LISTA DE EXERCÍCIOS DE BIOENGENHARIA

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LISTA DE EXERCÍCIOS – BIOENGENHARIA 
 
 
1) Num processo de fermentação conduzido em regime de bateladas, a concentração 
celular após a inoculação do reator era de 0,21 g/100mL. Sabe-se que inicialmente havia 
0,5 g/L de etanol e que ao final da fermentação obteve-se 1,60 g/L de etanol desejado. O 
tempo total de processo foi de 105 horas e o tempo de preparação da dorna (limpeza, 
enchimento e inoculação) foi de 180 minutos. Ao final do processo a massa celular havia 
triplicado, pergunta-se: 
a) Qual a velocidade específica de crescimento do microrganismo (x), supondo-se que 
todo o processo tenha se passado na fase exponencial de crescimento? 
b) Qual o fator de rendimento de formação de produto em relação ao crescimento celular 
(YP/X) e a produtividade do processo fermentativo? 
 
2) Deseja-se produzir xantana a partir da Xanthomonas campestri. Sabe-se que a cinética 
de formação de produto (goma Xantana) é uma produção parcialmente associada ao 
crescimento do microrganismo, tendfo a máxima produção durante a fase estacionária. E 
que curva de crescimento microbiano não apresentou fase de morte (Fase declínio da 
curva). Foram testadas 3 cepas e 3 meios diferentes para determinar qual será a melhor 
cepa para cada substrato. Determine para cada substrato a melhor cepa para se obter a 
maior produtividade na produção de Xantana após 3 horas de fermentação. Explique o 
argumento utilizado para sua resposta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) A partir do gráfico abaixo, responda: 
 
a) Identifique o tipo de inibição presente nas curvas 2 e 3 e explique detalhadamente seus 
argumentos para sua escolha. 
b) Determine o valor de Ki da curva com inibidor competitivo. Considere a [I] = 3,34 g/L. 
 
 
 
4) Num processo fermentativo conduzido em batelada convencional, inoculou-se 1mL de 
uma suspensão de levedura contendo 1x106 UFC/mL em 10 L de mosto esterilizado. Para 
confirmação da concentração de células foi retirada uma amostra do mosto e feita uma 
y = 0,027x + 0,0072 
R² = 0,9941 
y = 0,038x + 0,0075 
R² = 0,9993 
y = 0,0555x + 0,0154 
R² = 1 
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
1
/v
 
1/S (g/L) 
2 
1 
Curva sem inibidor 
3 
contagem em câmara de Neubauer. Porém, durante a contagem não foi constatado a 
presença de nenhuma colônia de levedura. Sabe-se que todo procedimento foi realizado de 
maneira correta por um técnico qualificado. Explique o que pode ter ocorrido? 
 
5) A fermentação do caldo de cana apresentou o seguinte comportamento em relação ao 
crescimento microbiano. 
 
 
 
a) Os dados do gráfico acima foi divido em 2 gráficos que representam diferentes fases 
no crescimento celular. A partir dos dados desses gráficos, identificar qual fase no 
crescimento cada gráfico representa. Explicar seu argumento para a escolha, em 
virtude da velocidade específica e a velocidade instantânea. 
 
 
 
 
 Gráfico 1 Gráfico 2 
6) A tabela abaixo representa os dados de concentração em função do tempo de arraste 
referentes ao cultivo contínuo do Penicillium chrysogenum em biorreator de bancada 
contendo 10 Litros de volume. 
Concentração 
(g/L) 
Tempo (h) 
6,7 0 
6,2 1,4 
5,4 3,7 
4,4 7,4 
 
a) Determine o valor de mx quando a vazão do sistema foi aumentada de 1 L/h para 2 
L/h. 
0
10
20
30
0 10 20 30 40 50
U
FC
/m
L 
Tempo 
Fermentação alcoolica 
0,00; 0,78 
4,00; 1,16 
8,00; 1,72 
12,00; 2,56 
16,00; 3,80 
20,00; 5,64 y = 0,779e0,099x 
R² = 1 
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25
U
FC
/m
L 
Tempo 
24,00; 7,72 
28,00; 12,57 
32,00; 17,41 
36,00; 22,26 
40,00; 27,11 y = 1,212x - 21,37 
R² = 1 
0
5
10
15
20
25
30
20 30 40
U
FC
/m
L 
tempo 
7) O experimento abaixo teve como objetivo determinar os valores de Km e Vmáx de uma 
nova enzima invertase para produção de açúcar invertido. 
Para determinação da concentração de açúcar redutor foi realizado uma curva padrão de 
glicose, representada pela equação y = 0,0018x com R2=0,9876, onde y corresponde a 
absorvância e x a quantidade de glicose em g/L. A hidrólise foi realizada à 50ºC por 10 
minutos, condição pré estabelecida como ótima para ação desta enzima e a quantificação 
de açúcar redutor foi realizada pela análise de Somogy-Nelson. 
Abaixo segue as absorvâncias e as concentrações do substrato (sacarose) 
correspondentes. 
 
[S] g/L ABS 
0,25 0,430 
0,5 0,515 
1 0,679 
1,5 0,738 
 
 
Desta forma, responda os tópicos abaixo: (Dica para resolução: Lembrem das práticas) 
 
a) À partir dos dados acima, calcule as concentrações de glicose formada e a velocidade 
da reação. 
 
b) À partir dos dados calculados no item a, faça um esboço do gráfico de Lineweaver-Burk 
e calcule os valores de Km e Vmáx. (Utilizar a equação y=0,005x+0,021) 
 
c) Comparando os valores de Km calculado para esta enzima com o valor de Km da 
enzima antiga utilizada no processo de de açucar invertido (Km = 0,8), determine qual é a 
melhor enzima para o uso no processo?