BIOCONTROL - Melhorar o controlo biológico de processos industriais de produção de bioetanol usando armas da própria Saccharomyces cerevisiae

resumo

As contaminações microbianas são um problema recorrente em qualquer processo de produção de bioetanol, conduzindo a perdas económicas significativas que podem atingir até 20-30% do custo final do produto (Bréxo e Sant'Ana, 2017; Beckner et al., 2011). Os principais contaminantes de fermentações para produção de bioetanol são bactérias láticas e leveduras da espécie Dekkera bruxellensis (Liberal et al., 2007, Basílio et al, 2008). A dificuldade no controlo biológico destes processos reside no facto dos principais contaminantes fazerem parte da microflora natural da fermentação, sendo por isso capazes de sobreviver às condições ambientais adversas típicas das fermentações alcoólicas (i.e. elevadas concentrações de etanol e ácidos orgânicos, baixa disponibilidade de oxigénio, limitações nutricionais e valores de pH baixos). Além disso, os desinfetantes habitualmente utilizados para combater estes microrganismos (e.g. tratamento ácido, amónia, peróxido de hidrogénio, sulfuroso, antibióticos, etc.) podem também afetar o desempenho das próprias estirpes de Saccharomyces, ou levantar problemas ambientais como seja o depósito de resíduos utilizados para estes contaminantes (e.g. antibióticos) (Beckner et al., 2011).

Membros da presente equipa de investigação descobriram que Saccharomyces cerevisiaeproduz péptidos antimicrobianos durante a fermentação alcoólica que são ativos contra Dekkeras bruxellensise bactérias lácticas (Albergaria et al., 2010; Branco et al. 2014). Trabalho recentemente realizado no âmbito de um projeto I&D (PTDC/AGR-ALI/113565/2009) permitiu caracterizar (parcialmente) estes péptidos antimicrobianos, tendo-se concluído que o biocida natural, designado por saccharomycin, é composto por péptidos derivados da enzima glicolítica gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase (Branco et al. 2014, 2015, 2017).

O objetivo do presente projecto visa assim explorar o potencial deste novo biocida (i.e. saccharomycin) para melhorar o controlo biológico de processos industriais de produção de bioetanol. A estratégia do projeto consistirá em construir estirpes industriais Saccharomycesgeneticamente modificadas para sobre-expressar o referido biocida e avaliar a sua capacidade para serem utilizados simultaneamente como startersem fermentações para bioetanol e como conservantes que impeçam o desenvolvimento de contaminantes indesejáveis. O biocida natural (i.e. saccharomycin) será ainda produzido e purificado numa escala que permita avaliar o seu potencial como bioconservante natural em diferentes processos fermentativos. 

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