Produção de cervejas - bioquimica

A produção biológica vem se destacando e ao tratar especificamente os processos fermentativos, estudos destacam a produção de hidrogênio por fermentação anaeróbia (bio-hidrogênio/ bioH2). Ocorre quando um microrganismo é cultivado com substratos orgânicos que são degradados por oxidação para fornecer energia para o crescimento metabólico (Neves, 2009). É o sistema de produção de hidrogênio com maior potencial. Entre as vantagens da utilização como método de produção estão: a utilização de reatores simples; o fato de não ser necessário a utilização de luz diminuindo o gasto energético e a variedade de resíduos ou culturas energéticas que pode ser utilizados para a produção de bio-H2.

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A produção de hidrogénio por fermentação anaeróbia é um fenómeno que ocorre sob condições anóxicas, ou seja, sem oxigénio presente como aceitador de electrões. Quando a bactéria cresce com substratos orgânicos, crescimento heterotrófico, o que ocorre é que estes mesmos substratos são degradados por oxidação para fornecer energia para o crescimento metabólico. Esta oxidação gera electrões, os quais se distribuem de modo a obter neutralidade electrónica. Num ambiente onde exista oxigénio, este é reduzido sendo a água o produto. Num ambiente anóxico, outros elementos, tais como, protões (H+ ), são reduzidos a hidrogénio molecular (H2), actuando como aceitadores de electrões. No processo de fermentação, utilizando glucose como substrato esta é inicialmente convertida em piruvato, por via glicolítica. Por sua vez este é oxidado a acetil-CoA, podendo ser convertido a acetil fosfato, o que resulta na geração de ATP e na produção de acetato. A oxidação do piruvato a acetil-CoA requer a redução da ferrodoxina. A ferrodoxina reduzida é oxidada pela hidrogenase que gera Fd(ox) e liberta electrões para produzir hidrogénio molecular. A reacção geral pode ser esquematizada e descrita pelas equações 1.8 e 1.9

A fermentação anaeróbia permite a produção de hidrogénio por uma via relativamente simples, com um largo espectro de utilização de substratos, incluindo substratos contidos em resíduos como é o caso da glucose (Das e Veziroglu, 2008) (Figura 1.3). As bactérias anaeróbias podem ser de dois tipos; anaeróbias obrigatórias e anaeróbias facultativas. No que respeita às bactérias anaeróbias facultativas estas produzem 2 mol de H2 por mol de glucose, enquanto que as estritamente anaeróbias dão 4. Contudo as anaeróbias facultativas são menos sensíveis à presença de oxigénio e, por vezes, têm a capacidade de retomar a produção de hidrogénio depois de danos acidentais causados pelo oxigénio, esgotando-o no seu meio. Como consequência deste facto, uma bactéria anaeróbia facultativa é considerada melhor que uma estritamente anaeróbia, para levar a cabo a produção de H2 por fermentação (Das e Veziroglu, 2008). O caminho metabólico para a produção de hidrogénio por dark fermentation, a partir da glucose está representado na Figura 1.3.

http://www.cetesb.sp.gov.br/wp-content/uploads/sites/27/2014/01/pinto.pdf

https://repositorio.uft.edu.br/bitstream/11612/381/1/Caroline%20Ribeiro%20Tunes%20-%20Disserta%C3%A7%C3%A3o.pdf (ISABELLA 4 ETAPAS E TABELA)

http://www.jovenspesquisadores.com.br/2012/restrito/uploads/posters/1348507478.pdf

https://www.ika.rwth-aachen.de/r2h/index.php/Microbial_conversion_of_biomass.html#figure11

http://quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=164