Curso Técnico em Química
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Título: Módulo 2 – Tecnolo!ia das "ermentaç#es
Organização: André Al$es% Tatiane de &ou'a A$elar% A$elar%
Designer de Página: (icardo Pereira da Costa%
Agradecimento: Aos autores responsá$eis responsá$eis pelas o)ras *ue foram utili'adas neste material didático e citadas nas refer+ncias )i)lio!ráficas%
Coordenação: Elida Cristina &il$a "rança%
Supervisão Pedaggica: Ellen Cristina de Castro ,o!ueira Mendonça%
Direção: Paulo (o)erto Paulino &antos%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA (ua -P . – Quadra / A – Módulos 0 a 1% istrito A!roindustrial de Anápolis – A3A "one 4125 002/62.789002/62.719002/62.77 002/62.789002/62.719002/62.77 &ite: ;;;% cepeduc%com
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
S#$%&'O '(T&OD#)*O A T+C(O,O-'A DAS .+&$+(TA)/+S0000000000000000 .+&$+(TA)/+S000000000000000000000000000000000000000 000000000000000000000000000000000000001 0000000000000001 '$PO&T(C'A '$PO&T(C'A +CO(3$'CA000000000000000000000000000000000 +CO(3$'CA00000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000044 CAP5T#,O '000000000000000000000000000000000000000 '00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 000000000000000000000000006 0006 "0 $'C&OO&-A('S$OS D+ #SO '(D#ST&'A,00000000000000000000000000 '(D#ST&'A,0000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000006 00000000000006 20 C&+SC'$+(TO C&+SC'$+(TO $'C&O7'A(O000000000000000000000000000 $'C&O7'A(O00000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 000000000000000000000000000000000000008 0000000000000008 2%< "AT=(E& Q>E 3,"?>E,C3AM ,= C(E&C3ME,T= M3C(=@3A,=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%< 2%2 TEMPE(AT>(A%%%%%%%%%%%%%%%% TEMPE(AT>(A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%< %%%%%%%< 2%0 P=TE,C3A? E 3(=BE3,3AD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3(=BE3,3AD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<< %%<< 2%. AT3-3AE E FB>A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% FB>A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%< %%%%%%%%%%%%%%%%<<< 2%8 ,>T(3E,TE& E&&E,C3A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E&&E,C3A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<2 %%%%%%%%%%%%%%%<2 2%1 G=,& 3,=(BH,3C=& E&&E,C3A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E&&E,C3A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<2 %<2
90 S5(T+S+ $+TA7,'CA000000000 $+TA7,'CA00000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000000000000000" 000000000000000000000"99 0%< B?3CI?3&E%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% B?3CI?3&E%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%<. 0%2 C3C?= E J(E@&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% J(E@&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
;0 T'POS D+ P&OC+SSOS .+&$+(TA .+&$+(TAT'
40 +ST+&','?A)*O0000000000000000000000 +ST+&','?A)*O0000000000000000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000000000000091 000000000000000000091 1%< MT==& E E&TE(3?3AD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E&TE(3?3AD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%08 %%%%%%%%%%%%08 1%2 E&TE(3?3AD= = EQ>3PAME,T=%%%%% EQ>3PAME,T=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%01 %01 1%0 M== E AD= =& ABE,TE& E&TE(3?3A,TE&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E&TE(3?3A,TE&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%07 %%%%%%%%%%%%%%07 1%. E&TE(3?3AD= P=( ABE,TE& "G&3C=&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% "G&3C=&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%07 %%%%%%%%07 1%.%< E&TE(3?3AD= P=( CA?=( NM3=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% NM3=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%07 %%%%%%%%07 1%.%2 E&TE(3?3AD= P=( CA?=( &EC=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% &EC=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0/ %%%%%%%%%%%%0/ 1%.%0 E&TE(3?3AD= P=( (A3AD= -3=?ETA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% -3=?ETA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0/ %%%%%%%%%%%%%%0/ 1%.%. E&TE(3?3AD= P=( (A3AD= BAMA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% BAMA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0K %%%%0K
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
1%8 E&TE(3?3AD= P=( ABE,TE& Q>GM3C=&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Q>GM3C=&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%. %%. 1%8%< BE(M3C3A& Q>GM3C=&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Q>GM3C=&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%. %%%%%%%%%%%%%. 1%1 E&TE(3?3AD= E ME3=& E C>?T>(A%%%%%%%%%%%%%%%%%% C>?T>(A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.< %%%.< 1%1%< E&C(3D= =& P(=CE&&=& E E&TE(3?3AD= E ME3=& E C>?T>(A%%.2 1%7 E&TE(3?3AD= E A(%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% A(%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.0 %%%%%%%%%%.0 1%7%< P(3,C3PA3& P(3,C3PA3& T3P=& E M3C(=(BA,3&M=& E,C=,T(A=& ,= A(%%%%%%%%%%%%%%%%%.0 1%7%2 MT==& PA(A E&TE(3?3AD= = A(%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% A(%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.0 %%%%%%%%.0 1%7%0 E&TE(3?3AD= P=( AQ>EC3ME,T=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% AQ>EC3ME,T=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.0 %%.0 1%7%. E&TE(3?3AD= P=( (A3AD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% (A3AD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%.. 1%7%8 E&TE(3?3AD= P=( "3?T(AD=%%%%%%%%%%%%%%%% "3?T(AD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.. %%%%%%%%%%%%%%%.. 1%/ ELE(CGC3=& E "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.1 %%%%%%%%%%%%%%.1
CAP5T#,O ''000000000000000000000000000000000000000 ''00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000;! 00000000000000000;! "0 S+,+)*O D+ C#,T#&AS C#,T#&AS + $+,@O&A$+(TO000000000000000000000 $+,@O&A$+(TO00000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000;! 00000000000;! "0" M3C(=(BA,3&M=& E >&= 3,>&T(3A?%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3,>&T(3A?%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.7 %%%%%%%%%%%%%%%.7 "02 ME?=(AME,T= ME?=(AME,T= BE,T3C=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% BE,T3C=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8 %%%%%%%%%%8 "09 ELE(CGC3=& E "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8< %%%%%%%%%%%%8< 20 C#,T#&AS C#,T#&AS STA&T+&S STA&T+&S00000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000 000000000000000000000000000000012 0000000012 20" "E(ME,TAD= "E(ME,TAD= P=( &TA( &TA(TE(&%%%%%%%%%%%%%%% TE(&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%80 %80 202 =@OET3-= = >&= E &TA( &TA(TE(&%%%%%%%%%%%%%% TE(&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%800 209 PA(A >MA C>?T>(A M3C(=@3A,A &E( >T3?3AA C=M= &TA(TE( E-E P=&&>3( A?B>,& (EQ>3&3T=& ">,AME,TA3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ">,AME,TA3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%80 %%%%%%%%%%%80 20; C>?T>(A& C>?T>(A& &TA( &TA(TE(& TE(& ">,C3=,A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ">,C3=,A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8. 201 ELE(CGC3=& E "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%81 %%%%%%%%%%%%%81 90 +(?' +(?'$A $AS S '(D# '(D#ST ST&' &'A' A'S S 90" A?B>MA& E,3MA& E 3MP=(TH,C3A 3MP=(TH,C3A 3,>&T(3A?%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3,>&T(3A?%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%87 %%87 0%2 =@TE,D= 3,>&T(3A? E E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8/ %%%%%%%%%%8/ 0%0 0%0 -A, A,T TAB ABE, E,& & = >&= >&= E M3C( M3C(=( =(BA BA,3 ,3&M &M=& =& PA(A A(A A P(= P(=>D >D= = E E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8K 8K 0%. -A,TABE,& A,TABE,& = >&= E E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%1 0%8 AP?3CADE& 3,>&T(3A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3,>&T(3A3&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1 %%%%%%%%%%%%1 0%1 =(3BEM M3C(=@3A,A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% M3C(=@3A,A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%12 12 0%7 P(=>D= E E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1. %%%%%%%%%%%1. 0%/ P(=CE&&= E M=@3?3AD= A& E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% E,3MA&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1. 0%K ELT(AD= E P>(3"3CAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% P>(3"3CAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%11 %%%%%%%%%%%%%%11 0%K%< ELE(CGC3=& E "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% "3LAD=%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%11 %%%%%%%%%11
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
'(T&OD#)*O A T+C(O,O-'A DAS .+&$+(TA)/+S =s processos fermentati$os cuRa utili'ação transcende de muito o início da era Cristã confun con funde6 de6se se com a própri própriaa Sistór Sistória ia da Sumani Sumanidad dade% e% A produç produção ão de )e) )e)ida idass alcoól alcoólica icass pela pela fermentação de !rãos de cereais Rá era conSecida pelos sumérios e )a)ilnios antes do ano 1% a%C% Mais tarde por $olta do ano 2% a% C%os e!ípcios *ue Rá utili'a$am o fermento para fa)ricar cer$eRa passaram empre!á6lo tam)ém na fa)ricação de pão% =utras aplicaç#es como a produção de $ina!re io!urte e *ueiRos são Sá muito tempo utili'adas pelo ser Sumano% Entretanto não eram conSecidos os a!entes causadores das fermentaç#es% &omente no século L-33 o pes*uisador pes*uisador Antom -an ?eeu;enSocU atra$és da $isuali'ação em microscópio descre$eu a eVist+ncia de seres tão minWsculos *ue eram in$isí$eis a olSo nW% "oi somente 2 anos depois *ue ?ouis Pasteur em
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
ou seRa na aus+ncia de or!anismos $i$os% ParadoValmente *ue possa parecer foram as !randes !uerras mundiais *ue moti$aram a produção em escala industrial de produtos ad$indos de processos fermentati$os% A partir da primeira !uerra a AlemanSa *ue necessita$a de !randes *uantidades de
glic glicer erool para a fa)ricação de eVplosi$os desen$ol$eu desen$ol$eu atra$és de ,eu)er! um processo micro)ioló!ico de o)tenção desse álcool tendo cSe!ado a produ'ir <% toneladas do produto por m+s% Por outro lado a 3n!laterra produ'iu em !rande *uantidade a acetona para a fa)ricação de muniç# muniç#es es tendo tendo essa essa fermen fermentaç tação ão con contri) tri)uíd uídoo para para o desen desen$o $ol$i l$imen mento to dos fermen fermentad tadore oress industriais e técnicas de controle de infecç#es% "oi toda$ia a produção de anti)ióticos o !rande marco de refer+ncia na fermentação industrial% A partir de
nidos )aseado inicialmente na síntese da penicilina e posteriormente da estreptomicina% A fermentação como processo industrial apresenta SoRe uma importXncia crescente em setores cSa$es da economia% Assim é *ue di$ersas empresas por todo o mundo produ'em e comerciali'am produtos o)tidos atra$és de processos fermentati$os tendo sido a produção em escala industrial de )ens atra$és de processos micro)ioló!icos iniciada a partir da primeira !uerra mundial% Atualmente eVistem mais de uma centena de produtos $iá$eis de serem o)tidos atra$és da $ia fermentati$a% 3MP=(TH,C3A EC=,ZM3CA A tecnolo!ia da fermentação encontra muitas e diferentes aplicaç#es importantes em $ários se!mentos de ati$idade: a!ricultura mineração pecuária saWde indWstria etc% &uas aplicaç#es na indWstria constituem o o)Reti$o principal na indWstria na produção de:
%cidos %cidos Orgnicos: Orgnicos: entre os ácidos or!Xnicos *ue podem ser produ'idos por processos fermentati$os destacam6se: o ácido acético o ácido cítrico e o ácido láctico os tr+s de lar!o uso industrial principalmente na área de alimentos com a função de acidulantes%
Aminoácidos: =s aminoácidos constituem a unidade )ásica das proteínas% = ser Sumano nece necess ssit itaa )asi )asica came ment ntee de 2 amin aminoá oáci cido doss para para as suas suas nece necess ssid idad ades es de meta meta)o )oli lism smoo e desen$ol$imento or!Xnico% estes oito não são sinteti'ados pelo or!anismo necessitando pois serem serem in!eri in!eridos dos atra$ atra$és és de alimen alimentos tos%% Entret Entretant anto o dois dois amino aminoáci ácidos dos re$est re$estem6 em6se se de espec especial ial importXncia: a metionina e a lisina dado ao fato de não se encontrarem presentes nos cereais% A metionina não foi o)tida por processos fermentati$os porém /[ da lisina produ'ida é o)tida por
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
$ia micro)ioló micro)ioló!ica% !ica% =utros importantes importantes aminoácid aminoácidos os sinteti'ad sinteti'ados os por $ia fermentati fermentati$a: $a: ácido ácido !lutXmico ácido aspártico triptofano%
7iopolímeros: Comercialmente entende6se por )iopolímeros determinados polissacarídeos eVcretados por micror!anismos% =s principais )iopolímeros encontrados no mercado são as !omas Vantana e as deVtranas% As primeiras representam a maior parte do mercado sendo aplicadas como aditi$os em alimentos: esta)ili'ante de suspensão li*uida e !elatini'antes%
7eBida 7eBidass Alco Alcolic licas: as: As )e) )e)ida idass alcoól alcoólica icass pod podem em ser classi classific ficada adass em: em: fermen fermentad tadas: as: cer$eRa $inSo sa*u+ sidra etc e fermento6 destiladas: a!uardente rum uís*ue conSa*ue $odca !im etc%
Solventes: Tr+s são os principais principais sol$entes sol$entes or!Xnic or!Xnicos os produ'ido produ'idoss por micror!a micror!anismo nismos: s: etanol )utanol e acetona% estes o etanol se re$este de especial importXncia no conteVto )rasileiro pelo seu desta*ue desta*ue no se!mento se!mento da economia% economia%
Alimentos: 3nWmeros são os produtos alimentícios modificados ou produ'idos atra$és de processos fermentati$os% fermentati$os% Al!uns Al!uns como *ueiRos io!urte etc% são utili'ados utili'ados pela Sumanidade Sá mais de 2% anos% Picles a'eitonas pão cSucrute são outros alimentos *ue tem a participação de processos )ioló!icos )ioló!icos em sua o)tenção% o)tenção%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
CAP5T#,O ' "0 $'C&OO&-A('S$OS $'C&OO&-A('S$OS D+ #SO #SO '(D#ST&'A, '(D#ST&'A, A produção comercial dos produtos de fermentação tem utili'ado principalmente di$ersas espécies de )actérias le$eduras e fun!os ainda *ue os a$anços recentes no desen$ol$imento de técnicas de culti$os t+m permitido utili'ar células mais compleVas nos processos de fermentação% ,a nature'a eVistem duas classes principais de células am)as utili'adas nos processo de fermentação industrial:
Procariontes: células )acterianas\ +ucariontes: le$eduras fun!os células animais e $e!etais%
=s micror!anismos tam)ém se diferenciam em função de suas eVi!+ncias de oVi!+nio podendo di$idir6se di$idir6se em estritamente aerBias como a maioria dos fun!os filamentosos *ue podem desen$ desen$ol$ ol$er er6se 6se unica unicamen mente te em presen presença ça de =2 e os estritamente anaerBios *ue unicamente podem crescer na aus+ncia de =2 e os microrganismos acultativos entre eles as le$eduras industriais *ue podem crescer em situação de aero)iose e anaero)iose% As
)actérias
utili'adas das
nos
proc rocessos
fermentati$o i$os
são
prin rincipalmente
