CONTROLE DE CONTAMINANTES DA FERMENTAÇÃO

I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA,
AGRÍCOLA E AMBIENTAL (CBMAAA)
09 a 12 de maio de 2016 - Centro de Convenções da UNESP,
Câmpus de Jaboticabal, SP
CONTROLE DE CONTAMINANTES DA FERMENTAÇÃO
ETANÓLICA POR EXTRATO DE Yucca schidigera
ETHANOLIC FERMENTATION CONTAMINANTS CONTROL
BY Yucca schidigera EXTRACT
Paulo Garcia de Almeida (1)
Josiene Rocha Teixeira(2)
Patrick Allan dos Santos Faustino (2)
Márcio Roberto de Carvalho(2)
Leonardo Lucas Madaleno(2)
Mariana Carina Frigieri(2)
Resumo
Contaminações microbianas durante o processo fermentativo podem afetar
negativamente o rendimento e eficiência do processo. Desta forma o controle dos
contaminantes é fundamental para que o processo seja bem sucedido. O uso de extratos
vegetais como alternativa de controle tem mostrado resultados muito interessantes. Assim, o
presente trabalho procurou estudar a ação antimicrobiana do extrato de Yucca schidigera
Roezl., planta da família Agavaceae do gênero Yucca L., que é cultivada no sudeste da
Califórnia e México e que possui o uso como suplemento na dieta animal, pelos efeitos
positivos como o aumento nas taxas de crescimento, conversão alimentar e saúde dos animais
de criação, na pecuária e avicultura. Foi possível observar ação antimicrobiana satisfatória nos
dois grupos de micro-organismos isolados do processo de fermentação. Porém, em relação
aos micro-organismos padrões avaliados, mostrou efetividade apenas contra S. aureus. A
levedura Saccharomyces cerevisiae não foi afetada pelo extrato testado, sendo que este fato
torna o extrato potencial candidato para uso durante o processo de fermentação etanólica.
Palavras-chave: Contaminação. Extratos vegetais. Processo fermentativo
Abstract
Microbial contamination during the fermentation process and could affect the performance
and process efficiency. Thus, the control of the contaminants is critical to the process to be
successful. The use of plant extracts as a control alternative has shown very interesting
results. This study sought to study the antimicrobial action of the Yucca schidigera extract,
Agavaceae plant family of the genus Yucca L., which grows in southern California and
Mexico and has use as a supplement in animal diet, the positive effects such as the increase in
growth rates, feed conversion and health of livestock and poultry. It was observed satisfactory
antimicrobial action in both groups of microorganisms isolated from the fermentation
process. However, in relation to micro-organisms assessed patterns showed effectiveness only
against S. aureus. The yeast Saccharomyces cerevisiae was not affected by the extracts tested,
1
USP-Ribeirão Preto;
2
Faculdade de Tecnologia Nilo de Stéfani, Jaboticabal (Fatec-JB) – SP. E-mail contato: [email protected]
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and this fact makes it a potential candidate extract for use during the ethanol fermentation
process.
Keywords: Contamination. Fermentative process. Plant extracts.
1 Introdução
O processo de fermentação etanólica não ocorre em ambiente contendo apenas a
levedura Saccharomyces cerevisiae. Outros micro-organismos também são encontrados
contaminando o processo podendo ser advindos de todas as etapas anteriores desde a colheita
da cana até a preparação do mosto. A contaminação microbiológica no processo de
fermentação é um fator preocupante, pois afeta negativamente o rendimento e a eficiência do
processo (RAVANELI et al., 2006), sendo o controle de micro-organismos invasores de
fundamental importância. A forma de controle mais utilizada é por ação de antibióticos
durante o processo, porém esse uso gera vários questionamentos, por não ser substância
muitas vezes ambientalmente compatível, por deixar resíduos e afetar negativamente a ação
da levedura, além de contribuir para o aumento dos casos de resistência bacteriana.
Neste sentido, existe a busca de alternativas que permitam melhorar a eficiência e o
rendimento do processo fermentativo de forma natural (OLIVEIRA et al., 2013). O estudo de
plantas tem contribuído significativamente na identificação de atividades biológicas
interessantes (FLOGLIO et al., 2006; DEWICK, 2009; PETROVSKA, 2012).
Yucca shidigera é comercializada, inclusive no Brasil, em duas formas físicas, sendo
uma na forma em pó, constituída do tronco e casca finamente pulverizados e outra como
extrato líquido obtido da concentração, por evaporação, de uma solução aquosa do vegetal
mecanicamente processado e com indicação de uso como espumante de bebidas, redutor de
colesterol, anti-inflamatório e atividade antioxidante.
Y. schidigera é autorizada para uso em alimentos como adjuvante natural e tem sido
utilizada na indústria de alimentos, bebidas, cosmética e principalmente em nutrição e saúde
animal (PIACENTE et al., 2004). Quando adicionada como suplemento na dieta animal,
efeitos positivos são verificados, como a redução de amônia em ambiente de granjas avícolas
além do aumento nas taxas de crescimento, conversão alimentar e saúde dos animais de
criação, na pecuária e avicultura (PIACENTE, PIZZA,OLESZEK, 2005). Y. schidigera é uma
das maiores fontes naturais de saponinas esteroidais, a qual historicamente se atribuía os
efeitos benéficos do vegetal, mas recentemente foram identificados e isolados da casca deste
vegetal, alguns polifenóis incluindo o conhecido antioxidante resveratrol, proporcionando
uma nova visão de aplicação deste produto (OLESZEK et al., 2001). O emprego de extratos
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vegetais tem merecido a atenção de vários pesquisadores pelo potencial das substâncias
bioativas presentes e suas aplicações.
