Desenvolvimento de um coquetel antibacteriano complexo e sua aplicação em processos fermentativos industriais

• Processo: 21/12144-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Acordo de Cooperação: SEBRAE-SP
• Pesquisador responsável: Marcelo Ventura Rubio
• Beneficiário: Marcelo Ventura Rubio
• Empresa: Bioprocess Improvement Consultoria e Pesquisas em Bioprocessos Ltda
• CNAE: Fabricação de aguardentes e outras bebidas destiladas ; Fabricação de malte, cervejas e chopes ; Fabricação de álcool
• Município: Campinas
• Pesquisadores principais: Carlos Eduardo Calmanovici ; Daniel Ibraim Pires Atala ; Luciano Armiliato
• Auxílio(s) vinculado(s): 21/14964-8 - Desenvolvimento de um coquetel antibacteriano complexo e sua aplicação em processos fermentativos industriais, AP.PIPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/07581-3 - Controle biológico da contaminação bacteriana e sua aplicação em processos fermentativos industriais, BP.TT; 23/00840-0 - Controle biológico da contaminação bacteriana e sua aplicação em processos fermentativos industriais, BP.TT; 22/01727-0 - Controle biológico da contaminação bacteriana e sua aplicação em processos fermentativos industriais, BP.TT; 22/01723-5 - Desenvolvimento de um coquetel antibacteriano complexo e sua aplicação em processos fermentativos industriais, BP.PIPE
• Assunto(s): Bacteriófagos Controle biológico Contaminação Fermentação alcoólica Fermentação industrial Antibacterianos Bioprocessos Lactobacillus
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bacteriófagos | Contaminação bacteriana | Controle Biológico | Coquetel antibacteriano | Fermentação Alcóólica | Processo Fermentativos Industriais | Controle bacteriano de bioprocessos industriais

Resumo

Um dos principais problemas da fermentação alcoólica em usinas é a perda de açúcares e de aumentos nos custos decorrentes de contaminação bacteriana por bactérias ácido-láticas do gênero Lactobacillus. Dependendo da espécie de Lactobacillus, as perdas na produção de etanol podem chegar a 27% elevando o custo de produção tanto pelo baixo rendimento quanto no aumento do uso de antibióticos. Os níveis de contaminação podem atingir 108 unidades formadoras de colônias por mL causando impactos negativos na fermentação, como alteração de pH devido à produção de ácido lático, competição pelos açúcares com as leveduras do processo, além da floculação, com grandes impactos na eficiência da fermentação. O objetivo desse trabalho é desenvolver um processo de controle biológico utilizando uma grande variedade de bacteriófagos, como alternativa aos antibióticos, para minimizar o problema de contaminação bacteriana em dornas de fermentação alcoólica e/ou outros processos industriais. As vantagens do tratamento fágico em relação aos antibióticos são: efetividade contra bactérias resistentes a várias drogas; capacidade de destruir somente bactérias-alvo, não alterando a microbiota natural; apresenta resposta rápida ao aparecimento de bactérias mutantes resistentes, porque a frequência de mutação do fago é significativamente maior que a da bactéria; apresenta menor custo de desenvolvimento comparado com um novo antibiótico; e são raros os efeitos colaterais. Como principais resultados obtidos através do projeto PIPE fase 1 (2017/08756-8), tem-se a criação de um banco de bactérias, ainda pequeno, contendo mais de 50 bactérias contaminantes do ambiente produtivo, isolamento de mais de 20 fagos com atividade lítica e a construção de um coquetel de fagos com ação em controle de fermentação alcoólica em escala laboratorial que permitiram controlar a contaminação induzida trazendo ganhos consistentes de rendimento e de performance, ainda que existam pontos de esclarecimentos que serão sanados em ensaios em escala piloto e industrial como: efeito do reciclo de leveduras; efeito do tratamento ácido; redução da carga bacteriana; melhor etapa do processo para aplicação; definição de aplicações de manutenção; e dose de choque. A criação de um coquetel eficiente com um vasto espectro de ação antibacteriana permitirá a substituição do uso de antibióticos em processos industriais, impedindo o desenvolvimento de microrganismos resistentes, a formação de biofilmes bacterianos nas paredes das dornas e outros equipamentos (de difícil remoção e que persistem à limpeza e muitas vezes contaminam a fermentação subsequente) e desvalorização de coprodutos devido a resquícios de antibióticos. Além disso, a utilização de um coquetel fágico apresenta um grande potencial, pois possui diversas novas aplicações nas áreas de medicina, saúde alimentar humana e animal e descontaminação ambiental. (AU)