Nossos Serviços
Seleção de leveduras
A partir da amostra de fermentos coletadas diretamente de dornas de fermentação, procedemos uma semeadura de amostras previamente diluídas em água estéril em placas de meio de cultura apropriado. Estas amostras são então colocadas em placas de Petri com meio de cultura a base de sacarose, e contendo antibióticos que inibem o crescimento de bactérias, também muito presentes em dornas de fermentação de usinas de produção de etanol ou de produção de bebidas. Com cerca de 3-4 dias de incubação em estufas calibradas com temperatura adequada, colônias de leveduras podem ser visualizadas (pequenos pontos de coloração branca). Como cada ponto é em geral oriundo de uma única célula, temos desta maneira o isolamento de diferentes clones de leveduras.
O próximo passo desse processo constitui-se na formação daquilo que denominamos de placas-mãe; para tanto, utilizamos placas de plástico estéreis contendo 96 cavidades que permitem a realização de micro-cultivos de forma simultânea. Assim, e para cada amostra de fermento bruto coletado, cerca de 1000 colônias são transferidas individualmente para cada uma dessas cavidades para a realização de diferentes testes que levem a identificação de uma levedura, preferencialmente Saccharomyces cerevisiae.
Uma vez isoladas e colocadas em placas para micro-cultivos, as colônias são submetidas a diferentes categorias de testes distribuídos em fases:
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1ª Fase: crescimento em diferentes fontes de carbono e nitrogênio; testes de resistência contra diferentes tipos de estresse;
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2ª Fase: testes de resistência a compostos inibitórios presentes em diferentes tipos de mosto e/ou contra drogas indicadoras de potencial de produção de substâncias específicas;
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3ª Fase: testes de desempenho fermentativo com análise de comportamento das estirpes quanto ao potencial floculativo; à produção de espuma; e à eficiência fermentativa (aspectos quantitativos e qualitativos).
Controle de contaminação
De maneira particular, os processos fermentivos que se utilizam de mostos de cana-de-açúcar (bioetanol e cachaça) caracterizam-se por serem microbiologicamente abertos. Em que pese a existência (ou inexistência) de técnicas de tratamento do caldo de cana (aquecimento e/ou adição de compostos químicos), as fermentações acabam sendo dominadas por misturas de leveduras (onde predomina Saccharomyces cerevisiae) e pela presença de bactérias (normalmente acéticas ou láticas).
Portanto, uma ação importante é a implantação de uma rotina para acompanhamento microbiológico nas unidades de produção, visando o controle da entrada de microrganismos contaminantes. Além disso, assessoramos no desenvolvimento de processos de fermentação assistida com reposição frequente de leveduras selecionadas/personalizadas.
Outra possibilidade no controle microbiológico das fermentações consiste no acompanhamento da predominância de determinada levedura durante uma safra produtiva. Isto pode ser feito através de testes de identificação molecular das estirpes de leveduras com o uso de duas técnicas: RAPD – PCR e polimorfismo por DNA mitocondrial. Adicionalmente, e caso tenhamos uma estirpe editada geneticamente (“leveduras cisgênicas”), é possível implementar uma metodologia de detecção de levedura editada em misturas contendo leveduras contaminantes (variando de 0,01% de contaminante / 99,99% de levedura editada, a 5% de contaminante / 95% de levedura editada). Assim, e também utilizando-se de testes de PCR específicos, é possível implementar uma rotina “in situ” que permite saber ”em tempo real” o nível de predominância de determinada estirpe editada geneticamente.
Edição gênica
Embora mais adaptadas, as cepas nativas isoladas e selecionadas localmente a partir de cada unidade produtiva podem apresentar menor performance industrial com problemas operacionais indesejáveis (produção excessiva de espuma e comportamento floculativo indesejado). Portanto, já é possível através de edição gênica (com a utilização a metodologia CRISPR-Cas9), obter estirpes de leveduras mais adequadas aos processos nos quais são utilizadas.
É importante ressaltar que essa última metodologia levou às suas inventoras - Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna - a receberem o Prêmio Nobel de Química de 2020. Além disso, demonstrada a aplicabilidade da estratégia a nível industrial, estará criada a possibilidade de introdução de outras modificações cisgênicas, para promover ganhos de produtividade e/ou operacionais.
Portanto, temos aqui uma real oportunidade para que uma tecnologia moderna chegue efetivamente às indústrias brasileiras que usam leveduras nos seus processos industriais, podendo promover incrementos de produtividade, maior controle de processo, e/ou redução de custos/problemas operacionais.
Atividades de C&T&I
Desde 2006, a CERLEV desenvolve projetos para promover o aperfeiçoamento de processos fermentivos que utilizem leveduras através do isolamento e da seleção de cepas com maior potencial de aumentar a qualidade/produtividade do processo. A Cerlev pretende se tornar uma referência no seu segmento de atuação para atender empresas do setor de bebidas e de biocombustíveis contribuindo para seu desenvolvimento econômico.
Além de investimentos próprios destinados a criação de uma infraestrutura de trabalho, a Cerlev tem desenvolvido projetos em parceria com a UFOP e empresas, com o apoio de diferentes agências de fomento. Os principais projetos desenvolvidos foram os seguintes:
a) Desenvolvimento Do Processo Fermentativo Para A Produção De Cachaça De Alambique De Alta Qualidade Sensorial. FAPEMIG Processo: APQ-00262-10;
b) Aplicação da metodologia de mapeamento de QTLs para a identificação de leveduras mais apropriadas à produção de bioetanol. MCTI/SETEC/CNPq Nº 17/2012 RHAE Pesquisador na Empresa Processo 458013/2012-9 Período: 2013-2015.
c) Aplicação da metodologia de mapeamento de QTLs para a identificação de leveduras mais apropriadas à produção de bioetanol (continuação). MCTI/SETEC/CNPq Nº 54/2013 RHAE Pesquisador na Empresa Processo 464506/2014-0 Período: 2014-2016.
d) Utilização de cepas de leveduras isoladas no Brasil para a produção de cervejas”. MCT/SETEC/CNPq N º 75/2010 – RHAE Pesquisador na Empresa em parceria com a empresa Microcervejaria Falke Bier Ltda. Processo 550584/2011-0; Período: 2011-2013.
e) Obtenção de novas cepas de leveduras para aplicações biotecnológicas por meio do desenvolvimento de metodologias inovadoras. Edital CAPES/ Inmetro Nº 076/2014. Período: 2016-2018;
f) Produção de etanol com uso de leveduras selecionadas em usinas associadas ao SIAMIG. Processo CNPq: 400867/2018-4. Período 2018-2019;
g) Leveduras cisgênicas para a produção de bioetanol. CHAMADA CNPQ-SEMPI-MCTI Nº 021/2021 RHAE - Recursos Humanos em Áreas Estratégicas - Pesquisador na Empresa. Processo 42 4076/2021-7. Período 2022-2025.