Una levadura para la fabricación de etanol sin quema de caña mejora la producción

Un hongo adaptado, que es más resistente a las nuevas condiciones de fermentación industrial, disminuye la pérdida de azúcar y las posibilidades de contaminación

Por Diego Freire

Agência FAPESP – Una levadura adaptada a las nuevas condiciones del proceso industrial de fabricación de azúcar y etanol, surgidas debido a la sustitución obligatoria de la zafra manual por métodos mecanizados en el estado de São Paulo, aumenta el rendimiento y disminuye las pérdidas en la fermentación cuando se la compara con las levaduras tradicionales.

El hongo –que lleva el nombre comercial de Fermel– fue seleccionado en Fermentec, una empresa de tecnología industrial especializada en fermentación alcohólica instalada en la localidad de Piracicaba (São Paulo), a partir de estudios desarrollados con el apoyo del Programa FAPESP Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE). Dicha innovación fue presentada en el marco del Diálogo sobre Apoyo a la Innovación en la Pequeña Empresa, realizado por la FAPESP el pasado día 9 de septiembre con el objetivo de despejar las dudas de los interesados en participar de la selección de propuestas en el PIPE.

El objetivo de la investigación consistió en obtener una levadura industrial más adaptada a las nuevas características de la zafra de caña de azúcar con la vigencia del Protocolo Agroambiental del Sector Sucroenergético de 2007, que prohíbe las quemas.

“La sustitución gradual de la zafra manual de caña de azúcar en São Paulo por métodos mecanizados aportó beneficios ambientales, pero también trajo aparejados nuevos retos para el proceso industrial de fabricación de azúcar y etanol”, explicó a Agência FAPESP el director científico de Fermentec, Mario Lúcio Lopes.

Sucede que las plantas de caña, que antes era quemadas, ahora llegan crudas a las centrales, con puntas, hojas y tierra. “Estas impurezas vegetales y minerales, que vienen junto con la caña, resultan perjudiciales para la fermentación”, dijo Lopes.

Para ser eficiente, la fermentación requiere de una levadura que sortee esta condición y también inhiba la entrada de linajes silvestres, que vienen junto con la caña cruda. “Ésa es una de las características de las levaduras personalizadas y seleccionadas que aseguran una fermentación más adecuada y con mayor rendimiento”, explicó.

Las levaduras transforman los azúcares de la caña, que son sólidos, en alcohol combustible, que es líquido. Con el fin de que el proceso se lleve a cabo eficazmente, es necesario contar con levaduras adecuadas a cada medio.

“Estudiamos y detectamos la relación de la levadura con el medio de fermentación industrial. Cuanto más adaptada está a la unidad industrial, mayor será la eficiencia de la fermentación y, por consiguiente, la de la producción”, dijo Lopes.

Investigación innovadora

Según los productores, la Fermel, derivada de la PE-2, una de las levaduras utilizadas en la fermentación del etanol en Brasil desde comienzos de la década de 1990, exhibe una mayor tolerancia a las nuevas condiciones del proceso industrial.

La levadura Fermel reduce la posibilidad de invasión de levaduras silvestres en el proceso, responsables de problemas tales como la formación de espuma, que ocupa espacio en los tanques, y la floculación, que dificulta la fermentación. Esta innovación fue posible mediante la aplicación de técnicas de cariotipado y análisis del ADN mitocondrial de las levaduras.

En el cariotipado, se cultivan las levaduras para formar pequeñas colonias. A partir de ellas se extraen cromosomas intactos que contienen material genético. Esos cromosomas se separan entonces en un campo eléctrico.

“Las variaciones en el tamaño y en la cantidad de cromosomas funcionan como ‘impresiones digitales’, que permiten detectar a las levaduras seleccionadas y diferenciarlas de las silvestres contaminantes”, dijo Lopes.

En tanto, en el análisis del ADN mitocondrial, se extraen pequeñas moléculas de ADN de la mitocondria de las levaduras y se las corta en puntos específicos. “Posteriormente, se separan los fragmentos en un campo eléctrico, y el perfil se utiliza para la identificación de las levaduras, como si fuese un código de barras”, dijo.

Estos análisis permiten la selección de levaduras más adecuadas al medio industrial. La levadura Fermel surgió como la más eficiente en mostos ricos en melaza y con tenores alcohólicos elevados, aparte de que domina a las poblaciones de levaduras, con lo cual disminuían las posibilidades de que las contaminantes se estableciesen en la fermentación.

“La industria trabaja con volúmenes muy grandes, y resulta difícil eliminar los microorganismos, que pueden ser levaduras silvestres o incluso bacterias. Éstos logran entrar en las fermentaciones y compiten con la levadura seleccionada, que es buena. Cuando son más resistentes y se adaptan mejor a esa condición de fermentación industrial, su población ocupa el lugar de la levadura menos robusta. La levadura Fermel es significativamente más resistente y domina el ambiente de fermentación”, dijo Lopes.

La mayor parte de esas levaduras contaminantes trae aparejada una serie de problemas para las industrias, tales como la sobra de azúcares sin fermentación, con disminución del rendimiento.

“Se trata de un potencial desperdiciado. Por eso resulta importante que exista una levadura robusta, que pueda disminuir los problemas de contaminación y que sea una buena fermentadora, para no dejar esa sobra de azúcares, y hacer posible un resultado mejor para las centrales, especialmente ahora que no hay más quemas”, dijo Lopes.