ISBN 978-85-85905-15-6
Área
Bioquímica e Biotecnologia
Autores
Oliveira, N.M. (UEMS) ; Batistote, M. (UEMS) ; Pio, E.C. (UEMS) ; Santos, N.P. (UEMS) ; Santos, M.S.M. (UEMS)
Resumo
Os gêneros Saccharomyces são leveduras mais empregadas para fermentação alcoólica que é a transformação de açúcares em álcool etílico e gás carbônico. O estudo visa avaliar os parâmetros fermentativos de linhagens de leveduras industriais Cantaduva-1 e Ft.858. No preparo do pré-inoculo, foi utilizado o meio de sólido YPD 2% e esterilizado em autoclave a 120°C por 20 min. Os experimentos fermentativos foram realizados em mosto a base de caldo de cana na concentração de 22º Brix e incubada na temperatura de 30°C em diferentes tempos de cultivo. Dados mostraram que a levedura da linhagem Cantaduva-1 apresentou melhor desempenho fermentativo em relação aos parâmetros analisados.
Palavras chaves
leveduras; parâmetros fermentativos; etanol
Introdução
No Brasil o setor sucroenergético tem ganhado destaque no cenário internacional, devido à preocupação mundial com a segurança energética, ambiental e social (CALDAS e SANTOS, 2011). Fermentação alcoólica é a transformação de açúcares em álcool etílico e gás carbônico (CO2) pela ação de um determinado grupo de organismos unicelulares denominados leveduras. Os mais importantes e usados na produção do etanol são os dos gêneros Saccharomyces. Esses organismos são desenvolvidos para propiciar fermentação uniforme, rápida e com alto rendimento em etanol (SILVA et al., 2015). O processo de fermentação no Brasil atende a diversos requisitos importantes para a produção de etanol em larga escala para emprego como combustível. Trata-se de um processo robusto, sem interrupções, capaz de suportar alterações bruscas na matéria-prima e opera em condições de baixo nível de assepsia (FELIPE, 2010). Vários Estados têm apresentando crescimento do plantio de cana-de-açúcar entre eles o Estado do Mato Grosso do Sul devido ao seu clima e solo, e a localização, pois está muito próximo dos grandes centros consumidores do país, particularmente, o Estado de São Paulo, o que contribui muito para o seu desenvolvimento econômico (DOMINGUES e JÚNIOR, 2012). Diante do potencial fermentativo das leveduras industriais, o estudo visa analisar os parâmetros fermentativos de leveduras industriais cultivadas em mosto a base de caldo de cana na concentração de 22º Brix.
Material e métodos
As linhagens de leveduras utilizadas neste estudo foram Cataduva-1 e FT.858, as leveduras foram crescidas no meio YPD 2% contendo 1,0%(m/v) de extrato de levedo, 1,0%(m/v) de peptona, 2,0%(m/v) glicose e 2%(m/v) de Agar, as amostras foram crescidas por 72 horas. Os ensaios fermentativos foram realizados em triplicatas no mosto a base de caldo-de-cana, na concentração de 22º Brix sendo calibrado com auxilio de um sacarímetro sem correção de pH, foram adicionados em Erlenmeyers de 125mL, contendo 50mL do mosto e esterilizado em autoclave a 120 ºC por 20 minutos. Foram inoculada colônia de leveduras e incubado na temperatura de 30 ºC nos tempos de (20, 40 e 60 horas), alíquotas foram retiradas para análises dos parâmetros fermentativos tais como: biomassa que foi analisada por espectrofotômetro a 570 nm, a viabilidade celular por contagem em câmera de Neubauer e etanol por cromatografia gasosa.
Resultado e discussão
Nas análises dos parâmetros fermentativos, a linhagem Catanduva-1 e Ft-858
apresentaram diferenças nos desempenho fermentativas. A maior produção de
biomassa foi da linhagem Catanduva-1 de 9,3 mg/mL em 60 horas de
fermentação, uma viabilidade celular de 99% e uma concentração de 3,65%
(v/v) de etanol em 20 horas. A linhagem Ft-858 apresentou um perfil
fermentativo inferior com a maior biomassa de 6,5 mg/mL em 60 horas de
fermentação, uma viabilidade celular de 99% em 40 horas e uma concentração
de 3,60 (v/v) de etanol em 20 horas como apresenta na figura 1.
Fatores como pH, temperatura, concentração de sacarose e álcool,
concentração de biomassa, viabilidade celular dentre outros, influenciam na
produtividade do sistema, requerendo assim, maior controle sobre o processo
(PACHECO, 2010). As linhagens industriais de Saccharomyces cerevisiae são
normalmente resistentes a altas temperaturas, mas este fator interfere no
rendimento de biomassa e na viabilidade celular quando em sinergia com a
presença de etanol ou meio com pH baixo (SILVA et.al., 2005). As variações
das temperaturas durante os processos de fermentação produzem uma forte
diminuição da viabilidade celular, devido ao aumento das taxas de produção e
acumulo de álcool no meio e nas células. O controle da viabilidade é sem
duvida um aspecto importante no controle da fermentação alcoólica, quando
maior esse número melhor será o desempenho do processo (STECKELBERG, 2011).
Análises dos parâmetros fermentativos produção de biomassa, viabilidade celular e concentração de etanol de leveduras industriais Catanduva-1 e Ft-858
Conclusões
Nas análises dos parâmetros fermentativos, a linhagem Cantaduva-1 apresentou um melhor desempenho fermentativo em relação à amostra Ft.858.
Agradecimentos
CPBio-UEMS, REDE DE SABERES-UCDB.
Referências
CALDAS, C. S e SANTOS F.; Cana-de-açúcar: Bioenergia, açúcar e etanol: tecnologia e perspectivas. - 2ª ed.- Viçosa, MG: Os Editores, p. 379, 2011.
DOMINGUES, A. T e JÚNIOR, A. T;A territorialização da cana-de-açúcar no Mato Grosso do Sul.Cadernos Prudentino de Geografia, v.1, p.138-160, 2012.
FELIPE, M. G. S. Bioetanol de Cana-de-açúcar;Luís Augusto Barbosa Cortez; 1ª edição-2010- Editora Edgar Blucher LTDA. p. 545, 2010.
PACHECO, T. F.; Fermentação Alcóolica com Levedura de Características Floculantes em Reator Tipo Torre com Escoamento Ascendente. PROGRAMAÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA. UNIVERSIDADE FEDERALDE URBELÂNDIA, MG, 2010.
SILVA, F.E.A; SANTOS, S.K.B; MORAIS JR, M.A.; SIMÕES, D. A.; Yeaste-population Dynamics of Industrial Fuel- Ethanol Fermentation Process Assessed by PCR- fingerprinting, p. 13-23, 2005.
SILVA, J. S.; JESUS, J. C.; COUTO, S. M.: Noções Sobre Fermentação e Produção de Álcool na Fazenda; Cap01. p. 18. Disponível em: FTP://www.ufv.br/Dea/poscolheita/Produ%E7%E3o%20de%20%C1lcool%20Combust%EDvel%20na%20Fazenda%20e%20em%20Sistema%20Cooperativo/Cap%EDtulo%201.pdf. Acesso em: 06 abril de 2015.
STECKELBERG, C.; Caracterização de leveduras de processos de fermentação alcoólicas utilizado atributos de composição celular e característica cinéticas. Tese de Doutorados. Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP, Brasil, 2001.
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