Aula 5- Fermentação alcoolica

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Fermentação
Alcoolica
Curso Superior de Tecnologia em Agroindústria
Prof. Marcos Prada
Curso de Agroindústria 
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Processos de Fermentação Alcoolica
É a transformação do açúcar em álcool
C12H22O11 + H20 2C6H12O6
4C2H5OH + 4CO2 + (23,7 Kcal)
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C6H12O6 2C2H6O + 2CO2
Glicose Levedura Álcool Gás carbônico
Pesos moleculares
•Glicose = 180
•Álcool (Etanol) = 92
•Gás carbônico = 88
Equação estequiométrica: GLICOSE
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Avaliação do rendimento de fermentação:
180 gramas de glicose 92 gramas de etanol
100 gramas de glicose ??? gramas de etanol
Resposta = 51,11 gramas de etanol
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C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H22O6 
Sacarose Água Hidrólise Glicose Glicose
C6H12O6 2C2H6O + 2CO2
Glicose Levedura Álcool Gás carbônico
Pesos moleculares
•Sacarose = 342
•Água = 18
•Glicose = 180
•Álcool (Etanol) = 92
•Gás carbônico = 88
Equação estequiométrica: SACAROSE
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Avaliação do rendimento de fermentação:
342 gramas de sacarose 4 (92) gramas de etanol
100 gramas de sacarose ??? gramas de etanol
Resposta = 53,40 gramas de etanol
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(C6H10O5 ) n + H2O C6H12O6 
Amido Água Sacrificação Glicose
C6H12O6 2C2H6O + 2CO2
Glicose Levedura Álcool Gás carbônico
Pesos moleculares
•Amido = 162
•Água = 18
•Glicose = 180
•Álcool (Etanol) = 92
•Gás carbônico = 88
Equação estequiométrica: AMIDO e CELULOSE
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Avaliação do rendimento de fermentação:
162 gramas de amido 92 gramas de etanol
100 gramas de amido ??? gramas de etanol
Resposta = 56,79 gramas de etanol
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De acordo com GAY LUSSAC
100 gramas de açúcar produz 51,11 parte de 
etanol e 48, 89 partes de gás carbonico e 
23,7 Kcal.
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Além da transformação do açúcar em 
etanol ocorre a transformação em outros 
produtos tais como ácido
Pirúvico,Glicerina, ácido Succínico, 
Aldeidos, Ácido acético, álcool Propilico, 
Butílico e Amílico - componentes
principais do Óleo Fusel
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Estes subprodutos da reação fisiológica das 
Leveduras influênciam o rendimento 
estequiométrico propostos por Gay-Lussac.
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Para Pasteur na prática só se consegue
rendimentos 5% menores que os
propostos por Gay-Lussac em função da 
produção concomitantes destes outros 
produtos da fermentação alcoolica.
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Ciclo da fermentação
•Fase inicial (lag-fase)
•Fase exponencial (logarítimica)
•Fase estacionária
•Fase de declinação (morte)
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Ciclo da fermentação
•Fase inicial (lag-fase)
•Fase exponencial (logarítimica)
•Fase estacionária
•Fase declínio (morte) Declínio
Estacionária
Inicial
Exponencial
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Agentes da Fermentação
As leveduras são classificadas como
Ascomicetos do gênero Sacharomyces
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Agentes da Fermentação
As que são empregadas nas destilarias devem possuir
caracteríticas industriais de:
•Alta produtividade – Álcool na unidade de tempo
•Resistência as temperaturas – dificuldade de Resfriamento
•Tolerância ao teor alcoolico elevado – Evita infecção e 
reduz efluentes.
•Resistência a acidez – prevenção à contaminação
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Agentes da Fermentação
São microorganismo unicelulares de forma ovalada, 
arredondada e eliptica medindo de 3 a 7 micras e são
cerca de 5 vezes maiores que as bactérias
Isso facilita a identificação e a separação por 
centrifugação
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Agentes da Fermentação
A reprodução é assexuada por meio de 
protuberancias - brotamento.
O ciclo de geração é de cerca de 120 minutos com 
produção de 24 gerações em cada célula mãe.
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Agentes da Fermentação
O meio melhor para a geração de novas células é
aeróbico – disponibilidade de oxigênio
Nos processos industriais de fermentação alcoólica de 
alta concentração do mosto e pouca oxigenação o 
processo reprodutivo é bem menor.
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Agentes da Fermentação - Resfrigeração
São microorganismos mesófilos com temperaturas
favoráveis de 28º a 35ºC.
A reação de fermentação libera calor por ser uma reação 
exotérmica.
A elevação de temperatura favorece as infecções, 
perdas de álcool por evaporação e também inibição do 
processo.
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Mosto
Pode ser a base de:
•Caldo de cana-de-açúcar
•Xarope
•Melaço
•Ou misto
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Mosto
Esta mistura de açúcares
fermentescíveis para se tornar
adequado a fermentação – MOSTO -
devem ser diluídas e corrigidas quanto
a acidez, nutrientes e temperatura para
se tornar um substrato adequado ao
máximo de aproveitamento. 
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Mosto
O valor de brix e de açúcares redutores
totais – ART são correlacionados para
um mesmo lote de matéria-prima.
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Mosto
A concentração ideal de ART é na faixa
de 14 a 18% dependendo do agente de 
fermentação utilizado e da pureza da
matéria prima.
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Mosto
Os Açúcares Redutores Totais – ART é
uma medida que expressa a quantidade
de substancia redutoras do cobre do 
estado cúprico para cubroso em uma
solução de Soxlet, porém estas
substâncias nem sempre são açúcares
fermentescíveis.
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Mosto
Como a determinação de ART é
demorada e envolve análise
laboratoriais usa-se o BRIX como
medida operacional de controle do 
processo.
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Mosto
A baixa concentração de ART no mosto
favorece a oxigenação e portanto a 
multiplicação celular.
A alta concentração de ART no mosto
favorece o processo de fermentação
alcoolica porém pode o álcool inibir o 
processo fermentativo - esgotamento.
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Mosto - fermentação
ACIDEZ E pH
Existe uma correlação entre a atividade
da levedura e a acidez do meio pois as 
mesmas são microorganismos
acidófilos
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Mosto - fermentação
A faixa ideal de acidez sulfúrica é de 2,0 
a 2,5 gramas por litro.
O ph deve ser ao redor de 4,5
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Mosto - acidez
A acidez favorece o processo de 
fermentação das leveduras e inibe o 
processo de desenvolvimento de 
bactérias que são agentes
contaminantes e concorrem como uso
do açúcar como alimento dos 
microorganismos.
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Mosto - acidez
Em termos econômico o uso do ácido
sulfúrico no tratamento do pé-de-cuba
propicia as condições necessárias do 
mosto para o processo de fermentação.
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Mosto - nutrientesAlgumas matérias primas não possuem
nutrientes adequados para o 
desenvolvimento da fermentação
havendo a necessidade de correções e 
complementações nutricionais.
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Mosto – nutrientes
Sais minerais e vitaminas
•Fósforo
•Potássio
•Nitrogênico
•Magnésio
•Manganes
•Vitaminas do complexo B
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Mosto – Fósforo
O nutriente fósforo é um elemento de 
transporte de energia ligado
diretamente ao ciclo da fermentação e 
em sua ausência não ocorre a 
fermentação
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Mosto – Fósforo
Suplementação de 0,1 gramos de 
superfosfato triplo por litro de mosto
em forma de solução.
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Mosto – Nitrogênio
É um nutriente ligado à formação
plástica da célula e importante para a 
manutenção do crescimento celular
quando aplicado na forma amoniacal
Na forma de nitratos não tem nenhuma
ação e na Forma de nitrito são toxicos
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Mosto – Nitrogênio
A suplementação de 0,1 gramas por litro de 
mosto, na forma de solução é suficiente para a 
complementação e a obtenção de excelente
resultado no rendimento fermentativo e 
qualidade do produto final.
Na ausência as leveduras utilizam o nitrogênio
por meio de autofagia com aumento na
produção de öleo de Fusel
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Mosto - outros nutrientes
O Magnésio, o Manganes e o Cobalto
em doses mínimas favorecem o 
processo fermentativo pois entram nas
reações catalíticas.
Normalmente as matérias-primas já
possuem uma dose satisfatória
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Aspectos da Fermentação
•Atenuação do Brix
•Aspecto da espuma
•Cheiro
•Temperatura
•Índice de acidez e pH
•Tempo de fermentação
•Açúcares residuais
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Multiplicação celular
Esterilizar o mosto de 3 a 5% de ART 
1kg/cm2 a 1200C por 20 minutos
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Multiplicação celular – tubo de cultura
•Inocular o agente da fermentação 100ml
•Tranferir assepticamente para novos mostos
com 6 a 8 brix de 500ml,
depois 9 a 11brix de 12litros
•Depois tambor 9 a 11brix 35 litros.......
Usar 1grama de sulfato de amôneo por litro de mosto
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Brix e ART no mosto
14 a 18% de ART
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Acidez do mosto
2,0 a 2,5 gramas de H2SO4/litro
pH = 4,5
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Nutrientes
•Nitrogênio
•Potássio
•Fósforo
•Magnésio
•Manganez
•Zinco
•Vitaminas Complexo B
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Multiplicação celular
Esterilizar o mosto de 3 a 5% de ART 
1kg/cm2 a 1200C por 20 minutos
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Multiplicação celular – tubo de cultura
•Inocular o agente da fermentação 100ml
•Tranferir assepticamente para novos mostos
com 6 a 8 brix de 500ml,
depois 9 a 11brix de 12litros
•Depois tambor 9 a 11brix 35 litros.......
Usar 1grama de sulfato de amôneo por litro de mosto
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Contaminates
•Fermentação acética – Odor vinagre e mosca drosófila
Acetobacter sp
•Fermentação lactica –Aumento acides e redução espuma
Lactobacillus ou Streptococcus
•Fermentação butírica – odor de ranço
Clostidium butírico
•Fermentação dextranica – cangica e viscosidade
Leuconostoc
•Fermentação levânica - viscosidade
Bacillus, Aerobacter, Streptococcus
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Processos
•Por cortes
•Decantação
•Cultura pura
•Melle-Boinot
•Contínuo com reciclagem final
•Contínuo com reciclagem intermediária
•Contínuo sem reciclagem – coluna
•Contínuo sem reciclagem – leito fluido
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