Pesquisa chega à formulação do primeiro melaço sintético reproduzível
Imagem: Reprodução/iStock
A fórmula do primeiro melaço sintético com composição totalmente reproduzível foi o resultado de uma pesquisa realizada por pesquisadores brasileiros e europeus. O objetivo do estudo patrocinado pela Fapesp era encontrar uma fórmula que permitisse cultivar leveduras com comportamento mais próximo ao observado na mesma levedura cultivada num melaço industrial real.
Os melaços naturais possuem composições variáveis que não são totalmente conhecidas, o que se torna um obstáculo para a indústria, visto que é utilizado em vários processos, como na produção de etanol. Nesse sentido, a descoberta da fórmula do melaço sintético permite que pesquisadores de diversas partes do mundo desenvolvam novos bioprocessos baseados no uso do melaço de cana-de-açúcar.
A pesquisa faz parte do doutoramento do aluno Kevy Pontes Eliodório e do mestrado de Gabriel Caetano de Gois e Cunha, ambos do Programa de Pós-graduação em Engenharia Química da Escola Politécnica da USP. Os professores que coordenaram o projeto foram Thiago Olitta Basso e Reinaldo Giudici, juntamente com o docente da Unicamp, Andreas Gomber.
Além dos brasileiros, a pesquisa contou com integrantes europeus: o professor Morten Sommer, da DTU, da Dinamarca, e Felipe Lino, Chief Technology Officer da Nosh.bio.
Fórmula simula com precisão a produção industrial de etanol
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Imagem: Reprodução/Thiago Basso
Como foi a pesquisa que atingiu a fórmula do melaço sintético
A primeira formulação do melaço sintético, obtido em 2018, contava com adição de peptona, uma fonte de nitrogênio com composição variável. Além disso, era composto por uma mistura de açúcares e aminoácidos que, durante o processo de esterilização, causava reações complexas chamadas de reações de Maillard, que podem gerar produtos que atrapalham o processo de fermentação.
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“Isso fazia com que a composição, ainda que suficiente para reproduzir as principais características do melaço real, fosse desconhecida. Chamamos esse tipo de meio de cultura de complexo”, explica o Engenheiro Químico Kevy Eliodório.
Assim, partindo com a base do trabalho de 2018, Gabriel e Kevy iniciaram o processo de formulação do meio com a retirada da peptona e, posteriormente, a separação de açúcares e aminoácidos, de forma a retirar a possibilidade de ocorrência da reação: “outros compostos foram ajustados de maneira que a formulação se parecesse ao máximo com as amostras de melaços reais”, diz Kevy.
Foram realizados mais de mil cultivos diferentes testando, pelo menos, 40 formulações diferentes entre si. Uma vez que encontraram uma formulação que se comportava de maneira semelhante ao melaço real nessa fase, eles precisaram testá-la em condições mais próximas da produção brasileira de etanol. Isso envolveu condições de altas concentrações celular e de açúcares, tratamento ácido, reciclagem de células e outras características típicas da produção industrial de etanol.
Finalmente, eles compararam os resultados obtidos com o melaço sintético aos resultados conseguidos com meios de cultura reais. Assim, puderam apresentar a fórmula final do melaço sintético, cuja composição é totalmente conhecida. Essa fórmula é flexível para uso na produção e é capaz de simular com precisão o que acontece na produção industrial de etanol.
Em resumo, a criação do melaço sintético com composição conhecida é um avanço importante que beneficia tanto a indústria quanto a pesquisa científica, proporcionando maior controle, padronização e flexibilidade no estudo e uso deste componente essencial na biotecnologia industrial.
O artigo completo pode ser acessado aqui: https://www.nature.com/articles/s41598-023-37618-8#Abs1
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