Assim o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial antimicrobiano do extrato de
Yucca schidigera, uma planta herbácea nativa dos desertos do sudoeste dos Estados Unidos e
norte do México.
2 Material e Métodos
O extrato vegetal foi obtido no Laboratório de Cromatografia e Bioafinidade de
Produtos Naturais da USP-Ribeirão Preto, através das cascas secas de Y. schidigera
previamente picotadas manualmente e inseridas no moinho Tecnal tipo Willye TE-650
utilizando uma peneira com 2 mm de abertura. Em um frasco de erlenmeyer foram misturados
40 g da casca moída e 150 mL de metanol. Após agitação manual durante vinte segundos,
manteve-se a mistura durante 30 minutos no sonificador. Protegeu-se o frasco de erlenmeyer
com papel alumínio e manteve-se a mistura em repouso e ao abrigo da luz, na temperatura
ambiente, durante 24 h. Filtrou-se posteriormente em papel de filtro qualitativo e o filtrado foi
separado. O procedimento foi repetido e os filtrados foram reunidos e transferidos para o
balão e concentrados em rotoevaporador a vácuo. O extrato metanólico (YMeOH) obtido foi
transferido para frasco de boca larga e submetido à secagem em estufa a 40°C durante uma
semana até massa constante. Este extrato foi armazenado a temperatura ambiente, ao abrigo
da luz.
Na realização dos experimentos, o extrato vegetal foi solubilizado em dimetilsulfóxido
(DMSO) na concentração de 250 mg/mL.
Os ensaios de sensibilidade foram realizados no Laboratório de Bioprocessos da
Faculdade de Tecnologia Nilo de Stéfani de Jaboticabal/ FATEC. Foram inicialmente testadas
as cepas padrões (American Type Colection Culture - ATCC) da bactéria Gram-positiva
Staphyloccoccus aureus (ATCC 25923) e das Gram-negativas Escherichia coli (ATCC
25922), recomendadas para testes de suscetibilidade (CLSI, 2003). O mesmo teste foi
realizado empregando micro-organismos isolado diretamente do processo fermentativo de
mostos de caldo de cana e melaço. Os micro-organismos isolados e os padrões foram
crescidos em meio Mueller-Hinton. Para as análises de suscetibilidade da levedura
Saccharomyces cerevisiae foi utilizado o meio YPD. Os micro-organismos foram crescidos
até a fase exponencial, e diluídos até densidade ótica correspondente ao padrão 0,5 da escala
de Mac-Farland (OD620=0,10). Foi empregado o método hole plate de difusão em ágar
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utilizando como controles de sensibilidade DMSO (negativo) e Amoxicilina (positivo),
respectivamente. Os testes ensaios foram realizados em triplicata. Foram espalhados 100 L
da suspensão microbiana em placas de ágar Mueller Hinton. Em seguida foram realizados
furos de aproximadamente 5 mm de diâmetro e 3 mm de altura aos quais foram adicionados
30 L dos extratos vegetais. Os halos de inibição foram medidos em milímetros após 24h e os
que apresentaram valores maiores que 7 mm foram considerados como positivos.
3 Resultados e Discussão
Após a avaliação da suscetibilidade ao extrato vegetal foi possível verificar que o
extrato apresentou ação sobre a bactéria gram-positiva S. aureus, porém não foi efetivo para a
bactéria gram-negativa E. coli (Tabela 1). Quando o extrato foi avaliado nos microorganismos isolados a partir do mosto do caldo e de melaço, apresentou ação inibitória de
crescimento nos dois grupos de micro-organismos testados (Tabela 2), sendo mais
significativo em micro-organismos advindos do mosto de melaço. A levedura S.. cerevisiae,
principal agente da fermentação etanólica, não apresentou sensibilidade. Esse fato aponta que
o uso desse extrato pode ser muito interessante por controlar os contaminantes e não afetar o
desenvolvimento e a ação da levedura durante o processo.
Tabela 1 – Média dos halos de inibição obtidos para micro-organismos padrões (mm)
Micro-organismo
S. aureus
E. coli
Yucca
schidigera
15,50
na
na: Não apresentou halos ou presença de halos < 7mm.
Tabela 2 – Média dos halos de inibição obtidos para os micro-organismos isolados em mosto
próprio para fermentação (mm)
Micro-organismos
isolados
Caldo
Melaço
Yucca
schidigera
11,00
14,50
4 Conclusões
O extrato de Yucca schidigera apresentou atividade antimicrobiana satisfatória nos
dois grupos de micro-organismos isolados do processo de fermentação. Porém, em relação
aos micro-organismos padrões, mostrou efetividade apenas contra S. aureus. Saccharomyces
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cerevisiae não foi afetada pelo extrato testado, o que é muito interessante e torna este extrato
um potencial de uso durante o processo de fermentação etanólica.
5 Agradecimentos/ Apoio financeiro
Agradecimento à Desert King International,San Diego,CA., pelo fornecimento das
amostras de cascas de Yucca schidigera.
Referências
CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute). Metodologia dos testes de sensibilidade
a agentes antimicrobianos por diluição para bactéria de crescimento aeróbico: norma
aprovada - Sexta Edição. 2003.
DEWICK, P. M. Medicinal Natural Products: a Biosynthetic Approach, 2nded. John Wiley
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PIACENTE, S.; MONTORO, P.; OLESZEK, W.; PIZZA, C.2004.Yucca shidigera Bark:
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