Ecologia microbiana aplicada à produção de etanol combustível a partir de cana-de-açúcar

• Processo: 25/03048-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Andreas Karoly Gombert
• Beneficiário: Andreas Karoly Gombert
• Pesquisador Anfitrião: Kevin Foster
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Oxford, Inglaterra
• Assunto(s): Bactérias láticas Biorrefinarias Biotecnologia industrial Ecologia microbiana Fermentação alcoólica Saccharomyces cerevisiae Microbiologia industrial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bactérias láticas | biorrefinarias | Biotecnologia Industrial | Ecologia microbiana | Fermentação Alcóólica | Saccharomyces cerevisiae | Microbiologia industrial

Resumo

Devido às mudanças climáticas, um dos principais objetivos atuais é a transição de fontes de energia não renováveis ¿¿para fontes de energia renováveis. Dentre as principais opções, destaca-se o etanol combustível (ou bioetanol), como combustível líquido que pode ser utilizado na propulsão de veículos leves, seja como combustível autônomo ou misturado à gasolina. O Brasil tem liderado globalmente a produção de bioetanol desde a década de 1970, principalmente a partir de matérias-primas de cana-de-açúcar, contribuindo para o estabelecimento de uma das matrizes energéticas mais limpas (~50% renováveis), entre as maiores economias do mundo. Existem hoje cerca de 350 biorrefinarias produtivas que geram bioetanol, mas todas sofrem de um problema fundamental: a contaminação microbiana que inibe a fermentação e reduz o rendimento. Em particular, as bactérias láticas (BAL) co-habitam o ambiente de fermentação com a levedura Saccharomyces cerevisiae, que converte os açúcares da cana-de-açúcar em etanol. Algumas dessas bactérias parecem ajudar no crescimento da levedura, mas outras são prejudiciais e inibem a levedura e, portanto, também a produção de etanol. Estas bactérias nocivas levaram ao uso generalizado de produtos químicos antibacterianos, incluindo antimicrobianos, agentes antiespumantes e dispersantes. No entanto, estes diminuem a sustentabilidade ambiental e econômica do processo e matam as bactérias benéficas juntamente com as prejudiciais. Precisamos de uma nova abordagem. O objetivo deste projeto é usar ecologia microbiana para compreender os impactos bacterianos nas leveduras e usar isso para projetar consórcios de bactérias probióticas que promovam, em vez de inibir, a produção de etanol. Ao utilizar comunidades sintéticas reduzidas, iremos desvendar as interações ecológicas entre as cepas microbianas no processo de fermentação e identificar composições de comunidades que são estáveis ¿¿e não comprometem o rendimento em etanol. Nosso objetivo é inaugurar um novo paradigma para a produção de bioetanol, no qual os produtores inoculam leveduras e cepas bacterianas selecionadas para manter um processo estável e de alto rendimento. Além de reduzir a dependência de tratamentos químicos, nossas abordagens têm o potencial de proporcionar enormes ganhos econômicos e ambientais, devido aos grandes volumes de etanol produzidos todos os anos. (AU)