50º CBQ - DETERMINAÇÃO DE AÇÚCAR TOTAL EM CALDO DE CANA-DE-AÇÚCAR PELA ATIVIDADE DA LEVEDURA Saccharomyces cerevisiae EM FUNÇÃO DO EFEITO DO pH E TEMPERATURA.

ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia

TÍTULO: DETERMINAÇÃO DE AÇÚCAR TOTAL EM CALDO DE CANA-DE-AÇÚCAR PELA ATIVIDADE DA LEVEDURA Saccharomyces cerevisiae EM FUNÇÃO DO EFEITO DO pH E TEMPERATURA.

AUTORES: ALENCAR, T. ((UFMT)) ; GAJO, G.C ((UFMT)) ; BRUNO,L. C. S ((UFMT)) ; KUHNEN, S ((UFSC -PQ))

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo estudar a degradação do açúcar total, presente em caldo de cana, através da ação da levedura Saccharomyces cerevisiae Fleichmann. As condições de fermentação foram analisadas em pH natural (5,2), 4,0 e 8,0, sob diferentes temperaturas (30°C, 40°C e 60°C). Após 24 horas de incubação, as amostras foram centrifugadas e analisadas em refratômetro Brix para determinação da degradação do açúcar total. A maior atividade da levedura foi encontrada em pH natural e em 30°C, onde verificou-se 55% de degradação do açúcar. De maneira similar, em pH 8,0 a 40°C observou-se 50% de degradação do açúcar presente no meio. Esses resultados sugerem que as condições de incubação da levedura podem ser utilizadas visando à geração de etanol nas fábricas de cana-de-açúcar.

PALAVRAS CHAVES: saccharomyces cerevisiae, brix, cana-de-açúcar

INTRODUÇÃO: O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, e o seu valor nutricional está diretamente ligado ao seu alto teor de açúcar, uma vez que o seu conteúdo protéico é extremamente baixo [1]. O açúcar pode ser convertido à etanol, CO2 e água pela atividade de leveduras. Leveduras são fungos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, muito utilizadas na panificação, cervejarias, destilarias, na produção de álcool combustível, como suplemento alimentar e como organismos para estudos científicos [2].
As leveduras Saccharomyces cerevisiae são utilizadas industrialmente para a obtenção de álcool etílico por fermentação [3]. No processo de fermentação alcoólica, inicialmente ocorre a degradação do açúcar comum pela ação da enzima invertase, produzindo dois outros açúcares, a glicose e a frutose [4].
A determinação de açúcares em solução pode ser determinada de forma rápida e simples pela técnica de refratometria, utilizando o aparelho Brix.
Com isto, o objetivo deste trabalho foi estudar a degradação do açúcar total, presente em caldo de cana, através da ação da levedura Saccharomyces cerevisiae (Fleichmann) e verificar em quais condições observam-se maior atividade do microorganismo. As condições de fermentação foram analisadas em pH natural (5,2), 4,0 e 8,0 sob diferentes temperaturas (30°C, 40°C e 60°C). Após 24 horas de incubação as amostras foram centrifugadas e analisadas em refratômetro Brix para determinação da degradação do açúcar total.

