Processo Enzimático Industrial
Por: Maynara Altino • 22/10/2015 • Pesquisas Acadêmicas • 1.571 Palavras (7 Páginas) • 544 Visualizações
INTRODUÇÃO
Este trabalho terá o objetivo de explicar sobre os tipos de Processos Enzimáticos Industriais.
Começaremos explicando o que são enzimas e quais suas classes para podermos então explicar os dois tipos de Processos Enzimáticos Industriais: Fermentação Submersa (FS) e Fermentação em estado sólido (FES).
A diferença consiste em que uma utiliza água e a outra não.
Para finalizar Abordaremos as aplicações com enfoque na produção de detergentes.
Processo Enzimático Industrial
- Enzimas.
“São proteínas que atuam como catalisadores de reações químicas, sendo essenciais para o sistema metabólico de todos os organismos vivos e possuem um papel fundamental na degradação da material orgânica, na infecção do hospedeiro e deterioração dos alimentos” – Bióloga – Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Biologia Comparada.
Podem ser divididas em seis classe:
1 | Oxidorredutases | Catalisam reações de óxidoreduções |
2 | Transferases | Catalisam reações de transferência de grupos de uma molécula a outra |
3 | Hidrolases | Catalisam reações de hidrólise |
4 | Liases | Catalisam reações de quebra de ligações |
5 | Isomerases | Catalisam reações de mudança intramolecular, onde um substrato transforma-se em um produto isômero |
6 | Ligases | Catalisam a ligação covalente de moléculas, com simultânea quebra de uma ligação de alta energia |
- Tipos de Processo Enzimático.
Há dois tipos de processos enzimáticos através da fermentação: Fermentação Submersa e Fermentação em Estado Solido.
2.1. Fermentação Submersa (FS).
Este processo utilizado para a produção de enzimas, é muito utilizado nos países ocidentais, por ter a facilidade de crescimento dos microrganismos em condições controladas de pH e temperatura, e além disso este processo torna fácil a recuperação das enzimas extracelulares.
É utilizado neste processo o meio fermentativo liquido, onde as fontes de nutrientes que são utilizadas são solúveis.
Nos Processos de fermentação em escala industrial são utilizados fermentadores que possuem uma grande capacidade de volume.
Para a obtenção do cultivo, os meios a serem utilizados podem vir através de matérias-primas naturais como resíduos agroindustriais, ou até mesmo de compostos quimicamente conhecidos (meios sintéticos). Eles devem conter:
- Fontes de carbono: farinhas amiláceas, melaços, licores de milho, entre outros cereais;
- Fontes de nitrogênio: farinha de peixe, gelatinas, licores de soja;
- Fatores de crescimento e micronutrientes: extrato de levedura e farinhas de sementes oleaginosas;
- Elementos minerais: fosforo, enxofre, potássio, cálcio, etc;
- Elementos que desempenham um importante “papel” como constituintes de enzimas e coenzimas: manganês, cobre, zinco;
- Fonte indutora, para a produção de enzimas: amidos para amilases, ureia para uréases, xiloses para xilose isomerases, entre muitos outros.
2.1.1. Descrição do Processo de Fermentação Submersa (FS), em escala Laboratorial.
O Processo de FS é iniciada com os processos que antecedem a fermentação. Podem ser chamados de UPSTREAM (Montante de Fermentação).
1°) Os microrganismos a serem utilizados são cultivados em frascos que ficam em constante agitação, até atingir a fase de crescimento exponencial media ou tardia.
2°) Este pré-inóculo é transferido para um ou mais fermentadores que tem capacidade de volume entre 100 a 500 litros.
3°) Passado o tempo de crescimento, este pré-inóculo é transferido agora, para o fornecedor principal, onde a enzima será produzida, contendo o meio de cultura necessário para a produção enzimática.
Durante o processo descrito, é necessário que se observe a possível ocorrência de contaminação, infecção por bacteriófagos e proliferação de microorganismos mutantes de menor eficiência de menos eficiência para a produção enzimática.
2.1.2. Descrição do Processo de Fermentação Submersa (FS), em escala Industrial.
Os processos pós-fermentação, também chamados DOWNSTREAM ou a jusante da fermentação, visam recuperar as enzimas produzidas no caldo fermentado
1°) Separação e Purificação: esta etapa é responsável por remover as substancias toxicas e/ou metabólicas que são consideradas indesejáveis.
Para que os fungos sejam removidos, esse processo pode ser realizado por filtração simples. Já as bactérias e leveduras é separado através de metodologias de filtragem de custos elevados, podendo ser necessário uma floculação com agentes convencionais (como o sulfato de alumínio ou cloreto de cálcio), ou polieletrólitos.
2°) Concentração: Agora o caldo contendo a enzima de interesse, ele é concentrado por evaporação a vácuo ou por processos mais modernos de ultra filtração.
3°) Purificação: isola enzimas especificas a partir de um extrato bruto de células contendo muitos outros componentes indesejados, para que se obtenha o máximo de atividade especifica, com a melhor recuperação possível da atividade inicial.
Essa purificação pode ser realizada por precipitação em sulfato de amônia, que tem as vantagens de ter um baixo custo, alta solubilidade e proteção natural das enzimas.
4°) Acabamento: Nesta etapa as preparações enzimáticas, brutas ou purificadas, podem ser mantidas em estado líquido, granulada ou liofilizada com a adição de estabilizadores (como os sais, carboidratos, ou proteínas inertes, etc). Para garantir essa estabilização das enzimas, outras substancias podem ser adicionas, porem precisam ser compatíveis com o uso final da enzima. Exemplo: substrato, antibióticos, ésteres de ácidos benzoicos, inibidores de enzimas contaminantes e agentes quelantes.
2.1.2.1. Fluxograma – Processo de Fermentação Submersa em Escala Industrial.
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