RESULTADOS E DISCUSSÃO

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1 Desempenho de clones de batata-doce do Banco Ativo de Germoplasma da UFS para amido e etanol Rodrigo Pereira Alves 1 ; Thiago Matos Andrade 1 ; Alisson Marcel Souza de Oliveira 2 ; Aléa Dayane Dantas de Santana 1 ; Vanderson dos Santos Pinto 1 ; Arie Fitzgerald Blank 1 1 Universidade Federal de Sergipe, Departamento de Engenharia Agronômica; Avenida Marechal Rondon, s/n, Cidade Universitária prof. José Aloísio de Campos, Jardim Rosa Elze; São Cristóvão, SE Brasil, pereirinha20@yahoo.com.br; tmaagro@yahoo.com.br;; aleadayane@gmail.com; vandersonpinto@gmail.com; afblank@ufs.br. 2 Universidade Federal de Lavras, Departamento de Agricultura; Lavras, MG Brasil, alisson182001@yahoo.com.br. RESUMO A batata-doce é considerada uma fonte renovável com potencial para produzir etanol por ser uma amilácea rústica, com baixo custo de produção e ampla adaptação climática. Com isso, objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de clones de batata-doce do Banco Ativo de Germoplasma da UFS para a produção de etanol. O experimento foi implantado na Fazenda Experimental Campus Rural da UFS onde foi avaliado o teor de amido e amilose das raízes e rendimento de etanol L.t -1 de raiz. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com setenta e três tratamentos (acessos de batata-doce), com duas repetições e quatro plantas por parcela. O teor de amido variou entre 11,56 e 27,07%, já o teor de amilose apresentou-se com valores entre 11,57 a 32,72 %. Para o rendimento de etanol em L.t -1 os acessos IPB-065 (178,70 L.t -1 ), IPB-144 (178,11 L.t -1 ), IPB-042 (177,17 L.t -1 ), IPB-123 (176,02 L.t -1 ), IPB-121 (175,45 L.t -1 ), IPB-056 (171,04 L.t -1 ), IPB-109 (170,57 L.t -1 ), IPB-036 (169,40 L.t -1 ), IPB-052 (168,75 L.t -1 ) e IPB-101 (168,42 L.t -1 ) apresentaram-se como promissores para obtenção de etanol a partir de batata-doce. PALAVRAS-CHAVE: Ipomoea batatas, amido, etanol, amilose, germoplasma. ABSTRACT Germplasm characterization of sweet potato of Sergipe for ethanol production The sweet potato is considered a renewable energy source with the potential to produce ethanol to be a rough starchy, low production cost and wide climate adaptation. The aim of this work was to evaluate the performance of sweet potato clones for starch and ethanol. The experiment was carried out at the Research Farm Campus Rural da UFS, and we evaluated the content of starch and amylose of roots and ethanol yield (L.t -1 ). The experimental design was a randomized block with 73 treatments (sweet potato accessions), with two replications and four plants per plot. The starch content was S1694

2 between and 27.07%. The amylose content presented values between and 32.72%. For ethanol yield in L.t -1 the accessions (178,70 L.t -1 ), IPB-144 (178,11 L.t -1 ), IPB-042 (177,17 L.t -1 ), IPB-123 (176,02 L.t -1 ), IPB-121 (175,45 L.t -1 ), IPB-056 (171,04 L.t -1 ), IPB-109 (170,57 L.t -1 ), IPB-036 (169,40 L.t -1 ), IPB-052 (168,75 L.t -1 ) and IPB- 101 (168,42 L.t -1 ) are promising for ethanol production from sweet potato. Keywords: Ipomoea batatas, starch, ethanol, amylose, germplasm Os combustíveis renováveis, produzidos a partir da