uimiorganotricos isto é podem o)ter sua ener!ia e seu car)ono por oVidação dos compostos or!Xnicos% As )actérias podem di$idir6se em Bram positi$a e Bram ne!ati$a em função de suas respostas a coloração de Bram% =s fun!os 4)olores5 tam)ém são *uimior!anotróficos e os mais importantes utili'ados nas fermen fermentaç taç#es #es se classi classific ficam am princi principal palmen mente te em dois dois !rupo !rupos: s: os Zigomycotina, Rhizophus e os Deuteromycotina Aureobasidium Aureobasidium %
Thicother herma, ma, Asper Aspergil gillus lus,, Penicil Penicilliu lium m Fusari Fusarium um e septados dos !+neros ros Thicot
=s fun!os são despro$idos de clorofila ou outros pi!mentos fotossintéticos% &ua
reprodução pode ser asseVuada 4esporulação5 ou seVuada% As le$eduras são fun!os !eralmente unicelulares e *ue se reprodu'em de forma asseVuada 4por !emação ou di$isão )inária5 ou seVuada% A le$edura mais utili'ada nos processos fermentati$os Saccharomyces myces cerevisia cerevisiaee prin industriais é a Saccharo princi cipa palm lmen ente te para para prod produç ução ão de álco álcool ol e nas nas
panificaç#es%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
Células animais e células $e!etais tam)ém podem ser utili'adas nos processos fermentati$os industriais principalmente para a produção de anti)ióticos e Sormnios $e!etais% ,ecessitam de um meio muito nutriti$o e são sensí$eis a flutuaç#es de fatores eVternos como temperatura p =2 e C=2 dissol$idos%
20 C&+SC'$+(TO $'C&O7'A(O = crescimento dos micror!anismos é uma parte inte!ral de *uase todos os processos de fermentação% &a)e6se *ue as )actérias se reprodu'em por di$isão )inaria produ'indo duas células de mesmo tamanSo entretanto a reprodução de muitas le$eduras se dá por !emação: os mofos crescem por eVtensão das Sifas e a morfolo!ia de seus micélios pode $ariar em função do meio am)iente% A morfolo!ia e o crescimento influenciam na $elocidade de crescimento e formação do produto% "i!ura <: Crescimento Micro)iano
"onte: Jassandra &teurer% Pelotas 2/%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
2%< – "AT=(E& Q>E 3,"?>E,C3AM ,= C(E&C3ME,T= M3C(=@3A,= As principais condiç#es *ue influenciam o crescimento dos micror!anismos micror!anismos são:
Temperatura\
PS\
Ati$idade de á!ua\
,utrientes essenciais essenciais
2%2 – TEMPE(AT>(A TEMPE(AT>(A A temperatura é um dos principais fatores *ue afetam o crescimento dos micror!anismos estimulando seu crescimento ini)indo6o ou até mesmo matando6os% Para cada micror!anismo eVistem temperaturas mínima máVima e ótima% E de acordo com o seu ótimo podemos classificar os micror!anismos como termilos 4cuRo ótimo se locali'a em torno de 1YC5\ psicrilos4ótimo em <YC5\ mesilos 4ótimo está entre 0 e .YC5\ e psicrotróficos4ótimo entre 28 e 0YC mas crescem so) refri!eração5 e os Eipertermilos 4ótimo em torno de K] C5
"i!ura 2: Classificação dos micror!anismos de acordo com a temperatura%
"onte: "ermentaç#es 3ndustriais 2.%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
2%0 – P=TE,C3A? E 3(=BE3,3AD= 4PS5 = PS influencia no crescimento dos micror!anismos% A maioria dos micror!anismos cresce em uma escala de PS $ariando de 0 a .% e acordo com o PS de crescimento podemos classificar classificar os micror!anismos micror!anismos como: acidilos neutralilos e alcalinilos0 "i!ura 0: Classificação dos micror!anismos de acordo com o p
"onte: Jassandra &teurer% Pelotas 2/%
Em um p ^ . Sá um maior crescimento de )olores e le$eduras%
Em um p entre . e .8 predominX predominXncia ncia do crescime crescimento nto de )olores )olores e le$edura le$edurass e poucas )actérias 4lácticas 4lácticas e espécies de acill us% us%
2%. – AT3-3A AT3-3AE E E FB>A 4A;5 4A;5 a medida de á!ua _li$re` para o crescimento micro)iano%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
A $elocidade do crescimento da célula micro)iana depende da ati$idade de á!ua 4A;5 e da umidade relati$a% relati$ a% As )actérias necessitam uma A; A; em torno de K8 e os fun!os podem crescer em $alores de ati$idades de á!ua menores de até 7 como mínimas% 2%8 – ,>T(3E,TE& E&&E,C3A3&
aF .ontes de carBono: para os autotróficos autotróficos a Wnica fonte de car)ono necessária necessária é o
C=2% Para
os Seterotróficos Sá necessidade de suprir o meio com outras fontes de car)ono naturais ou sintéticas: 6 Celulose amido sacarose lactose !licose 4alto custo5% 6 Melaço de cana6de6açWcar\ 6 EVtrato de malte%
BF .ontes de nitrogGnio: *uanto s necessidades de nitro!+nio Sá )asicamente tr+s tipos de micror!anismos: al!uns micror!anismos especialmente )actérias retiram o nitro!+nio diretamente da atmosfera e o con$erte em nitro!+nio or!Xnico% Muitos fun!os e *uase totalidade das )actérias utili'am compostos inor!Xnicos de nitro!+nio como nitratos e amnio% Al!umas )actérias eVi!em fontes or!Xnicas de nitro!+nio% e um modo !eral adicionar aminoácidos e Sidrolisados de proteína fa$orece o crescimento da maioria dos Seterotróficos%
+Hemplos: 6 &ais de amnio nitrato ureia\ 6 ?í*uido da maceração do milSo 4mais ou menos .[ ,5\ 6 EVtrato de le$eduras e peptonas 4la)oratório5\ 6 Ar atmosférico% 2%1 – 3=,& 3,=(BA,3C=& 3 ,=(BA,3C=& E&&E,C3A3& Além de nitro!+nio os micror!anismos micror!anismos eVi!em uma série de outros elementos so) a forma de compostos inor!Xnicos inor!Xnicos al!uns em *uantidades )em maiores *ue os outros%
2
Macronutrientes: P & J M! Ca "e%
Micronutrientes: Cu n Co @%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
90 S5(T+S+ $+TA7,'CA A "ermentação "ermentação é um processo anaeró)io de síntese de ATP ATP 4trifosfato de adenosina5 sem o en$ol$imento da cadeia respiratória etapa característica do processo de respiração celular% ,o processo a*ui tratado o aceptor final de Sidro!+nios é um composto or!Xnico e por este moti$o constitui um meta)olismo contrastante com a respiração celular em *ue os elétrons são doados a aceptores de elétrons eVó!enos como o oVi!+nio em uma cadeia transportadora de elétrons% essa forma forma trata6 trata6se se de um mecan mecanism ismoo muito muito import important antee na o)ten o)tenção ção de ener ener!ia !ia em condi condiç#e ç#ess anaeró)icas uma $e' *ue nestes casos não Sá o processo de fosforilação oVidati$a para manter a produção de ATP% TP% As )actérias nas condiç#es mencionadas acima podem reali'ar tanto fermentação como respiração anaeró)ica% anaeró)ica% Para al!umas )actérias anaeró)ias o !ás oVi!+nio pode ser letal restrin!indo a ocor ocorr+ r+nc ncia ia dess desses es or!a or!ani nism smos os a solo soloss prof profun undo doss e re!i re!i#e #ess em *ue *ue o teor teor de oVi! oVi!+n +nio io é praticamente 'ero% A esses or!anismos or!anismos damos o nome de anaeró)ios estritos% á no entanto outros or!anismos *ue são considerados anaeró)ios facultati$os uma $e' *ue reali'am a fermentação na aus+ncia de oVi!+nio e a respiração aeró)ia na presença desse !ás como é o caso de certos fun!os 4Saccharomyces cerevisiae 6 le$edura5 e de muitas )actérias% urante urante o processo processo a !licose !licose é inicialme inicialmente nte de!radada de!radada a piru$ato piru$ato na !licólise !licólise e este por sua $e' é meta)oli'ado a $ários compostos de acordo com o tipo de fermentação% ,a fermentação láctica o piru$ato é con$ertido a ácido láctico en*uanto na fermentação alcoólica o mesmo é con$ertido a etanol e dióVido de car)ono 4C=25\ Rá no caso da fermentação Seterocíclica o piru$ato é con$ertido a ácido láctico e outros ácidos e álcoois% Apesar de ser um processo *ue ocorre na aus+ncia de oVi!+nio al!uns or!anismos reali'am esse meta)olismo mesmo na presença de !randes concentraç#es concentraç#es de oVi!+nio como é o caso da le$edura% = açWcar é o su)strato mais comumente utili'ado no meta)olismo fermentati$o% Essa molécula sofre uma de!radação parcial a moléculas or!Xnicas menores fornecendo ener!ia na forma de ATP para a célula% = saldo ener!ético desse processo é de apenas 2 moléculas de ATP por molécula de !licose de!radada um !anSo ener!ético inferior ao processo de (espiração Celular% -ale ressaltar *ue esse !anSo ener!ético é totalmente pro$eniente da gliclise uma etapa comum a am)os os processos do meta)olismo ener!ético% Trata6se de um processo utili'ado por di$ersos micror!anismos micror!anismos e al!umas células de mamíferos 6 como as Semácias as fi)ras musculares )rancas e as fi)ras musculares $ermelSas so) contração $i!orosa% ,o Wltimo caso *uando fi)ras $ermelSas são su)metidas a esforço intenso o oVi!+nio transportado pelo san!ue torna6se insuficiente para promo$er a oVidação da !rande *uantidade de ,A resultante do tra)alSo muscular eVpondo a célula a uma situação de anaero)iose relati$a%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
0%< 6 B?3CI?3 B?3CI?3&E &E Todos os processos de utili'ação de !licose 4C1<2=15 para o)tenção de ener!ia iniciam6 se com a con$ersão deste açWcar a duas moléculas de piru$ato 4C00=05 atra$és de en'imas específicas caracteri'ando caracteri'ando assim a fase denominada !licólise% Essa con$ersão se dá em de' etapas e utili'a6se de su)stXncias e moléculas das células dentre elas AP 4adenosina tri6fosfato5 e átomos de fósforo – para a formação de ATP – e a co6en'ima ,Ab 4nicotinamida adenina dinucleotídeo5 – como molécula intermediária para a oVidação dos aldeídos formados a partir da *ue)ra da !licose sendo redu'ida a ,A atra$és da incorporação do % Essa etapa é produtora de ener!ia isto é tem como produto além do piru$ato 2 moléculas de ATP ATP 4adenosina tri6fosfato5% As coen'imas ,Ab por sua $e' precisam ser re!eneradas e para tanto é necessário reoVidar as moléculas de ,A% A e*uação e*uação !eral desta fase é representada por:
-licose I 2(ADI I 2ADP I 2Pi J 2 Piruvato I 2 (AD@ I 2@I I 2ATP I 2@2O
A !licólise é comum tanto aos processos aeró)ios *uanto aos anaeró)ios porém as etapas *ue se se!uem para reoVidar o ,A diferem de acordo com a disponi)ilidade ou não de oVi!+nio% Em condiç#es aeró)ias essa reoVidação se dá com a transfer+ncia de elétrons da coen'ima para o oVi!+nio atra$és dos compleVos en'imáticos da cadeia de transporte de elétrons caracteri'ando a fosforilação oVidati$a% Oá em condiç#es de anaero)iose a reoVidação se dá atra$és da transfer+ncia dos elétrons para aceptores endó!enos !eralmente compostos or!Xnicos sendo esse processo cSamado de fermentação% =s diferentes tipos de fermentação 4alcoólica láctica e acética5 não possuem os compleVos en'imáticos sendo coordenados por en'imas específicas a cada tipo e ao contrário da fosforilação oVidati$a a transfer+ncia de elétrons não !era !radientes eletro*uímicos e inicos capa'es de !erar ATP sendo portanto um processo não produti$o ener!eticamente%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química "i!ura .6 Con$ersão da !licólise em moléculas de piru$ato
"onte: ;;; ;;;%!oo!leima!es%com%)r %!oo!leima!es%com%)r
A *ue)ra dos seis car)onos da !licose em duas moléculas de piru$ato com tr+s car)onos ocorre em de' passos\ os primeiros cinco dos *uais constituem a fase preparatória 4fase de in$estimento5 e os cinco se!uintes a fase de !eração de ATP 4fase de rendimento5%
.ase ": PreparaçãoK regulação e gasto de energia ,a fase inicial preparatória da !licólise 4fase de in$estimento5 a !licose é fosforilada duas $e'es por ATP e cli$ada em duas trioses fosfato% ,esta fase a célula !asta duas moléculas de ATP o cátion M!2b é indispensá$el para as reaç#es e processam6se cinco reaç#es )io*uímicas% ,enSuma
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
ener! ener!ia ia é arma'e arma'enad nada a pelo pelo contr contrári ário o dua duass moléc molécula ulass de ATP são in$est in$estida idass nas nas reaç#e reaç#ess de fosforilação%
&eação ": EeHouinase ,a primeira reação a !licose !licose *ue entra nos tecidos tecidos é fosforilada no !rupo SidroVila SidroVila em C1 com o !asto ener!ético de uma molécula de ATP dando ori!em a !licose616fosfato e AP% Essa reação catalisada pela en'ima SeVo*uinase é irre$ersí$el so) condiç#es fisioló!icas de$ido a seu BY altamente ne!ati$o% Trata6se de um dos tr+s passos *ue re!ulam a !licólise% A fosforilação da !licose na primeira reação impede *ue esta saia da célula no$amente 4a !licólise reali'a6se no citosol da célula5% Ao adicionar um !rupo fosfato !licose ela se torna uma molécula carre!ada ne!ati$amente e é impossí$el atra$essar passi$amente a mem)rana celular celular mantendo6a aprisionada dentro da célula% Blicose616fosfato é um ponto de ramificação no meta)olismo de car)oidratos% Ela é um precursor para *uase *uase todas as rotas *ue *ue utili'am a !licose incluindo incluindo !licólise $ia da pentose fosfato e síntese de !lico!+nio% e um ponto de $ista oposto ela tam)ém pode ser !erada a partir de outras rotas do meta)olismo de car)oidratos tais como !lico!enólise 4*ue)ra de !lico!+nio5 $ia da pentose fosfato e !liconeo!+nese !liconeo!+nese 4síntese de !licose !licose a partir de não6car)oidratos5% não6car)oidratos5% As SeVo*uinases en'imas *ue catali'am a fosforilação da !licose são uma família de isoen'imas tecido6específicas *ue diferem em suas propriedades cinéticas% A isoen'ima encontrada no fí!ado e células do pXncreas tem um Um muito mais alto do *ue outras SeVo*uinases e é cSamada de !lico*uinase% As cinases são en'imas *ue catali'am a transfer+ncia de um !rupo fosforil terminal do ATP para um aceptor nucleófilo% ,o caso da SeVo*uinase o aceptor é uma SeVose normalmente 6!licose em)ora a SeVo*uinase possa catalisar a fosforilação de outras SeVoses comuns tais como 6frutose e 6manose% A SeVo*uinase como muitas outras cinases re*uer M!2b para sua ati$idade pois o $erdadeiro su)strato da en'ima não é ATP6. e sim M!ATP6 2% Em muitas células parte da SeVo*uinase se encontra li!ada a porinas na mem)rana mitocondrial eVterna as *uais dão a essas en'imas o acesso precoce ao ATP recém6sinteti'ado conforme ele sai da mitocndria%
&eação 2: osoeHose>isomerase osoeHose>isomerase ,a se!unda reação r eação catalisada pela en'ima !licosefosfato6isomerase 4tam)ém cSamada de fosfoeVoseisomerase5 a !licose616fosfato uma aldose é con$ertida num processo de isomeri'ação re$ersí$el em frutose616fosfato uma cetose assim permitindo um sítio de entrada para a frutose da dieta na !licólise% Esta isomeri'ação tem um papel crítico na *uímica !eral da $ia !licolítica uma $e' *ue o rearranRo dos !rupos car)onil e SidroVil em C6< e C62 é uma preparação necessária para
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
os próVimos dois passos% A fosforilação fosforilação *ue ocorre na reação se!uinte 4reação 05 re*uer *ue o !rupo em C6< seRa primeiramente con$ertido de um car)onil para um álcool e na reação su)se*uente 4reação .5 a cli$a!em da ponte entre C60 e C6. pela aldolase re*uer um !rupo car)onil em C62%
&eação 9: osorutouinase ,a reação nWmero 0 a célula in$este outra molécula de ATP ATP para fosforilar a frutose616 fosfato e con$ert+6la em frutose6<16)isfosfato% Esta é tam)ém uma reação irre$ersí$el e de controle desta $ia meta)ólica catalisada pela en'ima fosfofruto*uinase *ue é a en'ima marca6passo da !licólise% Esta etapa ocorre para deiVar a molécula simétrica para a reação de cli$a!em na etapa se!uinte%
&eação ;: aldolase ,a reação . a frutose6<16)isfosfato é cli$ada em duas trioses: !liceraldeído606fosfato e diSidroViacetona fosfato% Esta reação é catalisada pela en'ima aldolase%
