Slide 4 - Matérias primas

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MATÉRIAS-PRIMAS 
PARA A INDÚSTRIA 
DE FERMENTAÇÃO
Prof. Edmar das Mercês Penha
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1 - INTRODUÇÃO
� A maioria dos substratos utilizados na
indústria de fermentação é direta ou
indiretamente obtida de produtos
agrícolas ou de resíduos industriais.
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2 - REQUISITOS PARA UMA BOA 
MATÉRIA-PRIMA
� a) Conter o substrato adequado ao
metabolismodo agente de fermentação.
� b) Ser de fácil obtenção, não exigindo
tratamentos prévios.
� c) Não ser um fator complicador a mais
nas etapas de recuperação do produto.
� d) Ser vantajosa economicamente.
� e) Ser de fácil estocagem.
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3.1 - MATÉRIAS-PRIMAS 
SACARINAS
� O substrato é mono ou dissacarídeo.
� a) Melaço: resíduo da cristalização do açúcar.
� Contém cerca de 62% de açúcares (32% sacarose, 16% levulose, 
14% dextrose), 8% de cinzas (rico em K), 3% de material 
nitrogenado, 20% de água. Como uma média tem-se 25-40 l de 
melaço por tonelada de cana consumida.
� b) Melado: caldo de cana ou beterraba concentrado. Contém 95% 
de açúcares (sacarose e açúcares invertidos - glicose e frutose).
� c) Sucos de frutas: uva (glicose e frutose) caldo de cana -
contém entre 78-86% de água, 10-20% de sacarose, 0,1-2% de 
glicose, 0,3-0,5% de cinzas, 0,5-1% de compostos nitrogenados, pH 
5,2-6,8. Em média tem-se 800 l caldo/ton cana.
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3.1 - MATÉRIAS-PRIMAS 
SACARINAS (cont.)
� d) Soro de leite: subproduto da industrialização do leite do qual
foram retirados as gorduras e a caseína. Contém 45% de lactose.
� e) Licor sulfítico: subproduto da indústria de papel (no processo a 
hemicelulose é hidrolisada e obtém-se açúcares simples como
manose, glicose, xilose). São produzidos cerca de 600 l de licor (2% 
açúcares) por tonelada de polpa.
� f) Vinhoto: resíduo da destilação do álcool. Contém 2-3% de 
pentoses.
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3.2 - MATÉRIAS-PRIMAS 
AMILÁCEAS
� O substrato é um polissacarídeo, o amido. Pode ser 
encontrado em grãos de cereais, raízes e tubérculos. 
Geralmente são utilizadas nas fermentações alcoólica
(obtenção de bebidas) e acetonobutílica. Os grãos de 
trigo, milho, cevada e centeio são ricos em proteína, P e 
K, enquanto a batata e a mandioca são pobres em 
proteína.
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3.3 - MATÉRIAS-PRIMAS 
CELULÓSICAS
� A celulose é o substrato, obtido a partir de subprodutos
da indústria de madeira tais como raspas e serragem, 
cascas de frutas, bagaço de cana e sabugo de milho. 
Contém 70% de açúcares e 30% de lignina. É utilizada
na fermentação alcoólica e na produção de levedura
alimentar.
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3.4 - MATÉRIAS-PRIMAS 
PROTEICAS
� São aquelas constituídas de proteína 
vegetal, principalmente. Utiliza-se água 
de milho (milhocina), subproduto da 
industrialização do milho para fabricação 
de antibióticos. 
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3.5 - MATÉRIAS-PRIMAS DIVERSAS
� Algas e plantas marinhas - ricas em glicídeos e 
proteínas, porém anti-econômicas.
� Etanol - utilizado na fabricação de vinagre.
� Esteróis - utilizados na produção de fármacos como
cortisona, hidrocortisona e hormônios animais.
� Hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos - produção de 
álcoois, ácidos graxos, ácido salicílico, ésteres, ácidos
aminados e levedura forrageira.
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4 - CONTROLE E TRATAMENTO 
DAS MATÉRIAS-PRIMAS
� O controle das matérias-primas é realizado através da determinação do 
teor do substrato principal, ou seja, quando se utiliza melaço ou outro
material sacarino dosa-se o teor de açúcares redutores totais, com as 
amiláceas determina-se o teor de amido, etc.
� O pré-tratamento também varia de acordo com a matéria-prima utilizada:
� a) Melaço: efetua-se a diluição do mesmo, decantação e clarificação. 
Devido ao alto teor de açúcares, só pode ser contaminado por Leuconostoc
mesenteroides.
� b) Amido: necessita ser previamente sacarificado.
� c) Celulose: requer hidrólise ácida e enzimática.
� d) Licor sulfítico: faz-se a remoção de inibidores derivados de SO2, 
utilizando-se cal para neutralização e aeração para remoção do SO2
dissolvido.
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5 - MEIOS DE FERMENTAÇÃO
� Meio é o conjunto de substâncias químicas em 
proporções tais que ofereçam ao microrganismo os
elementos de que ele necessita para nutrição e 
reprodução (matéria e energia).
� Conhecendo-se o microrganismo agente, obtido a partir
de uma cultura pura, pode-se proceder ao preparo do 
meio de cultura mais adequado para que o substrato
seja transformado no excreta útil desejado. O meio, 
normalmente, é chamado de mosto e não é sintético.
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6 - COMPONENTES ESSENCIAIS AO 
MEIO DE CULTURA
� Substratos ou nutrientes: são os diversos constituintes
do meio de cultura ou de fermentação.
� Substrato limitante: é aquele que ao se esgotar
determina o final da fermentação. Normalmente é a 
fonte de carbono. Sua concentração é determinada de 
modo a fornecer o produto em concentração tal que não
iniba o agente.
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6.1 - NUTRIENTES PRINCIPAIS
� a) Fonte de energia: é o próprio substrato utilizado na fermentação, 
que fornece a energia necessária à formação dos tecidos, síntese
enzimática e formação do produto.
� Ex: glicose - ácido glicônico
� lactose - penicilina
� sacarose - ácido cítrico
� b) Fonte de nitrogênio: é essencial para a formação das proteínas, 
aí incluídas as enzimas.
� Ex: amônia - produção de levedo
� milhocina - penicilina
� uréia - ácido cítrico
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6.2 - OUTROS NUTRIENTES
� c) Fontes de Enxofre e de Fósforo: são normalmente fornecidos sob 
a forma de sais e irão participar do metabolismo de ácidos graxos e 
geração de energia, respectivamente.
� d) Cofatores: são traços de determinadas substâncias essenciais
para a atividade máxima dos sistemas enzimáticos. São metais, 
vitaminas e substâncias químicas complexas.
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7 - PREPARO DO MOSTO
� Varia com o processo fermentativo, envolvendo as seguintes
etapas:
� a) Ajuste da concentração de substrato, através de diluições com 
água.
� b) Homogeneização da matéria-prima com a água, utilizando-se 
misturadores ou os agitadores do fermentador.
� c) Fortificação, que é a adição das substâncias que não estejam
presentes na matéria-prima, tais como as fontes de nitrogênio, 
fosfatos, cofatores e, quando necessário, precursores.