Aplicação de mentol na fermentação alcoólica do bioetanol: impactos na eficiência e controle da contaminação microbiana

Abstract

A busca por fontes de energia renovável tem impulsionado a eficiência na produção de bioetanol a partir da fermentação alcoólica por Saccharomyces cerevisiae. Contudo, as contaminações bacterianas, especialmente por bactérias láticas, representam um gargalo industrial ao competirem pelo substrato e reduzirem o rendimento alcoólico. Embora o controle seja tradicionalmente feito com antibióticos sintéticos, seu uso gera preocupações ambientais e favorece a resistência microbiana. Diante disso, este trabalho investigou o potencial do mentol, um monoterpeno majoritário no óleo essencial de Mentha piperita, como aditivo natural para o controle microbiológico no processo fermentativo, avaliando seus efeitos sobre a viabilidade celular. Para a metodologia, realizou-se uma pesquisa experimental baseada no método de antibiograma por difusão em disco adaptado. Foram utilizadas 12 placas de Petri esterilizadas com meio não seletivo Nutrient ágar (KASVI), inoculadas por meio da técnica de swab e estriamento para simular o mosto contaminado. O mentol foi testado em triplicatas nas concentrações de 0,0% (controle), 0,5% e 1,0%, diluído em óleo mineral. Discos de papel de filtro de 6 mm com as soluções foram inseridos nas placas e incubados em estufa a 30 °C por três dias. A eficiência antimicrobiana foi mensurada a partir da medição dos halos de inibição em milímetros. A relevância deste estudo justifica-se pela necessidade industrial de substituir ou mitigar o uso de antibióticos tradicionais por insumos renováveis e eco amigáveis. Os resultados satisfatórios que obtivemos com a concentração de 0,5% de mentol e halos com distancias de até 3 mm de proteção serviu para fornecer subsídios práticos e teóricos para o aprimoramento biotecnológico do setor sucroenergético, viabilizando novas técnicas de controle sanitário tanto em escala laboratorial quanto industrial.

The search for renewable energy sources has driven efficiency in bioethanol production from alcoholic fermentation by Saccharomyces cerevisiae. However, bacterial contamination, particularly by lactic acid bacteria, represents an industrial bottleneck by competing for the substrate and reducing ethanol yield. Although control is traditionally achieved using synthetic antibiotics, their use raises environmental concerns and promotes microbial resistance. In this context, this study investigated the potential of menthol, a major monoterpene in Mentha piperita essential oil, as a natural additive for microbiological control in the fermentation process, evaluating its effects on cell viability. Regarding the methodology, an experimental research based on an adapted disk diffusion antibiotic sensitivity test was conducted. Twelve sterilized Petri dishes containing nonselective Nutrient Agar (KASVI) were inoculated using the swab and streaking technique to simulate the contaminated must. Menthol was tested in triplicates at concentrations of 0.0% (control), 0.5%, and 1.0%, diluted in mineral oil. Filter paper disks (6 mm) loaded with the solutions were placed on the plates and incubated in a biochemical oxygen demand (BOD) incubator at 30 °C for three days. Antimicrobial efficiency was determined by measuring the zones of inhibition in millimeters. The relevance of this study is justified by the industrial need to replace or mitigate the use of traditional antibiotics with renewable and eco-friendly inputs. The satisfactory results obtained with the 0.5% menthol concentration, yielding zones of inhibition of up to 3 mm, served to provide practical and theoretical foundations for the biotechnological advancement of the sugar-energy sector, enabling new sanitary control techniques at both laboratory and industrial scales.