&eação 1: trioseosatoisomerase trioseosatoisomerase = !lic !licer eral alde deíd ído60 o606fo 6fosf sfat atoo e a diSi diSidr droV oVia iace ceto tona na fosf fosfat atoo são são ism ismer eros os faci facilm lmen ente te intercon$ertí$eis pela en'ima triosefosfatoisomerase% =corre então a con$ersão da diSidroVicetona P em !liceraldeído 0P a Wnica triose *ue pode continuar sendo oVidada%
.ase 2: Produção de ATP e oHidação ,a fase de !eração de ATP ATP 4de rendimento5 r endimento5 !liceraldeído606fosfato 4uma triose fosfato5 é oVidado pelo ,A e fosforilada usando fosfato inor!Xnico% A ponte de fosfato de alta ener!ia !erada nesta etapa é transferida ao AP para formar ATP% = fosfato restante é tam)ém rearranRado para formar outra ponte de fosfato de alta ener!ia *ue é transferida transferida ao AP% AP% Como Sá dois moles de triose fosfato formados o resultado da fase de !eração de ATP é de *uatro ATPs e dois ,A% = resultado é uma produção !lo)al de dois moles de ATP dois moles de ,A e dois moles depiru$ato por mol de !licose%
&eação 4: Triose osato desidrogenase ,a primeira reação desta fase a nWmero 1 no se!uimento da fase anterior anterior cada !liceraldeído606fosfato é oVidado 4desidro!enado5 pelo ,Ab 4e o ,Ab passa a ,A5 e fosforilado por um fosfato inor!Xnico dando ori!em a <06@ifosfo!licerato 4<0 @PB5% Esta reação é catalisada pela en'ima Triose fosfato desidro!enase% desidro!enase%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
&eação !: .osoglicerocinase .osoglicerocinase ,a reação 7 catalisada pela en'ima <0 @iP!liceratocinase @iP!liceratocinase a <0 @PB transfere um !rupo fosfato para uma molécula de AP dando ori!em a uma molécula de ATP ATP e a 06fosfo!licerato% Esta é a primeira etapa da !licólise *ue sinteti'a ATP diretamente na $ia%
&eação 6: .osogliceromutase .osogliceromutase ,a reação / a en'ima fosfo!liceromutasereaposiciona fosfo!liceromutasereaposiciona a posição do !rupo fostato 06 "osfo!licerato dando ori!em a 26fosfo!licerato 4!rupo fosfato li!ado ao car)ono 25 preparando o su)strato para a próVima reação%
&eação 8: enolase A reação reação K é uma reação de desidratação catalisada pela en'ima enolase% = 26fosfo!licerato é desidratado formando uma molécula de á!ua e fosfoenolpiru$ato 4PEP5 um composto altamente ener!ético% "oi de$ido a esta confi!uração ener!ética *ue o !rupo fosfato foi transferido da posição 0 para 2 na reação anterior%
&eação "L: piruvatouinase A reação reação < Wltima Wltima desta desta $ia meta) meta)óli ólica ca catal catalisa isada da pela pela en'ima en'ima piru$a piru$atoc tocina inase se Sá transfer+ncia do !rupo fosfato do fosfoenolpiru$ato para uma molécula de AP AP formando6se então uma molécula de ATP ATP e piru$ato% Tendo Tendo em conta *ue por cada molécula de !liceraldeído606fosfato produ'6se duas moléculas de ATP ATP na !licólise são produ'idos ao todo . ATPs ATPs e !astos 2% = saldo ener!ético é de 2 moléculas de ATP e 2 ,A por molécula de !licose%
0%2 6 C3C?= E J(E@& 4=> C3C?= = FC3= CGT(3C=5 Para o ciclo da !licose intera!ir com o ciclo de Jre)s Sá uma reação intermediária a *ual transforma6se o Piru$ato em Acetil6CoA% ,esta etapa ocorre a entrada de ,A e CoA6&% = Piru$ato !erado na !licólise sofre desidro!enação 4oVidação5 e descar)oVilação catalisado pelo compleVo Piru$atodesidro!enase% urante essas reaç#es é adicionada a coen'ima A4CoA5% esta form forma a a part partir ir de cada cada piru piru$a $ato to prod produ' u'6s 6see um acet acetil il6C 6CoA oA%% Esta Esta etap etapaa é fund fundam amen enta tal l principalmente no fí!ado *ue re!ula a !licemia no san!ue pois é irre$ersí$el% = piru$ato pode ser transf transform ormado ado no$ no$ame amente nte em !licos !licose e atra$é atra$éss do !asto !asto de ener! ener!ia ia num proces processo so cSama cSamado do !liconeo!+nese processo essencial para manutenção do ní$el mínimo de !licose no corpo sem o *ual certos tecidos morreriam por não reali'arem o ciclo de Jre)s% >ma $e' transformado em
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
acetil6CoA não Sá como !erar !licose no$amente sendo este acetil6CoA usado para produ'ir ener!ia 4com oVi!+nio5 corpos cetnicos !ordura colesterol ou isoprenóides% Quando usado para produ'ir ener!ia o acetil6CoA $ai para o ciclo de Jre)s onde será oVidado produ'indo C=2 á!ua e BTP4ener!ia5% =s produtos da oVidação são oVidados pelo oVi!+nio na "osforilação oVidati$a !erando ainda mais ener!ia% &omado com a !licólise são produ'idos 0/ ATP por molécula molécula de açWcar açWcar%% á dois tipos de fermentação:
"ermentação aeró)ica: ocorre na presença de oVi!+nio do ar como por eVemplo no ácido cítrico e na penicilina%
"ermentação Anaeró)ica: ocorre na aus+ncia de oVi!+nio como por eVemplo na cer$eRa no $ina!re no io!urte e até em cXim)ras%
0%0 6 "E(ME,TAD= A,AE(I@3CA A fermentação ocorre *uando após a !licólise não é reali'ado o ciclo de Jre)s por*ue o or!anismo em *uestão não o possui ou por*ue esta $ia está )lo*ueada como durante a SipóVia 4falta de oVi!+nio5%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
Em am)os os casos a !licólise !asta ,Ab e produ' ,A% Como a *uantidade de ,A na célula é limitada este de$e ser re!enerado a ,Ab% Para isso al!uma molécula de$e rece)er estes elétrons *ue o ,A carre!a% ,a respiração aeró)ica o oVi!+nio rece)e estes elétrons mas na aus+ncia de oVi!+nio o produto da !licose piru$ato ou seus deri$ados rece)em estes elétrons% ,o caso do ser Sumano outros animais e al!umas )actérias a aus+ncia de oVi!+nio suficiente le$a a reação do ,A com o piru$ato !erando ,Ab e ácido láctico 4"ermentação láctica5% ,o caso das le$eduras e )actérias do !+nero Zymonas, ocorre a "ermentação alcoólica: o piru$ato é descar)oVilado !erando acetaldeído acetaldeído atra$és da en'ima piru$ato descar)oVilase 4ausente "i!ura 8: Produtos finais da fermentação de acordo com o micror!anismo utili'ado%
em animais5 e o ,A redu' o acetaldeído produ'indo ,Ab e etanol 4como nos processos fermentati$os do pão dos $inSos e das cer$eRas5% Al!uns microor!anismos fermentam produ'indo outras $ariadas su)stXncias como nos estudos de CSaim ei'mann primeiro presidente de 3srael 4produ'indo acetona5 ou usando outros aceptores de elétrons *ue não o oVi!+nio como nitrato sulfato íons férricos etc%%
90; M +N+&C5C'OS D+ .'NA)*O <6 = *ue é o processo de fermentação f ermentação
2
"onte: ;;;%!oo!le%com9ima!es% %!oo!le%com9ima!es% Centro ;;; de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
26 Para al!umas )actérias anaeró)ias o !ás oVi!+nio pode ser letal% Que nome é dado a esses or!anismos 06 Certos fun!os e al!umas )actérias reali'am a fermentação na aus+ncia de oVi!+nio e a respiração aeró)ia na presença desse !ás% Que nome é dado a esses or!anismos .6 EVpli*ue resumidamente o *ue acontece durante o processo de fermentação% 86 = açWcar é utili'ado na maioria dos processos de fermentação% = *ue esse su)strato fornece para esse processo 16 = *ue é o processo de !licólise 76 A con$ersão con$ersão da !licose em duas moléculas de piru$ato ocorre em de' passos% Cite cada um deles%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
/6 = *ue é a fermentação anaeró)ica
;0 T'POS D+ P&OC+SSOS .+&$+(TAT'
.ermentação Eomoláctica: proc proces esso so no *ual *ual o ácid ácidoo láct láctic icoo é o Wnic Wnicoo prod produt utoo da fermentação da !licose% As )actérias Somolácticas podem eVtrair duas $e'es mais ener!ia de uma *uantidade definida de !licose do *ue as Seterolácticas% = comportamento Somofermentati$o é o)ser$ado *uando a !licose é meta)oli'ada mas não necessariamente *uando as pentoses o são Rá *ue al!umas )actérias Somolácticas produ'em ácidos acético e láctico *uando utili'am pentoses% = caráter Somofermentati$o de al!umas linSa!ens pode ser mudado pela alteração das condiç#es de crescimento tais como concentração de !licose p e limitação de nutrientes% Todos os mem)ros "agococcus são Somofermentadores assim dos !+neros Pediococcus, Streptococcus, !actococcus e "agococcus
como al!uns !actobacillus, e são muito importantes para a formação de acide' em laticínios%
.ermentação Eeteroláctica: processo no *ual ocorre produção da mesma *uantidade de lactato dióVido de car)ono e etanol a partir de SeVoses% As )actérias Seterolácticas são mais importantes do *ue as Somolácticas na produção de componentes de aroma e sa)or tais como o acet acetil ilal alde deíd ídoo e o diac diacet etil il%% =s Sete Setero rofe ferm rmen enta tado dore ress são são !euconostoc #enococcus $eissela %arnobacterium, !actosphaera %arnobacterium, !actosphaera e
2
al!uns !actobacillus& = processo de formação de diacetil a partir
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
de citrato na indWstria de alimentos é fundamental para a formação de odor por eVemplo na fa)ricação de mantei!a% A fermentação fermentação lática reali'a6se em duas fases: f ases:
" .ase: -liclise A !licólise ocorre em dois está!ios% = primeiro trata6se de um está!io preparatório em *ue a !licose é fosforilada e cli$ada para !erar 2 moléculas de triose fosfato% Este processo consome 2 ATP como uma forma de in$estimento ener!ético% ,o se!undo está!io 2 moléculas de triose fosfato são con$ertidas a piru$ato com a concomitante !eração de . ATP ATP%% A !licólise portanto tem um rendimento de 2 ATP por molécula de piru$ato%
2 .ase: .ermentação da via láctica Após a !licólise a redução do piru$ato é catalisada pela en'ima lactato6desidro!enase% = e*uilí e*u ilí)ri )rioo !lo)a !lo)all dessa dessa reação reação fa$ore fa$orece ce fortem fortement entee a formaç formação ão de lactat lactato% o% Micror Micror!an !anism ismos os fermentadores re!eneram continuamente o ,Ab pela transfer+ncia dos elétrons do ,A para formar um produto final redu'ido como o são o lactato e o etanol% "i!ura 1: (edução da !licose em ácido lático
Produtos originados : Uefir lé)en io!urte coalSadas cSucrute a'eitona picles% .%<%2 6 "E(ME,TAD= ?FCT3CA ,= =MEM
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
-oc+ Rá de$e ter ou$ido *ue é comum a produção de ácido lático nos mWsculos de uma pessoa em ocasi#es *ue Sá esforço muscular eVa!erado% A *uantidade de oVi!+nio *ue as células musculares rece)em para a respiração aeró)ia é insuficiente para a li)eração da ener!ia necessária para a ati$idade ati$idade muscular intensa% ,essas condiç#es ao mesmo tempo em *ue as células musculares continuam respirando elas começam a fermentar uma parte da !licose na tentati$a de li)erar ener!ia eVtra% = ácido láctico acumula6se no interior da fi)ra muscular produ'indo dores cansaço e cXim)ra% epois uma parte desse ácido é condu'ida pela corrente san!uínea ao fí!ado onde é con$ertido em ácido pirW$ico% .%2 6 "E(ME,TAD= A?C=I?3CA A fermentação alcoólica é um processo )ioló!ico no *ual açWcares como a !licose frutose e sacarose são con$ertidos em ener!ia celular com produção de etanol e diHido de carBono como compostos principais e como su)produtos !licerol ácidos pirW$ico e alcoóis superiores% Praticamente todos os or!anismos $i$os podem utili'ar a !licose para produção da ener!ia necessária para seus processos meta)ólicos% ,este processo cSamado !licólise a !licose e al!uns outros açWcares são transformados em outras su)stXncias com li)eração de ener!ia% = *ue determina *uais su)stXncias serão produ'idas depende do tipo de micror!anismos e o meio onde $i$em% As le$eduras de cer$eRaria e padaria e em todos os outros or!anismos *ue promo$em a fermentação alcoólica incluindo al!umas plantas fermentam a !licose em etanol e C=2 de forma *ue neste processo toda massa de !licose está contida nos produtos e não é utili'ada outra su)stXncia como gmatéria primag 4como oVi!+nio nitrato etc5% = processo de !licólise comum s fermentaç#es produ' ácido pirW$ico *ue no meio celular encontra6se ioni'ado na forma de piru$ato e um intermediário redu'ido o ,A% Como a *uantidade de ,A é limitada e ele é necessário na sua forma oVidada 4,Ab5 na !licólise e conse*uentemente na continuação do processo de produção de ener!ia o ,A tem *ue ser oVidado% A forma como ele será oVidado% caracteri'a o tipo de fermentação e *uase sempre utili'a o outro su)produto da !licólise: o piru$ato ou seus deri$ados% ,a fermentação alcoólica o piru$ato sofre descar)oVilação descar)oVilação 4perda de um átomo de car)ono na forma de C=25 pela ação de uma en'ima 4piru$ato descar)oVilase5 formando aldeído acético% Este aldeído sofre redução oVidando o ,A para ,Ab e formando o etanol processos intermediados pela en'ima álcool desidro!enase%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
A ferm fermen enta taçã çãoo alco alcoól ólic icaa é real reali' i'ad adaa por por le$e le$edu dura ras s prin princi cipa palm lmen ente te do !+ne !+nero ro Saccharomyces e )actérias como a Zymomonas mobilis%
"i!ura 7: (edução da !licólise em etanol
.%2%<6 3MP=(TH,C3A A "E(ME,TAD= A?CI=?3CA = C=2 produ'ido na descar)oVilação do piru$ato pelas le$eduras é o responsá$el pela car)onatação caraterística do cSampa!ne4$inSo5 e da cer$eRa assim como pelo crescimento da massa do pão e do )olo% = álcool desidro!enase está presente em muitos or!anismos *ue meta)oli'am o álcool incluindo o Somem% ,o fí!ado Sumano ela catalisa a oVidação do etanol *uer ele seRa in!erido *uer ele seRa produ'ido por micro6or!anismos intestinais com a concomitante redução do ,Ab para ,A% = álcool produ'ido pelas picadas é tam)ém um meio de defesa contra outros micro6 or!anismos% Mesmo a própria le$edura não conse!ue so)re$i$er em um meio com mais de 28[ álcool 4a maioria das cepas naturais interrompe o crescimento a <2[ etanol em solução5% Esta propriedade de eliminar micro6or!anismos micro6or!anismos indeseRá$eis foi muito usada na anti!uidade: na Europa
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
muitas fontes de á!ua eram contaminadas e o $inSo e cer$eRa não possuiam os micro6or!anismos pato!+nicos% =corre produção de etanol e durante o processo Sá li)eração de C=2% Essa li)eração é responsá$el pelo crescimento de massas de )olo e de pão *ue possuem fermento 4or!anismo fermentador5% A fermentação fermentação tam)ém é responsá$el responsá$el pela fa)ricação de )e)idas alcoólicas% "i!ura / 6 A formação de dióVido de car)ono é a causa do aumento do pão
"onte: ;;;%so)iolo!ia%com%)r
.%0 6 "E(ME,TAD= ACT3CA
A "ermentação Acética é uma reação *uímica *ue consiste na oVidação parcial do álcool etílico com produção de ácido acético% Este processo é utili'ado na produção de $ina!re comum e do ácido acético industrial% esen$ol$e6se esen$ol$e6se tam)ém na deterioração de )e)idas de )aiVo teor alcoólico e na de certo rtos alim limento ntos% rea reali' li'ada por )actéri tériaas denomina deno minadas das aceto)ac aceto)actéria térias s produ'ind produ'indoo ácido ácido acético acético e dióVido de car)ono% @asica @asicamen mente te para para a o)tenç o)tenção ão do ácido ácido acétic acéticoo recorre6se primeiro fermentação alcoólica processo anaeró)io reali'ado por certas le$eduras cuRos produtos o)tidos incluem incluem álcool etílico e dióVido de car)ono% A partir partir do álcool etílico então o)tido é promo$ida a oVidação parcial do mesmo 4uma reação aeró)ia5 atra$és das aceto)actérias%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