MATERIAL E MÉTODOS: A matéria-prima utilizada nesse estudo foi uma amostra de caldo de cana selecionada na feira livre da cidade de Cuiabá, no Bairro do Porto (MT). Foram utilizados 2 L de caldo de cana, separados em Beckers de 600 mL. O teor de sólidos totais inicial foi analisado por refratômetro Brix RT-280 (Instrutherm). Paralelamente, utilizou-se para confirmação da presença de açúcares redutores, nas amostras, o teste de Benedict. O pH do caldo de cana usado nesse estudo foi 5,2 (pH natural). Amostras de caldo de cana-de-açúcar foram ajustadas para pH 4,0 e 8,0. Utilizou-se 100,00 mg de fermento biológico (Fleischmann) como inóculo das amostras de caldo-de-cana em diferentes valores de pH. As amostras de pH 5,2; 4,0 e 8,0 foram incubadas, em triplicata, nas temperaturas de 30 e 40°C, utilizando banho-maria, e um aquecimento em estufa a 60°C. O tempo de incubação foi de 24 horas. Após esse período, foram retiradas alíquotas de 1 mL e centrifugadas em 2500 rpm por 10 minutos a 30°C. A atividade dos fungos nas diferentes temperaturas foi avaliada utilizando um microscópio óptico (400 x). Após a centrifugação a concentração de açúcar total nas amostras foi determinada por refratômetro Brix.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A fermentação do açúcar total pode produzir biomassa, etanol e subprodutos distintos dependendo do tipo de amostra utilizada [5]. O valor encontrado inicialmente de açúcares na amostra de cana no refratômetro Brix foi de 20,5°B. Os Graus Brix correspondem aproximadamente ao conteúdo em açúcar (p/p). Portanto, determina-se o teor de açúcar total no refratômetro e se expressa o resultado em graus Brix. A conversão de graus Brix em concentração de g/L de açúcar total é feita pela Figura 1.
O valor obtido foi de 209,11 g/L. A Tabela 1 apresenta as concentrações médias (g/L), remanescentes dos caldos nas temperaturas estudadas. Através do teste de Benedict, não detectou-se a presença significativa de açúcares redutores. Através da Tabela 1, podemos verificar que o melhor tratamento é o da amostra em pH natural a 30°C, onde 55% do açúcar da amostra foi degradado. Nessa temperatura temos a melhor atividade de degradação do açúcar associada a menor quantidade de biomassa. Um resultado similar (50% de degradação) foi observado em pH 8,0 a 40°C. Essa redução é significativa e pode possibilitar a utilização da levedura na degradação de resíduos sólidos de indústrias de cana-de-açúcar em reator do tipo UASB. O reator de tipo UASB é um reator de característica anaeróbia, onde os microorganismos predominam em temperaturas de 37 a 42°C. Por outro lado, a 60°C verificou-se que o efeito do pH não foi representativo, bem como a 30°C. Por último, verificamos que a atividade das leveduras a 30 e 40°C, em pH natural e pH 8, respectivamente, foram usualmente semelhantes em termos de redução, sendo significativos em escala industrial.

CONCLUSÕES: A degradação de resíduos sólidos e líquidos tem-se mostrado muito importante no manejo ambiental e na prática do desenvolvimento sustentável na indústria. Essa degradação possibilita a retenção de gastos com tratamentos de efluentes e diminui os impactos ambientais da empresa geradora dos resíduos. A levedura Saccharomyces cerevisiae mostrou-se muito eficiente na degradação de caldo de cana em 24 h. Uma atividade superior da levedura foi observada em pH natural (5,2) a 30°C e pH 8,0 a 40°C. As reduções de 54% e 50%, respectivamente, indicam que a atividade da levedura abrange diferentes faixas de atuação, tornando-se uma alternativa no tratamento e na geração de etanol nas fábricas de cana-de-açúcar.

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Cardoso, M. G.; Produção de Aguardente de Cana-de-açúcar, Ed. UFLA: Lavras, 2001;
[2] Bold, C.H., Cl Alexopoulos & T Delevoryas. 1987. Morphology of plants and fungi. New York, Harper Collins Publishers. 912 p;
[3] Guimarães, Thais martins - isolamento, identificação e seleção de cepas de levedura saccharomyces cerevisiae para elaboração de vinho – 2005;
[4] Chisholm, j. & johnson, m. Introdução à química. Trad. Ronaldo Sérgio de Biasi, Rio de Janeiro, Lutécia Ltda, 1983;
[5] Cruz, Sihélio Júlio Silva; Oliveira de, Silvia Sanielle Costa; Cruz, Simério Carlos Silva; Machado, Carla Gomes;Pereira, Rodrigo Gomes - Efeito da Adubação Fosfata Sobre o Acúmulo de Biomassa e Teor de Brix de Duas Variedades de Cana-de-Açúcar.