biomassa, entre eles o etanol, podem ganhar uma função muito importante, já que são reconhecidamente combustíveis limpos e podem ser produzidos a partir de diversas fontes renováveis (Santana et al., 2013). O etanol pode ser produzido a partir de várias matérias-primas agrícolas, desde que contenham carboidratos passíveis de serem fermentados (açúcares e amido). Dentre as culturas amiláceas, a batata-doce (Ipomoea batatas L.), é considerada com potencial para produzir etanol, por ser uma amilácea rústica, com baixo custo de produção e ampla adaptação climática (Momenté et al., 2004). Por possuir alto teor de amido e apresentar grande variabilidade genética, esta espécie pertencente à família Convolvulaceae, possibilita a implantação de programas de melhoramento visando o mercado de produção de etanol, surgindo como alternativa para usinas e agricultores nas épocas posteriores ao plantio da cana-de-açúcar (Pavlak et al., 2011). O amido é o principal componente das raízes, representando cerca de 50-80% da matéria seca da raiz. É uma valiosa matéria-prima utilizada no processamento de alimentos, fabricação de papel e indústrias de etanol combustível (Tester et al., 2004). É composto por dois polímeros em diferentes proporções com relação a sua origem: amilose (16-30%) e amilopectina (65-85%) (Hashem & Darwish, 2010). A produção de etanol a partir de amiláceos não é muito difundida e conhecida no Brasil, contudo, tem sido uma técnica muito adotada na Europa e Estados Unidos, sendo objeto de estudos em países detentores dessa alta tecnologia (Lima et al., 2001). Resultados preliminares têm demonstrado que um hectare de raiz de batata-doce rende de 30 a 40 toneladas de biomassa. Enquanto uma tonelada de cana-de-açúcar gera 67 litros de álcool, a mesma quantidade de batata-doce chega a até 130 litros do combustível (Castro & Emygdio, 2009). S1695

3 No Brasil há uma grande variedade de batata-doce e cada uma delas tem suas próprias características. A determinação de variedades de batata-doce apropriadas para a produção de etanol é essencial para uma produção industrial de etanol em larga escala. Com isso, objetivou-se deste trabalho foi avaliar o desempenho de clones de batata-doce do Banco Ativo de Germoplasma da UFS para a produção de etanol. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi implantado na Fazenda Experimental Campus Rural da Universidade Federal de Sergipe, localizada no Município de São Cristóvão-SE. O material vegetal utilizado foram 73 acessos de batata-doce provenientes do Banco Ativo de Germoplasma da UFS. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com duas repetições, utilizando quatro plantas por parcela. O trabalho foi conduzido entre os meses de março e agosto de 2012, usando o espaçamento de 1,0 x 0,3 m. Foram utilizadas ramas contendo entre oito e doze entrenós e com 25 cm de comprimento, sendo enterrada a parte basal da rama contendo de três a quatro nós em uma profundidade de cm sobre as leiras com altura de 40 cm. Foi realizada uma calagem antes do plantio com base nos resultados de análise do solo. A adubação de fundação, de cobertura e tratos culturais foram realizados de acordo com as recomendações para a cultura da batata-doce (Filgueira, 