PRODUÇÃO DE ETANOL UTILIZANDO MELAÇO PROVENIENTE DE CANA INFESTADA POR BROCA ETHANOL PRODUCTION USING MOLASSES FROM SUGARCANE INFESTED BY BORER Nathieli Tamires Holupi (1) Juliana Pelegrini Roviero (2) José Antônio de Souza Rossato Júnior (3) Márcia Justino Rossini Mutton (4) Resumo O objetivo foi avaliar a fermentação do melaço da cana infestada por broca. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com dois tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos consistiram de melaço resultante do processamento da cana infestada por broca, tratamento e controle (açúcar saudável). Os melaços foram padronizados para 16 Brix e ph 4,5 (mosto) e a inoculação do fermento por Saccharomyces cerevisiae. Durante o processo de fermentação a fim de avaliar a viabilidade celular de fermentação, a viabilidade dos brotos e brotação no início. O vinho foi recuperado por centrifugação e caracterizado por níveis total de resíduos de açúcares redutores, acidez total, ph e Álcool. A partir dos resultados do mosto ART e álcool do vinho, calculou a eficiência fermentativa. Observou-se que a fermentação do melaço que resultam da transformação de cana infestada por broca não afeta negativamente a fisiologia da fermentação por leveduras. Neste sentido, deve ser também realçado que não havia nenhum compromisso na qualidade do vinho. No entanto, verificou-se que o mosto comprometido pela broca reduziu significativamente a eficiência fermentativa. Concluiu-se que a fermentação de melaço mosto produzidos a partir de cana de açúcar infestado por broca diminui a eficiência fermentativa. Palavras-chave: Diatrea saccharalis. Saccharomyces cerevisiae. Setor sucroalcooleiro. Abstract The objective was to evaluate the fermentation of molasses sugarcane infested by borer. The experimental design was completely randomized with two treatments and four replications. The treatments consisted of molasses resulting from processing sugarcane infested by borer, treatment and control (healthy sugar). Molasses were standardized to 16 Brix and ph 4.5 (mash) and undergo inoculation yeast Saccharomyces cerevisiae. During the fermentation process evaluated the end of fermentation cell viability, feasibility of sprouts and sprouting at the beginning and. The wine was recovered by centrifugation and characterized for the levels of Total Waste Reducing Sugars, Total Acidity, ph and Alcohol. From the results of ART mash and wine Alcohol, calculated the Efficiency Fermentative. It was observed that the fermentation of molasses resulting from the processing of sugarcane infested borer does not adversely affect the physiology of yeast fermentation. In this sense, should be also highlighted 1, 2,3 UNESP, Jaboticabal SP; 4 Prof.Dra. UNESP Jaboticabal E-mail contato: nathi_hollupi@hotmail.com. 178
that there was no compromise in the quality of wines. However, it was found that the wort compromised by drill Fermentative significantly reduced efficiency. It is concluded that the fermentation of molasses wort produced from sugarcane infested by borer Fermentative efficiency decreases. Keywords: Diatrea saccharalis. Saccharomyces cerevisiae. Sugarcane sector. 1 Introdução A broca-da-cana é nativa do continente Americano e devido a sua importância e presença em todas as regiões produtoras de cana-de-açúcar, é também conhecida como brocada-cana. O estágio larval é a fase de maior duração do ciclo biológico de Diatraea saccharalis e responsável pelos prejuízos à cultura da cana-de-açúcar. Em havendo injúria da lagarta, danos diretos e indiretos podem ocorrer. Com relação aos danos diretos, se a planta estiver no início de desenvolvimento, a lagarta pode promover a morte da gema apical, fenômeno conhecido como coração-morto. Em