CONTROLE DE MICRORGANISMOS ATRAVÉS DA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA NA ÁGUA DE DILUIÇÃO E NO MOSTO DE MELAÇO.

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1 CONTROLE DE MICRORGANISMOS ATRAVÉS DA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA NA ÁGUA DE DILUIÇÃO E NO MOSTO DE MELAÇO. CONTROL BY ULTRAVIOLET RADIATION ON DILUTION WATER AND MOLASSES MASH. JÉSSICA ALVES DE OLIVEIRA 1, LEONARDO LUCAS MADALENO 1, JOSÉ ROBERTO GARBIN 2, CLÁUDIO CÂMARA 3. 1 Faculdade de Tecnologia de Jaboticabal, Jaboticabal SP; 2 Faculdade de Tecnologia de Sertãozinho, Sertãozinho SP; 3 Usina Santa Fé S/A, Nova Europa SP. contato: leonardo.madaleno@fatec.sp.gov Abstract There are several factors that interfere with the fermentation processes of ethanol production that does include microbial contamination. On the other hand, ultraviolet radiation at a wavelength of 200 to 280 nm is fungicidal and bactericidal, affecting biological systems. The aim of this study was to evaluate the wont of UV radiation on contaminants microorganisms on water dilution and molasses mash to improve the ethanol fermentation process. It was found that the application of UV light in water dilution of the mash provided effective control for bacteria and yeast contaminants. This contamination has reduced to zero. In molasses mash there was a reduction, but less than dilution water, which can be explained by the high color and turbidity, which probably hindered the penetration of light in the middle. It was also observed that irradiation does not changes sugar content. Keywords: contamination, fermentation, uv light, ethanol production. Introdução O processo de fermentação etanólica, principal etapa da produção de etanol, pode ser influenciado por diversos fatores, dentre os quais merece destaque a contaminação microbiana. Devido a condições favoráveis de temperatura, acidez, ph e concentração de nutrientes, no processo fermentativo há o desenvolvimento de muitos microrganismos como bactérias e leveduras selvagens, que podem causar muitos problemas como perda de açúcar (AMORIM et al., 1996), floculação do fermento, formação de goma, inibição e morte das leveduras (YOKOYA, 1991; MUTTON, 1998) e queda no rendimento da fermentação (RAVANELI et al., 2006). Esses microrganismos são introduzidos através de diversos meios como matéria-prima (caldo ou melaço), equipamentos pertencentes ao próprio processo e água de diluição do mosto. O combate aos contaminantes do mosto é realizado tradicionalmente através do uso de

2 antibióticos, biocidas e ácido sulfúrico. No entanto, são produtos até certo ponto limitados, tendo em vista seu elevado custo. Na água de diluição é utilizado cloro, porém há relatos de corrosão em equipamentos como as dornas, além de ser tóxico para a levedura utilizada para a fermentação. Logo após a descoberta da radioatividade, em 1896, por Remi Becquerel, descobriu-se que as radiações podem afetar os sistemas biológicos. Desde então, as radiações têm sido pesquisadas e utilizadas para a descontaminação de muitos alimentos e materiais (ALCARDE, 2000). Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi o tratamento com radiação ultravioleta da água de diluição do mosto e do próprio mosto de melaço, antes de ser inoculado com a levedura do processo, o que poderia significar aumento da eficiência na transformação de açúcares em etanol pelas leveduras, e consequente aumento do rendimento industrial. Material e Métodos A pesquisa foi desenvolvida junto aos laboratórios de microbiologia e industrial da Usina Santa Fé S/A, localizada no município de Nova Europa SP. Foram realizados dois experimentos, em 31/10/2011, os quais envolveram a aplicação de luz ultravioleta em mosto de melaço e na água de diluição do mosto. O delineamento experimental utilizado foi o fatorial 2x2, com 6 repetições. Para o primeiro fator utilizou-se mosto de melaço e água de diluição do mosto. Para o segundo fator a exposição com luz ultravioleta com intensidade de luz de 90 W (luz alta) e o tempo de exposição de 20 segundos e sem exposição. Antes e após a aplicação de luz UV, procedeu-se o plaqueamento e as análises tecnológicas do mosto, e plaqueamento da água de diluição, a fim de avaliar o efeito da luz UV sobre os microrganismos e açúcares. Para o experimento com mosto de melaço, testou-se ainda a aplicação com lâmpadas de potência de 30 W (luz baixa), a fim de avaliar apenas a influência da luz sobre a degradação da sacarose em açúcares redutores. No plaqueamento foi utilizado o sistema Petrifilm,e para as análises de AR (Açúcares Redutores), Pol (porcentagem em massa de sacarose aparente contida em uma solução açucarada) e Brix (porcentagem em massa de sólidos solúveis contidos em uma solução de sacarose), foi adotada a metodologia segundo o CTC (2005).

