ISBN 978-85-85905-15-6
Área
Bioquímica e Biotecnologia
Autores
Santos, R. (IFAL) ; Viana, S. (IFAL) ; Feitosa, A. (IFAL) ; de Souza, A. (IFAL) ; Santos, J. (IFAL)
Resumo
O presente estudo objetivou estudar a produção de álcool a partir do amido em hidrólise ácida, através da determinação das melhores condições de temperatura, concentração e pressão – para a atuação do ácido na quebra das ligações 1,4 e 1,6 α-glicose e a formação de um maior percentual de açucares redutores. Para isso foram empregadas etapas como caracterização da matéria- prima (teor de umidade e cinzas), hidrólises (em autoclave) da matéria-prima bruta, hidrólises (em banho-maria e em autoclave), do amido extraído da batata, grau Brix e determinação de açúcares redutores, segundo o método Lane Eynon. Logo, a partir da análise dos resultados obtidos e da comparação dos mesmos com a literatura, puderam-se definir as melhores condições para a efetuação de uma hidrólise eficiente.
Palavras chaves
Hidrólise ; Açúcares redutores ; Rendimento
Introdução
O Brasil tem, com a produção e exportação de bioetanol, adquirido grande notoriedade no mercado dos biocombustíveis. Entretanto, é preciso que ele explore o seu potencial natural com mais expressividade, que haja diversificação de matérias primas, buscando, entre as inúmeras culturas que o clima tropical propicia as mais rentáveis, ou, ainda, as que possam ser adquiridas reaproveitando os restos decorrentes das produções agrícolas, a citar tubérculos impróprios para a comercialização nos setores alimentícios, cascas e demais restos industriais, que em outra situação seriam desperdiçados. Dentre as matérias-primas em potencial tem-se a batata doce (Ipomoea batatas), um tubérculo que apresenta cerca de 22% de amido e um rendimento de 85 à 95 litros de álcool por tonelada (MACHADO, C. M. M. , ABREU, F. R., 2007). Com isso a pesquisa em questão visa aumentar a eficiência da hidrólise ácida deste material tornando-a uma alternativa barata, rápida e rentável, quando direcionada ao material que seria desperdiçado, mas que pode até, com essa aplicação, conferir uma renda extra para os agricultores quando utilizada como uma fonte de álcool passível de aplicação em diversos ramos industriais – biocombustíveis, farmácia e cosméticos. Para tal, foram realizadas diversas hidrólises testes em que concentrações ácidas, matéria, pressões e tempos de hidrólise foram estudados e aperfeiçoados a fim de se conseguir os melhores resultados relacionados à síntese de açucares fermentescíveis e de álcool fermentado, respectivamente.
Material e métodos
Inicialmente foram efetuados os testes para a caracterização da matéria- prima, determinação dos teores de umidade e cinzas, seguindo metodologia exposta no livro de Análises Físico-Químicas do instituto Adolf Lutz. A batata doce foi lavada, descascada, pesada (em balança semi-analítica), ralada (em ralador padrão), e hidrolisada em autoclave (sob pressão de 121 Kgf) com solução de ácido sulfúrico 1,5 mol/L, durante 20 minutos. Em seguida foram realizados os testes para análise de sólidos totais utilizando um refratômetro para leitura do °Brix. Seguindo outra linha metodológica a batata foi lavada, descascada, processada (em liquidificador industrial) com água destilada, coada e o caldo deixado em repouso. Decorrido o tempo de 4 horas o caldo superior foi então descartado e o amido filtrado a vácuo, e submetido à secagem em estufa por 30 minutos. O amido isolado foi submetido a várias hidrólises, sob diferentes condições a citar: hidrólises em banho- maria nas proporções 1:4, 1:5, 1:6, com a solução de ácido clorídrico (HCl) e sulfúrico (H2SO4) 0,5 mol/L, 1,0 mol/L, 1,5 mol/L, durante os tempos (15, 20 e 30 minutos). Hidrólises em autoclave sob as mesmas condições anteriores, e realização dos testes, já supracitados, para definição de melhor tempo, concentração e proporção, nenhuma das análises foram feitas em triplicata, e sim as concentrações que foram testadas em três tipos diferentes de tempo. Para a determinação de açúcares redutores (AR) foram utilizados os processos metodológicos Lane Eynon que são fundamentados na redução de íons cobre em soluções alcalinas (solução de Fehling) (reações de oxiredução).
