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Muito se fala em controle de pragas, doenças e ervas daninhas na cana-de-açúcar, mas reflete-se pouco sobre as questões que estão relacionadas à contaminação bacteriana que ocorre em um dos processos mais importantes em uma usina sucroenergética: a fermentação alcoólica.

Você sabia que com uma população bacteriana de 1 x 107 bastonetes por ml, uma usina perde 1% do rendimento fermentativo? Em alguns casos, com níveis de contaminação superiores a 5 x 107 bast/mL, as perdas podem alcançar de 2% a 3 % da produção de etanol. Por isso, fazer o controle eficaz de bactérias é tão importante.

A contaminação bacteriana presente na fermentação alcoólica tem duas portas de entrada principais: a cana-de-açúcar (matéria-prima) e as águas utilizadas no processo.

Para a cana-de-açúcar, existem vários fatores que implicam em uma população bacteriana elevada. A terra levada na colheita ou a cana degradada no campo por conta do incêndio, por exemplo, são os principais fatores.

Uma das principais portas de entrada das bactérias do processo fermentativo é a própria cana-de-açúcar que entra na indústria, que vem com terra ou que pode ter sido atingida por incêndios

Já em relação as águas, principalmente as usadas na diluição do mel final e diluição do fermento, se não passarem por um processo de tratamento com cloro, por exemplo, elevarão a população bacteriana do processo de fermentação.

“Lembrando que para os dois casos, além da contaminação bacteriana, pode também levar a uma contaminação por levedura selvagem (nativa) que por sua vez pode causar a substituição do fermento selecionado, ou personalizado, da unidade produtora, trazendo outros problemas operacionais para a fermentação”, afirma Higor Santos, especialista da Química Real, empresa especializada em soluções para controle bacteriano.

Dinailson Corrêa de Campos, especialista de Aplicação, Processo e Microbiologia da Fermentec acrescenta que podem ocorrer focos de contaminação também dentro do próprio processo de produção, os chamados pontos mortos, que no caso da fermentação pode aumentar de forma significativa, caso não se consiga controlar a temperatura das dornas, que devem se manter entre 32° e 33°C.

Existe nível mínimo de contaminação na fermentação?

Quanto maior o nível de contaminação, menor a eficiência da fermentação, pois há mais bactérias competindo com a levedura pelo açúcar disponível. Só que ao invés de produzir etanol, essas bactérias produzem ácidos que afetam a fisiologia da própria levedura, diminuindo ainda mais a produção de etanol.

“O momento em que uma população bacteriana acende um sinal de alerta para os operadores e gestores do processo, é quando se observa, em vários parâmetros, o início de perda do controle do processo fermentativo”, afirma Santos.

Qual então seria o índice de contaminação bacteriana mínimo e aceitável dentro do processo fermentativo, evitando tais perdas? Bem, de acordo com o especialista da Química Real, a população bacteriana ideal será sempre a menor possível, tendendo a zero.

Porém, como todo o processo de fabricação de açúcar e etanol não são estéreis, para a fermentação é aceitável – de acordo com estudos científicos – uma população bacteriana de até 5 x106 bastonetes/mL.

“Até esta população os prejuízos causados são aceitáveis para o padrão de fermentação de etanol carburante brasileiro, e o controle desta população é mais efetivo, caso seja necessária uma intervenção com agentes antibacterianos”, adiciona Santos.

Níveis de contaminação superiores a 5,0 x 106 bastonetes/mL já são um sinal de alerta. “Se entrarmos em níveis de 107 bastonetes/mL já afetamos de forma significativa a fermentação e a solução é usar os antimicrobianos disponíveis para reduzir essa contaminação”, adiciona o especialista da Fermentec.

Um procedimento não recomendado, mas comum nas unidades produtoras, é tomar a decisão de realizar alguma intervenção com bactericidas ou outro procedimento contra a população bacteriana apenas observando a população de bastonetes.

Antibacterianos: atenção aos redutores de eficácia

Existem alguns fatores que reduzem a eficácia da aplicação do antibacteriano: pH e temperatura do meio onde o antibacteriano será aplicado, relação população bacteriana versus volume de dosagem (como já mencionado anteriormente) e tempo de contato.

Temperatura e pH do meio: Dependendo da molécula que compõe a formulação de um antibacteriano, alta temperatura ou pH fora da faixa ideal de aplicação, pode resultar na degradação precoce da molécula, o que irá reduzir a eficácia do tratamento.

