A FERMENTAÇÃO DESCONTÍNUA

1. FERMENTAÇÃO DESCONTÍNUA.

Introdução:

1. Quais as características básicas que definem este tipo de fermentação?

A fermentação descontínua é a mais utilizada para obtenção de vários produtos fermentados. No caso de não haver adição de soluções para o controle do processo, nem perca de liquido por evaporação, o volume permanece constante. A fermentação descontínua pode levar a baixos rendimentos e/ ou produtividades, quando o substrato adicionado de uma só vez no início da fermentação exerce efeitos de inibição, repressão, ou desvia o metabolismo celular a produtos que não interessam. Além disso, apresenta "tempos mortos", ou seja, tempos em que o fermentador não está sendo usado para o processo fermentativo propriamente dito, tais como tempo de carga e descarga de dorna e período correspondente à lavagem e esterilização do fermentador. Por outro lado, apresenta menores riscos de contaminação (se comparados com processos contínuos de fermentação), grande flexibilidade de operação, devido ao fato de poder utilizar os fermentadores para a fabricação de diferentes produtos, a possibilidade de realizar fases sucessivas no mesmo recipiente, condição de controle mais estreito da estabilidade genética do microrganismo, assim como a capacidade de identificar todos os materiais relacionados quando se está desenvolvendo um determinado lote de produto, o que é vital para a indústria farmacêutica. Mais utilizado na indústria de alimentos.

1. O que são tempo mortos? Quais suas consequências para o processo?

Os "tempos mortos" são os tempos em que o fermentador não está sendo usado para o processo fermentativo propriamente dito, tais como tempo de carga e descarga de dorna e período correspondente à lavagem e esterilização do fermentador.

1. Quais as vantagens apresentadas para o processo descontínuo?

Apresenta menores riscos de contaminação (se comparados com processos contínuos de fermentação), grande flexibilidade de operação, devido ao fato de poder utilizar os fermentadores para a fabricação de diferentes produtos, a possibilidade de realizar fases sucessivas no mesmo recipiente, condição de controle mais estreito da estabilidade genética do microrganismo, assim como a capacidade de identificar todos os materiais relacionados quando se está desenvolvendo um determinado lote de produto, o que é vital para a indústria farmacêutica.

Inóculo:

1. Por que é tão importante a etapa de manutenção de estoques de microrganismos? Como pode ser a manutenção?

Para que se obtenha um inóculo com capacidade produtiva elevada, devem-se dar condições para que o microrganismo desejado seja propagado, que incluem desde sua manutenção até a propagação propriamente dita. Há muitas técnicas para o armazenamento de microrganismos, sendo que cada uma delas pode ser indicada levando em conta a cepa do microrganismo e as condições laboratoriais disponíveis para mantê-la. Têm por finalidade conservar a cepa viável e com capacidade produtiva, mantendo-a, portanto, dentro do possível, com o mínimo de divisões celulares, uma vez que, quando estas ocorrem, há possibilidade de haver mutações. Algumas delas são: secagem de microrganismos em terra, areia, sílica ou outro material sólido, conservação em ágar inclinado ou outras que limitem o metabolismo e respiração microbiana (aqui se incluem congelamento em congeladores ou em nitrogênio líquido, e manutenção de esporos ou células em água) e remoção da água de células ou esporos por liofilização e manutenção do material seco sob diferentes condições.

1. Qual volume de inóculo (em percentual da capacidade do fermentador) é mais comumente usado?

O volume de inóculo adicionado no fermentador de produção está comumente ao redor de 10% de sua capacidade útil. No entanto, pode variar de 0,5 a 50%.

1. Como deve ser definido o melhor protocolo de propagação (crescimento)?

A partir da cultura estoque, propaga-se o microrganismo por meio de metodologia conveniente. Normalmente na fase inicial passa-se do meio sólido, em condições assépticas, para um tubo de ensaio contendo 'meio líquido esterilizado, adequado para o desenvolvimento microbiano. Após incubação por um determinado tempo, que depende do tipo de microrganismo cultivado (pois cada espécie possui velocidade de crescimento diferente), transfere-se o conteúdo desse tubo a frascos apropriados para agitadores rotativos ou recíprocos- "shakers"- contendo meio esterilizado. Após incubação, transfere-se a suspensão microbiana para frascos maiores contendo meio nutriente esterilizado. O número de transferências vai depender do volume útil do inóculo. Todas as transferências devem ser feitas em condições assépticas e os frascos devidamente fechados, mas permitindo entrada de ar para microrganismos aeróbios, de modo a evitar contaminação. A cada passo, os organismos devem crescer rapidamente, sendo as transferências feitas na fase logarítmica de crescimento. Apenas na fase que corresponde ao inóculo que será adicionado ao fermentador de produção, pode-se deixar que a cultura atinja a fase de declínio de velocidade de crescimento, caso seja interessante iniciar a fase de produção com células de um estágio mais avançado da curva de crescimento microbiano .

Mosto:

1. O que é mosto?

Também chamado de meio de fermentação, é o meio de cultivo do microrganismo.

1. Que fatores são levados em conta para estabelecimento da composição de um meio?

Deve possuir nutrientes requeridos para o crescimento celular, que parte das fontes de energia, classifica nos seguintes grupos: a) fontes dos elementos "principais" -C, H, O e N; b) fonte dos elementos "secundários": P, K, S, Mg; c) vitaminas e hormônios; d) fontes de "traços" de elementos, ou seja, requerimentos de elementos em quantidades mínimas para o crescimento microbiano: Ca, Mn, Fe, Co, Cu, Zn. Na formação de um meio de fermentação deve-se levar em conta a necessidade desses nutrientes, porém o meio, além de propiciar o desenvolvimento microbiano, deve favorecer a formação do produto que se deseja. Há sugestões que a formação de um meio de cultivo leve em conta a composição celular, o requerimento energético e a necessidade de substâncias específicas.

1. Diferencie meios “naturais” de “sintéticos”.

Meios “naturais” feitos a partir de extratos de plantas ou animais (suco de uva, leite, água de maceração de milho, etc.). Meios “sintéticos” feitos a partir da elaboração de meios quimicamente definidos.

Classificação:

1. Caracterize os três grupos (de acordo com Borzani, 1975) em que podem ser classificados os processos descontínuos.

Borzani (1975) classifica os processos descontínuos em três grandes grupos: aqueles em que cada dorna recebe um inóculo, processos com recirculação do microrganismo e processo por meio de cortes.

O primeiro grupo consiste na inoculação de urna dorna com um microrganismo

que foi propagado a partir de uma cultura pura. Oferece poucos riscos de contaminação se a propagação do inóculo foi feita em boas condições de assepsia. Nas fermentações em que o meio é rico e o microrganismo é altamente suscetível à contaminação, a utilização deste processo é indicada, a menos que o substrato adicionado de uma só vez no início da fermentação leve a resultados insatisfatórios.