Ecologia microbiana em fermentações alcoólicas industriais: coleta de amostras, extração de DNA, bioinformática e análises estatísticas

• Processo: 23/10728-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Andreas Karoly Gombert
• Beneficiário: Carolina Teixeira Martins
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/15256-0 - Rumo ao entendimento da ecologia microbiana de fermentações alcoólicas em biorrefinarias de cana-de-açúcar, AP.BIOEN.R
• Assunto(s): Ecologia microbiana Fermentação alcoólica Metagenômica Microbiota Engenharia de bioprocessos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biorrefinaria de cana-de-açúcar | Ecologia microbiana | Fermentação Alcóólica | metagenômica | Microbioma | Engenharia de Bioprocessos

Resumo

A produção de etanol combustível a partir da cana-de-açúcar é um negócio bem estabelecido no Brasil, contribuindo para a economia nacional e para a sustentabilidade global. O rendimento de etanol em açúcares é o principal indicador de processo nas cerca de 400 biorrefinarias de cana-de-açúcar ativas e tem se mantido estável por algumas décadas. Tecnologias inovadoras são necessárias para elevar esse indicador a níveis mais altos e, para isso, é necessário um conhecimento mais profundo de alguns aspectos cruciais do processo, por exemplo, como a dinâmica microbiana varia entre as diferentes unidades industriais e como ela se relaciona com o processo e as condições climáticas. Na presente proposta de projeto, pretendemos obter uma descrição detalhada de como o microbioma varia em três unidades industriais diferentes, ao longo de duas temporadas de produção inteiras, e como essas dinâmicas se correlacionam com a matéria-prima, o processo e as flutuações climáticas. Para isso, usaremos uma combinação de metabarcoding, metagenômica, bioinformática e supervisão de processos, para que possamos tentar entender como o microbioma é moldado e como ele se correlaciona com o rendimento final de etanol em açúcares. As amostras serão coletadas diretamente das biorrefinarias, seu DNA total será extraído e diferentes estratégias de sequenciamento serão aplicadas. A análise de dados inclui um pipeline atualizado de bioinformática e ferramentas estatísticas. Esperamos que os resultados forneçam novas informações sobre o microbioma desse importante processo industrial e que também ajudem as indústrias a projetar novas formas de iniciar e conduzir seus processos no futuro, para que mais etanol possa ser gerado por hectare de cana plantada, contribuindo para a economia brasileira e para enfrentar as mudanças climáticas globais.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MARTINS, CAROLINA TEIXEIRA; JACOBUS, ANA PAULA; CONCEICAO JR, RENILSON; BARBIN, DOUGLAS FERNANDES; BOLINI, HELENA; GOMBERT, ANDREAS KAROLY. Simultaneous enumeration of yeast and bacterial cells in the context of industrial bioprocesses. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, v. 51, p. 14-pg., 2024-09-11. (23/10728-3, 22/15256-0)