As aceto)actérias tam)ém conSecidas por )actérias acéticas necessitam de oVi!+nio para reali'ar acetificação% Por essa ra'ão multiplicam6se mais na parte superior do $inSo *ue está sendo transformada em $ina!re% = melSor rendimento da reação acética ocorrerá a uma temperatura entre os 28 e os 0]C% &e!undo a e*uação da reação oVidati$a o rendimento da transformação do álcool em ácido acético é o se!uinte: C0 C0 6 C2= C2= b =2
666h 666h
C0 C0 6 C== C== b 2 2= =
.1! .1! de álco álcool ol
666h 666h
1! 1! de ácid ácidoo acét acétic icoo
<0! <0! de ácid ácidoo acé acéti tico co
,a prática para se determinar a *uantidade de ácido acético de um $ina!re a partir do $inSo *ue lSe deu ori!em estima6se *ue para cada <[ $9$ de álcool do $inSo forma6se <[ de ácido acético no $ina!re% Por eVemplo um $inSo de <[ de álcool ori!inará um $ina!re de <[ de ácido acético no entanto esse rendimento é )aiVo para os acetificadores industriais% =utra maneira de calcular o rendimento em ácido acético é multiplicar o !rau alcoólico do $inSo por <.0% ,esse caso o $inSo com <[ $9$ de álcool daria ori!em a um $ina!re de <.0[ de ácido acético% As principais perdas de ácido acético no processo de acetificação são de$idas ao consumo ele$ado de álcool pelas )actérias e$aporação natural dos constituintes $oláteis 4álcool ácido acético5 e a pro)lemas industriais% Em al!u al!uns ns caso casos s as perd perdas as de ácid ácidoo acét acétic icoo pode podem m ser ser mais mais ele$ ele$ad adas as de$i de$ido do transformação do ácido acético em á!ua e dióVido de car)ono pela presença predominante de )actérias Acetobacter 'ylinum& .%. 6 "E(ME,TAD= @>TG(3CA "ermentação )utírica é a reação *uímica reali'ada por )actérias anaeró)ias atra$és do *ual se forma o ácido )utírico% Este processo foi desco)erto por ?ouis Pasteur em
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
A temperatura desta reação é aproVimadamente de .o C e as )actérias )utíricas não causam nenSum transtorno% &em dW$ida se a massa ficar durante um tempo eVcessi$o em am)iente acima de 02] C pode ocorrer fermentação fermentação )utírica afetando afetando o aroma do produto% produto%
1 M $AT=&'AS>P&'$AS: T'POS + T&ATA$+(TOS A escolSa das matérias6primas depende do tipo de produto final deseRado% =s principais tipos de matérias6primas são as amiláceas sacaríneas e celulósicas%
8%< 6 T3P=& E MAT(3A&6P(3MA&
<% $atrias primas amiláceas: o su)strato principal é o amido *ue é um polissacarídeo formado por moléculas de !licose unidas atra$és de li!aç#es !licosídicas 6<.% = amido está presente em cereais como tri!o milSo ce$ada e arro' e tam)ém em )atatas mandiocas e outros tu)érculos% Todas as matérias primas amiláceas podem ser utili'adas na o)tenção de álcool etílico de *ualidade destinado as indWstrias de perfumes e cosméticos de licores cer$eRas sa*u+s etc% As principais amiláceas são:
2
Brãos9cereais: tri!o milSo ce$ada centeio e arro'\ (aí'es9tu)érculos: (aí'es9tu)érculos: mandioca )atata )atata doce%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
20 $atrias primas celulsic celulsicas: as: ,este caso o su)strato principal é a celulose e tam)ém é um polissacarídeo formado por moléculas de !licose unidas por li!ação j6<.% As matérias primas celulósicas são o)tidas dos resíduos a!rícolas como cascas de cereais e suas palSas )a!aços de frutas sa)u!o de milSo serra!ens e outros resíduos das indWstrias madeireiras e de mó$eis% Tam)ém são cSamadas matérias primas li!nocelolósicas% Tais matérias primas apresentam )aiVo
teor de nitro!+nio e sais minerais podem ser utili'adas na produção de proteína unicelular 4&CP – &in!le cell protein5 e tam)ém na produção de etanol celulósico *ue tem !anSado importXncia nos Wltimos anos $isto *ue os resíduos li!nocelulósicos são os mais a)undantes no mundo 4matéria prima )arata5% As principais celulósicas são:
&u)produtos da indWstria de madeiras\ @a!aços\ Casca de frutas\ &a)u!o de milSo\ (esíduos a!rícolas%
0% Matéria prima sacaríneas:
Caldo de cana6de6açWcar\ cana6de6açWcar\ Melaço\ &uco de frutas\ ?eite e soro de leite\ ?icor sulfídrico\ -inSato ou $inSaça%
;0 $atrias primas diversas: Além das anteriores outras podem ter importXncia como por eVempl eVe mplo o os Sid Sidroc rocar) ar)one onetos tos tan tanto to ali alifát fático icoss com comoo aro aromát mático icos s *ue pod podem em ser uti utili' li'ado adoss na produção de compostos or!Xnico or!Xnicoss oVi!enados como !orduras ésteres ácido salicílico álcool e proteína unicelular unicelular tam)ém as al!as e plantas marinSas *ue são ricas em !licídios e proteínas podem ser utili'adas na produção de acetona\ tam)ém os esteróis encontrados em $e!etais superiores podem ser utili'ados na produção de Sormnios etc% Matérias6primas não con$encionais con$encionais
"ração de petróleo\ ?iVo\ F!uas residuais%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
8%2 6 T(A T( ATAME,T= A MAT(3A6P( MAT(3A6P(3MA 3MA
"0 Amido: o amido de$e ser sacarificado pre$iamente caso os micror!anismos a serem utili'ados não produ'am en'imas do tipo amilases% A sacarificação do amido consiste na sua Sidrólise li)erando açucares como !licose e maltose% A sacarificação pode ser efetuada por métodos *uímicos 4Sidrólise ácida ou )ásica5 ou por $ia )io*uímica 4utili'ação de en'imas as amilases5% A Sidrólise en'imática é a preferida pois é feita de forma )randa e condu' a uma sacarificação limpa do amido e$itando pro)lemas de corrosão comuns na Sidrólise ácida e tam)ém produ' um mosto ruim 4mosto é o caldo *ue será fermentado5% As en'imas amilases eVistem naturalmente em al!uns !rãos maltados e tam)ém são produ'idas por al!uns fun!os e )actérias% As amilases de ori!em $e!etal são uma com)inação de e j amilase um eVemplo é a fa)ricação da cer$eRa na *ual a ce$ada !erminada 4o malte5 contem amilases em !randes proporç#es *ue sacarificam o amido do !rão li)erando açucares utili'ados pela le$edura na produção da )e)ida alcoólica% entre os micro6 or!a or!anis nismos mos *ue produ'e produ'em m amila amilase sess pod podem em citar citar o Aspergilus n(ger % Para *ue o amido seRa sacarificado pela en'ima é necessário estar disperso numa solução 4amido solW$el5 conse!ue6se isso fa'endo o co'imento do amido%
20 Celulose: =s resíduos li!nocelulósicos *uando Sidrolisados fornecem aproVimadamente 7[ de monossacarídeos como !licose frutose Vilose% E aproVimadamente 0[ de li!nina% A li!nina atua como uma )arreira para o acesso da en'ima a cadeia de celulose lo!o tais resíduos precisam de tratamentos pré$ios para remoção da maior parte da li!nina dentre estes temos: o alcalino *uando se util utili' i'aa ,a ,a= = a cerc erca de .[ em tem temperat eratuura ele$a le$adda ou solu soluçção de peró eróVid Vido de Sidro!+nio42=25 conSecido como tratamento oVidati$o% Tam)ém Tam)ém eViste o método de eVplosão por $apor *uando a matéria é su)metida a $apor e altas temperaturas e uma redução rápida na pressão promo$e uma eVplosão na cadeia li!nocelulósica li!nocelulósica todos estes métodos o)Reti$am eVpor a cadeia de celulose tornando6a suscetí$el ao ata*ue en'imático% 8%0 – ETAP ETAPA& A& E E >M P(=CE&&= "E(ME,TAT3-= "E(ME,TAT3-= <5 "ormulação do meio de cultura a ser usado no processo\ 25 Esterili'ação do meio de cultura fermentadores e e*uipamentos auViliares\ 05 Produção de uma cultura pura e ati$a em suficiente *uantidade para inocular no fermentador\ .5 Crescimento dos or!anismos no fermentador so) condiç#es ótimas para a formação do produto 85 EVtração do produto e sua purificação\ 15 isposição dos efluentes produ'idos no processo%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
= coração de *ual*uer processo fermentati$o é sem dW$ida o fermentador% >ma definição funcional para um fermentador seria di'er *ue consiste em um recipiente em *ue se mantém um am)iente fa$orá$el para *ue se desen$ol$a um determinado processo )ioló!ico% A pala$ra fermentador nos fa' $isuali'ar um recipiente de !rande tamanSo de aço inoVidá$el )rilSante e com uma instrumentação muito sofisticada% Ainda *ue muitos fermentadores industriais
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
são assim outros importantes processos )ioló!icos industriais desen$ol$idos em !rande escala são condu'idos em e*uipamentos muito menos sofisticados% Em al!uns processos um fermentador pode consistir em um simples recipiente a)erto em)ora para processos cuRas condiç#es são muito sensí$eis será necessário um sistema fecSado e muito )em controlado capa' de manter um am)iente fa$orá$el% As condiç#es am)ientais eVistentes dentro de um fermentador podem considerar6se so) tr+s aspectos diferentes: condiç#es )ioló!icas *uímicas e físicas% >nicamente os micror!anismos *ue contri)uem para o processo em *uestão encontram6se presentes en*uanto *ue os não produti$os destruti$os ou não deseRá$eis esteRam eVcluídos do processo% o ponto de $ista de produção é importante tam)ém *ue os micror!anismos micror!anismos deseRados esteRam presentes em *uantidades suficientes para *ue o processo se desen$ol$a a um ritmo rentá$el% >m sistema *ue contenSa somente o micror!anismo micror!anismo deseRado di'6se um sistema asséptico% A assepsia conse!ue6se primeiro esterili'ando o meio eliminando todos os or!anismos $i$os di'6se então então esteri esterili' li'ad ado o se!und se!undoo introd introdu'i u'indo ndo o micror micror!an !anism ismoo dese deseRad Rado% o% = ato de introd introdu' u'ir ir o micror!anismo micror!anismo deseRado denomina6se inoculação% 3mpl 3mplic icaa na comp compos osiç ição ão do meio meio de cres cresci cime ment ntoo micr micro) o)ia iano no *ue *ue de$e de$erá rá cont conter er as concentraç#es ade*uadas de su)stratos ou nutrientes micro)ioló!icos assim como dos precursores sintéticos li$res de su)stXncias ini)idoras e mantidas a um p ade*uado% (efere6se fundamentalmente a temperatura do sistema cuRo controle é muito importante *uando se proReta um fermentador% fermentador% Este parXmetro e a necessidade de manter a uniformidade das condiç#es ao lon!o da fermentação eVi!em um )om sistema de a!itação o *ue pode pro$ocar por sua $e' a ruptura dos or!anismos e de seus a!re!ados% Quando se mantém um am)iente fa$orá$el os parXmetros am)ientais não t+m *ue necessariamente permanecerem constantes constantes ao lon!o lon!o do tempo%
10; M +N+&C5C'OS D+ .'NA)*O <6 Quais são os principais tipos de processos fermentati$os
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
26 = *ue é a fermentação lática 06 A fermentação fermentação lática pode ser classificada em Somolática e Seterolática% EVpli*ue resumidamente cada uma delas% .6 Cite tr+s produtos ori!inários da fermentação lática% 86 Como o ácido lático atua nos mWsculos do ser Sumano 16 EVpli*ue resumidamente a fermentação alcoólica%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
76 Cite as principais importXncias da fermentação alcoólica% /6 EVpli*ue a fermentação acética resumidamente% K6 Qual o rendimento da transformação do álcool em ácido acético% <6 (esuma o *ue é e como é produ'ida a fermentação )utírica%
"<6 cite as etapas de um processo fermentati$o% 2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
40 +ST+&','?A)*O e acordo com um conceito )em amplo a esterili'ação de um meio é a operação *ue tem por finalidade remo$er ou destruir todas as formas de $ida animal ou $e!etal macro ou microscópicas microscópicas saprófitos ou não eVistentes no meio considerado% 3sso *uer di'er *ue a esterili'ação pro$oca nos micror!anismos micror!anismos uma perda irre$ersí$el da capacidade capacidade de reprodução no am)iente considerado% ,ão implica entretanto a inati$ação total das en'imas celulares toVinas etc% = mecanismo letal $aria conforme o processo de esterili'ação empre!ado% = efeito final entretanto é o mesmo% e$e ocorrer a destruição e9ou inati$ação da4s5 en'imas en$ol$idas em processos $itais para o micror!anismo% micror!anismo% Teoricamente Teoricamente )asta *ue o a!ente esterili'ante )lo*ueie uma reação en'imática essencial essencial ou destrua uma molécula $ital% ,a prática entretanto a!entes com ação tão especifica não encontram aplicação como esterili'antes por $ários moti$os: a Setero!eneidade da população micro)iana\ a possi)ilidade da eVist+ncia de micror!anismos com capacidade de utili'ar outras _rotas meta)ólicas` para $encer o )lo*ueio esta)elecido\ a dificuldade do a!ente em atin!ir um al$o muito específico\ etc% podem ser mencionados como fatores *ue Rustificam a utili'ação de a!entes capa'es de atin!ir o micror!anismo micror!anismo de um modo mais !rosseiro e inespecífico% 1%< 1%< 6 MT MT= == =& E E&TE(3?3AD= Em
um
processo
fermentati$o são tr+s os pontos de esterili'ação necessários: <5 E*uip *uipaamento ento 25 Mosto 05 Ar
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
1%2 6 E&TE(3?3AD= = EQ>3PAME,T= Esterili'ar um e*uipamento si!nifica eliminar todas as formas de $ida de seu interior ou superfície% Em al!uns al!uns proce processo ssoss )iotec )iotecnol noló!i ó!ico coss indust industria riais is a elimin eliminaçã açãoo parci parcial al da pop popula ulaçã çãoo micro)iana dos e*uipamentos é suficiente para !arantir a *ualidade *ue se deseRa no produto% EVemplo: processos onde ini)idores de crescimento são produ'idos e o teor do ini)idor impede em maior ou menor !rau o crescimento de $ários micror!anismos% 3ni)idores de crescimento: fermentação alcoólica produção de $ina!re 9 ácido acético ácido lático anti)ióticos )iocidas etc% ,a indWstria de laticínios o processo de pasteuri'ação destrói a maior parte mas não todos os micror!anismos% micror!anismos% Assim desen$ol$eram6se processos de desinfecção *ue não esterili'am mas !arantem a assepsia ade*uada% EVempl EVemplo: o: indWst indWstria ria de alimen alimentos tos – a elimin eliminaçã açãoo de pató!e pató!enos nos é reali' reali'aa por proces processos sos não não esterili'antes% A esterili'ação esterili'ação dos e*uipamentos é reali'ada por:
"F $to $todo doss ísi ísico cos: s: calor calor seco seco calor calor Wmido Wmido radiaç radiação ão ultra$ ultra$iol ioleta eta radiaç radiação ão com com partíc partícula ulass ioni'antes 4!ama5 e ultrassom\
2F $todos uímicos: limpe'a do e*uipamento com lí*uidos ou !ases *ue matam ou danificam irre$ersi$elmente sua capacidade reproduti$a – Sipoclorito fenóis formaldeído óVido de etileno o'nio dióVido de enVofre etc%
(eatores )io*uímicos e tu)ulaç#es são !eralmente esterili'ados pela aplicação de calor Wmido 4$apor saturado5%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
E*uipamentos destinados ao processamento de produtos de fermentação 4)om)a filtros centrífu!as misturadores separadores colunas cromato!ráficas Somo!enei'adores etc%5 são esterili'ados preferencialmente por calor Wmido%
Material de la)oratório utili'ado no processo é esterili'ado por $apor Wmido 4autocla$e5 seco 4fornos5 e por radiação ultra$ioleta%
Em)ala!ens são em !eral esterili'adas por radiação !ama calor Wmido ou por la$a!em com produtos *uímicos *uímicos apropriados%