Relação população bacteriana vs. dosagem (quantidade de antibacteriano aplicado): Existe uma dosagem mínima recomendada, mas que deverá ser corrigida de acordo com a população bacteriana presente, podendo ser definida através de um teste de sensibilidade.

Tempo de contato: Para um determinado antibacteriano agir sobre a população bacteriana é necessário que a quantidade de antibacteriano aplicado permaneça em contato com a microbiota pelo tempo mínimo recomendado pelo fabricante. Geralmente este tempo de contato é quantificado durante o tratamento do fermento, antes do mesmo ser enviado ao fermentador para recebimento do mosto. “No caso dos antibacterianos da Química Real, pedimos para que este tempo seja de no mínimo 60 minutos”, explica Higor Santos.

Os índices de contaminação são baseados em estudos científicos que demonstraram vários índices da população bacteriana e suas respectivas interferências no processo fermentativo.
No entanto, o especialista da Química Real explica que, como a microbiota bacteriana é muito diversificada, não há garantias de que uma população dentro deste valor não vá acarretar em interferências que prejudiquem o controle operacional.

“Por exemplo, alguns tipos de bactérias tem a capacidade de aglomerar o fermento. Se a microbiota bacteriana de uma determinada fermentação é predominantemente composta por estas bactérias, a população de 5 x106 bastonetes/mL já é suficiente para resultar em uma aglomeração do fermento que atrapalha o processo de centrifugação do vinho, resultando em perda de fermento e, futuramente, redução da viabilidade do mesmo, devido maior retorno de vinho para as cubas de tratamento”, detalha Santos.

Portanto, o recomendado é que operadores e gestores do processo fermentativo acompanhem vários parâmetros no monitoramento para definir o melhor momento de iniciar a intervenção com os antibacterianos ou demais procedimentos de controle bacteriano.

“Parâmetros como acidez, aglomeração, população bacteriana (bastonetes/mL), rendimento fermentativo, ART residual no vinho, quantificação de ácido orgânicos (ácido láctico e acético), por exemplo, devem ser analisados.

Para processos fermentativos que são monitorados apenas pelo parâmetro de população bacteriana, mantemos a indicação do 5×10bastonetes/mL, mas com a ressalva de monitorar os demais parâmetros”, observa o especialista da Química Real.

Para o especialista da Fermentec, é importante lembrar que o crescimento bacteriano é exponencial e rapidamente atinge valores muito elevados, tornando mais difícil o controle, por isso que não se deve deixar o nível de contaminação subir muito.

“Quanto maior o nível de contaminação mais difícil será o controle, pois, conforme o gráfico 1, a eficácia do uso de antimicrobianos acaba diminuindo e o custo para esse controle se eleva, já que é necessário aumentar a frequência de dosagens de antimicrobianos para manter a contaminação controlada”, diz Campos.

Você sabe como controlar com eficácia as bactérias da fermentação?
Eficiência da aplicação de antibiótico. (Foto: reprodução)

Mantenha níveis baixos com os bactericidas

Agora tomando como discussão apenas a população bacteriana e eficácia dos antibacterianos, o indicado para os operadores e gestores é de que se informem com os fornecedores sobre as características dos antibacterianos.

Para cada produto deve ter ocorrido estudos de Concentração Inibitória Mínima (CIM ou MIC, Minimum Inhibitory Concentration), que é a dosagem mínima recomendada para o controle da população bacteriana.

“Como exemplo, no caso do Kamoran, nosso principal antibacteriano, a dosagem mínima recomendada é de 3ppm, em relação ao volume de vinho das dornas. Porém, aqui cabe uma observação onde esta dosagem mínima recomendada é tomando como estudo populações bacterianas abaixo de 107 bastonetes/mL, onde uma aplicação do antibacteriano tenha, no mínimo, 80% de eficácia”, explica Santos.

Conforme a população bacteriana se eleva, deverá ser corrigida a dosagem mínima com a finalidade de sempre se obter a eficácia mínima de 80%. Esta correção pode ser realizada através de um teste de sensibilidade realizado no laboratório de microbiologia da usina.

Sendo assim, se em uma fermentação a população bacteriana apresentar valores em 107 bastonetes/mL ou acima, com parâmetros operacionais fora de controle, deve-se realizar um estudo para identificar as causas desta elevação, verificando a origem deste aumento da população bacteriana.

“Assim, podemos reduzir a entrada de mais bactérias e/ou diminuir a sua multiplicação, além de corrigir a aplicação do antibacteriano para as condições da fermentação no momento da aplicação”, finaliza o especialista da Química Real.

Por: Natália Cherubin

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