Ecologia microbiana em fermentações alcoólicas industriais: coleta de amostras, extração de DNA, bioinformática e análises estatísticas

Resumo

A produção de etanol combustível a partir da cana-de-açúcar é um negócio bem estabelecido no Brasil, contribuindo para a economia nacional e para a sustentabilidade global. O rendimento de etanol em açúcares é o principal indicador de processo nas cerca de 400 biorrefinarias de cana-de-açúcar ativas e tem se mantido estável por algumas décadas. Tecnologias inovadoras são necessárias para elevar esse indicador a níveis mais altos e, para isso, é necessário um conhecimento mais profundo de alguns aspectos cruciais do processo, por exemplo, como a dinâmica microbiana varia entre as diferentes unidades industriais e como ela se relaciona com o processo e as condições climáticas. Na presente proposta de projeto, pretendemos obter uma descrição detalhada de como o microbioma varia em três unidades industriais diferentes, ao longo de duas temporadas de produção inteiras, e como essas dinâmicas se correlacionam com a matéria-prima, o processo e as flutuações climáticas. Para isso, usaremos uma combinação de metabarcoding, metagenômica, bioinformática e supervisão de processos, para que possamos tentar entender como o microbioma é moldado e como ele se correlaciona com o rendimento final de etanol em açúcares. As amostras serão coletadas diretamente das biorrefinarias, seu DNA total será extraído e diferentes estratégias de sequenciamento serão aplicadas. A análise de dados inclui um pipeline atualizado de bioinformática e ferramentas estatísticas. Esperamos que os resultados forneçam novas informações sobre o microbioma desse importante processo industrial e que também ajudem as indústrias a projetar novas formas de iniciar e conduzir seus processos no futuro, para que mais etanol possa ser gerado por hectare de cana plantada, contribuindo para a economia brasileira e para enfrentar as mudanças climáticas globais.