1%0 6 M== E AD= =& ABE,TE& E&TE(3?3A,TE& =s a!ente a!entess esteri esterili' li'ant antes es pod podem em indu' indu'ir ir por difere diferente ntess mecani mecanismo smos s a forma formação ção de su)stXncias *uímicas letais no interior das células e9ou alteraç#es em moléculas essenciais para a manutenção e so)re$i$+ncia celular le$ando morte do micror!anismo% A morte celular pode ser causada por uma ou mais les#es% ,a célula $i$a normal eVistem inWmeros al$os possí$eis de lesão celular tais como: a5 En'imas En'imas respon responsá$e sá$eis is pelos pelos processo processoss meta)ólic meta)ólicos\ os\ )5 Mem)rana citoplasmática *ue mantém a inte!ridade do conteWdo celular celular controlando o transporte de su)stXncias entre a célula e seu meio eVterno além de ser tam)ém o local de al!umas reaç#es en'imáticas\ c5 Parede Parede celular celular *ue proporci proporciona ona ri!ide' ri!ide' e resist resist+n +ncia cia mecXnica mecXnica aos micror micror!a !anis nismo moss e participa de al!uns al!uns processos fisioló!icos% fisioló!icos% d5 ano !enétic !enético o responsá$e responsá$ell pela codificaçã codificaçãoo de al!uma en'ima en'ima essencia essencial%l% >ma lesão em *ual*uer um desses ní$eis pode desencadear alteraç#es *ue le$am a morte do micror!anismo% 1%. 6 E&TE(3?3AD= P=( ABE,TE& "G&3C=& =s principais a!entes físicos esterili'antes são: calor seco calor Wmido radiação ultra$ioleta e radiação !ama% Cada um deles encontra aplicação em diferentes partes do processo de assepsia% 1%.%< 6 E&TE(3?3AD= P=( CA?=( NM3= = a!ente de uso mais fre*uente é o calor Wmido fornecido por $apor de á!ua saturado% = calor é o)tido em caldeiras e distri)uído por dutos de aço !al$ani'ado ou inoVidá$el isolados termicamente% Pelas altas temperaturas e press#es na caldeira o $apor é considerado estéril% Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
$odo de ação do agente esterilizante: calor Qmido A temperatura ele$ada associada ao alto !rau de umidade representa um dos métodos mais
efeti$os para destruição de micror!anismos% micror!anismos% = calor Wmido mata os micror!anismos principalmente pela desnaturação irre$ersí$el de suas proteínas destruindo en'imas e mem)ranas celulares% A resist+ncia das proteínas ao calor é uma função da Sidratação das células% Quanto maior a *uantidade de á!ua mais facilmente entrará nos domínios internos das moléculas de proteína causando mudanças conformacionais irre$ersí$eis% =s car)oidratos tam)ém sofrem alteraç#es sendo carameli'ados e !erando produtos tóVicos% 1%.%2 6 E&TE(3?3AD= P=( CA?=( &EC= A esterili'ação por calor seco é empre!ada para $idrarias metais e sólidos resistentes ao calor% calor% reali'ada em fornos ou estufas *ue atinRam temperaturas superiores a <8 YC% ,a aus+ncia de umidade a transfer+ncia de calor é mais lenta e os micror!anismos micror!anismos apresentam maior resist+ncia a inati$ação% essa forma os tempos de eVposição ao calor são superiores 4cerca de 0 a . Soras5%
$odo de ação do agente esterilizante: calor seco = calor seco destrói os micror!anismos atra$és da oVidação de seus constituintes *uímicos%
Entretanto dependendo do conteWdo de á!ua dentro da célula pode ocorrer a coa!ulação de proteínas% A esterili'ação esterili'ação pelo calor seco é muito mais lenta e menos efica' *ue por calor Wmido% 1%.%0 6 E&TE(3?3AD= P=( (A3AD= >?T(A-3=?ETA util utili' i'ad adaa para para este esteril rili' i'ar ar mate materi riai aiss sóli sólido doss como como $idr $idrar aria ias s uten utensí síli lios os metá metáli lico cos s em)ala!ens em)ala!ens etc% >ltra$ioleta Ramais de$e ser utili'ado na presença de pessoas ou animais%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
A fonte de ultra$ioleta é normalmente uma lXmpada emissora dessa radiação% A esterili'ação esterili'ação é reali' reali'ada ada simple simplesme smente nte eVp eVpond ondoo o materi material al a radiaç radiação ão em am)ien am)iente te fecSad fecSado o pelo pelo tempo tempo ade*uado% Como a capacidade de penetração da radiação é muito )aiVa apenas a superfície do material eVposto e o ar ao redor são esterili'ados%
$odo de ação do agente esterilizante: radiação ultravioleta
=s raios ultra$ioletas a!em diretamente so)re o ,A e (,A alterando a estrutura dessas moléculas e pro$ocando danos ao processo de manutenção e di$isão celular% Em função do tempo de eVposição esses danos normalmente le$am os micror!anismos a morte% 1%.%. 6 E&TE(3?3AD= P=( (A3AD= BAMA (adiação !ama em !eral produ'ida por co)alto 1 ou césio <07 tem poder de penetração eVtremamente alto% =s materiais eVpostos a radiação !ama não !uardam res*uícios radioati$os daí ser um método se!uro de esterili'ação% = )om)ardeio de$e ser reali'ado em cXmaras especiais muito !randes% >ma $e' colocadas em operação não é mais possí$el impedir a emissão da radiação de forma *ue essas cXmaras operam continuamente% continuamente% A esterili'ação é feita colocando6se o material em um cont+iner o *ual é colocado so)re uma esteira *ue circula no interior da cXmara de irradiação% = material pode entrar e sair da cXmara $árias $e'es até atin!ir o ní$el de irradiação ade*uado% ada a compleVidade do método apenas materiais como $idrarias metais e materiais sólidos 4pós alimentos sementes em)ala!ens etc%5 são su)metidos a esse processo%
$odo de ação do agente esterilizante: radiação ionizante As radiaç#es ioni'antes eletroma!néticas são principalmente alfa 45 )eta 4j5 !ama 4 5
raios L raios catódicos além de prótons n+utrons e elétrons de alta ener!ia% = principal al$o *ue le$a a perda de $ia)ilidade é o ,A%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
,a radiação ioni'ante um átomo emite elétrons de alta ener!ia *ue ioni'am sua molécula% = elétron é eRetado e a)sor$ido por outro átomo criando uma cadeia de ioni'aç#es na su)stXncia irradiada% Essa ati$idade eVcita !rupos *uímicos como o ,A causando a produção de radicais *uímicos altamente reati$os os *uais podem alterar !rupos *uímicos e *ue)rar as fitas de ,A causando mutaç#es%
A morte celular resulta da formação de uma cadeia de ioni'ação numa porção si!nificati$a do ,A%
401 M +ST+&','?A)*O PO& A-+(T+S A-+(T+S R#5$'COS A utili'ação utili'ação do calor Wmido é de lon!e a técnica mais utili'ada para esterili'ação de e*uipamentos entretanto *uando o e*uipamento ou componentes de uma instalação não pode ser eVposto ao $apor de á!ua% 1%8%< 6 BE(M3C3A& Q>GM3C=& &ão a!entes saniti'antes lí*uidos e a!em a temperatura am)iente necessitando de tempos de contato maiores para produ'ir o efeito deseRado% &ua capacidade saniti'ante está relacionada as propriedades físicas físicas do material tais como: como: a5 Materi Material al plás plástic ticoo ou metáli metálico\ co\ )5 &uperfície lisa ou ru!osa\ ru!osa\ c5 Poro Porossida idade\ de\ d5 Presença Presença ou ou aus+nc aus+ncia ia de locais locais de difícil difícil acesso% acesso% Tam)ém influenciam no processo as características *uímicas do am)iente tais como: a5 p\ )5 Presença de matéria matéria or!Xnica or!Xnica contaminante\ c5 "ormação "ormação de filmes filmes e depósi depósitos tos de materi material\ al\ d5 ure'a ure'a da á!ua á!ua utili'ad utili'adaa na diluiçã diluiçãoo do princípio princípio ati$o\ ati$o\ e5 Presen Presença ça de de resíd resíduos uos de sa)ã sa)ão% o%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
Em $irtude das !randes infecç#es Sospitalares 4especialmente )actérias pato!+nicas resistentes5 muitos estudos foram reali'ados com relação aos !ermicidas% A partir destas pes*uisas cSe!ou6se a uma classificação *uanto a resist+ncia a !ermicidas *uímicos pelos micror!anismos% micror!anismos%
Tipo de $icrorganismo
7actria esporulante
(ível de atividade germicida para serem destruídos Alto
-ermicida uímico Soluçes auosas de 000 -lutaraldeídoK pe p erHido de de EidrogGnio 4 a 9LUF e misturas de ácido peroactico LK"UF e perHido de EidrogGnio "UF "UFKK diH iHido ido de clor loro e ormaldeído 4 a 6UF0
$icoBactria Alto a intermediário <ír <írus pe peueno uenoss ou não lipídico
.ungos
'ntermediário a BaiHo
7actria vegetativa <írus mdios ou lipídicos
7aiHo
Soluçes etanol ou iso isopro propano panoll !L !L a 8LU LUFK FK comp compos osto toss clor clorad ados os 1LL 1LL a 10LL 10LLLL ppm ppmFK per erHid Hido de EidrogGnio 9 a 4UFK compostos enlicos at 1UF e os iodopEors ;L a 1L ppm de iodo livreF Compostos uaternários de amVnio LK" a LK2UF LK2UF
404 > +ST+&','?A)*O D+ $+'OS D+ C#,T#&A =s meio meioss de cult cultur uraa de$e de$em m ser ser este esteri rili li'a 'ado doss para para *ue *ue todo todoss os cont contam amin inan ante tess 4micror!anismos estranSos5 *ue estão presentes no ar á!ua e*uipamento $idraria e no próprio meio de cultura sólido seRam retirados para não consumirem o meio de culti$o competindo assim com os micror!anismos micror!anismos responsá$eis pela fermentação deseRada% EVemplos: produção de en'imas $itaminas anti)ióticos etanol etc% á casos porém *ue a presença de contaminantes pouco ou nada interfere no processo% = )om andamento do processo é asse!urado pelas próprias condiç#es de tra)alSo sendo dispensá$el eliminar e$entuais contaminantes% contaminantes%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
EVempl EVemplos: os: ferme fermenta ntação ção lática lática de Sortal Sortaliça iças s tratam tratament entoo de resídu resíduos os )ioló! )ioló!ico icos s produç produção ão de $ina!res liVi$iação )acteriana de minérios% Em resumo o !rau de eliminação de contaminantes com o o)Reti$o de o)ter )ons resultados depende de cada caso% EVemplo: a eliminação completa de contaminantes do caldo de cana6de6açWcar para produção de etanol in$ia)ili'a o processo economicamente% economicamente% 1%1%< 6 E&C(3D= =& P(=CE&&=& E E&TE(3?3AD= E ME3= E C>?T>(A =s dois dois proce processo ssoss indust industria riais is mais mais import important antes es são o modo modo de ope operaç ração ão con contín tínuo uo e descontínuo%
Descontínuo BateladaF = meio de cultura é colocado dentro do fermentador assim esterili'am6se simultaneamente
o meio e o fermentador%
Contínuo = meio de cultura é esterili'ado antes de entrar no fermentador% fermentador%
Esterili'ação do meio de cultura e do fermentador simultaneamente diminuindo os riscos de contaminação nas operaç#es de transfer+ncia do meio para a dorna%
Desvantagens:
Manutenção do meio em temperaturas relati$amente altas 4acima de <YC5 por períodos lon!os 4Soras5: fa$orece o desen$ol$imento de reaç#es *uímicas no meio com possí$eis alteraç#es indeseRadas em sua composição% EVemplo: carameli'ação da sacarose\
Ele$ados consumos de $apor e de á!ua: conse*kentes da efici+ncia )aiVa do sistema de troca de calor\
Pro)lemas de corrosão: ocasionados pelo contato prolon!ado do fermentador com o meio a*uecido\
Tempo empo não não produt produti$o i$o muito muito ele$ad ele$ado: o: no períod períodoo de ester esterili' ili'açã ação o o fermen fermentad tador or é utili'ado como um tan*ue de esterili'ação sem produção%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
40! > +ST+&','?A)*O D+ A& As espécies micro)ianas suspensas no ar atmosférico assim como sua concentração podem ser eVtremamente $ariá$eis% Esses micror!anismos são pro$enientes de:
solo: $entos
á!ua: !otas dá!ua *ue se desprendem da superfície
irri!ação com efluentes de es!oto
colSeitas
a)atedouros
criação de animais
depósitos de resíduos
1%7%< 6 P(3,C3PA3& P(3,C3PA3& T3P=& E M3C(=(BA,3&M=& E,C=,T(A=& ,= A( 6 Esporos de fun!os constituem a maioria% eV% %ladosporium Aspergillus 6 @actérias esporulantes 4endósporos5 4endósporos5 Podem atin!ir !randes altitudes até 8 m e distXncias intercontinentais% 1%7%2 6 MT==& PA(A A E&TE(3?3AD= E A( <6 A*ue A*ueci cime ment ntoo 26 (adia adiaç# ç#ees 06 "iltração 1%7%0 6 E&TE(3?3AD= P=( AQ>EC3ME,T= AQ>EC3ME,T= Esterili'ação de ar por calor seco: é utili'ada para pe*uenas instalaç#es como la)oratório e escala piloto% = processo consiste em forçar a passa!em do ar atra$és de resistores elétricos onde o ar é a*uecido e mant+6lo pelo tempo necessário a altas temperaturas% tam)ém possí$el esterili'ar o ar *ue sai do )iorreator )iorreator fa'endo6o passar passar por um se!undo se!undo sistema para o caso de fermentação fermentação com pató!enos% pató!enos% E*uipamento para esterili'ação de ar por a*uecimento atra$és de resistores elétricos
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
1%7%. 6 E&TE(3?3AD= P=( (A3AD= Teoricamente muitas radiaç#es podem ser utili'adas para esterili'ar o ar entretanto apenas as radiaç#es ultra$ioleta encontram aplicação prática% As radiaç#es ultra$ioletas são utili'adas no interior de salas ou cXmaras para esterili'ação do ar circundante e de mesas uma $e' *ue o ar introdu'ido nestes locais é pre$iamente esterili'ado por filtração% 1%7%8 6 E&TE(3?3AD= P=( "3?T(AD= A esterili'ação esterili'ação do ar por filtração é a solução mais ade*uada para a o)tenção de altas $a'#es de ar esterili'ado em $irtude dos )aiVos custos en$ol$idos e de filtros )astante confiá$eis% Por esses moti$os a filtração é utili'ada em praticamente todas as instalaç#es industriais% =s filtros mais utili'ados são:
.iltros de materiais iBrosos: iltros de lã de vidro Poros ou interstícios entre as fi)ras 4por onde passa o ar5 são de dimens#es maiores do *ue o
diXmetro das fi)ras – fi)ras com diXmetro de 0 m a
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
.iltros de $emBranas
"ilt "iltro ross de mem) mem)ra rana nass micr microp opor oros osas as ela) ela)or orad ados os com com mate materi rial al poli polimé méri rico co por por eVem eVempl ploo politetrafluoretileno 4PT"E – teflon5% Poros de dimens#es menores do *ue os micror!anismos a serem retidos 42 m 22 m ou .8 m5%
(etenção dos micror!anismos micror!anismos por impacto direto na superfície do elemento filtrante% f iltrante% "ilt "iltro ross Sidr Sidrof ofó) ó)ic icos os:: sem sem á!ua á!ua na supe superfí rfíci ciee do filt filtro ro dimi diminu nuii o cres cresci cime ment ntoo micr micro) o)ia iano no diminuindo a possi)ilidade de en$iar ar contaminado para o )iorreator% )iorreator%
.iltros @+PA @igE +iciencW Particulate AirF
&ão empre!ados para a filtração do ar em cXmaras de fluVo laminar de se!urança )ioló!ica ou em _salas limpas`% Permitem a retenção de pelo menos KKK7[ das células e esporos micro)ianos ou outras partículas presentes no ar% ar% (emo$em partículas com diXmetro médio de 0 m a 8 m% &ão montados com $ários elementos filtrantes separados por folSas de alumínio o)tendo6se !rande área para a passa!em do ar e a utili'ação de $entiladores ao in$és de compressores de ar de$ido a )aiVa perda de pressão atra$és atra$és do leito filtrante% = !rau de esterili'ação dos meios de fermentação $aria conforme o processo a *ue se destina% Al!umas $e'es é totalmente dispensá$el 4fermentação láctica de Sortaliças e pol$ilSo\ tratamento )ioló!icos de resíduos5\ reali'ada de forma incipiente 4fermentação alcoólica\ produção de le$edu le$eduras ras para para panif panifica icaçã ção\ o\ ferme fermenta ntaçã çãoo acéti acética ca do $ina!r $ina!re5\ e5\ reali' reali'ad adaa com alto alto !rau !rau de eVi!+ncia 4produção de anti)ióticos en'imas $itaminas acetona )utanol5% Em ensaios la)oratoriais sempre é necessário 4de$ido ao uso de culturas puras5 Em plantas industriais o calor Wmido é a principal forma de se efetuar a esterili'ação% esterili'ação%
406 M +N+&C5C'OS D+ .'NA)*O
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
<6 = *ue é o processo de esterili'ação 26 A esterili'ação dos e*uipamentos é reali'ada por métodos *uímicos e físicos% EVpli*ue cada um desses métodos% 06 = modo de ação dos a!entes esterili'antes causam les#es e alteraç#es no interior das células causando a morte de micror!anismos% Cite os principais al$os possí$eis de lesão celular e a importXncia de cada um para a célula% .6 EVpli*ue de forma resumida os modos de ação da esterili'ação por calor Wmido e por calor seco% 86 Qual tipo de esterili'ação é usado para esterili'ar $idraçarias utensílios metálicos e em)ala!ens
