda, el rendimiento y la productividad del proceso son los mismos.<\/p>\n
Seg\u00fan la investigadora, hace cerca de 15 a\u00f1os algunos centrales brasile\u00f1os llegaron a utilizar de una forma pionera, procesos que empleaban cepas floculantes de Saccharomyces cerevisiae, pero ellos fueron abandonados por falta de dominio de la tecnolog\u00eda. ?En aquella \u00e9poca, nosotros ya hac\u00edamos trabajo de selecci\u00f3n de cepas y percibimos que las levaduras floculantes podr\u00edan tener un desempe\u00f1o eficiente en la fermentaci\u00f3n si contasen con equipamientos apropiados. Hab\u00eda un gap tecnol\u00f3gico, recuerda Maria da Gra\u00e7a, que, en el pasado, trabaj\u00f3 en el Centro de Tecnolog\u00eda Copersucar, actual Centro de Tecnolog\u00eda de la ca\u00f1a de az\u00facar (CTC), en Piracicaba (SP), una de las principales instituciones de investigaci\u00f3n del sector sucroalcoholero.<\/p>\n
Otra gran barrera para la implementaci\u00f3n industrial de ese proceso era la formaci\u00f3n de un lecho de c\u00e9lulas estable que permitiese la operaci\u00f3n del sistema por largos per\u00edodos sin grandes variaciones en las condiciones operacionales. Uno de los factores al cual la estabilidad del lecho est\u00e1 fuertemente asociada es la caracter\u00edstica de las cepas presentes en los reactores. De ah\u00ed la importancia del trabajo hecho en el CPQBA. De las cerca de 300 cepas de levaduras floculantes aisladas de unidades industriales del pa\u00eds y almacenadas en el Banco de Cepas de la Divisi\u00f3n de Biotecnolog\u00eda y Procesos del centro, 12 fueron seleccionadas para el estudio, financiado por la FAPESP.<\/p>\n
Uno de los aspectos que el grupo busc\u00f3 entender fue el perfil de floculaci\u00f3n de cada una de las cepas, ya que el tama\u00f1o del copo formado est\u00e1 directamente relacionado al desempe\u00f1o fermentativo del microorganismo. Para seleccionar las m\u00e1s eficientes, los investigadores escogieron 12 cepas y las colocaron en un reactor para ver como se comportaban durante la fermentaci\u00f3n, las levaduras compiten entre s\u00ed y solamente las m\u00e1s eficientes permanecen en el proceso. La identificaci\u00f3n de las 12 cepas empleadas en el estudio fue realizada por medio de electroforesis, m\u00e9todo que a\u00edsla el ADN de las levaduras y traza un perfil de sus cromosomas. Al fin de los estudios, fueron seleccionadas dos cepas para uso en la planta piloto como in\u00f3culo, nombre dado a la semilla que da inicio al proceso de fermentaci\u00f3n.<\/p>\n
El grupo, formado tambi\u00e9n por el ingeniero qu\u00edmico S\u00edlvio Roberto Andrietta, enfrent\u00f3 otro desaf\u00edo: desarrollar equipamientos espec\u00edficos para\u00a0 el uso de esas levaduras floculantes. El sistema piloto proyectado est\u00e1 constituido por dos biorreactores, tipo torre, de formato cil\u00edndrico, m\u00e1s largos y finos que los convencionales, que trabajan en serie y tienen capacidad para fermentar 4.500 litros del mosto por hora, lo que significa una producci\u00f3n diaria de12 mil a 15 mil litros de etanol. Los tachos convencionales ser\u00edan inadecuados, pues permitir\u00edan que los copos formados pasaran para adelante junto con el mosto\u00a0 fermentado, causando la obstrucci\u00f3n en los equipamientos de destilaci\u00f3n, explica S\u00edlvio Andrietta. El central piloto, construido con el apoyo de un gran fabricante de m\u00e1quinas para el sector az\u00facar y acohol que prefiere no ser identificado, est\u00e1 funcionando hace dos a\u00f1os con resultados prometedores, seg\u00fan los investigadores. Vamos a probar una zafra mas y ella estar\u00e1 lista para ser lanzada al mercado. Ya estamos en fase de aprobaci\u00f3n del equipamiento para una industria del sector, afirma Maria da Gra\u00e7a. Creo que el proceso con levaduras floculantes ser\u00e1 una alternativa interesante para los productores de alcohol.<\/p>\n
Banco de datos –<\/strong> Otro proyecto desarrollado por los investigadores de la Divisi\u00f3n de Biotecnolog\u00eda y Procesos del CPQBA tiene como objetivo hacer la caracterizaci\u00f3n de la composici\u00f3n celular de diferentes cepas de levaduras Saccharomyces cerevisiae floculantes o no de uso industrial. Con ese an\u00e1lisis, vamos, a saber, como est\u00e1n constituidas las cepas m\u00e1s empleadas en los procesos de fermentaciones industriales en el pa\u00eds, afirma la qu\u00edmica Cl\u00e1udia Steckelberg, coordinadora de la investigaci\u00f3n, que tambi\u00e9n cuenta con el apoyo financiero de la FAPESP. La investigadora recolect\u00f3, de forma aleatoria, 35 cepas de levaduras dominantes utilizadas por centrales de az\u00facar y alcohol de diferentes estados, que est\u00e1n siendo evaluados con relaci\u00f3n a cuatro par\u00e1metros: el desempe\u00f1o fermentativo, la tolerancia al etanol, cariotipaje (o perfil cromos\u00f3mico) y la composici\u00f3n celular (perfil de \u00e1cidos grasos).