Produção de enzimas microbianas

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Nome: Lucas Matheus Aleixo RA:133685 
 
Produção de enzimas microbianas 
 
Os microrganismos são os principais produtores de enzimas, como amilases, lipases e 
proteases. Existem reações químicas que só são possíveis na presença de enzimas, pois são 
catalisadores biológicos, que participam da decomposição de macromoléculas de gorduras, amidos 
e proteínas, por exemplo. 
 O mercado para enzimas microbianas vem tendo um grande crescimento. O valor fechado 
em 2017 gerado pelo mercado de enzimas foi de 7,08 bilhões de dólares e está previsto que até em 
2024 o valor gerado por esse ramo será de 10,52 de dólares e uma taxa de crescimento de 5,7%, 
sendo o setor de alimentos e bebidas e cuidados domésticos apresentando um maior crescimento. 
 As enzimas microbianas têm diversas aplicações em diversos segmentos, como por exemplo 
as celulases na produção de papel e na produção de biocombustíveis como o etanol de 1ª, 2ª e 3ª 
geração e o biodiesel. Outros ramos industriais são beneficiados pelas enzimas como: indústria 
alimentícia, produção de ração animal, farmacêutica, bebidas, higiene e cosmética, entre outras. As 
enzimas vêm sendo utilizadas há muitos séculos na indústria alimentícia. Um exemplo é o dos pastores da 
antiguidade que observaram que, ao guardar leite no estômago de um animal degolado, se produzia um 
alimento sólido, conhecido hoje como queijo. Os microrganismos, através de suas enzimas, também 
apresentam uma grande importância econômica e social para a produção de bebidas e alimentos. Na 
indústria têxtil as lipases são usadas para remoção dos lubrificantes, e, recentemente, para melhorias do 
poliéster36. As lacases também podem ser utilizadas no alvejamento de algodão e também para limpeza de 
efluentes. 
 O processo de produção industrial de enzimas pode ser dividido em duas etapas: upstream e 
downstream, sendo upstream as etapas referentes ao processo de produção (MP e meios de cultura , 
agente da fermentação , fermentação , reator / fermentador e controles) e os processos downstream 
referentes ao refinamento e tratamento do produto final ( métodos de separação, tratamentos de 
resíduos) conforme mostra o esquema abaixo: 
 
 
 
 Upstream 
 
 
 
 
 
 Downstream 
 
As etapas de produção são divididas em: bioprospecção dos microrganismos, seleção de linhagem e 
tipo de cultivo, etapas do processo de produção, melhoramento genético e melhoria de processo e 
evolução de escala do processo. 
• bioprospecção dos microrganismos: Bioprospecção tem sido definida de várias formas, pois se 
trata de um tópico abrangente e dependendo da área do conhecimento que se aproprie do termo é 
conceituada de uma forma. No entanto, de um modo geral passa pela ideia de busca por 
compostos orgânicos em microrganismos, plantas e animais que sejam úteis para a humanidade. 
Não raramente, para realizá-la, os pesquisadores voltam suas atenções para ambientes peculiares, 
onde uma adaptação extrema de sua biota é esperada, como desertos, fontes termais, florestas, 
águas ou solos contaminados ou com características singulares como alcalinidade ou acidez, entre 
outros. A bioprospecção não é algo novo. A humanidade vem testando e utilizando produtos 
naturais e se adaptando a estes desde seu início como civilização. Em épocas mais modernas não 
faltam exemplos e um dos mais conhecidos é a descoberta do ácido acetil salicílico (a aspirina), 
proveniente do salgueiro europeu, há muito tempo já utilizado e que se tornou um medicamento 
utilizado em todo o mundo até hoje. 
• seleção de linhagem e tipo de cultivo: Após realizada a bioprospecção do microrganismo 
da natureza ou do meio que se encontra, é realizado o cultivo e estudos acerca das mesmas 
para ver qual linhagem mais de adapta as necessidades a ser sanadas. Ao encontrar essa 
linhagem, essa sepa é multiplicada. 
O cultivo dos microrganismos pode ser feito em meio líquido e em meio sólido. O que os 
difere é a disponibilidade de água livre no meio, sendo em meio líquido isso predominante 
e com substratos solúveis ou sólidos em baixa concentração. Enquanto o meio sólido o 
crescimento do microrganismo ocorre sobre matiz sólida, podendo ser resíduos 
agroindustriais e florestais e que o meio líquido tem função de manter o metabolismo e o 
crescimento das células. Esse tipo de meio se torna atrativo uma vez que seu custo é baixo. 
Cada meio de cultivo tem seus prós e contras como por exemplo contaminantes: em meio 
aquoso devido as grandes concentrações de água, o crescimento dos mesmos pode ocorrer 
de uma taxa alta, enquanto em meio sólido devido a baixa concentração de água inibe o 
crescimento de contaminantes. 
 
O cultivo do microrganismo para produção de enzimas se inicia em frascos cônicos pequenos e indo 
aumentando a escala, até por fim transferi-lo a um biorreator. Nesse caminho a ser percorrido, 
melhoramentos no meio de cultura podem ser feitos para otimização da obtenção do produto e 
também da multiplicação do microrganismo.