2008). A colheita foi realizada aos 150 dias após o plantio das ramas e as seguintes variáveis foram avaliadas: Teor de amido: determinado pelo método de Lane-Eynon (Instituto Adolfo Lutz, 2005) calculando-se em relação à base de matéria fresca da batata-doce, levando-se em consideração a composição global da batata-doce e os resultados expressos em porcentagem; Teor de amilose: determinado utilizando-se o Kit amilose/amilopectina da Megazyme (Megazyme International Ireland, 2006). Os resultados obtidos foram expressos em porcentagem em relação à matéria seca; Rendimento de etanol por tonelada de raíz: primeiramente foi obtido o rendimento de etanol, multiplicando-se o rendimento de amido com o fator de conversão 0,662, de acordo com Pavlak et al. (2011). O rendimento de etanol por tonelada de raiz foi obtido dividindo-se o rendimento de etanol pelo rendimento total de raízes e os resultados expressos em L.t -1. S1696

4 Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a p 0,05, utilizando o programa estatístico SISVAR (Ferreira, 2011). RESULTADOS E DISCUSSÃO Foram observadas diferenças para todas as variáveis analisadas (Tabela 1). O teor de amido apresentou os maiores valores para os acessos IPB-065 (27,07%), IPB-144 (26,98%), IPB-042 (26,84%), IPB-123 (26,67%), IPB-121 (26,58%), IPB-056 (25,91%), IPB-109 (25,84%), IPB-036 (25,66%), IPB-052 (25,57%) e IPB-101 (25,52%). Os acessos IPB-108 (12,28%) e IPB-087 (11,56%) foram os que apresentaram os menores resultados (Tabela 1). Leonel et al. (2004), encontrou teores de amido entre 22,07% e 29,68%. A composição química encontrada nas raízes das cultivares de batata-doce analisadas está próxima da faixa citada por Kohyama & Nishinari (1992) que é de 13,4 a 29,2% de amido. Andrade Junior et al. (2012), encontraram teores de amido nas raízes variando entre 16,0 a 23,9%, semelhantes aos observados neste trabalho. Para o teor de amilose o acesso IPB-060 obteve a maior média, com 32,72% de amilose na composição do amido. Os menores valores foram para os acessos IPB-144, IPB-155 e IPB-006 com 11,57%, 11,69% e 11,85%, respectivamente (Tabela 1). Abegunde et al. (2013) avaliaram onze cultivares de batata-doce popularmente utilizadas em indústrias de produção de amido na China e encontraram valores de teor de amilose entre 13,33% e 26,83%. Já Leonel et al. (2004), encontraram médias como 26,12% para o Biri, 16,47% para a taioba, 16,33% para a mandioca e de 19,34% para a batata-doce. No Canadá, Duan et al. (2012) encontraram entre 18,7% e 24,9% para o teor de amilose. Já em Sergipe, Oliveira (2013) avaliou o teor de amilose de seis acessos de batata-doce do BAG da UFS e encontrou valores entre 19% e 28%, resultados semelhantes ao do presente trabalho. Já para o rendimento de etanol L.t -1 as maiores médias foram observadas para os acessos IPB-065 (178,70), IPB-144 (178,11), IPB-042 (177,17), IPB-123 (176,02), IPB- 121 (175,45), IPB-056 (171,04), IPB-109 (170,57), IPB-036 (169,40), IPB-052 (168,75) e IPB-101 (168,42). Os menores valores foram encontrados nos acessos IPB-087 e IPB- 108 com 76,30 e 81,09 L.t -1, respectivamente (Tabela 1). Os valores encontrados foram semelhantes aos de Santana et al. (2013) que obtiveram médias entre 89,26 e 181,65 L.t -1 de raiz. No entanto, os resultados obtidos por Lázari S1697

