aula 1 - Microbiologia Industrial

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
Instituto de Tecnologia
Departamento de Tecnologia de Alimentos
Laboratório de Processos Fermentativos
ROMULO CARDOSO VALADÃO
IT213 – Tecnologia das Fermentações Industriais
Aplicação de princípios científicos e de engenharia 
Processar materiais por agentes biológicos
Biotecnologia 
Microbiologia Industrial X Biotecnologia Microbiana
Melhoramentos das reações metabólicas que
micro-organismos já são capazes de realizar 
Objetivo maioria dos casos, aumentar a produção 
do produto de interesse.
Processos industriais microbiológicos
Aproveitamento de agro-resíduos (co-produtos)!!!
Imagem de Arek Socha por Pixabay
Biotecnologia Moderna
Microrganismos como vetores de modificações
Interferência controlada e intencional no DNA
Produtos farmacêuticos (antibióticos), 
aditivos alimentares, enzimas e 
químicos (butanol, ácido cítrico)
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https://profissaobiotec.com.br/explicar-definitivamente-para-tia-biotecnologia/
Conjunto de técnicas que envolvem a 
manipulação de organismos vivos para 
modificação de produtos
Origem grega: “bio” significa vida
“tecnos” (técnica)
“logos” (conhecimento)
Biotecnologia Clássica
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Qualquer deterioração de alimento por m.o.
Qualquer processo que produza bebidas alcoólicas ou 
laticínios ácidos
Qualquer processo metabólico que libere energia que 
ocorre sob condições anaeróbicas 
Qualquer processo microbiológico em grande escala 
ocorrendo com ou sem ar
Fermentação
(TORTORA)
Fermentação
Qualquer processo metabólico que libere energia de 
um açúcar ou outra molécula orgânica, não requer 
oxigênio ou um sistema transportador de elétrons e 
usa uma molécula orgânica como aceptor final de 
elétrons. 
(TORTORA)
Fungos (leveduras e fungos filamentosos) 
Micro-organismos mais utilizados na microbiologia industrial 
https://veja.abril.com.br/ciencia/fungos-que-transformam-
formigas-em-zumbis-estao-sob-ataque-de-outro-
fungo/#:~:text=Fungos%20Ophiocordyceps%20camponot
i%2Drufipedis%20atacam,sem%20conseguir%20realizar
%20suas%20tarefas.
Imagem de WikimediaImages por Pixabay
Braz. J. Microbiol. vol.48 no.2 São Paulo abr./un. 2017
Bioethanol strains of Saccharomyces cerevisiae characterised
by microsatellite and stress resistance
http://dx.doi.org/10.1016/j.bjm.2016.09.017
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Procariotos (bactérias e actinomicetos)
Micro-organismos mais utilizados na microbiologia industrial 
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Algas e Microalgas
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Morphological changes of S. natalensis HW-2 observed by SEM 
after treated with fungal elicitor (magnification of 10,000). S. 
natalensis HW-2 was treated without (a) or with fungal (b) and 
incubated on plate for 108 h at 28 °C. S. natalensis HW-2 was 
treated without (c) or with fungal elicitor (d) after fermentation for 
24 h and incubated in fermentation medium for another 72 h at 
28 °C
Applied Microbiology and Biotechnology 101(11); 6705–
6712(2017) DOI: 10.1007/s00253-017-8440-0
Physicochemical and microbial responses of Streptomyces 
natalensis HW-2 to fungal elicitor
https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-017-8440-0
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https://www.researchgate.net/deref/https%3A%2F%2Flink.springer.com%2Farticle%2F10.1007%252Fs00253-017-8440-0
Geração de aromas e fragrâncias
Vanillina – Pseudomonas sp.(compostos fenólicos, lignina, eugenol)
Benzaldeído - Pseudomonas putida - aroma de cereja (semente de damasco)
Metil cetonas – Penicillium roquefortii, Aureobasidium sp. - aroma de frutas e queijos
roquefort (glicose, alanina e etanol)
γ-decalactona - Sporobolomyces odorus, Sporidiobolus salmonicolor, Mucor spp. - aroma de 
pêssego e outras frutas (óleo ricinoleico)
High glucose corn syrup – Streptomyces, Bacillus (glicose)
Ácido Citrico – Aspergillus niger (glicose)
Ácido Glutâmico – Brevibacterium sp., Corynebacterium sp
Alguns Produtos e Aplicações
Uso de enzimas microbianas
Panificação
• Alfa-amilase: promove a decomposição do amido – formação da maltose aumentando 
a maciez e textura da massa
• Amilase maltogênica e xilanase: dão estabilidade à massa
• Protease: altera a elasticidade e a textura do glúten e melhora a cor e sabor do pão
Laticínios
• Quimosina: promove a coagulação do leite para formação do queijo
• Lactase: decompõe a lactose em açúcares mais simples
• Protease: quebra as proteínas do soro
• Lipases: decompõe as gorduras
Vitivinicultura
• Pectinase: facilita a prensagem, a filtração e a clarificação
• Alfa-amilase: liquefazer e fermentar a matéria-prima
• Glicoamilase: aumenta o teor de certos açúcares
• Glucanase: aumentar a velocidade de filtração
• Papaína, bromelina ou ficina: evitar a turbidez do produto
Revista Brasil. Bot., V.34, n.4, p.607-610, out.-dez. 2011
https://www.scielo.br/pdf/rbb/v34n4/v34n4a14.pdf
Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 33(Supl. 1): 14-18, fev. 2013
https://www.scielo.br/pdf/cta/v33s1/v33s1a03.pdfCiênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 33(Supl. 1): 179-183, fev. 2013
https://www.scielo.br/pdf/cta/v33s1/v33s1a26.pdf
Produção de Combustíveis – ETOH 2G e 3G
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1G
Foto de Tobi no Pexels
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2G
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http://www.mct.gov.br/index.php/content/view/352502.htmlhttp://www.ctnbio.gov.br/
https://exame.com/economia/etanol-de-2a-geracao-dribla-problemas-
tecnicos-e-e-visto-como-competitivo/
https://www.noticiasagricolas.com.br/noticias/biocombustivel/228942-granbio-retomara-
producao-em-usina-de-etanol-em-alagoas.html#.X1-Ij6Zv_eO
https://exame.com/economia/etanol-de-2a-geracao-dribla-problemas-tecnicos-e-e-visto-como-competitivo/
https://economia.estadao.com.br/noticias/geral,raizen-avanca-no-etanol-de-2-geracao,10000089302
https://revistapesquisa.fapesp.br/obstaculos-no-caminho/
Biocombustíveis...
Biodiesel
ou 
Etanol 3G
3G
https://phys.org/news/2014-05-algae-biofuel-world-energy-demand.html
https://phys.org/news/2013-05-photobioreactor-biofuel-algae.html