Resultado e discussão
Com a caracterização da matéria obteve-se um teor de umidade de 65,03% e
0,751% de cinzas, os quais foram comparados com valores encontrados na
literatura (CASTRO, 2012), onde se observou uma aproximação considerável
entre os resultados. Já nos valores obtidos para a extração, seguiu-se o
padrão de 22%, que é a quantidade de amido extraído de tal turbéculo
(MACHADO, C. M. M. , ABREU, F. R. 2007). Sendo assim, observa-se que foi
obtido êxito na extração. No processo de hidrólise, confere-se que as
hidrólises efetuadas em autoclave obtiveram resultado para a determinação
de sólidos solúveis, mais significativo, que as hidrólises realizadas em
banho maria (como demostra a Tabela 1) mostrando assim a importância da
imposição de uma pressão elevada para uma maior eficiência da reação de
quebra das ligações 1,4 e 1,6 α-glicose, porém nenhuma dessas análises foram
feitas em triplicata. Além disso, observou-se os percentuais de açúcares
redutores nas hidrólises realizadas no autoclave, os quais podem ser vistos
no Figura 1. Observa-se que a hidrólise efetuada com H2SO4 1,5 mol/L,
durante 20 minutos, proporção 1:5 apresenta os resultados mais promissores,
para as quantidades de açucares passíveis de fermentação, e, portanto, é a
ideal.
HIDRÓLISE DA BATATA DOCE (SEM SER COM O AMIDO ISOLADO)
Com esta metodologia foi obtido um percentual de açúcar redutor 10,4%, para
uma hidrólise de 20 minutos, com H2SO4 1,5 mol/l, em autoclave. Logo, se
compararmos os resultados referentes à hidrólise do amido, isolado, com os
da hidrólise da batata (in natura) observaremos que a primeira obteve
melhores resultados devido a maior superfície de contato entre o amido e o
ácido, facilitando assim a quebra das ligações e, consequentemente, a
sinterização dos açucares necessários.
Conclusões
Em suma, conclui-se que pequenos aperfeiçoamentos, sejam no tempo de hidrólise, na concentração ácida, em sua proporção ou ainda no aumento significativo da superfície de contato entre o ácido e as moléculas de amido conferem a hidrólise ácida uma relevante melhora nos níveis de rendimento em açucares passíveis de fermentação. O que a torna uma alternativa um pouco mais atrativa para a indústria de reaproveitamento de rizomas para a produção de álcool, uma vez que uma quantidade maior de açucares redutores confere umo maior percentual de álcool fermentado.
Agradecimentos
Agradecemos ao Instituto Federal de Alagoas pela disponibilização dos laboratórios, equipamentos e materiais utilizados e ao convênio IFAL-PFRH- PB105.
Referências
MACHADO, C. M. M.; ABREU. F. R. Álcool combustível a partir da batata. 2007. Site: http://www.abbabatatabrasileira.com.br/revista18_019.htm .
LOPES, A. C. Produção de Álcool de Batata-Doce em Função do Meio Fermentativo. 2013. 71 f. Dissertação do Mestrado – Faculdade de Bioenergia. Universidade Estadual do Centro Oeste, Paraná.
RIBEIRO, N.; MARQUES, T. A.; MIRCHIZELLI. A. M. G. Produção de Glicose a Partir do Amido da Batata-Doce por Hidrólise Ácida. Site: http://revistas.unoeste.br/revistas/suplementos/enepe2009/documentos/areas/agrariae/ProducaoSulcroal.pdf
SILVA, R. N.; MONTEIRO, V. N.; ALCANFOR, J. D. X.; ASSIS, E. M.; ASQUIERI, E. R. Comparação de Métodos Para a Determinação de Açúcares Redutores Totais em Mel. Site: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S010120612003000300007
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