5 (2011) foram superior ao encontrado nesse estudo com valores médios de etanol de 151,67 e 234,33 L.t -1 de raiz, evidenciando variabilidade genética dos genótipos estudados e o potencial da batata-doce como matéria-prima para uso industrial na produção de etanol. Os acessos com as maiores médias foram potencialmente competitivos com a própria cana-de-açúcar, para a produção de etanol. A cana-de-açúcar, com elevado rendimento de etanol em litros por tonelada, atinge produção de 90 L.t -1, em ciclo de 12 meses (Bioetanol de cana-de-açúcar, 2008). Os genótipos de batata-doce considerados aptos para produção de etanol, com base na produção de 158 L.t -1, apresentam grande potencial na produção etanólica (Silveira, 2008). AGRADECIMENTOS Os autores agradecem FAPITEC/SE, CNPq e CAPES pelo suporte financeiro deste trabalho. REFERÊNCIAS ABEGUNDE OK; MU TH; CHEN JW; DENG FM Physicochemical characterization of sweet potato starches popularly used in Chinese starch industry. Food Hydrocolloids 33: ANDRADE JÚNIOR VC; VIANA DJS; PINTO NAVD; RIBEIRO KG; PEREIRA RC; NEIVA IP; AZEVEDO AM; ANDRADE PCR Características produtivas e qualitativas de ramas e raízes de batata-doce. Horticultura Brasileira 30: BIOETANOL DE CANA DE AÇÚCAR: energia para o desenvolvimento sustentável. Rio de Janeiro: BNDES, p. Disponível em: < Acessado em: 22 abril de CASTRO LAS; EMYGDIO BM Batata-doce para produção de biocombustível. Portal do agronegócio. EMBRAPA Clima temperado, Pelotas, RS. DUAN DX; DONNER E; LIU Q; SMITH DC; RAVENELLE F Potentiometric titration for determination of amylose content of starch A comparison with colorimetric method. Food Chemistry 130: FERREIRA DF SISVAR: um programa para análises e ensino de estatísticas. Revista Symposium 6: FILGUEIRA FAR Novo manual de olericultura. Viçosa: UFV. 421p. HASHEM M; DARWISH SMI Production of bioethanol and associated byproducts from potato starch residue stream by Saccharomyces cerevisiae. Biomass and Bioenergy 34: INSTITUTO ADOLFO LUTZ (São Paulo - Brasil) Métodos físico-químicos para análise de alimentos: normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz. 4ª ed. Brasília (DF): ANVISA: 1018p. KOHYAMA K; NISHINARI K Cellulose derivatives effects on gelatinization and retrogadation of sweet potato starch. Journal of Food Science 57(1): S1698

6 LÁZARI TM Avaliação das características agronômicas e físico-químicas de clones de batata-doce, suas correlações e implicações no rendimento de etanol. Palmas UFT. 98p (Dissertação Mestrado). LEONEL M; SARMENTO SBS; FRANCO CML; OLIVEIRA MA; CEREDA MP Avaliação de cultivares de batata doce como matéria-prima para extração de amido. Brasilian Journal of Food Technology 7(1): LIMA UA; BASSO LC; AMORIM HV Produção de etanol-biotecnologia Industrial: Processos Fermentativos e Enzimáticos 3(1): 43p. MEGAZYME INTERNATIONAL IRELAND Kit amylose/amylopectin, 8p. MOMENTÉ VG; TAVARES IB; RODRIGUES SCS; SILVEIRA MA; SANTANA WR Seleção de cultivares de batata-doce adaptados à produção de biomassa, via programa de melhoramento, visando à produção de álcool no estado do Tocantins. Horticultura brasileira v.22(2). OLIVEIRA AMS Produção de clones de batata-doce