plantas mais desenvolvidas, ocorre o enraizamento aéreo e o brotamento de gemas laterais do colmo. Ainda como danos diretos, podem acontecer quebra do colmo, encurtamento dos entrenós e redução da massa de colmos. Como resultados dos danos indiretos podem ocorrer a proliferação de micro organismos oportunistas, como por exemplo, Colletotrichum falcatum e Fusarium subglutinans, ao longo da galeria construída pela lagarta. Sob esta condição caracteriza-se o complexo broca-podridão. Neste caso a planta reage a estes agentes bióticos resultando em perdas na qualidade da matéria-prima (DINARDO-MIRANDA, 2008) com efeitos indesejáveis na qualidade dos produtos obtidos. Prejuízos segmentados com 1% de internódios infestados apontam redução de 0,77% na produtividade de colmos, 0,25% no rendimento de açúcar e 0,22% no rendimento de etanol (PRECETTI et al., 1988). Resultados obtidos por Salvatore et al., 2010, apresentaram 0,42% de redução na massa de colmos para cada 1% de intensidade de infestação. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar sendo que a produção de açúcar é estimada em 39,46 milhões de toneladas na safra de 2014/2015. A cana-de-açúcar utiliza como mecanismo de defesa à infestação por broca, a produção de compostos, como fenóis e ácidos que afetam diretamente o processo e a qualidade do produto final (RAVANELI, et al. 2011). Como resíduo da produção de açúcar, o melaço gerado é destinado à produção de etanol, por ainda conter açúcares em sua composição. Neste caso, não há informações na 179
literatura que definam qual influência sofre a produção de etanol a partir de melaço resultante de cana infestada por broca-da-cana. 2 Material e Métodos O experimento foi realizado no Laboratório de Tecnologia do Açúcar e do Álcool, da FCAV/UNESP Jaboticabal-SP. O melaço utilizado foi obtido da produção de açúcar em escala laboratorial, resultante de processamento da variedade SP80-3280, com índice de infestação de 19,01% de broca-da-cana, colhida na safra 2011/2012. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com 2 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos foram constituídos por: a) melaço resultante de processamento de cana infestada por broca-da-cana; b) melaço resultante de processamento de cana sadia (sem infestação). Os melaços foram padronizados a 16±0,1ºBrix, com adição de água destilada, e ph ajustado a 4±0,05. Em 150 ml de mosto, inoculou-se 20 g de fermento comercial prensado (Saccharomyces cerevisiae). Após 40 minutos, realizou-se adição de mais 100 ml de mosto (início do processo fermentativo). Todas as fermentações foram realizadas em erlenmeyer de 500 ml, mantidos em incubadora BOD sob temperatura constante de 32ºC. Quando o Brix do mosto foi reduzido a 1, considerou-se encerrado o processo fermentativo. No início e final da fermentação, realizou-se a análise de viabilidade de levedura, brotamento e viabilidade de brotos (LEE et al., 1981). O vinho foi recuperado por centrifugação (4000 rpm, 25ºC, 5 minutos) e caracterizado quanto a Acidez Total, ph, Açúcares Redutores Residuais Totais (ARRT) (COPERSUCAR, 2001) e Teor Alcoólico (Ebuliômetro). A partir dos resultados de ART do mosto e Teor Alcoólico do vinho, calculou-se a Eficiência Fermentativa (FERNANDES, 2006). Os resultados obtidos foram submetidos á análise de variância pelo teste F, e as médias avaliadas segundo teste de Tukey (5%) (BANZATO; KRONKA, 2006). 3 Resultados e Discussão Os resultados obtidos para a Viabilidade celular, Viabilidade de Brotos e Brotamentos do Pé-de-cuba, foram 88,87 89,74%, 70,75 78,69% e 9,10 10,30% para o tratamento utilizado como controle e o tratamento com melaço proveniente de cana com infestação de broca, respectivamente. Estes indicam que o fermento estava apto a ser utilizado como agente 180