3 Para a análise estatística dos dados obtidos foi realizado o teste F, segundo Banzatto e Kronka (2006), sendo as diferenças entre as médias comparadas pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade. Resultados e Discussão Os dados obtidos através da contagem de microrganismos por plaqueamento demonstram que houve total controle de bactérias com a aplicação da luz UV na água de diluição, no mosto porém, o controle não foi significativo. Para o controle de leveduras, os resultados foram semelhantes. Esses resultados podem ser verificados na Figura 1. A B Figura 1. Concentração de Bactérias(A) e leveduras (B) na Água de Diluição e no Mosto de Melaço. Nova Europa, safra 2011/2012. Letras maiúsculas comparam os meios líquidos entre tratamentos com e sem luz e letras minúsculas comparam o tratamento com e sem luz entre os meios líquidos, pelo teste de Tukey (P 0,05). A diferença entre os resultados obtidos para a aplicação de luz UV na água de diluição e no mosto pode ser explicada pela diferença de cor e turbidez entre os mesmos. Souza et al. (2000) observou que quanto maior a cor e a turbidez do líquido em estudo, menor é a eficiência da desinfecção por luz UV. Os resultados das análises para os açúcares redutores mostram que a luz UV não apresenta tendência de quebrar açúcares redutores (Figura 2).A pureza do mosto, calculada a partir dos valores obtidos para a Pol e o Brix, também não apresentou variação significativa, conforme a Figura 2.

4 A B Figura 2. Concentração de Açúcares Redutores (A) e Pureza aparente (B) no Mosto de Melaço. Nova Europa, safra 2011/2012. Luz Baixa (30W); Luz Alta (90W), ambos com tempo de exposição de 20 segundos. De acordo com os resultados, a aplicação de luz UV não se mostrou prejudicial aos açúcares do mosto, o que já era esperado. Alcarde (2000) e Junqueira (2010), concluíram que a radiação não teria efeito sobre os açúcares. Sendo assim, o mosto submetido ao tratamento com luz ultravioleta não apresenta potencial prejudicial à fermentação. Conclusão O tratamento da água de diluição do mosto com radiação ultravioleta reduz significativamente a carga microbiana. A luz UV apresenta baixo potencial para o controle dos microrganismos do mosto de melaço. A aplicação de luz UV não apresenta influência sobre os açúcares redutores do mosto. Referências ALCARDE, A.R. Efeito da radiação gama em alguns parâmetros microbiológicos e bioquímicos da fermentação alcoólica. Tese de Doutorado, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba, p. AMORIM, H. V.; BASSO, L. C.; ALVES, D. G. Processos de produção de álcool controle e monitoramento. FERMENTEC/FEALQ/ESALQ-USP. Piracicaba, p. BANZATTO, D. A.; KRONKA, S. N. Experimentação Agrícola. 4. ed. Jaboticabal: FUNEP, 2006, 237 p. CTC. Manual de métodos de análises para açúcar. Piracicaba, Centro de Tecnologia Canavieira, Laboratório de análises, Disponível em CD ROM.

5 JUNQUEIRA, A. M. Aplicação de luz UV para controle de contaminantes no caldo clarificado e no mosto de cana. Trabalho de Graduação. Faculdade de Tecnologia de Jaboticabal. Jaboticabal, p. MUTTON, M. J. R. Avaliação da fermentação etanólica do caldo de cana-de-açúcar Saccharum spp) tratadas com maturadores químicos. Tese - Livre Docência. Universidade Estadual Julio Mesquita Filho. Jaboticabal, p. RAVANELI, G. C.; MADALENO, L. L.; PRESOTTI, L. E.; MUTTON, M. A.; MUTTON, M. J. R. Spittlebug infestation in sugarcane affects ethanolic fermentation. Scientia Agricola. v. 63, n. 6, p Piracicaba, SOUZA, J.B.; SARTORI, L.; DANIEL, L.A. Influência da Cor e Turbidez na Desinfecção de Águas de Abastecimento Utilizando-se Cloro e Radiação Ultravioleta. XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental. Porto Alegre, YOKOYA, F. Problemas com contaminantes na fermentação alcoólica. STAB: açúcar, álcool e subprodutos.v. 9, n. 5, p , Piracicaba, 1991.