1Discentes na Faculdade de Tecnologia de Araçatuba “Prof. Fernando Amaral de Almeida Prado” 2Docentes na Faculdade de Tecnologia de Araçatuba “Prof. Fernando Amaral de Almeida Prado”

lucinda_gb@hotmail.com

Conclusões Conclui-se que a temperatura é um fator importante para desempenho daleveduraS.cerevisiaeinfluenciandodiretamentenaeficiênciaenorendimentodafermentaçãoalcoólica.

Referências CRUZ,M.L.etal..InfluênciadaTemperaturadaResistênciaaoEtanoldaLeveduraSaccharomycescerevi-saeY904.Conference:XICongressoBrasileirodeEngenhariaQuímicaemIniciaçãoCientífica.ConferencePaper.Jun.2015.GÓES-FAVONI,S.P.,et.al.Fermentaçãoalcoólicanaproduçãodeetanoleosfatoresdeterminantesdorendimento.Ibero-AmericandeCiênciasAmbientais,SãoPaulo,v.9,n.4,abr./maio2018.Disponívelem:<https://www.sustenere.co/index.php/rica/article/view/CBPC2179-6858.2018.004.0023/1387>.Acessoem:03abr.2021.LIMA,U.deA.;BASSO,L.C.;AMORIN,H.V.Produçãodeetanol.In:LIMA,UdeA.etal..Biotencologiaindustrial:processosfermentativoseenzimáticos.1.ed.SãoPaulo:Blucher,2001.v.3.p.1-43.LOPES,C.H.;GABRIEL,A.V.M.D.;BORGES,M.T.M.R.Produçãodeetanolapartirdacana-de-açúcar:tecnologiadeproduçãodeetanol.1.ed.SãoCarlos:UAB-UFSCar,2011.p.1-129.LOPES,M.L.E.,et.al.Linhagensdeleveduraspersonalizadas®paraproduçãodeetanol:seleçãodirigidapeloprocesso.1.ed.Piracicaba:Fermentec,2014.40p.NELSON,D.L.;COX,M.M.PrincípiosdebioquímicadeLehninger.6.ed.PortoAlegre:Artmed,2014.p.243-280.

Marcelo da Silva Costa1, Cristiane Rodrigues Xavier1, Marcos Roberto Pereira1, Osvaldino Brandão Junior2 e Lucinda Giampietro Brandão2

TEMPERATURA: IMPORTÂNCIA NA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA

Introdução Fermentaçãoéumtermogeralparaadegradaçãoanaeróbiadaglicoseoudeoutros nutrientes orgânicos para obtenção de energia, conservada comoATP(NELSONeCOX,2014).Oobjetivodesseestudofoiapresentaraimportânciadatemperatura na fermentação alcoólica. A metodologia foi básica, qualitativa,descritivaeporpesquisabibliográfica.

Figura1.EstruturadacélulaeucaróticacomoadaSaccharomycescerevisiae.Oprocessodedeglicóliseatépiruvatoeafermentação de piruvato até etanolocorre no citoplasma celular. Aleveduras possui trealose e glicogênioendógenos que podem ser usados noprocesso,enquantoasacarose,frutoseeglicose são de origem exógena. Fonte:LIMA, BASSO e AMORIN, 2001, p. 13;NELSONeCOX,2014,p.37.

Figura4.Fermentaçãoembateladaemdiferentestemperaturas.Concentraçãoinicialde180g/Lde sacarosee concentração inicialde inóculo9%v/v, semqualqueradaptaçãoda leveduranastemperaturasde20e25oC.Perfisdeconcentraçãodesacarose(☐)econcentraçãodeetanol(●)em função do tempo em diferentes temperaturas. Experimento A à 20°C: após 39 horas defermentação o teor alcoólico de 8,64oGL foi atingido com rendimento alcoólico de 70,38%.Experimento B à 25oC: após 25 horas o teor alcoólico atingiu 11,3oGL e rendimento de 92,6%.ExperimentoCà32oC:otempoparaoconsumototaldoaçúcar foide8horas,oteordeálcoolchegoua9,86oGLe,orendimentodafermentaçãofoide80,31%.Fonte:CRUZ,et.al.,2015.