fermentador, pois segundo Amorim et al. (1996), para uma fermentação eficiente a levedura deve apresentar viabilidade superior a 80%. No início e final do processo fermentativo, observou-se que ambos mostos não interferiram sobre a Viabilidade Celular, Viabilidade de Brotos e Brotamento, permanecendo os valores similares aos determinadas no pé-de-cuba. Tais resultados corroboram aos observados por Rossato Júnior (2012), que fermentado mostos preparados a partir de caldo de cana infestada por broca-da-cana. Considerando-se as características do vinho, observou-se valores similares para os parâmetros ARRT (0,15%), ph (3,6), Acidez Total (2,6 g/l H 2 SO 4 ) e Teor Alcoólico (10%), para ambos tratamentos. Comparando-se esses resultados aos obtidos Rossato Junior (2012), verificou-se similaridade entre estes. Não foram detectadas diferenças na qualidade do vinho, quando se utilizou mosto de caldo de cana infestada por broca. Entretanto, Rossato Júnior (2012) determinou valores próximos a 0,30% de ARRT, ph de 2,9, Acidez Total de 2,0 g/l H 2 SO 4 e Teor Alcoólico de 8%. A Figura 1 apresenta os valores médios obtidos para a Eficiência Fermentativa. Observou-se que para o melaço obtido a partir de cana comprometido pela broca a Eficiência Fermentativa foi significativamente menor em relação ao controle. Tais resultados são indicativos de que a utilização constante de melaço comprometido pela broca pode resultar em prejuízos econômicos para a indústria a médio/longo prazo. Figura 1 Eficiência Fermentativa na produção de etanol a partir de mosto obtido de melaço infestado por broca. Jaboticabal-SP. Safra 2011/2012. 181
4 Conclusão A utilização de melaço de cana infestada por broca afeta negativamente a Eficiência fermentativa, em aproximadamente 6%. Referências AMORIM, H. V.; BASSO, L. C.; ALVES, D. G. Processos de produção de álcool: controle e monitoramento. Piracicaba: FERMENTEC/FEALQ/ESALQ-USP, 1996. 93 p. BANZATTO, D. A.; KRONKA, S. N. Experimentação agrícola. 4. ed. Jaboticabal: FUNEP, 2006. 237 p. COPERSUCAR. Manual de controle químico da fabricação de açúcar. Piracicaba: [s.n.], 2001. 1 CD-ROM. DINARDO-MIRANDA, L. L. Pragas. In: DINARDO-MIRANDA, L. L.; VASCONCELOS, A. C. M.; LANDELL, M. G. A. (Org.). Cana-de-açúcar. 1. ed. Campinas: Instituto Agronômico, 2008. v. 1, p. 349-404. FERNANDES, A. C. Cálculos na agroindústria de cana-de-açúcar. Piracicaba: EME/STAB, 2006. LEE, S. S.; ROBINSON, F. M.; WONG, H. Y. Rapid determination of yeast viability. In: BIOTECHNOLOGY BIOENGINEERING SYMPOSIUM. 11., p. 641-649, Gatlinburg, Proceedings... New York, 1981. PRECETTI, A. A. C. M.; TERÁN, F. O.; SÁNCHEZ, A. G. Alterações nas características tecnológicas de algumas variedades de cana-de-açúcar, devidas ao dano da broca Diatraea saccharalis. Boletim Técnico Copersucar, v. 41, p. 3-8, 1988. RAVANELI, G.C.; GARCIA, D.B.; MADALENO, L.L.; MUTTON, M.A.; STUPIELLO, J.P.; MUTTON, M.J.R. Spittlebug impacts on sugarcane quality and ethanol production. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.46, n.2, p. 120-129, 2011. ROSSATO JUNIOR, J. A. S. Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lepidoptera: Crambidae) e Mahanarva fimbriolata (Stal) (Hemiptera: Cercopidae) em cana-de-açúcar: impacto na qualidade da matéria-prima, açúcar e etanol. 2012. 109 f. Tese (Doutorado em Agronomia) Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Unesp, Jaboticabal-SP, 2012. SALVATORE, A. R.; GARCÍA, M. B.; ROMERO, E.; WILLINK, E. Sugar losses caused by the sugarcane borer (Diatraea saccharalis) in Tucumán, Argentina. In: INTERNATIONAL SOCIETY OF SUGAR-CANE TECHNOLOGISTS CONGRESS, 27., 2010, Veracruz. Proceedings Veracuz: Hawk Media, 2010. p. 101. 182