Garantindo fermentações e aumentando o rendimento da produção de bioetanol através da abordagem de deficiências micro e macronutricionais

O Brasil estabeleceu uma meta ambiciosa para a redução das emissões de GEE, passando de 43% para 50% de redução até 2030, e atingir a neutralidade de carbono até 2050. Uma das formas de alcançar este objetivo de neutralidade é continuar a produzir e a utilizar etanol em todo o país. O Brasil, sendo o segundo maior produtor e consumidor de etanol, promove um mercado de etanol em crescimento: espera-se que a produção mantenha a sua tendência ascendente.

Embora o etanol à base de cana-de-açúcar continue a aumentar dependendo dos ciclos de produção, as fábricas de etanol de milho deverão sofrer um boom, com um salto de produção de 3 para 9 bilhões de litros até 2030 – representando 20% da produção total projetada. Com o aumento dos custos de produção, impulsionado principalmente pela valorização e aumento dos preços do milho nos últimos anos, as indústrias investem para melhorar os processos de produção e incorporar tecnologia.

Assim, garantir as fermentações e atingir rendimentos máximos durante a produção de bioetanol é ainda mais crucial para os produtores. Em condições industriais, as leveduras enfrentam dificuldades na fermentação; e a nutrição é uma delas. Uma ou várias deficiências nutricionais podem levar a leveduras não-saudáveis, a baixas taxas de crescimento e a uma fermentação incompleta. Tudo isso pode afetar a conversão de insumos em etanol, bem como os co-produtos e os processos de backend.

Redução do estresse

Durante a produção industrial de bioetanol, as leveduras são submetidas a vários estresses ambientais – físicos, químicos ou biológicos – que afetam a produção de etanol. A atenuação desses estresses através da nutrição reduz a variabilidade dos rendimentos na fermentação. Por exemplo, os estresses físicos e químicos, incluindo quantidades limitadas de nutrientes, aceleram o envelhecimento da população de células, ao passo que uma nutrição ideal os alivia.

Nutrição a partir da matéria-prima

As leveduras obtêm parcialmente a nutrição da matéria-prima, não só para o açúcar e o amido, mas também para os macro e micronutrientes. A composição das matérias-primas varia em função da sua genética, das condições de solo e de clima, dos fornecedores e de outros parâmetros, o que impacta na composição dos macro e micronutrientes.

Biodisponibilidade dos nutrientes

A biodisponibilidade é a taxa e o grau em que o nutriente ativo é absorvido do meio e metabolizado pelas leveduras. Embora os nutrientes possam estar presentes no meio, não há garantia de que estejam em uma forma que possa ser utilizada pelas leveduras. É o caso do nitrogênio no caldo de beterraba, que se encontra sob a forma de betaína, um composto ao qual as leveduras não têm acesso. Outro fator que reduz a biodisponibilidade são os inibidores do metabolismo que estão presentes nas matérias-primas.

Macro e micronutrients

Para uma fermentação eficiente, as leveduras necessitam de macro e micronutrientes biodisponíveis, em quantidades que permitam o crescimento ótimo da levedura e a produção de etanol.

A levedura necessita de fontes de carbono e fósforo para energia, nitrogênio para o metabolismo da levedura, oxigênio para a biogênese das membranas e enxofre para os antioxidantes.

Também necessita de fatores de crescimento (por exemplo, vitaminas, ácidos graxos e aminoácidos) e de cofatores (por exemplo, íons metálicos).

Em última análise, tornar as condições tão favoráveis quanto possível para o crescimento da levedura, através da otimização da nutrição, aumentará o rendimento do etanol. No entanto, também é preciso ter em mente que exceder as quantidades ideais de macro e micronutrientes pode inibir esses rendimentos ótimos.

O White Paper mais recente da Leaf entra em detalhes sobre o impacto da micro e macronutrição no rendimento, no consumo de matéria-prima e na redução de resíduos, para fornecer à indústria do etanol informações sobre como garantir fermentações e aumentar o rendimento da produção de bioetanol. Analisando as especificidades e o papel de cada nutriente no processo de produção, o conteúdo deste documento esclarece como a nutrição afeta a fermentação e o desempenho geral da planta.