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BIOPROCESSOS
Aplicação industrial de reações biológicas – células ou parte delas ou enzimas isoladas. 
Condições controladas – biotransformação de matéria prima em produtos 
Bioprocessos – biorremediação 
Biorreatores, reatores bioquímicos, reatores biológicos – reações bioquímicas 
Reatores enzimáticos ou bioquímicos – enzimas
Biorreatores ou reatores biológicos - células .
ÁCIDO CÍTRICO 
CARACTERÍSTICAS 
 ácido orgânico 
 sabor agradável,
 facilmente digerido pelos seres humanos 
 baixa toxicidade
UTILIZADO 
na indústria de alimentos: acidulante (acidulante INS 330), antioxidante, agente tamponante em geléias e gelatinas, e estabilizante. 
EFEITO ANTIBACTERIANO - ácido e atividade quelante de íons Ca2+
(Clostridium botulinum) 
OBTIDO NA INDÚSTRIA: SACAROSE - Aspergillus Níger.
 facilidade de manuseio 
 utilização de uma grande variedade de matérias-primas de baixo custo 
 altos rendimentos
MEIO DE FERMENTAÇÃO: várias matérias-primas podem ser utilizadas como fonte de carboidratos 
- ELEVADAS CONCENTRAÇÕES (120 – 250g/L) de glicose ou sacarose – MELHORES RENDIMENTO E TAXA DE PRODUÇÃO. 
ELEMENTOS TRAÇOS - manganês, ferro, cobre e zinco devem ser rigidamente controlados.
excesso ou ausência – afetam o rendimento 
FONTE DE NITROGÊNIO: Nenhum fungo conhecido fixa nitrogênio atmosférico.
Fontes de nitrogênio: síntese de aminoácidos, vitaminas, purinas e pirimidinas dos nucleotídeos e para síntese de glicosamina para montagem de quitina (polímero que é o principal componente estrutural do exoesqueleto de invertebrados e da parede celular do fungo)
Os micro-organismos, de forma geral, assimilam mais facilmente a AMÔNIA. 
Maioria dos fungos: enzima nitrato redutase - nitrato  nitrito  amônia
Sulfato de amônio ou outros sais de amonia(queda no pH desejável para a produção), ureia (não altera o pH) e peptona (ideal, mas muito cara para o processo industrial)
Condução da fermentação: pH e aeração.
 pH, a manutenção de baixos valores (1,7 – 2,0) - máxima produção de ácido cítrico. 
pH> 2 – favorece o crescimento de contaminantes, 
 – favorece a produção de ácido oxálico e glicônico. 
 Aeração: PRODUÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO É UM PROCESSO AERÓBIO - valores críticos de tensão de oxigênio dissolvido no meio de fermentação devem estar em torno de 9 –10% e de 12 – 13% da saturação com ar para as fases de crescimento e produção, respectivamente.
SEPARAÇÃO do ácido cítrico do substrato por PRECIPITAÇÃO com hidróxido de cálcio, ou cal apagada, para formar citrato de cálcio.
Depois da adiciona-se ácido sulfúrico para decompor o citrato de cálcio. 
A eliminação das impurezas é realizada com carvão ativado ou resinas de troca iônica.
CRISTALIZAÇÃO do ácido cítrico, secagem ou desidratação e o empacotamento do produto. 
ÁCIDO ACÉTICO 
Maior produção - processos petroquímicos e utilizado para
diversas aplicações 
 Produção de vinagre - fermentação oxidativa de etanol também obtido por fermentação. 
O vinagre assim obtido é utilizado principalmente como condimento de cozinha ou para a fabricação de molhos, ketchup e maioneses.
A oxidação de etanol em ácido acético é processada por uma cultura mista de bactérias acéticas. 
Microflora mista de Acetobacter, contendo diferentes espécies e/ou cepas da mesma espécie.
Os vinagres são classificados de acordo com a matéria-prima utilizada para o seu preparo. 
 O vinagre de álcool é obtido a partir da acetificação de álcool destilado e diluído. O vinagre de vinho é obtido a partir da acetificação de vinho de uvas, etc. 
Soluções hidroalcoólicas não destiladas (vinhos de frutas, vinhos de cereais, etc) não requerem a adição de nutrientes para a elaboração da calda antes da acetificação. 
Estas soluções já contêm os nutrientes requeridos pelas bactérias acéticas e a fermentação alcoólica prévia também contribui para o enriquecimento da calda.
Soluções hidroalcoólicas preparadas com álcool destilado (etanol, cachaça, etc.) requerem a adição de diversos nutrientes (glicose, minerais, fosfato de amônio, elementos-traço) para a elaboração da calda previamente à acetificação. 
AS BACTÉRIAS ACÉTICAS SÃO AERÓBIAS ESTRITAS e a interrupção da aeração durante qualquer fase da fermentação submersa pode provocar sérios danos na produção de vinagre. 
Ácido lático
O ácido lático é um ácido orgânico não volátil, sem odor e de sabor suave. 
Este ácido está presente em muitos alimentos, seja naturalmente ou como produto de fermentação. 
É um dos principais intermediários do metabolismo em diversos organismos 
Podendo ser obtido por fermentação ou síntese química, o ácido lático tem uma história antiga de uso como acidulante e flavorizante na produção de diversos alimentos
Devido à sua estrutura química, o ácido lático ocorre em duas formas isoméricas: ácido L (+) lático e ácido D (-) lático.