Desenvolvimento e resultados A leveduraSaccharomyces cerevisiae (Figura1) éumaeróbio facultativo: emaerobioseoaçúcarétransformadoembiomassa,CO2eH2O; emanaerobioseamaiorparteéconvertidaemetanoleCO2(fermentaçãoalcoólica)(Figuras2e 3). Os substratos podem ser endógenos ou exógenos. Para fermentaçãoalcoólica há matérias-primas açucaradas, amiláceas/feculentas e celulósicas,que podem ser diretamente fermentescíveis ou não diretamentefermentescíveis. A sacarosedo caldode cana-de-açúcar e domelaçooumelfinalsãousadasparafermentaçãoalcoólicaindustrialeopreparodomostoéobtidopordiluiçãoconvenientecomáguapara15a25°Brix.A fermentaçãoenvolve 12 reações no citoplasma celular. Há fatores que afetam afermentação: agente de fermentação, nutrição mineral e orgânica,temperatura, pH, inibidores da fermentação, concentração de açúcares,concentração de inóculo, contaminação bacteriana, antissépticos eantibióticos.Elesalteramaeficiênciaerendimentodaconversãodeaçúcaremetanol e levam à maior formação de produtos secundários, como glicerol eácidosorgânicos,alémdebiomassa.AS.cerevisiaeéumorganismomesófilo:para crescimento entre 20°C-45°C; para fermentação entre 26-35°C. Atemperatura nas destilarias pode alcançar 38°C, já que transformação dashexosesemálcooléexotérmica(∆H=-53kcal/mol);ocontroledatemperaturaconsiste num fator importante durante o processo, usando, para grandesvolumes, trocadores de calor. Se retirada do calor não for realizada podeprejudicar os microrganismos e levar a morte celular. À medida que atemperaturaaumenta,aumentaavelocidadedafermentação,masfavoreceacontaminaçãobacteriana,aomesmotempoquealeveduraficamaissensívelatoxidez do etanol. Por outro lado, temperaturas elevadas permitem maiorperdadeetanolporevaporaçãoemdornasabertas(concentraçãovolumétricaálcool, v/v) (CRUZ, et. al., 2015; LOPES, GABRIEL e BORGES, 2011; GÓES-FAVONI et al., 2018; LIMA, BASSO e AMORIN, 2001; LOPES, 2014;NELSON eCOX,2014).

Figura 5. Fermentação em batelada alimentada (descontínuo) em diferentes temperaturas.Concentraçãoinicialde180g/Ldesacaroseeconcentraçãoinicialdeinóculo9%v/v,semqualqueradaptaçãodasleveduranastemperaturasde20,25e32oC.Oaçúcarfoiadicionadoaoreatornaformadesoluçãoconcentrada,semprequeaconcentraçãodeaçúcarchegavaavaloresmínimos.Perfis de concentração de sacarose (☐) e concentração de etanol (●) em função do tempo emdiferentes temperaturas. Após completar o volume do reator por batelada alimentada, aconcentração de sacarose correspondeu a 300 g/L em processos de batelada convencionais.ExperimentoAa20oC,indicaramumtempodefermentaçãodeaproximadamente72horas,teoralcoólico de 14,62oGL e um rendimento de 78,5%. Experimento B a 25oC apresenta tempo defermentação de 60 horas, teor de alcoólico de 17,36°GL, e rendimento de 85%.Experimento C32oCotempodefermentaçãofoide32horas,atingindo15,73oGL,comumrendimentode83,%.Fonte:CRUZ,et.al.,2015.

Figura2.Asduas fasesdaglicólise. (a)Fase preparatória e (b) fase depagamento. Em processos aeróbicosesse processo continua namitocôndriacom ênfase no metabolismo paramultiplicação celular com produção deCO2 e H2O. No caso da fermentação oprocesso continua no citoplasma, compouco aumento de biomassa, masgrande produção de CO2 e etanol.Fonte: LIMA,BASSOeAMORIN,2001,p.13;NELSONeCOX,2014,p.545.

Figura 3. Reações de piruvato atéetanol.OpiruvatoémetabolizadoemCO2 e etanol no citoplasma. Fonte:LIMA,BASSOeAMORIN, 2001, p. 13;

NELSONeCOX,2014,p.565.

Sendo assim, a pesquisadora Mariana L. Cruz e colaboradores (2015)estudaram a influência da temperatura na resistência ao etanol pelalevedura Saccharomyces cerevisae Y904 no processo fermentativo embatelada e batelada alimentada. Os resultados preliminares defermentaçõesbatelada(Figura4A, BeC) ebateladaalimentada(Figura5A, BeC)realizadasem20,25e32oC indicaramqueastemperaturasmaisbaixas favoreceram o processo em ter-mos de conteúdo e produção deálcool,masresultouemtemposdefermentaçãomaiselevados.A25oCnoprocesso descontínuo com alimentação (batelada alimentada), aconcentraçãodeetanolatingiu17,36oGL(concentraçãovolumétricaálcool,v/v).