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
16 Qual a importXncia da esterili'ação dos meios de cultura 76 Cite os métodos de esterili'ação de ar eVplicando cada um deles%
CAP5T#,O '' "0 S+,+)*O D+ C#,T#&AS + $+,@O&A$+(TO <%< 6 M3C(=(BA,3&M=& E 3,TE(E&&E 3,>&T(3A? Micror!anismos *ue possam ter interesse industrial podem ser o)tidos )asicamente das se!uintes formas: <% 2% 0% .% 8%
3solament 3solamentoo a partir partir de recursos recursos naturais\ naturais\ Compra Compra em cole coleç# ç#es es de de cultu culturas ras\\ =)tenç =)tenção ão de de mutan mutantes tes natura naturais\ is\ =)tenção =)tenção de mutan mutantes tes indu'id indu'idos os por métodos métodos con$e con$encio ncionais nais\\ =)tenção =)tenção de micror!ani micror!anismos smos recom)ina recom)inantes ntes por técnicas técnicas de en!enSaria en!enSaria !enétic !enética% a%
O isolamento de microrganismos a partir de recursos naturais tais como á!ua plantas resíduos sempre foi uma ati$idade de !rande importXncia para a o)tenção de no$as linSa!ens de interesse industrial% Trata6se de uma ati$idade *ue en$ol$e muito tra)alSo eVperimental si!nifica um custo relati$amente ele$ado porém pode condu'ir ao isolamento de linSa!ens melSor produtoras de um dado produto mas mais importante do *ue isso pode condu'ir desco)erta de no$os produtos o *ue confere a esta possi)ilidade uma rele$Xncia in*uestioná$el% Cumpre lem)rar *ue as !randes empresas produtoras de anti)ióticos ou en'imas mant+m pro!ramas de isolamento de linSa!ens de recursos naturais Rustamente com o o)Reti$o de
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
incrementar a produção de certos produtos ou com o o)Reti$o de encontrar linSa!ens produtoras de no$os anti)ióticos por eVemplo% claro *ue o isolamento de linSa!ens de$e ter início com certas premissas definindo6se o *ue se pretende o)ter pois o simples isolamento poderá le$ar disponi)ilidade de um nWmero inima!iná$el de culturas o *ue dificulta a con$er!+ncia para o processo ou o produto *ue se pretende produ'ir% produ'ir%
A compra em coleçes de culturas é atualmente )astante $iá$el tendo em $ista a eVist+ncia de muitas coleç#es de culturas em $ários países% de se esperar *ue o micror!anismo utili'ado para a produção de um dado anti)iótico 4ou outro produto de interesse industrial *ual*uer5 não esteRa disponí$el em uma coleção de culturas sendo com muita fre*u+ncia oriundo de pro!ramas de melSoramento !enético% Como se sa)e *uando uma dada célula prolifera Sá sempre uma pe*uena possi)ilidade de sur!imento de mutantes naturais os *uais podem ser isolados e ensaiados o)Reti$ando a $erificação de sua potencialidade de produção%
$utantes $utantes naturais e induzidos induzidos por mtodos mtodos convencionai convencionais: s: o sur!imento de células mutantes pode le$ar muito tempo por isso pode6se utili'ar métodos *ue forcem o processo de mutação com a eVposição da suspensão a radiaç#es ultra$ioletas ou a adição de su)stancias muta!+nicas como a nitroso !uanidina% Essa técnica de seleção é aleatória tratando6se de recuperar as células so)re$i$entes em meios ou condiç#es específicas% Tais Tais pro!ramas de mutação são )astante dispendiosos mas le$aram a $árias condiç#es de sucesso descritas na literatura%
OBtenção de microrganismos recomBinantes recomBinantes por tcnicas de engenEaria gentica: nas Wltimas décadas as técnicas de en!enSaria !enética 4tecnolo!ia de ,A recom)inante5 trouVeram um imenso imenso a$anço a$anço nas possi) possi)ili ilida dades des de se o)ter o)ter célul células as mais mais produt produti$a i$ass ou produt produtora orass de su)stXncias *ue normalmente não produ'iam% A introdução de fra!mentos de ,A de certas células em outras atra$és de $etores 4plasmídeos5 permite a o)tenção de células alteradas !eneticamente porém de forma muito mais diri!ida do *ue as metodolo!ias con$encionais anteriormente citadas% Esta técnica é utili'ada atualmente para: produção de proteínas Seterólo!as\ resolução de pro)lemas de reação limitante em uma determinada cadeia de reaç#es\ células produtoras de determinadas su)stXncias *ue naturalmente não produ'iriam%
2
Característicass deseXáveis de microrganismos de interesse industrial Característica
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
=s micro6or!anismos tam)ém de$em reunir um conRunto de características para *ue seRa utili'ado em um processo lar!a escala% entre as características deseRadas deseRadas temos: <% Apresentar ele$ada efici+ncia na con$ersão do su)strato em produto: a matéria6prima pode pesar si!nificati$amente no custo final do produto lo!o o micro6or!anismo a ser utili'ado de$erá ser capa' de con$erter o su)strato no produto de forma eficiente% 2% Permitir o acWmulo do produto no meio: ao transformar o su)strato no produto o micro6 or!anismo de$e ter a capacidade de tolerar as mais ele$adas concentraç#es concentraç#es de tal forma a redu'ir os custos nas operaç#es de recuperação separação e purificação do produto ou seRa o micro6 or!anismo de$erá sofrer o menos possí$el com os fenmenos de ini)ição i ni)ição pelo produto% 0% ,ã ,ãoo pr prod odu' u'ir ir su su)s )stX tXnc ncia iass in inco comp mpat atí$ í$ei eiss co com m o pr prod odut uto: o: du dura rant ntee o se seuu cr cres esci cime ment nto o os micror!anismos produ'em di$ersas outras su)stXncias além do deseRado e tais su)stXncias não poderão interferir ne!ati$amente com o produto de interesse por eVemplo é a produção da !lico6 amilas ami lasee por aspergillus% A !lico6amilase é a en'ima *ue Sidrolisa o amido produ'indo !licose muito utili'ada na indWstria de alimentos% =corre *ue al!uns micro6or!anismos micro6or!anismos produtores de !lico6 amilase tam)ém produ'em a trans6!locosidase uma en'ima *ue promo$e a polimeri'ação da !licose e *ue não pode mais se Sidrolisada pela !lico6amilase% .% Apresentar constXncia *uanto ao comportamento fisioló!ico: neste caso não )asta apenas o micror!anismo ser )om produtor da su)stXncia deseRada caso ele não tenSa constXncia deseRada *ue de$erá se manter durante todas as etapas do processo ou seRa o micro6or!anismo de$erá ter comportamento pre$isí$el em todas as etapas do processo fermentati$o% 8% ,ão ser pato!+nico: por ra'#es ó)$ias os micro6or!anismos não poderão ser causadores de doença doe nçass eVc eVceto eto no noss cas casos os esp espec ecífi íficos cos com comoo $ac $acina inas s etc etc%% ,es ,este te cas casoo tod todos os os cui cuida dados dos de manipulação e isolamento da produção de$erão ser o)ser$ados com critérios rí!idos% 1% ,ão eVi!ir condiç#es de processo muito compleVas: a operação de )io6reatores e os controles de processo desempenSa desempenSam m um papel fundamental lo!o os micro6or!anism micro6or!anismos os de$erão suportar condiç#es de operação de tais reatores reais e todos pro)lemas en$ol$idos com a transfer+ncia de massa 4de nutrientes de oVi!+nio etc%5 e de transfer+ncia de calor% 7% ,ão eVi!ir meios de culturas caros: ,este caso a matéria prima de$erá sofrer o mínimo de pré6 tratamentos seRa de tratamentos físicos ou *uímicos como adição de suplementos e nutrientes% /% Permitir uma rápida li)eração do produto para o meio o)$iamente estamos lidando com a cinética da produção e *uanto mais rápida melSor $isto *ue as operaç#es su)se*uentes dependem da li)eração do caldo fermentado%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
<%2 6 ME?=(AME,T= ME?=(AME,T= BE,T3C= Al!uns poucos micror!anismos são utili'ados pelo Somem como alimentos% Muitos outros são utili'ados na a!ricultura como a!entes de )iocontrole de pra!as e como )iofertili'antes% A indWstria farmac+utica é tal$e' a !rande )eneficiada com a )iodi$ersidade micro)iana com a desco)erta e comerciali'ação de no$as dro!as% Aliada eVploração de no$as espécies está a !enética *ue tem melSorado centenas de linSa!ens micro)ianas para di$ersos propósitos de interesse econmico% Mais recentemente a en!enSaria !enérica tem criado no$as linSa!ens produtoras de Sormnios de crescimento Sumano de insulina de a!entes anticancerí!enos anticancerí!enos entre outros% Benes de )actérias tam)ém t+m sido implantados em plantas superiores o)Reti$ando o aumento da produti$idade e a melSoria de *ualidade de produtos a!rícolas% Mais curioso ainda é a utili' utili'açã açãoo da en!en en!enSar Saria ia !enét !enética ica de planta plantass com com o o)Reti o)Reti$o $o de transf transform ormá6l á6las as em reator reatores es )ioló!icos $isando $isando eVpressão eVpressão de proteínas Seterólo!as Seterólo!as de interesse interesse farmac+utico% farmac+utico% ,a produção de anti)ióticos o melSoramento dos fun!os produtores foi de eVtrema importXncia para o aumento da produti$idade nas indWstrias farmac+uticas% Atualmente estima6se *ue as linSa!ens industriais de Penicillium são capa'es de produ'ir mais de 8!9litro ou seRa Sou$e um aumento de 28% $e'es na produti$idade% Além da penicilina $ários outros anti)ióticos ti$eram a sua produção aumentada de$ido s técnicas de melSoramento de micror!anismos% A produção de ácidos or!Xnicos por fun!os como Aspergillus niger foi tam)ém melSorada de$ido manipulação !enética% >ma linSa!em industrial utili'ada para produção de ácido cítrico em cultur culturaa de super superfíc fície ie foi melSor melSorad adaa atra$é atra$éss de técnic técnicas as de mutaç mutação ão seleç seleção ão e fusão fusão de protoplastos o)tendo6se um aumento na produção de até 0[ de ácido em relação cultura ori!in ori!inal% al% Qua Quando ndo as linSa! linSa!ens ens melSor melSorada adass foram foram le$ad le$adas as indWst indWstria ria oco ocorre rreram ram aumen aumentos tos considerá$eis na produção de ácido cítrico% ,o desen$ol$imento de processos de produção de etanol procura6se tam)ém melSorar as Saccharomyces myces cerevisia cerevisiaee util linS linSaa!en !ens da le$ le$edur eduraa Saccharo utili' i'ad ada% a% Cepa Cepass mais mais prod produt uti$ i$as as com com
características deseRá$eis deseRá$eis para produção de etanol e com monitoramento na indWstria por técnicas de marca marcação ção molec molecula ular r foram foram desen$ desen$ol$ ol$ida idass em $ários $ários la)ora la)oratór tórios ios%% Por tecnol tecnolo!i o!iaa do ,A recom)inante os la)oratórios de pes*uisa das uni$ersidades de @rasília e da >&P desen$ol$eram em conRunto linSa!ens de le$eduras contendo !enes de amilases capa'es de utili'ar o amido de mandioca ou )atata6doce durante a fermentação% Essas le$eduras manipuladas !eneticamente estão sendo aperfeiçoadas e poderão desempenSar desempenSar um importante papel na produção de etanol% ,a fa)ricação do $inSo tam)ém se tem utili'ado a fusão de protoplastos para o Saccharomyces cerevisiae e Schizos melSor melSorame amento nto das das cepas cepas%% =s Sí)rid Sí)ridos os entre entre as le$ed le$edura urass Saccharomyces
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química saccharomyces pombereunem pombereunem características
fa$orá$eis dos dois !+neros de fun!os em uma só
célula% célula% Esta multiplicada multiplicada e retrocru' retrocru'ada ada com a linSa!em linSa!em ori!inal ori!inal de Saccharomyces cerevisiae resultou em linSa!em capa' de utili'ar u$as ácidas como as *ue ocorrem em certas safras na re!ião &ul do país na produção de $inSos finos sem necessidade de utili'ação de fermentaç#es mistas ou a adição de açWcar%
"09 M +N+&C5C'OS D+ .'NA)*O <6 Quais são as principais formas de seleção de culturas 26 Qual a importXncia do isolamento de micror!anismos a partir de recursos naturais 06 Qual a técnica de seleção de culturas *ue utili'a a adição de su)stancias muta!+nicas .6 A o)tenção de micror!anismos recom)inantes para técnicas de en!enSaria !enética é utili'ada atualmente para *ue propósito 86 =s micror!anismos de$em reunir um conRunto de características para *ue seRa utili'ado em um processo de lar!a escala% escala% Cite essas principais principais características% características%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
16 "aça um resumo eVplicando os )enefícios do melSoramento !enético micro)iano para o ser Sumano e para as indWstrias%
20 C#,T#&AS STA&T+S &tarte &tarters rs são !rupo !ruposs de micror micror!an !anism ismos os selec selecion ionad ados os com com carac caracterí terísti sticas cas )io*ui )io*uimic micas as deseRadas e definidas produ'idos so) ri!orosas e controladas condiç#es 4p temperatura acide' su)strato etc5 e são usados na ela)oração de produtos fermentados% 2%< 6 "E(ME,TAD= P=( &TA(TE(& a alteração da matéria6prima formando produtos com características sensoriais a!radá$eis a!radá$eis e propor proporcio cionan nando do uma maior maior $ida $ida de pratel prateleir eira% a% =s primei primeiros ros produt produtos os fermen fermentad tados os foram foram desco)ertos empiricamente e ser$iam apenas para conser$ar% Após desen$ol$eu6se um certo !osto por produtos fermentados SoRe fa)ricados para o)ter propriedades de conser$ação e atender a demanda do mercado% considerado um método de preser$ação pro$ocando modificaç#es das características *uímicas da matéria6prima e pelo fato de *ue os a!entes conser$adores se formam como produtos da mesma por ação dos micror!anismos micror!anismos são no entanto alteraç#es diri!idas%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
=s culti$os starters são utili'ados atualmente no processamento de produtos para indu'ir di$ersas mudanças em suas propriedades tais como a modificação da teVtura a conser$ação o desen$ desen$ol$ ol$ime imento nto de aroma aromas s melSor melSoraa nutric nutricion ional al e na produç produção ão de en'ima en'imas% s% As princi principa pais is aplicaç#es de culti$os starters se encontram nas indWstrias de panificação cárnea e leiteira ainda *ue eVistam le$eduras starters destinadas a fermentação de )e)idas alcoólicas e a produção de álcool industrial% Atualmente está se impondo o empre!o de starters preparados com cepas de micror!anismos mais ade*uados para ela)oração de cada produto% As culturas starters usadas nos produtos cárneos curados consistem normalmente de micror!anismos micror!anismos tipicamente acidificante como !actobacillus ou Pediococcus para esta)ili'ar o produto )iolo!icamente e um or!anismo com características nitrato redutoras *ue por uma serie de reaç#es produ'irá uma atrati$a cor $ermelSa asso associ ciad adaa com com o tipo tipo de prod produt uto o send sendoo *ue *ue o or!a or!ani nism smoo nitra nitrato to redu reduto torr norm normal alme mente nte é Micrococcus ou Staphylococcus coagulase negativa %
2%2 6 =@OET3-= = >&= E &TA(TE(&
3ncorporar um nWmero deseRado de micror!anismos no meio de modo *ue estes possam
crescer crescer multiplicar6se e produ'ir as alteraç#es deseRá$eis deseRá$eis no meio e no produto final\ &uperar o desen$ol$imento de *ual*uer a!ente contaminante competindo com estes pelo
su)strato e pela produção de su)stancias *ue ini)am os contaminantes\ contaminantes\ ARustar uma escala de produção permitindo uma produção pro!ramada de produtos 4se
inocular inocular pode6se ter certe'a do *ue será o produto final e o tempo *ue le$a a produção5\ =)ter uma maior uniformidade em diferentes lotes de produção\
2%0 6 PA(A >MA C>?T>(A C>?T>(A M=C(=@3A,A M=C(=@3A,A &E( >T3?3AA >T3?3AA C=M= &TA( &TA(TE( TE( E-E P=&&>3( A?B>,& (EQ>3&3T=& ">,AME,TA3& C=M=:
&er tolerante ao sal 4salmoura de 1 a <[5\ &er tolerante a presença de nitritos 48 a < ppm5\ Ter crescimento na faiVa de 21 a .0] C e temperatura ótima de crescimento entre 02 a 08 ] C5\ &er Somofermentati$o 4produ'ir somente ácido lático5\ ,ão ser proteolítico\ proteolítico\ ,ão ser lipolítico\ ,ão produ'ir sa)ores sa)ores e aromas atípicos atípicos ao produto final\ final\ ,ão ser pato!+nico\ pato!+nico\ Apresentar destruição térmica a 8761] C%
=s culti$os starters não de$em ser pato!+nicos toVi!+nicos nem formar anti)ióticos além disso não de$em de!radar os aminoácidos a aminas farmacolo!icamente ati$as 4eV: Sistamina5 ou a ácido
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
sulfídrico% As )actérias lácticas de$em formam muito pouco ou nenSum peroVido de Sidro!+nio não formar !ás e pouco ou nenSum acido acético% As culturas starter de$em ser selecionadas de acordo com as características específicas da formulação do produto e a tecnolo!ia da fermentação a fim de se o)ter um nWmero limitado de linSa linSa!en !enss *ue seRam seRam compet competiti iti$as $as o )astan )astante te para para domina dominarr o proces processo% so% A com)in com)inaçã açãoo mais mais apropriada de micror!anismos na formulação de starter é de fundamental importXncia para se o)terem produtos coma *ualidade esperada% Além disso a ade*uação da cultura starter de$e ser *uesti *ue stiona onada da antes antes da produç produção ão uma $e' *ue um determ determina inado do tipo tipo de cultur culturaa pod podee não ser recomendado para todos os tipos de produtos% Para a seleção as espécies de micror!anismos usados como culturas starter de$em ser _!eralmente considerados como se!uros` 4B(A&5 de acordo com a le!islação de cada país pois são considerados aditi$os alimentares% 2%. 6 C>?T>(A& &TA(TE(& ">,C3=,A3& As cultur culturas as starte starterr funcio funciona nais is são a*u a*uela elass *ue oferec oferecem em funcio funciona nalid lidade ade adicio adicional nal *ua *uando ndo comparadas com as culturas clássicas e representam uma alternati$a para melSorar e otimi'ar o processo de fermentação dos em)utidos o)tendo produtos mais sa)orosos se!uros e saudá$eis% ,este eVemplo incluem6se micror!anismos micror!anismos *ue formam compostos do aroma )acteriocinas ou outros antimicro)ianos como endopeptidases reuterina e reutericiclina contri)uem ainda para o desen$ol$imento da cor apresentam características pro)ióticas e não apresentam propriedades ne!ati$as como a produção de aminas )io!+nicas e compostos tóVicos% i$ersas )actérias láticas associadas a produtos cárneos fermentados são importantes produtoras naturais de )acteriocinas peptídeos ou proteínas antimicro)ianas *ue ini)em o crescimento de micror!anismos deteriorantes e pato!+nicos% Tais )actérias podem proporcionar o consumo de em)utidos cárneos mais naturais atra$és da su)stituição dos aditi$os potencialmente tóVicos e tam)ém auViliar na eVtensão da $ida Wtil desses produtos% Para o uso de linSa!ens com essas características de$e6se considerar *ue determinada linSa!em se desen$ol$a ade*uadamente no produto *ue seRa competiti$a e *ue não altere ne!ati$amente ne!ati$amente os atri)utos sensoriais característicos de cada produto% Entretanto nem sempre é possí$el encontrar a melSor ação antimicro)iana na melSor cultura starter% starter% Cultur Culturas as pro)ió pro)iótic ticas as con consis sistem tem em micror micror!an !anism ismos os $i$os $i$os *ue *ua *uando ndo in!eri in!eridos dos em *uantidades suficientes tra'em )enefícios ao Sospedeiro atra$és da melSora da micro)iota do trato !astrointestinal% Essas culturas *uando aplicadas em em)utidos de$em ser resistentes ao processo fermentati$o competidoras e se desen$ol$er ade*uadamente para ter efeito positi$o na promoção
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
da saWde% e$e6se $erificar tam)ém se as propriedades sensoriais não são afetadas ne!ati$amente *uando *uan do linSa!ens linSa!ens de ori!em ori!em não cárneas cárneas são utili'adas% utili'adas% ?inSa!ens ?inSa!ens pro)iótic pro)ióticas as de !actobacillus rhamnosus BB ?C678 e E6K7/ t+m sido utili'adas para a
produção de em)utidos fermentados
sendo *ue a E6K7/ apresentou um processo mais rápido de crescimento e conse*uentemente de acidificação no em)utido% Porém como a carne apresenta diferentes am)ientes para o crescimento desses pro)ióticos mais pes*uisas são necessárias para compro$ar o efeito )enéfico saWde neste tipo de produto% Além disso as linSa!ens de$em tolerar as condiç#es de processo o *ue pode incluir a fermentação e a seca!em assim como o trato !astrointestinal do ser Sumano ou seRa as e$id+ncias de seu efeito )enéfico saWde de$em ser compro$adas% rhamnosus BB ?C678 e E6 K7/ t+m sido utili'adas para a produção de em)utidos fermentados sendo *ue a E6K7/ apresent apresentou ou um processo processo mais rápido rápido de crescime crescimento nto e conse*ue conse*uenteme ntemente nte de acidificaç acidificação ão no em)uti em)utido% do% Porém Porém como como a carne carne aprese apresenta nta difere diferente ntess am)ien am)ientes tes para para o cresci crescimen mento to desse dessess pro)ióticos mais pes*uisas são necessárias para compro$ar o efeito )enéfico saWde neste tipo de produto% Além disso as linSa!ens de$em tolerar as condiç#es de processo o *ue pode incluir a fermentação e a seca!em assim como o trato !astrointestinal do ser Sumano ou seRa as e$id+ncias de seu efeito )enéfico saWde de$em ser compro$adas%
Ta)ela <: Principais culturas starters usadas em produtos cárneos
7ACT=&'A
AT'<'DAD+
A)*O (A CA&(+
&tapSlococcus
,itrato redução
"ormação da cor
MelSora a formação da cor
Produção de catalase
Esta)ilidade de cor
Pre$ine descoloração e rancificação%
Proteolítica
"ormação de aroma
MelSora o aroma
?ipolítica
"ormação de aroma
MelSora o aroma
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
?A@
Produção de ácido or!Xnico
Queda de p
&eca!em teVtura consist+ncia consist+ncia se!urança alimentar
Prod Produç ução ão de )act )acter erio ioci cina nass
MelS MelSor oraa a se! se!ur uran ança ça
&e!urança alimentar $alor
alimentar
a!re!ado
iminui potencial de
3ni)e )actérias
&e!urança alimentar
oViredutase
aeró)icas
formação de cor%
EVclusão competiti$a
3ni) 3ni)ee )act )actér éria iass nati$ nati$as as
Cont Co ntro role le micr micro) o)io ioló ló!i !ico co%%
4competição por nutrientes5
201 M +N+&C5C'OS D+ .'NA)*O
<6 = *ue são starters 26 = *ue é a fermentação por starters 06 Quais os principais o)Reti$os do uso de starters .6 Para uma cultura micro)iana ser utili'ada como starter de$e possuir al!uns re*uisitos cite6os:
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
86 = *ue são as culturas starters funcionais
90 +(?'$AS '(D#ST&'A'S Após Ap ós os anti anti)i )iót ótic icos os as en'i en'ima mass são são os prod produt utos os mais mais eVpl eVplor orad ados os na indW indWst stri riaa )iotecnoló!ica% )iotecnoló!ica% (eaç#es catalisadas por en'imas utili'ando6se células intactas de micror!anismos micror!anismos $+m sendo utili'adas ao lon!o da Sistória% Principalmente na fa)ricação de cer$eRas -inSos e panificaç#es% As en'imas isoladas t+m sido utili'adas Sá mais de 8 anos no preparo de raç#es animais e outras aplicaç#es industriais% Muit Muitas as das das en'i en'ima mass o)ti o)tida dass de $ário $árioss tipo tiposs de micr micror or!a !ani nism smos os pode podem m ser ser de uso uso comercial% Por isso de$em ser preparadas das células *ue as produ'em e purificadas% Em *ual*uer caso a en'ima de$erá purificar6se o mínimo necessário utili'ar altos ní$eis de purificação% Atualmente comerciali'am6se em todo o mundo mais de <8 toneladas de en'imas por ano correspondendo a um mercado mundial estimas em mais de > 2 )ilS#es% &endo *ue mais de q deste deste $alor $alor é const constitu ituído ído somen somente te por *ua *uatro tro en'im en'imas: as: protea protease sess )acte )acteria rianas nas usada usadass em dete deter! r!en ente tes s a !luc !luco6 o6am amil ilas ase e á6am á6amil ilas asee )act )acter eria iana na e a !luc !lucos ose6 e6is isom omer eras ase e util utili' i'ad adaa na industriali'ação de Varopes de !licose e frutose a partir do amido% As en'imas são )iocatali'adores *ue as células utili'am para reali'ar uma série de con$ers#es *uímicas e são lar!amente utili'ados nas indWstrias *uímicas farmac+uticas e de alimentos\ Para apresentar ati$idade catalítica al!umas en'imas re*uerem a participação de moléculas menores 4co6fatores5 de nature'a não proteica% Estes podem ser íons 4n 4n Ca etc5 ou moléculas moléculas or!Xnicas or!Xnicas as coen'imas 4,A "A ,AP ,AP etc5%A ação catalítica das en'imas se fa' como a dos catalisadores inor!Xnicos inor!Xnicos atra$és da redução da ener!ia de ati$ação da reação sem alteração do seu e*uilí)rio termodinXmico% Além de redu'irem a ener!ia de ati$ação incrementando a $elocidade da reação as en'imas apresentam ele$ada especificidade% A o)tenção de en'imas comerciais pode ser feita a partir de fontes animais $e!etais e micro)ianas%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
&ua &ua prod produç ução ão pode pode ser ser aume aument ntad adaa pela pela tran transf sfer er+n +nci ciaa das das info inform rmaç aç#e #ess !ené !enéti tica cass para para um micror!a micror!anism nismoo Sospedei Sospedeiro% ro% Esses Esses micror!an micror!anismos ismos !enetica !eneticamente mente modificad modificados os 4=BMs5 4=BMs5 pode podem m então ser culti$ados so) as melSores condiç#es% ,o Oapão a produção de en'imas por fonte micro)ianas é é o aspecto mais importante no desen$ol$imento da área de )iotecnolo!ia% 0%<6 A?B>MA& E,3MA& E 3MP=(TH,C3A 3,N&T(3A?
+nzima Amilase
.onte @% su)tils\ ,í!er
Aplicaçes 3nd% T+Vtil álcool Varope processos
Amilo!lucosidade Celulares
A& n(ger) oryzae Diversos *ungos
Protease @acteriana Protease "un!ica CoalSo @acteriano Pectinases 3nuliase ?acase
& subtilis A& n(ger) oryzae Mucor miehei Diversos *ungos +& mar'imus Diversos *ungos
panificaç#es% panificaç#es% Produção de !licose% idr idról ólis isee da celu celulo lose se e produção de álcool% álcool% eter!entes ind% e filmes foto!ráficos% 3nd% de carnes cer$eRa% 3nd% de *ueiRos% 3nd% 3nd% de suco sucoss de frut frutas as $inSo polpas etc% Produção de frutose% @iode!radação da li!nina e remoção
Lilanases
Diversas bactrias
fermentati$os
dos
resíduos
fenólicos @iode!radação
de
Semicelulose com)ustí$eis e etc%
0%2 6 =@TE,D= 3,>&T(3A? E E,3MA&
.O(T+ -e!etais
O&'-+(S
$=TODO
&ementes
O7T+()*O Trituração de tecidos
&ucos Poupas Animais
(aí'es Mucosas PXncreas
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Trituração de tecidos
D+
Curso Técnico em Química
"í!ado Micror!anismos
&an!ue @actérias
Cultura su)mersa ou semi6
"un!os
sólida
?e$eduras
0%0 6 -A,TABE, A,TABE,& & = >&= E M3C=(BA,3& M3C=(BA,3&M=& M=& PA(A A P(=>D= P(=>D= E E,3MA& E,3MA& &=:
,Wmero de en'imas en'imas *ue podem ser ser produ'idas é $irtualmente ilimitado\ A produção de en'imas não está suReita a flutuaç#es de mercado *ue afetem a produção ou fornecimento de matérias6primas 4EV%: preço da carne e seus
deri$ados sa'onalidade sa'onalidade políticas de crédito ao culti$o de la$ouras etc5\ A metodolo!ia para o)tenção de en'imas por fermentação micro)iana pode ser
facilmente escalonada para atender a *ual*uer demanda de mercado% Atra$és de técnicas )iotecnoló!icas é possí$el alterar as propriedades das en'imas produ'idas com $istas melSoria na sua aplica)ilidade para o )arateamento dos
processos de produção e purificação% purificação% Podem6se Podem6se utili'ar matérias6prima matérias6primass )aratas )aratas ou mesmo su)produt su)produtos os *ue de outra maneira seriam descartados eVi!indo in$estimentos em proteção am)iental 4eV%: soro de leite $inSoto resíduos r esíduos de celulose etc%5%
0%. 6 -A,T -A,TABE,& ABE,& = >&= E E,3MA& Poupar ca capital
&u)stituição de de in!redientes Eliminação9&u)stituição Eliminação9&u)stituição de coadRu$antes coadRu$antes no processamento Proc Proces essa same ment ntoo mais mais efic eficie ient nte e com com meno menoss su)p su)pro rodu duto toss
Berar capital
indeseRá$eis e maior capacidade na planta industrial% Aumento da produti$idade MelSoria do produto Produto ori!inal
+nzimas na produção de alimentos tGm como unção:
(edu'ir a $iscosidade\ MelSorar eVtraç#es\ Promo$er reaç#es de )iocon$ersão e de separação\ Mudar a funcionalidade de produtos\
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
&inteti'ar produtos *uímicos\ "uncionarem como )acteriostáticos9)actericidas\ )acteriostáticos9)actericidas\ MelSorar os processos do ponto de $ista am)iental%
0%8 6 AP?3CADE& 3,>&T(3A3& ,a indWstria de alimentos tem sido utili'adas en'imas durante muitos anos% 3sto ocorre principalmente na indWstria indWstria de panificaç#es panificaç#es e cer$eReira% A maioria das en'imas en'imas utili'adas é en'imas en'imas eVtracelulares de ori!em micro)iana% As proteases constituem aproVimadamente 8[ das en'imas micro)ianas%
+mprego das amilases – A capacidade *ue tem a amilase de catalisar a de!radação do amido mediante o rompimento ao acaso dos enlaces presentes nas porç#es intermediárias da cadeia tem aplicaç#es importantes em determinadas indWstrias entre elas a s de panificaç#es cer$eRarias fa)ricação de uís*ue e processamento de papel e t+Vtil% Podem ser produ'idas a partir do fun!o Aspergillus ou por culti$os )acterianos 4á amilase termoestá$el5 a partir de )actérias termófilas%
+mprego das proteases – eViste uma enorme $ariedade de aplicaç#es para estas en'imas% =s deter!entes domésticos t+m pe*uenas *uantidades de protease )acterianas 4 acillus subtilis e &licheni*ormis5%
Esta en'ima tam)ém pode ser usada na indWstria de couro e na indWstria t+Vtil% A
papaína é muito usada e é o)tida do láteV do mamão 4 %arica papaya-& utili'ada para amaciar carnes% Atua prioritariamente na de!radação do tecido conRunti$o e tam)ém so)re a actomiosina% uma en'ima )astante termoestá$el% =utra aplicação é na industriali'ação da cer$eRa para de!radar precipitados formados a partir do compleVo proteína6tanino formado durante o arma'enamento arma'enamento a frio da )e)ida e$itando assim a tur)ide' da cer$eRa% A o)tenção de proteases pode ser de ori!em animal entre as *uais se destaca a pepsina tripsina *uimotripsina utili'adas na preparação de alimentos infantis% A renina pode ser o)tida do .] estoma!o de )e'erros lactantes e é usada no processamento processamento de *ueiRos% A protease fWn!ica 4 Aspergillus orizae 5 é utili'ada na panificação para modificação das características das massas%
+mprego de enzimas na indQstria de açQcar > produção de !licose a partir de amido é reali'ada em todo o mundo% Para isso utili'a6se amilo!lucosidase 4!lucamilase5 Aspergillus niger para *ue se possa de!radar os enlaces á–<1 da molécula de amido% As amilases .acillusamyloli/ue*aciens, & licheni*ormis) Aspergillus orizae 5 somente podem romper os enlaces
á6<. da cadeia principal do amido assim não podendo de!radar6se de!radar6se até !licose aparecendo o *ue se deno denomi mina na de de'trina limite as *uais podem ser de!radas posteriormente pela ati$idade das amilo!lucosidase% A con$ersão do amido a !licose é um processo importante na indWstria pois a !licose *ue não é muito doce é utili'ada como su)strato para a produção de frutose $ia utili'ação da
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