em função de ciclo de cultivo. São Cristóvão UFS p.48 (Dissertação Mestrado). PAVLAK MCM; ABREU-LIMA TL; CARREIRO SC Estudo da fermentação do hidrolisado de batata-doce utilizando diferentes linhagens de Saccharomyces cerevisiae. Química Nova 34(1): SANTANA WR; MARTINS LP; SILVEIRA MA; SANTOS WF; GONÇALVES RC; SOUZA FR; RESPLANDES GRS; LIMA MM Identificação agronômica de genótipos de batata-doce em banco de germoplasma para fins industriais de etanol carburante. Tecnologia e Ciência Agropecuaria 7(1): SILVEIRA MA Batata doce: uma nova alternativa para a produção de etanol. In: Instituto Euvaldo Lodi. Álcool combustível. Brasília: IEL: TESTER RF; KARKALAS J; QI X Starch composition, fine structure and architecture. Journal of Cereal Science 39: S1699

7 Tabela 1. Médias para teor de amido e amilose, e rendimento de etanol em L.t -1 de acessos de batata-doce do Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Federal de Sergipe. São Cristóvão, UFS, ACESSO Teor de Amido Teor de Amilose Rendimento de Etanol (%) (%) (L.t -1 ) IPB ,26 c 20,61 c 153,52 c IPB ,83 d 17,68 d 144,09 d IPB ,79 d 11,85 d 143,83 d IPB ,11 f 27,41 b 112,94 f IPB ,54 c 22,57 c 148,76 c IPB ,18 c 14,21 d 153,00 c IPB ,70 c 22,44 c 156,43 c IPB ,77 f 19,91 c 117,28 f IPB ,79 c 16,88 d 150,43 c IPB ,54 f 18,25 d 115,79 f IPB ,80 d 19,80 c 143,93 d IPB ,13 c 19,85 c 152,68 c IPB ,66 a 18,33 d 169,40 a IPB ,40 e 16,48 d 134,67 e IPB ,38 f 12,88 d 121,35 f IPB ,84 a 15,47 d 177,17 a IPB ,89 c 17,25 d 151,12 c IPB ,99 d 17,54 d 145,13 d IPB ,57 a 19,18 c 168,75 a IPB ,67 b 19,96 c 162,85 b IPB ,18 d 17,62 d 146,41 d IPB ,91 a 15,69 d 171,04 a IPB ,91 h 22,99 c 78,60 h IPB ,76 d 32,72 a 143,60 d IPB ,95 d 15,27 d 144,90 d IPB ,07 a 18,30 d 178,70 a IPB ,61 b 15,90 d 162,40 b IPB ,65 c 18,30 d 149,51 c IPB ,60 d 20,45 c 142,58 d IPB ,54 b 16,21 d 161,97 b IPB ,44 f 15,98 d 115,15 f IPB ,00 b 14,89 d 158,39 b IPB ,52 c 18,20 d 148,65 c IPB ,96 d 16,36 d 138,34 d IPB ,56 h 14,23 d 76,30 h IPB ,54 f 13,55 d 122,41 f IPB ,12 e 16,43 d 132,78 e IPB ,82 e 14,61 d 130,85 e IPB ,70 c 19,47 c 149,87 c IPB ,54 b 21,62 c 161,98 b IPB ,91 g 18,00 d 98,41 g IPB ,18 b 19,28 c 159,64 b IPB ,52 a 18,77 c 168,42 a IPB ,28 f 17,90 d 120,65 f IPB ,47 b 15,97 d 161,48 b IPB ,28 h 20,73 c 81,09 h IPB ,84 a 19,14 c 170,57 a IPB ,54 f 17,63 d 115,76 f IPB ,92 f 19,12 c 118,33 f IPB ,67 b 15,86 d 162,85 b IPB ,92 e 16,98 d 124,91 e Continua S1700

8 Continuação IPB ,58 a 15,32 d 175,45 a IPB ,67 a 16,73 d 176,02 a IPB ,30 d 16,01 d 140,58 d IPB ,87 d 15,15 d 137,76 d IPB ,95 c 16,86 d 151,48 c IPB ,82 b 15,73 d 163,81 b IPB ,70 f 17,84 d 116,83 f IPB ,98 a 11,57 d 178,11 a IPB ,53 e 19,44 c 128,95 e IPB ,29 c 18,15 d 153,74 c IPB ,43 e 14,08 d 128,26 e IPB ,25 e 15,98 d 127,03 e IPB ,92 c 18,67 c 151,30 c IPB ,44 f 20,86 c 121,72 f IPB ,01 b 16,31 d 158,47 b IPB ,17 f 15,36 d 119,94 f IPB ,45 f 13,09 d 115,20 f IPB ,18 b 11,69 d 159,60 b IPB ,13 c 21,83 c 152,68 c IPB ,06 c 21,17 c 152,20 c IPB ,79 c 19,59 c 157,02 c IPB ,54 e 23,82 c 129,02 e Média 21,61 17,83 142,67 CV (%) 3,96 11,72 3,96 Médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas nas colunas, não diferem significativamente entre si, pelo teste de Scott-Knott (p 0,05). S1701