<\/p>\n El cariotipaje es hecho por el m\u00e9todo de electroforesis, mientras la composici\u00f3n celular emplea un cromat\u00f3grafo de gas, que identifica los \u00e1cidos grasos presentes en el microorganismo ya se sabe que las levaduras m\u00e1s tolerantes al etanol son aquellas con altas proporciones de los \u00e1cidos grasos de tipo palmitol\u00e9ico y oleico. Para evaluar el desempe\u00f1o fermentativo de los microorganismos, los investigadores crean condiciones ideales de fermentaci\u00f3n en laboratorio, colocan las 35 cepas juntas y observaran cuales de ellas fermentan mejor. El proyecto, todav\u00eda esta en ejecuci\u00f3n y no tiene la finalidad de identificar la mejor levadura, sino conocerlas a fondo. Nuestra idea es crear un gran banco de datos que re\u00fana informaciones sobre las caracter\u00edsticas cin\u00e9ticas (productividad y rendimiento) y de composici\u00f3n celular de ellas. Es una esp\u00e9cie de bioma de las levaduras, afirma Maria da Gra\u00e7a.<\/p>\n Gracias a los conocimientos adquiridos en dos d\u00e9cadas de investigaciones volcadas para el sector de az\u00facar y acohol, el grupo tambi\u00e9n ha trabajado en la identificaci\u00f3n de otros microorganismos presentes en el ambiente ca\u00f1averal de inter\u00e9s industrial pero no directamente asociado a la producci\u00f3n de alcohol et\u00edlico. La finalidad de ese trabajo, fruto de dos disertaciones de maestr\u00eda, es evaluar el potencial de cepas de bacterias aisladas de ca\u00f1a de az\u00facar en sintetizar productos de inter\u00e9s comercial a partir de la sacarosa, dice Maria da Gra\u00e7a. Los investigadores ya consiguieron aislar una bacteria encontrada en -los\u00a0 ca\u00f1averales, la Leuconostoc sp., que produce un tipo de goma, llamada dextrana, muy utilizada por las f\u00e1bricas de alimentos, medicamentos y cosm\u00e9ticos. Las gomas son biopol\u00edmeros de origen microbiana (gomas dextrana, xantana etc.) o vegetal (gomas guar, carragena etc.) con amplia aplicaci\u00f3n industrial. La dextrana, por ejemplo, entra en la composici\u00f3n de alimentos como espesantes o estabilizador, garantizando su consistencia, y, en la industria farmac\u00e9utica, como sustituto del plasma sangu\u00edneo.<\/p>\n El inter\u00e9s por esa nueva l\u00ednea de investigaci\u00f3n surgi\u00f3 a partir de la constataci\u00f3n de que las bacterias productoras de goma del tipo dextrana son frecuentemente encontradas en muestras de ca\u00f1a deteriorada. Ya caracterizamos tres gomas dextranas, con propiedades diferentes de las que existen en el mercado, que pueden ser empleadas en la industria de alimentos, dice la investigadora. Los estudios, todav\u00eda est\u00e1n en ejecuci\u00f3n y, por el momento, todav\u00eda no fue hecho ning\u00fan contacto con las industrias potencialmente interesadas para la transferencia del conocimiento generado en los laboratorios del CPQBA.<\/p>\n Los Proyectos<\/strong>
\n1. Selecci\u00f3n de levaduras floculantes para uso en reactores (tipo torre) con fluido en la\u00a0 producci\u00f3n de etanol
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>L\u00ednea Regular de Auxilio a la Investigaci\u00f3n
\nCoordinador
\n<\/em><\/strong>S\u00edlvio Roberto Andrietta – Unicamp
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong><\/em>116.567,13 reales (FAPESP)
\n2. Caracterizaci\u00f3n de levaduras industriales para la producci\u00f3n de etanol utilizando composici\u00f3n celular y caracter\u00edsticas cin\u00e9ticas
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>L\u00ednea Regular de Auxilio a la Investigaci\u00f3n
\nCoordinadora
\n<\/em><\/strong>Cl\u00e1udia Steckelberg – Unicamp
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong><\/em>82.720,37 reales (FAPESP)
\n3. Producci\u00f3n de dextrana y oligossac\u00e1ridos por nuevas cepas\u00a0 aisladas de la ca\u00f1a de az\u00facar
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>L\u00ednea Regular de Auxilio a la Investigaci\u00f3n
\nCoordinadora
\n<\/strong><\/em>Maria da Gra\u00e7a Stupiello Andrietta – Unicamp
\nInversi\u00f3n
\n<\/em><\/strong>92.778,99 reales (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El empleo de nuevos linajes de levadura puede hacer caer el costo de producci","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[116],"class_list":["post-83374","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83374","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83374"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83374\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83374"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83374"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83374"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83374"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}