!licose isomerase de ori!em )acteriana *ue produ' *uantidades e*ui$alentes de frutose e !licose% Esta mistura se denomina de açWcar in$ertido e pode tam)ém ser produ'ida pela Sidrólise ácida da sacarose pela ruptura en'imática da sacarose ou pela ação de in$ertase de le$eduras% A !lucose isomerase é a en'ima intracelular mais utili'ada na indWstria de alimentos% =utra en'ima importante é a á6!alacto á6!alactosidas sidasee 4lactases 4lactases55 produ'id produ'idaa por le$eduras le$eduras como +luyveromyces lactis, +& *ragilis e )acteriana de acillus spp *ue Sidrolisa a lactose em seus monossacarídeos constituintes% 3sto é importante para retirar a lactose de leites pois al!umas pessoas são intolerantes a este dissacarídeo% A !licose pode ser eliminada em al!uns alimentos onde pode causar alteraç#es de cor mediante o uso de !licose oVidase fWn!ica% Esta en'ima utili'a !licose e oVi!+nio e$itando assim a oVidação dos alimentos%
+mprego das pectinases e celulases – Cepas de Aspergillus niger produ'em pectinases eSemicelulases%
=s
componente
principais
das
pectinases
são
a
pectinaesteraseendometil!alactu pectinaesteraseendometil!alacturonato ronato liase e a poli!alacturonase% poli!alacturonase% ,os processos de eVtração de sucos de frutas e na ela)oração de $inSos a pectinase ele$a o rendimento de suco redu' a $iscosidade e melSora a eVtração da cor% richoderma reesei, reesei, Penicillium Penicillium As celu celula lase sess come comerc rcia iais is prod produ' u'id idas as por por cepa cepass de Trichoderma *uniculosum e Aspergillus 0(ger, 0(ger,
são usadas na cer$eRaria na produção de álcool e no tratamento de
resíduos% &eu maior potencial de uso é na con$ersão de li!nocelulose e da celulose de madeira em !licose% = Penicillium emersonii produ'em uma X6<0\<.6!lucanase X6<0\<.6!lucanase com aplicação nas Sidrólisedos X6!lucanos da ce$ada% A maioria das en'imas eVtracelular é usada na forma li$re e não são recuperadas para reut reutil ili' i'aç ação ão%% Ao cont contrá rári rioo as en'i en'ima mass intra intrace celu lula lare ress impl implic icaa o uso uso de en'i en'ima mass ou célu célula lass imo)il imo)ili'a i'ada dass ou li$res li$res *ue *ue pod podem em recicl reciclar ar%% As !lico !licoses ses isomer isomerase asess se prepar preparam am median mediante te a imo)ili'ação das en'imas isoladas em suportes sintéticos% 0%1 6 =(3BEM M3C(=@3A,A A produção de en'imas micro)ianas $oltou6se para processos de fermentação% -anta!ens da fermentação em relação s en'imas de eVtração:
Produção independente das imposiç#es sa'onais e !eo!ráficas\ Possi)ilidade de utili'ação de matérias6primas )aratas\ (endimento de produção pode ser aumentado pelo aprimoramento das linSa!ens e otimi'ação das condiç#es de fermentação%
Produção de enzimas eHocelulares : =s micror!anismos são culti$ados em meio ade*uado e a en'ima é eVtraída desde meio\
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
Produção de enzimas endocelulares : =s micror!anismos crescem em meio ade*uado depois as células são rompidas e as en'imas são eVtraídas% A produção de en'imas sup#e um certo nWmero de etapas\
Especificidade – tipo preciso de en'ima p ótimo – $aria de de acordo com a en'ima Temperatura ótima\ &eleção da linSa!em\ !eralmente do local onde as su)stXncias a de!radarem são a)undantes a)undantes meio rico se!uido de seleti$o% EV%: amido como Wnica fonte f onte de car)ono para os micror!anismos micror!anismos *ue possuem possuem amilase% amilase%
Característica da linSa!em isolada:
esen$ol$er6se esen$ol$er6se em meio simples e )arato\ Produ'ir o mínimo de meta)ólitos secundários – EV%: anti)ióticos EVcretar a en'ima de modo *ue seRa facilmente separada e purificada\ ,ão condu'ir condu'ir a diferentes poluentes\ poluentes\ ,ão ser pato!+nicas pato!+nicas ou produ'ir produ'ir compostos tóVicos% tóVicos%
As linSa!ens podem ser aprimoradas por mutaç#es% &ão atri)uiç#es das mutaç#es:
-isa o)ter linSa!ens *ue produ'em mais en'imas e um menor custo\ -isam suprimir características da linSa!em sel$a!em caso seRam incon$enientes para a
produção industrial\ industrial\ ,as mutaç#es os mecanismos mecanismos de re!ulação re!ulação seRam ao ní$el ní$el dos !enes ou a ní$el en'imático en'imático
são alterados\ Podem6se o)ter mutantes onde as necessidades de indutor é redu'ida ou suprimida em
relação ao sel$a!em isso é importante caso o indutor tenSa um custo ele$ado\ Podem6se o)ter mutantes cuRa )iossíntese das en'imas não seRa mais reprimida por um dos
produtos terminais\ Podem6se o)ter mutantes resistentes a repressão cata)ólica cuRa síntese das en'imas não seRa
mais reprimida pela !licose\ s $e'es se fa' necessário um mutante *ue não produ'a meta)ólito secundário o *ual pode
ini)ir o micror!anismo de interesse% Prod Produç ução ão de muta mutant ntes es *ue *ue não não espo esporu rule lem m os espo esporo ross resi resist stem em aos aos trat tratam amen ento toss de recuperação recuperação e afeta a produção de en'imas eVtracelulares%
Participação da engenEaria gentica: 6Permite inserir no !enoma de uma )actéria um !ene de outro micror!anismo% micror!anismo% 6 Conser$ação das linSa!ens industriais – liofili'ação e nitro!+nio lí*uido%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
0%7 6 P(=>D= E E,3MA& "a' muito tempo *ue as preparaç#es de en'imas micro)ianas $em sendo lar!amente utili' utili'ada adass para para uma $aried $ariedad adee de propós propósito itoss na produç produção ão de numer numeroso ososs alimen alimentos tos%% Todo odoss os processo de fermentação inclusi$e de alimentos fermentados são manifestaç#es de reaç#es en'imáticas% As en'imas micro)ianas são o)tidas por fermentação em condiç#es controladas de alto rendimento em culti$os de superfície ou su)mersos% As células eVcretam as en'imas eVtracelulares no meio e a primeira etapa de recuperação da en'ima a partir dos culti$os su)mersos consiste na separação do lí*uido li$re de células *ue contém a en'ima atra$és de filtração ou centrifu!ação% =s processos de fermentação com culti$os em superfície são amplamente utili'adas para a produção de en'imas eVtracelulares fWn!icas e neste caso a massa semi6sólida da pós6fermentação se eVtrai usualmente com á!ua antes de ser filtrada% = so)renadante ou filtrado *ue contém a en'ima se concentra e se $ende como uma preparação en'imática lí*uida *ue cont+m conser$antes e9ou esta)ili'antes ou se precipita seca6se e se tritura para o)ter a en'ima em forma de pó ou !rXnulos% 0%/ 6 P(=CE&&= E M=@3?3AD= A& E,3MA& A imo)ili'ação de en'imas dentro da célula Sospedeira foi a técnica utili'ada no primeiro processo comercial )aseado na !licose isomerase% As células de Streptomyces *ue continSam a en'ima eram a*uecidas durante certo tempo para desnaturar as en'imas autolíticas esta)ili'ar as células e torná6las permeá$eis s moléculas pe*uenas% =utro método se )aseia no empre!o de a!en a!ente tess floc flocul ulan ante tess para para fiVar fiVar a !lic !licos osee isom isomer eras asee dent dentro ro das das célu célula lass de Arthobacter % Estas preparaç#es en'imáticas se transformam em !rXnulos com o)Reti$o se serem usados em reatores en'imáticos% A !licose isomerase tam)ém pode fiVar6se dentro das células atra$és de um aldeído )ifuncional reati$o de entrecru'amento entrecru'amento como como o !lutaraldeído% Em outros outros processos para para a produção de !licose isomerase imo)ili'ada industrial as células micro)ianas *ue contenSam a en'ima são fiVadas com !lutaraldeido e presas em !elatina% Tam)ém se utili'a o aprisionamento em fi)ras em materiais como o triacetato de celulose para fiVar en'ima isolada para uso industrial% Entre as en'imas comerciais imo)ili'adas desta forma se encontra a !licose isomerase a amiloacilase e a X6 !alactosidase% =s micror!anismos mais importantes utili'ados na produção de en'imas eVtracelulares industriais são os acillus e os Aspergillus *ue em conRunto representam / a /8[ do mercado de Trichoderma reesei são os principais produtores de celulase% A en'imas eVtracelulares Atualmente Atualmente o Trichoderma Arthrobacter,, Streptomyces e Actinoplanes para a !lic !licos osee isom isomer eras asee é prod produ' u'id idaa a part partir ir de Arthrobacter
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
produção de Varopes de frutose% En'imas de ori!em fWn!ica – cultura de superfícies fina camada em meio lí*uido meio semi6sólido% EV%: amilases de Aspergillus proteases de Aspergillus e Mucor Pectinases de Penicillium& Culturas su)mersas são preferí$eis – são mais )em adaptadas aos diferentes controles redu'indo riscos de contaminação\ contaminação\ Culturas su)mersas são mais )em otimi'adas do fermentador–piloto para o industrial%
Preparação do inculo:
A linSa!em de$e ser preser$ada e sem riscos de contaminação\ e$em6se e$itar muitas culturas sucessi$as\ e$e6se partir de linSa!em liofili'ada e semear um só fermentador *ue de$erá
inocular o fermentador industrial\ = $olume do inoculo é de 0 –<[ do $olume do fermentador\ = meio usado na preparação do inoculo de$e ser semelSante ao do fermentador\ = tempo de perman+ncia $aria de < a / Soras dependendo do tipo de processo%
Composição do meio de cultura:
"onte de C , e os principais fatores de crescimento\ Pode encurtar a fase de lat+ncia adicionando al!uns fatores\ A produção de en'ima pode não ocorrer num meio próprio para o crescimento do
micror!anismo\ e$e6se le$ar em conta a necessidade de um indutor as repress#es possí$eis por um composto de meio a repressão cata)ólica produ'ida pela !licose podendo esta
ser su)stituída por um !licídio ou por amido pre$iamente Sidrolisado\ Podem6se fa'er meio concentrados le$ando em conta a dificuldade de aeração e o
aumento da pressão osmótica\ As matérias6primas perfa'em 16/[ do custo de uma produção de en'imas por
fermentação\ A composição composição do meio de cultura de$e ser definida com cuidado le$ando em conta
o custo% A composição de$e le$ar em conta as etapas de eVtração\ =s meios meios são !eralm !eralment entee esteri esterili' li'ad ados os no fermen fermentad tador or !eralm !eralmen ente te com altas altas temperaturas *ue destrói menos os fatores de crescimento e desen$ol$e menor
coloração no meio% As amilases e proteases importantes comercialmente são produ'idas de
& amyloli/ue*aciens
e & licheni*ormis tem tem a $elo $eloci cida dade de de sínt síntes esee cons consta tant ntee com com pouc poucaa
depend dep end+nc +ncia ia do su)str su)strato ato presen presente te no meio% meio% As en'ima en'imass eVtrac eVtracelu elular lares es t+m sua sua síntes síntesee em $elocidade )aiVa na aus+ncia de su)strato porém aumenta milSares de $e'es *uando indu'idas% A
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
maltose é o melSor indutor para a amilase de A& orizae % = amido a maltose e a !licose estimulam a produção de amilo!lucosidase amilo!lucosidase por A& niger % % A celo)iose e a lactose são os melSores indutores de celulase celulase de T& reesei e tam)ém ser$e de fonte de car)ono% A produção de poli!alacturonase por A& niger está está associada á presença de pectina no
meio%
A síntese de en'imas eVtracelulares está usualmente associada com as fases de crescimento eVpone eVp onenci ncial al e estac estacion ionári ária% a% Em *ua *uase se todas todas as con condiç diç#es #es as espéci espécies es de @acill @acillus us produ' produ'em em proteases eVtracelulares durante a fase de crescimento estacionária% estacionária% A síntese amilase por &licheni*ormis
e A& orizae ocorre durante a fase de crescimento eVponencial porém para o &
subtilis e & e & amyloli/ue*aciens a en'ima é
produ'ida na fase estacionária%
0%K 6 ELT(AD= E P>(3"3CAD= Terminada a fermentação as en'imas de$em ser separadas das células e do meio e tratadas de modo a o)ter uma preparação comercial *ue corresponda aos critérios de pure'a e esta)ilidade deseRados% Esses tratamentos são operaç#es unitárias simples tais como: centrifu!ação filtração e$aporação precipitação seca!em etc% As preparaç#es en'imáticas podem ser comerciali'adas so) diferentes formas pó lí*uida liofili'adas concentrada imo)ili'ada etc% ,o caso de en'imas intracelulares 4endocelulares5 a recuperação é mais difícil e sup#e uma etapa complementar de trituração ou lise das células micro)ianas% Após este tratamento essas en'imas são purificadas como as en'imas eVtracelulares% As formas lí*uidas são mais fáceis de utili'ar *ue as formas desidratadas desidratadas porém estas tem maior esta)ilidade para conser$ação%
9080" M +N+&C5C'OS D+ .'NA)*O <6 "aça "aça um resumo resumo so)re so)re a utili' utili'açã açãoo de en'im en'imas as indust industria riais is a)o a)orda rdando ndo seus seus )en )enefí efício cioss e importXncias%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
26 (elacione as colunas com relação aplicação das en'imas na indWstria: 4a5 Amilase 4)5 Amilo!lucosidade 4c5 celulares 4d5 Protease )acteriana 4e5 Protease fun!ica 4f5 CoalSo )acteriano
4 5 Produção Produção de !licose !licose 4 5 Panificaç#es Panificaç#es produção produção de Varope 4 5 3ndWstria de carnes carnes cer$eRa 4 5 eter!entes 4 5 3ndWstria 3ndWstria de *ueiRos 4 5 idrólise da celulose celulose
06 Cite tr+s $anta!ens da utili'ação de micror!anismos para a produção de en'imas industriais% .6 Al!umas en'imas industriais são usadas na produção de alimentos% Que função elas tem nesse processo
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
86 iferencie a produção de en'imas eVocelulares de endocelulares endocelulares eVplicando cada uma delas%
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
&+.+&Y(C'AS Apostila Tecnolo!ia das "ermentaç#es% >,E&P% isponí$el em Sttp:99pt%scri)d%com9doc9<< Sttp:99pt%scri)d%com9doc9<<<2.2K<9Apostila <2.2K<9Apostila6Te 6Tecnolo!ia6as6"ermen cnolo!ia6as6"ermentacoes6>,E&P% tacoes6>,E&P% Acesso Acesso em ,3=E&TE% Sttp:99;;;%e)aS%com%) Sttp:99;;;%e)aS%com%)r9content99apostila6en'imolo! r9content99apostila6en'imolo!ia6processos6fermen ia6processos6fermentati$os tati$os Acesso em
isponí$el
em
Apostila "ermentaç#es 3ndustriais% isponí$el em Sttp:99;;;%e)aS%com%) Sttp:99;;;%e)aS%com%)r9content9A@AAA@-EA@9ferme r9content9A@AAA@-EA@9fermentacoes6industriais ntacoes6industriais%% Acesso em 21 de março de 2<0% Ci+nci Ci+nciaS aSoRe oRe%uo %uol%c l%com% om%)r9 )r9re$ re$ist ista6c a6cS2 S27 792. 92.29e 29en'i n'imas mas6po 6poder derosa osa6fer 6ferram rament enta6n a6na6S a6S6in 6indus dustri triaa
–
acessado em <79092<0% MA(=C= A\ Torres @@% @io*uímica )ásica% 2ed% Buana)ara Uoo!an% 2K% 8K<,3O>3% isponí$el em Sttp:99pt%scri)d%com9doc9170</9293,T(=>C Sttp:99pt%scri)d%com9doc9170</9293,T(=>CA=6A6TEC,=?=B3A6E6"E(ME, A=6A6TEC,=?=B3A6E6"E(ME,T TAC=E&% AC=E& % Acesso em 2/ de março de 2<0% ;;;%infoescola%com ;;; %infoescola%com9)iolo!ia9fermentação 9)iolo!ia9fermentação 6 acessado em <09092<0% <09092<0 % ;;;%so)iolo!ia%co ;;; %so)iolo!ia%com%)r9conteudos9)io*u m%)r9conteudos9)io*uimica.%pSp imica.%pSp 6 6 acessado em <.9092<0% ;;;%so)iolo!ia ;;; %so)iolo!ia %com%)r9conteWdos9)io*uímica9)io*uímica0%pSp %com%)r9conteWdos9)io*uímica9)io*uímica0%pSp – acessado em <.9092<0%
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
Curso Técnico em Química
Pá!ina 0 6 &umário
2
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
Curso Técnico em Química
Pá!ina . – 3nicio do conteWdo
Centro de Educação Profissional de Anápolis – CEPA
!"
