P1: DETERMINAÇÃO DO TEOR DE AÇÚCAR (REFRATÔMETRO) DE MATÉRIA-PRIMA AÇUCARADA E PRODUÇÃO DE MEIO DE CULTIVO PARA PROPAGAÇÃO DE LEVEDURAS (LÍQUIDO) P2: PROCESSO FERMENTATIVO PARA AVALIAÇÃO DO CRESCIMENTO CELULAR, DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA – UFU

ICIAG – INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRARIAS

GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA

TECNOLOGIA DE PRODUTOS AGROPECUÁRIOS

PROFESSORA: DRA. LARISSA NAYHARA SOARES SANTANA FALLEIROS

P1: DETERMINAÇÃO DO TEOR DE AÇÚCAR (REFRATÔMETRO) DE MATÉRIA-PRIMA AÇUCARADA E PRODUÇÃO DE MEIO DE CULTIVO PARA PROPAGAÇÃO DE LEVEDURAS (LÍQUIDO) P2: PROCESSO FERMENTATIVO PARA AVALIAÇÃO DO CRESCIMENTO CELULAR, DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS DE CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DE ETANOL

P2: PROCESSO FERMENTATIVO PARA AVALIAÇÃO DO CRESCIMENTO CELULAR, DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS DE CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DE ETANOL

Uberlândia-MG

Junho-2019

[pic 1]

 

  1. INTRODUÇÃO

        A refração acontece quando a luz se propaga de um meio de determinada densidade para outro meio de densidade diferente de forma que há alterações no valor da velocidade e ângulo das ondas luminosas. No primeiro meio o raio luminoso é chamado de raio incidente e no segundo é designado de raio refratado.

Entre a superfície de separação (normal) e o raio incidente é formado um ângulo denominado de ângulo de incidência i, que tem um ângulo correspondente no segundo meio que se chama ângulo de refração, r. O índice de refração, n, advém da relação entre o seno de i e o seno de r, que tem uma conexão direta com as velocidades da luz nos dois meios, são diretamente proporcionas.

O índice de refração varia com o comprimento de onda da luz e a temperatura e pode ser calculado pela expressão n=c/v, onde v é a velocidade de propagação de luz no vazio e c é a velocidade de propagação de luz em um determinado meio. A figura 1 ilustra o processo de refração. Na tecnologia de produção de alimentos a tecnologia de refração é utilizada para determinar concentrações em misturas de compostos conhecidos e identificar compostos.

[pic 2]

           Figura 1. Imagem ilustrativa de Medidor de índice de refração

De outra forma, o Brix (símbolo °Bx) mede a quantidade de sólidos solúveis presentes em uma determinada solução de sacarose através de uma escala numérica. É de grande importância para a indústria de alimentos para análise da quantidade de açucares, de forma aproximada, presentes em vinhos, sucos de fruta e na análise de açúcar. O total de todos os sólidos dissolvidos em água (açucares, sal, proteínas, ácidos, etc.) representa a quantidade de sólidos solúveis em uma solução. Sua soma representa os valores medidos. Em uma solução de 50 °Bx há 50 gramas de açúcar (sacarose) para cada 100 gramas de líquido, ou 50 gramas de água e 50 gramas de sacarose em 100 gramas de solução.

Já o preparo de meio de cultura (líquido), tem como objetivo a propagação de microrganismos, no caso deste trabalho, leveduras, pois meios de cultura apropriados que simulem ou até melhorem as condições naturais do ambiente em que eles se desenvolvem é um fator necessário para sua cultura (NASCIMENTO, 2007).

Além de aumentar o número de microrganismos, o meio de cultura pode ser usado para isolar e identificar diferentes tipos de microrganismos existentes numa população microbiana mista observando-se a aparência macroscópica das colônias e suas reações bioquímicas com o meio. Também, é possível utilizar meios de cultura para quantificar o crescimento de microrganismos em diferentes meios e analisar substâncias produzidas por eles.