Ambas as formas isoméricas podem ser utilizadas para a síntese de polímeros com diferentes propriedades. 
Do ponto de vista nutricional, o uso ou a formação (por fermentação) de ácido D (-) lático em alimentos e bebidas é indesejável uma vez que esta forma isomérica não é facilmente metabolizada por mamíferos, incluindo humanos. 
 Além disso, o consumo excessivo de ácido D (-) lático pode levar a distúrbios médicos e não é recomendado na alimentação de bebês e crianças. 
As bactérias láticas são os catalisadores preferidos para a produção de ácido lático.
Atualmente, estas bactérias são compostas pelos seguintes gêneros de bactérias gram-positivas: Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Aerococcus, Tetragenococcus, Vagococcus e Weissela. 
Em geral, as bactérias láticas são ANAERÓBIAS FACULTATIVAS.
Devido à tolerância ao oxigênio, não há necessidade de exclusão completa do meio. 
A temperatura ótima de crescimento varia entre 20 e 45ºC, dependendo do microrganismo utilizado. 
 Estas bactérias exibem baixa atividade proteolítica e lipolítica, e apresentam capacidade limitada de biossíntese, requerendo a adição de aminoácidos e vitaminas do complexo B ao meio de cultivo para crescimento. 
FERMENTAÇÃO:
 HOMOLÁTICA: ácido lático único produto do metabolismo. 
 Pediococcus, Streptococcus, Lactococcus e alguns Lactobacillus - 2 mols de lactato e 2 mols de ATP /mol de glicose consumida 
HETEROLÁTICA - CO2, etanol e/ou acetato subprodutos do metabolismo, e também ácido lático 
 ÁCIDOS MISTOS - vCO2, etanol e/ou acetato, e formiato como subprodutos do metabolismo, e o ácido lático. 
 CONDIÇÕES DURANTE O CULTIVO - o metabolismo de açúcares pelas bactérias láticas pode ser alterado, resultando em subprodutos adicionais. 
 pH do meio de fermentação: afeta o padrão de fermentação exibido pelas bactérias láticas. 
Lactobacillus bulgaricus é homofermentativo em pH ácido, em pH alcalinos - heterofermentativo .
 
Bactérias láticas podem desviar o fluxo do metabolismo de açúcares - formação de exopolissacarídeos como resposta a variações no pH do meio (Liu, 2003).
pH do meio de fermentação é fundamental: ótima produção de ácido lático, o pH deve ser mantido entre 5,5 e 6,0. 
controle do pH pela adição de álcalis (carbonato de cálcio, hidróxido de amônio) ao meio é tradicionalmente empregado. 
 remoção simultânea do ácido à medida que é produzido, por meio de técnicas de extração, adsorção ou eletrodiálise. 
ÁCIDO MÁLICO
O ácido málico é um ácido dicarboxílico (C4) abundante em frutas e vegetais.
Utilizado: indústria de alimentos como acidulante para bebidas, doces e outros 
 - indústrias de limpeza de metais, acabamentos têxteis, produtos farmacêuticos e em tintas. 
 Atualmente é produzido a partir do anidrido maleico, por via petroquímica, resultando na mistura das formas D e L. 
Aspergillus flavus tem sido o microrganismo largamente estudado para a produção de ácido málico. 
Acumula grande quantidade de ácido L-málico quando
cultivado em meio contendo alta concentração de glicose (10% p/v), sais inorgânicos, concentrações limitantes de nitrogênio e quantidade de CaCO3, empregado tanto como agente neutralizante como fonte de CO2, na carboxilação do piruvato a oxaloacetato. 
 A adição de 9% de solução de CaCO3 e 120 g/L de glicose no meio de cultura, empregando Aspergillus flavus, resultou em 130 g/L de ácido málico. No entanto, a produção associada de micotoxinas nesses processos desclassificou o fungo Aspergillus flavus como produtor de ácido málico, criando a necessidade de buscar novos produtores não toxicogênicos. 
Ácido Succínico
 ácido dicarboxílico de quatro carbonos
pode ser produzido por via química (hidrogenação catalítica do ácido ou do anidrido maleico, ambos derivados do petróleo) 
 via bioquímica (fermentação bacteriana, principalmente). 
Usado: aromatizante de alimentos e bebidas, como emoliente e surfactante nas indústrias farmacêutica e de cosméticos, e como aditivo em lubrificantes industriais.
Duas bactérias, Anaerobiospirillum succiniciproducens e Actinobacillus succinogenes, são produtoras naturais de ácido succínico. 
Referencias Bibliográficas 
CARVALHO, W. ; SILVA, D.D.V. ; CANILHA L.; MANCILHA, I.M. Aditivos alimentares produzidos por via fermentativa. Parte I: Ácidos Orgânicos. Revista Analytica, 18, p.70-76, agosto/setembro 2005. 
MORAES, L. S. Desenvolvimento de Processo Contínuo de Extração Líquido-Líquido Assistida com Contactor de Membrana . Tese (doutorado) – UFRJ/ COPPE/ Programa de Engenharia Química, 2015.
PASTORE, N.V.; HASAN, M.S.; ZEMPULSKI, D.A. Produção de ácido cítrico por Aspergillus niger: avaliação de diferentes fontes de nitrogênio e de concentração de sacarose. ENGEVISTA, V. 13, n. 3. p. 149-159, dezembro 2011