        Os meios de cultura devem conter os nutrientes em quantidades e proporções corretas para a manutenção e multiplicação dos microrganismos (NASCIMENTO, 2007). As necessidades nutricionais dos microrganismos são variáveis de acordo com a espécie, no entanto, existem determinadas substâncias de necessidade comum para todos.

        Além do substrato nutritivo com todos os nutrientes requeridos, é importante que haja condições de incubação que favoreçam cada microrganismo que se deseja cultivar como condições de pH, temperatura e atmosfera gasosa. E vale lembrar que, na produção de meio de cultivo para propagação de leveduras para transformação de açúcar em álcool, este processo é influenciado diretamente pelos nutrientes presentes, que não só serão utilizados pelas células da levedura para fermentação alcoólica, mas também, para crescimento celular e todas suas funções biológicas (AMORIM, 2005; RIBEIRO et al., 1987).

O processo de fermentação alcoólica pode ser definido como um processo biológico, no qual se utiliza um microrganismo, normalmente uma levedura que transformam matéria orgânica em outros produtos e energia. Sendo que as cepas mais utilizadas na fabricação de álcool são Saccharomyces cerevisiae e Schizosaccharomyces pombe (CARDOSO, 2006).

A cepa Saccharomyces cerevisiae é uma espécie que pode ser utilizada na indústria de fermentação de alimentos e bebidas. Os principais atributos dessa levedura, muito utilizada em processos industriais, é que ela tem alta capacidade de desenvolver substratos simples em produtos de alto valor agregado, além disso, tem fácil multiplicação. A reação de conversão do açúcar (glicose) em etanol é representada pela seguinte expressão:

C6H12O6       →       2 C2H5OH    +     2 CO2

                                           Glicose       32 0C             Etanol              Dióxido de carbono

A principal fonte energética para Saccharomyces cerevisiae são os carboidratos, sendo que a glicose é o principal substrato usado para obter energia. O processo de catabolismo da glicose pode ser representado pela figura 1.

Figura 2: Esquema das principais vias do metabolismo energético em Saccharomyces cerevisiae.

[pic 3]

 Fonte: Xavier, 2015.

2. OBJETIVOS

O objetivo dessa prática foi determinar o teor de açúcar de soluções açucaradas de origem industrial e comercial, produzir o meio de cultivo para a propagação de leveduras,

, e avaliar tanto o crescimento celular, determinando os parâmetros cinéticos taxa de crescimento, tempo de duplicação e rendimento YP/X durante o processo fermentativo a partir da utilização de Saccharomyces cerevisae, quanto a avaliação da produção de etanol.

3. PARTE EXPERIMENTAL

3.1 MATERIAIS

• Prática 6P1. Determinação do teor de açúcar (refratômetro) de matéria-prima açucarada e produção de meio de cultivo para propagação de leveduras (líquido)

• Algodão higroscópico;
• Amostras de fermentação alcoólica, bebidas comerciais;  
• Autoclave;  
• Balança analítica;  
• Banho termostático;  
• Barbante;  
• Bico de Bunsen;  
• Espátula;  
• Extrato de levedura;  
• KCl;  
• KH2PO4;
• Luva de amianto;
• MgSO47H2O;
• NH4Cl;
• Refratômetro de bancada do tipo ABBE;
• Sacarose;
• Vidraria diversa.

• PRÁTICA 6P2. Processo fermentativo para avaliação do crescimento celular, determinação de parâmetros de crescimento e produção de etanol

• Álcool 70 %;
• Levedura Saccharomyces cerevisae;
• Meio de cultivo para propagação de leveduras (previamente preparado conforme Roteiro Prática 6P1);
• Espectrofotômetro a 650 nm;
• Incubadora Rotatória;
• Centrífuga;
• Rotoevaporador;
• Vidraria em geral (erlenmeyer, béquer, bastão de vidro, etc);

3.2. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS