Influência do pH do Meio na Fermentação Alcoólica da Maltose por Saccharomyces cerevisiae

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ETEC Osasco II 
 
Técnico em Química 
 
 
 
 
Influência do pH do Meio na Fermentação Alcoólica da Maltose por 
Saccharomyces cerevisiae 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gustavo Nogueira 
Peterson Souza Santiago 
Tássio Jordão Brito Silva 
Victor Hugo Almeida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Osasco 
2013 
Gustavo Nogueira 
Peterson Souza Santiago 
Tássio Jordão Brito Silva 
Victor Hugo Almeida 
 
 
 
 
Influência do pH do Meio na Fermentação Alcoólica da Maltose por 
Saccharomyces cerevisiae 
 
 
 
 
Monografia apresentada como exigência 
para obtenção do grau de Especialização 
em Técnico em Química da ETEC Osasco 
II. 
Orientador: Vitor Amaral Sanches Lucas 
Coorientador: Marisa da Costa Alves Azevedo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Osasco 
2013 
Gustavo Nogueira 
Peterson Souza Santiago 
Tássio Jordão Brito Silva 
Victor Hugo Almeida 
 
 
 
Influência do pH do Meio na Fermentação Alcoólica da Maltose por 
Saccharomyces cerevisiae 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado, apresentado à Etec Osasco II, como 
requisito parcial para a obtenção do Título de Técnico em Química, com nota final 
igual a _____, conferida pela Banca Examinadora formada pelos professores: 
 
 
 
 
Nome do(s) Professor(es) Responsáveis pela Disciplina de Desenvolvimento de 
conclusão de Curso – Etec Osasco II 
 
 
____________________________________________________________ 
 
Profº Etec Osasco II 
 
____________________________________________________________ 
 
Profº Etec Osasco II 
 
____________________________________________________________ 
 
Profº Etec Osasco II 
 
 
 
__________________________________________________________ 
Aline Fioratto Barcellos Biancussi 
 
Coordenadora do Curso Técnico em Química 
 
Osasco 
 
2ºSemestre/2013 
CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA 
ETEC OSASCO II – VILA DOS REMÉDIOS - OSASCO 
 
Termo de Autorização de Divulgação do Trabalho de conclusão de Curso - TCC 
 
Nós, alunos abaixo assinados, regularmente matriculados no Curso Técnico em 
Química, na qualidade de titulares dos direitos morais e patrimoniais de autores da 
Obra Influência do pH do Meio na Fermentação Alcoólica da Maltose por 
Saccharomyces cerevisiae, Trabalho de Conclusão de Curso apresentado na Etec 
Osasco II, município de Osasco, em 03 Dezembro de 2013, AUTORIZAMOS o 
Centro Paula Souza reproduzir integral ou parcialmente o trabalho e/ou disponibilizá-
lo, a partir desta data, por tempo indeterminado. 
 
Osasco, _____ de _________________ de 2013. 
 
Nome dos Alunos RG Assinatura 
Gustavo P. Nogueira 55.058.940-5 
Peterson S. Santiago 21.490.167-19 
Tássio Jordão B. Silva 52.203.922-7 
Victor Hugo Almeida 37.979.422-6 
 
 
 
 
 
Cientes: 
 
 
______________________________ _____________________________ 
 Vitor Amaral Sanches Lucas Aline Fioratto Barcellos Biancussi 
 Professor Orientador Coordenador de Área 
AGRADECIMENTOS 
 
 Nossos agradecimentos para todos os nossos amigos que participaram, tanto de 
forma direta quanto indireta, nesses dois anos de curso. A presença de cada um foi 
fundamental para evoluirmos e chegarmos onde estamos agora. Foram muitos 
obstáculos que foram superados graças ao apoio de vocês. 
 Agradecemos aos nossos orientadores pela atenção e grande ajuda direcionando-
nos ao caminho certo na produção do nosso TCC. 
 Não podemos esquecer dos nossos professores, que temos o luxo de chamarmos: 
nossos amigos. O conhecimento que vocês passaram para nós foi algo majestoso; 
nos tornamos pessoas muito melhores (tanto em sentido profissional quanto 
pessoal) graças ao trabalho maravilhoso que vocês realizaram. 
 Agradecemos também aos nossos familiares, que nos apoiaram imensamente, 
principalmente nos fornecendo um ambiente adequado para estudarmos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Quem nunca cometeu um erro, nunca tentou algo novo." 
Albert Einstein 
RESUMO 
 
 
 
A fermentação é a conversão de matéria-prima em outros produtos realizada por 
microrganismos. O produto obtido depende de qual microrganismo é utilizado. As 
enzimas são os principais agentes na transformação dos substratos (glicose, frutose) 
em substâncias metabólicas (etanol, dióxido de carbono). Elas atuam de maneira a 
acelerar as reações interferindo diretamente no resultado. Dentre elas temos NADH, 
invertase, hexoquinase, entre outras. O trabalho mostra a ação das leveduras na 
fermentação alcoólica e os fatores que podem influenciar em seu crescimento, 
dando enfoque ao fator intrínseco do pH, onde foi estudado a capacidade de 
atuação do fungo nos meios ácidos. A influência do pH, entre outros fatores, é de 
sublime importância na fermentação alcoólica, pois se tratando da presença de um 
microrganismo (Saccharomyces cerevisiae), tem-se que é essencial o controle 
desse fator para que o fungo tenha um ambiente adequado para a sua reprodução. 
Durante o trabalho alguns métodos foram desenvolvidos pelos próprios integrantes 
do grupo para quantificação e qualificação do processo fermentativo, que foram 
utilizados para obtenção de resultados precisos sobre a produção de etanol e 
dióxido de carbono. A metodologia central tem como base a determinação do teor 
alcoólico produzido na fermentação em presença de ácidos diferentes, no caso, 
ácido ascórbico, fosfórico e cítrico, de forma a avaliar em qual deles a fermentação 
teve um melhor desempenho. 
 
 
 
Palavras-chave: fermentação, enzimas, processo, substrato, metabolismo, pH, 
Saccharomyces cerevisiae, metodologia, Influência, ácidos 
ABSTRACT 
 
 
 
Fermentation is the conversion of raw materials into other products made by 
microorganisms. The product obtained depends on which microorganism is used. 
Enzymes are the key players in the transformation of substrates (glucose , fructose ) 
in metabolic substances (ethanol , carbon dioxide ) . They act so as to accelerate the 
reactions directly interfering in the outcome . Among them we NADH , invertase , 
hexokinase , among others . The work shows the action of yeast in fermentation and 
factors that may influence its growth , focusing the intrinsic pH factor , where the 
performance capacity of the fungus in acidic media was studied . The influence of pH 
, among other factors , is sublime importance in fermentation because it comes from 
the presence of a microorganism ( Saccharomyces cerevisiae ) , it follows that it is 
essential to control this factor so that the fungus has a suitable environment for their 
reproduction . During the work several methods have been developed by the 
members of the group to quantify and qualify the fermentation process, which were 
used to obtain accurate data on the production of ethanol and carbon dioxide results. 
The core methodology is based on determining the alcoholic fermentation produced 
in the presence of different acids, in this case, ascorbic, citric and phosphoric acid, in 
order to evaluate which one has a better fermentation performance. 
 
 
 
 
Keywords: fermentation, enzymes, processing, substrate, metabolism, pH, 
Saccharomyces cerevisiae, methodology, influences, acids. 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 - Fungos com Hifas. .................................................................................... 15 
Figura 2 - Saccharomyces cerevisiae ....................................................................... 17 
Figura 3 - Ação das invertases sobre a sacarose .....................................................18 
Figura 4 - Reação da fermentação alcoólica da Glicose ........................................... 20 
Figura 5 - Espécies predominantes em meios ácidos diferentes .............................. 24 
Figura 6 - Atividade das leveduras em função da presença de oxigênio .................. 27 
Figura 7 - Adição do suco de malte e da água .......................................................... 30 
Figura 8 - 21h depois da adição do fermento (garrafas C, GP, B e A 
respectivamente) ....................................................................................................... 32 
Figura 9 - Demonstração da posição das tampas na mangueira .............................. 38 
Figura 10 - Esquema pronto ...................................................................................... 39 
Figura 11 - Simulação da aplicação do “esquema de fermentação” ......................... 40 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
 
 
Gráfico 1 – Teor Alcoólico. ........................................................................................ 33 
Gráfico 2 – Variação do pH ...................................................................................... 34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 11 
2 HISTÓRIA DA FERMENTAÇÃO ............................................................................ 12 
3 FUNGOS ................................................................................................................ 15 
3.1 Saccharomyces cerevisiae .............................................................................. 16 
3.2 Invertases ........................................................................................................ 18 
4 FERMENTAÇÃO .................................................................................................... 19 
5 FATORES QUE AFETAM A MULTIPLICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS.......... 22 
5.1 Intrínsecos ....................................................................................................... 23 
5.1.1 Atividade da água (Aa): ............................................................................. 23 
5.1.2 pH do Meio: ............................................................................................... 24 
5.1.3 Interações entre micro-organismos:........................................................... 25 
5.2 Extrínsecos ...................................................................................................... 25 
5.2.1 Temperatura: ............................................................................................. 25 
5.2.2 Umidade: ................................................................................................... 26 
5.2.3 Composição gasosa do ambiente: ............................................................. 27 
6 METODOLOGIA ..................................................................................................... 28 
7 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 32 
8 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 35 
REFERENCIAS ......................................................................................................... 36 
ANEXO 1 ................................................................................................................... 38 
11 
1 INTRODUÇÃO 
 
 A química das fermentações é uma ciência nova que ainda está em suas fases 
mais iniciais. É a base de processos industriais que convertem matérias-primas 
como grãos, açúcares, e subprodutos industriais em muitos produtos sintéticos 
diferentes. 
Desde a descoberta da cerveja (fermentação da maltose) o homem estuda quais as 
melhores formas da produção da mesma para que obtenha o maior rendimento em 
seu processo. Quando se descobriu que existe um microrganismo (levedura) por trás 
do processo de fermentação (conversão de açúcares em etanol e dióxido de 
carbono) e que este microrganismo depende de vários fatores para ter um ambiente 
favorável para ter um desempenho considerável, foram feitos vários estudos para 
compreender o funcionamento do metabolismo desta levedura. 
Alguns destes fatores são a atividade da água (Aa), concentração de substrato, 
oxigênio, temperatura, luminosidade e pH, que tem vários papeis fundamentais na 
fermentação. Se o pH do meio na fermentação estiver ácido, teremos um ambiente 
desfavorável para vários tipos de bactérias, dessa forma a concorrência pelos 
substratos presentes é menor, fazendo com que a levedura tenha uma maior 
quantidade de substratos para fermentar. Um fator pouco estudado do pH é a 
estrutura do ácido utilizado para deixar o pH do meio ácido, isto é, se os arranjos 
atômicos presentes no ácido influenciam de maneiras diferentes na fermentação. 
Com isso, esse projeto tem como objetivo estudar qual a influencia da força do ácido 
Ascórbico, ácido Cítrico e do ácido Fosfórico no desempenho do processo da 
fermentação alcoólica através do teor alcoólico produzido. 
 
12 
2 HISTÓRIA DA FERMENTAÇÃO 
 Segundo Flandrin e Montanari (2007), os produtos da fermentação são 
usados desde a antiguidade, pois produtos como o vinho, cerveja e pão, que são 
consumidos desde que há a prática de agricultura, são muito antigos, mas não se 
compreendia o processo da fabricação destes produtos. Flandrin e Montanari (2007) 
afirmam ainda que existem registos que comprovam o consumo de alimentos 
fermentados pelos sumérios, egípcios antigos e babilônicos em grandes banquetes 
que eram servidos em honra de uma boa colheita ou até mesmo a reconciliação de 
vassalos que eram reforçados pelos atos de sua religião (seus deuses também 
“consumiam” estes produtos). 
 Assim, segundo os mesmos autores, a utilização de micro-organismos em 
processos de fermentação que hoje são indispensáveis na indústria alimentar vêm 
de à muito tempo, e aproximadamente, em: 
- 7000 a.C. há uma primeira referência ao fabrico de cerveja; 
- 3500 a..C. foi fabricado vinho pelos assírios; 
- 3000 a..C. os sumérios já produziam manteiga e os egípcios já confeccionavam 
leite, manteiga e queijo; 
- 1000 A.C. foram criadas as primeiras técnicas de produção de vinho. 
Também o valor medicinal de produtos fermentados é conhecido há muito tempo, 
mas o processo de fabricação destes produtos não era compreendido. 
 Somente no século XIX, ainda segundo os mesmo autores, Flandrin e 
Montanari (2007), ficou entendido o processo de fermentação pelo cientista Louis 
Pasteur enquanto estudava problemas relacionados com a produção de vinho e 
cerveja. Pasteur descobriu que uma levedura produzia bom vinho, enquanto outra o 
tornava azedo, e assim, formulou a teoria da origem das doenças de Pasteur. 
Descobriu ainda que a fermentação alcoólica estava sempre associado ao 
crescimento das leveduras. Então concluiu que a fermentação é o mecanismo 
utilizado pelos seres vivos para produzir energia na ausência de oxigênio. 
 
Segundo Moreira (2012), na França de 1856 havia um sério problema com safras 
de vinho, já que boa parte acabava se tornando azedo, e tendo como consequência 
grandes perdas na produção do mesmo. 
13 
Louis Pasteur era um cientista que estudava a ação dos micro-organismos, e 
observando amostras de vinhos bons e azedos, constatou que os vinhos bons 
vinham de fungos de aspecto arredondado enquanto os azedos vinham de fungos 
alongados. Estes fungos alongados realizavam afermentação alcoólica e em 
seguida uma fermentação láctea, e o ácido lático despejado por estes fungos davam 
ao vinho o gosto azedo, ainda segundo Moreira (2012). 
Porém o problema não foi resolvido até que Pasteur notou que durante o 
processo metabólico do fermento envolvia primeiro a fermentação alcoólica, com a 
produção de álcool, que era desejável e, depois, ocorria a fermentação láctea o que 
acarretaria o gosto azedo do vinho. Após isto, sugeriu que o mesmo fosse fervido a 
50 o C após a fermentação alcoólica, para a eliminação dos fungos e também para 
evitar que a fermentação láctea fosse concluída. Rapidamente este processo se 
tornou regra na produção de vinho, e esta seria a chamada pasteurização, processo 
que foi repetido para vários alimentos, principalmente para eliminar bactérias 
patogênicas, segundo Moreira (2012). 
 
 
“Provavelmente a cerveja foi descoberta há 9.000 AC pelos 
sumérios, que colhiam grãos silvestres e os armazenavam. Na época 
não havia como evitar que os grãos armazenados entrassem em 
contato com umidade e água e os sumérios perceberam que os 
grãos que permaneceram por algum tempo nessas condições se 
tornavam mais doces. Perceberam também que algumas pequenas 
poças com alguns grãos depois de algum tempo tinham um cheiro 
diferente e seu sabor tinha algum interesse que fez com que se 
tentasse repetir este fenômeno fora das condições de 
armazenamento. Os processos responsáveis por estes dois 
fenômenos, o grão adocicado e a formação de uma bebida diferente 
das então conhecidas, são o que chamamos hoje de maltagem e 
fermentação alcoólica. A maltagem ocorre devido à ação de 
enzimas que estão presentes nos grãos em geral, em especial na 
cevada, que ao entrar em contato com água são ativadas e 
convertem parte do amido do grão em açúcares mais simples, 
capazes de serem percebidos pelo nosso paladar. Esta quebra 
ocorre como parte dos processos de germinação e é ela que fornece 
14 
energia aos demais processos iniciais de crescimento da planta. Os 
antigos utilizavam os grãos nas sopas, que era aquecida se jogando 
uma pedra dentro, que engrossava e virava um mingau. A 
fermentação ocorria preferencialmente, mas não exclusivamente, 
com os grãos maltados, devido aos açúcares simples resultados da 
quebra enzimática do amido dos grãos. O processo fermentativo 
podia ocorrer tanto com grãos maltados armazenados quanto com o 
mingau preparado com os grãos maltados que ficava parado por 
alguns dias. Após a fermentação, que acontecia pelo contato com 
leveduras selvagens, portanto não selecionadas, havia a conversão 
de açúcares maltados em álcool e CO2. Essa era então uma forma 
primitiva da cerveja.” (GOSSANI,C.M.D.;WALDMAN,W.R. 
2009,pag.2). 
 Segundo Ferreira (2007), em 1897, o químico alemão Buchner demonstrou 
que a fermentação era apenas uma sequência de reações químicas, podendo 
ocorrer fora de células vivas. Foi este estudo que revelou as enzimas e permitiu a 
compreensão do metabolismo celular em toda a sua globalidade. Em 1930 os 
bioquímicos alemães Embden e Meyerhof descobriram a totalidade das etapas deste 
processo, pelo que essa sequência também é conhecida por cadeia de Embden-
Meyerhof. 
 
15 
3 FUNGOS 
Segundo Ferreira (2007), os fungos, juntamente com algumas bactérias, são 
decompositores de substâncias orgânicos, além de reciclarem vários compostos (ex: 
material orgânico morto). São organismos que não se alimentam por fotossíntese. 
Na sua reprodução, alguns fungos formam hifas (septadas ou não septadas), que 
quando ramificadas formam o micélio, que é responsável pelas funções vegetativas 
dos fungos. 
Figura 1 - Fungos com Hifas. 
 
 
Fonte: (http://julia3mcesb.blogspot.com.br/2007/10/fungos.html). 
 
 
“Os fungos inferiores, em especial as leveduras, multiplicam-se por 
gemulação . A multiplicação vegetativa a partir de partes do micélio, 
é muito vulgar nestes organismos, que se reproduzem por esporos e 
sexuadamente. Os fungos são um vasto grupo que compreende 
quase um terço dos organismos existentes na terra e a sua 
importância para os ecossistemas terrestres é muito grande. Em 
conjunto com as bactérias e os protozoários, os fungos, em especial 
os microscópicos, decompõem a matéria orgânica do solo 
contribuindo para o aumento da sua fertilidade. Eles mofam pães, 
estragam sapatos e tingem paredes com manchas verdes. Ao 
16 
mesmo tempo fontes de remédios — sobretudo antibióticos — e 
provocadores de doenças, também são mundialmente consumidos 
na forma de pratos nobres, como as raríssimas e caras trufas e o 
champignon. Pioneiros entre as formas de vida na Terra, são tão 
diversos entre si e diferentes de todos os outros seres do planeta 
que, depois de muita controvérsia sobre sua classificação, acabaram 
considerados um reino à parte na natureza. Os fungos, que crescem 
tanto em organismos vivos como nos mortos, começam a ser 
cobiçados para ajudar empresas brasileiras no controle de qualidade 
de produtos industrializados.”.(FERREIRA, J., 2007, pag. 1). 
 
3.1 Saccharomyces cerevisiae 
 
Segundo Palmer (2006), Saccharomycescerevisiae é um tipo de fungo, mais 
precisamente uma levedura (levedura redonda) de reprodução assexuada (divisões 
de células) que pode crescer com e sem oxigênio (organismo aeróbico e 
anaeróbico), isso porque essa levedura realiza o processo de fermentação e 
consegue se reproduzir sem a presença de oxigênio. Nesse processo, a levedura 
converte moléculas de açucares simples (frutose e glicose) em moléculas dióxido de 
carbono e etanol. 
Descoberta no século XVII, segundo Araguaia (2013), pelo lojista Anton Van 
Leeuwenhoek. Essa levedura eucarionte unicelular é usada na produção, por 
exemplo, de pães e cervejas, além de serem conhecidas por liberarem as enzimas 
invertases, que são muito usadas em indústrias. 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
Figura 2 - Saccharomyces cerevisiae 
 
 
Fonte: Acervo pessoal. 
 
 
 
 
 
 
18 
3.2 Invertases 
Segundo Gava (2009), as invertases são enzimas que atacam a molécula da 
sacarose ou de outros dissacarídeos como a Maltose, quebrando-a em glicose e 
frutose (monossacarídeos fermentáveis). 
Os tipos de invertases são: β-frutofuranosidade e a α-glucosidade, que atuam em 
posições diferentes na molécula da sacarose. A primeira, hidrolisa a ligação entre o 
oxigênio e o carbono 2 da frutose, já a α-glucosidade age hidrolisando a ligação 
entre o oxigênio e o carbono 1 da glicose. O Saccharomyces cerevisiae tem a 
característica de possuir estas enzimas e utilizá-las no processo de fermentação, 
segundo Gava (2009). 
 
 
 
Figura 3 - Ação das invertases sobre a sacarose 
 
 
 
 Fonte: (GAVA, 2009, p.184). 
 
 
19 
4 FERMENTAÇÃO 
"A fermentação não é nada mais, nada menos do que a 
transformação de uma substância em outra a partir de micro-
organismos, como bactérias e fungos. A fermentação é um processo 
anaeróbio, sem oxigênio, de síntese de ATP sem participação da 
cadeia respiratória, etapa do processo de respiração celular." (LOPES 
& ROSSON, 2010,). 
 
Segundo Ferreira (2007), a fermentação seria um processo de reações químicas 
controladas enzimaticamente, em que uma molécula de glicose é decomposta em 
compostos mais simples, liberando energia. Em alguns casos, esse processo é 
usado para modificar um material cuja modificação seria muito difícil ou muito cara 
se fossem usados métodos químicos convencionais. 
Segundo a mesma autora, os processos fermentativos dependem da atividade de 
micro-organismos, como leveduras e algumas bactérias, que quebram o açúcar, 
ocorrendo assimas transformações. Esses micro-organismos definem o tipo de 
fermentação que irá ocorrer, no caso, a fermentação alcoólica. 
Segundo Marzzoco e Torres (2007), fermentação alcoólica é um processo 
biológico de conversão de açúcares em energia através de reações que produzem 
dois metabólitos, etanol e o dióxido de carbono. 
 
"A glicólise e um conjunto de reações metabólicas catalisadas por 
enzimas que tem como objetivo principal a oxidação da glicose 
produzindo moléculas de piruvato, ATP e NADH. As enzimas são os 
principais compostos dessas reações, pois elas catalisam a reação 
sem ter forte influência no seu produto" (Nelson D.L. & Cox M. 2004). 
 Segundo Amarante (2007), essa sequência metabólica ocorre em um conjunto de 
dez reações que são divididas em duas partes: a fase investimento, onde a célula 
empresta ATP, e a fase de rendimento, em que a célula paga o ATP investido. 
20 
 
 
 
 
Reação 1 
Reação 2 
Reação 3 
Reação 4 e 5 
Reação 6 
Reação 7 
 Reação 8 
Reação 9 
Reação 10 
Figura 4 - Reação da fermentação alcoólica da Glicose 
 
Fonte: (wikiciencias.casadasciencias.org - editado) 
 
21 
 REACAO 1: A glicose e fosforilada, com gasto de 1ATP, formando glicose-
6P e ADP. A enzima que catalisa essa reação e a hexoquinase. 
 REACAO 2 : A glicose-6P sofre uma isomerização formando frutose-6P. A 
enzima que catalisa essa reação e a fosfoglicose-isomerase. 
 REACAO 3 : E a mais importante da via glicolitica porque ela é o principal 
ponto de regulação da glicólise. A célula investe outra molécula de ATP 
para fosforilar a frutose-6P, formando frutose-1,6-bifosfato. A reação e 
catalisada pela enzima PFK1 
 REACAO 4 : é a clivagem da molécula de frutose-1,6- bifosfato, gerando 
dihidroxicetona-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato. Esta reação é catalisada 
por uma aldolase. 
 REACAO 5 : é uma nova isomerização, que converte a dihidroxicetona-
fosfato em gliceraldeído-3-fosfato. Esta reação é catalisada por uma triose- 
fosfato isomerase. 
 REACAO 6 : é uma nova fosforilação que leva à formação de 1,3-
bifosfoglicerato a partir de gliceraldeído-3-fosfato. Esta reação é catalisada 
pela enzima Triose-fosfato-desidrogenase. 
 REACAO 7 : é uma outra fosforilação, mas desta vez a molécula que é 
fosforilada é o ADP, que é convertido em ATP. O fosfato vem do 1,3- 
bifosfoglicerato. Esta reação é catalisada pela fosfogliceratoquinase. 
 REACAO 8 : a transformação de 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato, ou 
seja, a posição do fosfato na molécula muda do carbono 3 para o carbono 
2. Esta reação é catalisada pela fosfogliceratomutase, que e um tipo de 
enzima que muda a posição de um grupamento na molécula. 
 REACAO 9 : é a formação do segundo composto de alta energia, 
fosfoenolpiruvato, a partir do 2-fosfoglicerato. Esta reação é catalisada 
pela enzima enolase. 
 REACAO 10 : é a formação piruvato, produto final da glicólise. Nesta 
reação, a energia da hidrólise do fosfoenolpiruvato dirige a síntese de uma 
molécula de ATP, reação catalisada pela enzima piruvatoquinase. 
 
 
 
22 
De acordo com Ferreira (2007), após o fim do processo, tem inicio a parte de 
redução do piruvato que é resultante da glicólise junto com o NADH, que se 
encontra em quantidade limitada e em sua forma reduzida. Para o processo de 
produção de energia ele é necessário em sua forma oxidada. A forma como ele será 
oxidado é o que define o tipo de fermentação, que no caso é a alcoólica. 
De acordo com a mesma autora, durante a fermentação, o piruvato sofre 
descarboxilacão, que é a perda de carbono da molécula na forma de dióxido de 
carbono, devido à ação da enzima piruvato descarboxilase, formando aldeído 
acético. Este aldeído sofre uma redução, oxidando o NADH, que fica na forma de 
NAD+, produzindo assim o etanol e energia, onde esse processo foi catalisado pela 
enzima álcool desidrogenase. Assim o rendimento energético dessa fermentação é 
de 2 moléculas de ATP para cada molécula de glicose degradada. 
 
 
5 FATORES QUE AFETAM A MULTIPLICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 
 
"Todos os microrganismos têm sua velocidade de multiplicação 
diretamente relacionada às condições do substrato em que se 
encontram (alimento), e do meio que os cerca. Condições favoráveis 
fazem com que a velocidade de multiplicação do microrganismo seja 
maior, enquanto limitações inerentes ao alimento ou ao ambiente 
reduzem sua velocidade de multiplicação. Os fatores que influenciam 
a multiplicação dos microrganismos nos alimentos são classificados 
como parâmetros intrínsecos (Ex: pH do meio) e extrínsecos(Ex: 
temperatura)." (GAVA, 2009, p.93) 
 
 
23 
Segundo Calegari (2012), alguns destes parâmetros são: 
 
Intrínsecos: 
- Atividade de água (Aa); 
- pH do meio; 
- Interações entre micro-organismos presentes. 
Extrínsecos: 
- Temperatura; 
- Umidade; 
- Composição gasosa do ambiente. 
 
5.1 Intrínsecos 
5.1.1 Atividade da água (Aa): 
“O crescimento e o metabolismo microbiano exigem a presença de 
água numa forma disponível. Água ligada a macromoléculas por 
forças física não está livre para agir como solvente ou para participar 
de reações químicas e, portanto, não pode ser aproveitada pelos 
microrganismos. A Aa é um índice desta disponibilidade para 
utilização em reações químicas e crescimento microbiano” (Fernando 
Calegari, 2012, pg.3) 
 
Relação entre o soluto e o solvente: 
Aa = P / Pv = n2 / n1 + n2 
 
Onde: 
P = Pressão do vapor de solutos em água; 
Pv = Pressão do vapor do solvente puro; 
n1= mol do soluto 
n2 = mol do solvente 
 
 
24 
“A adição de solutos a um líquido puro irá causar uma redução na 
pressão de vapor da solução e consequentemente diminuir a Aa. 
Essa redução varia em função da natureza da(s) substância(s) 
adicionada(s), da quantidade adicionada e da temperatura. Sendo 1 
o valor de Aa obtido na água pura, os valores de Aa oscilarão entre 0 
e 1” (Fernando Calegari, 2012, pg.3) 
5.1.2 pH do Meio: 
Segundo Calegari (2012), existem microrganismos que toleram diferentes tipos 
pH (figura 5). O meio em torno de neutro é favorável para a grande maioria. Outros 
preferem o meio um pouco mais ácido, como bactérias láticas. Já bolores e 
leveduras mostram tolerância ainda maior e conseguem multiplicar-se em meios 
com pH inferior a 3,5. Tolerância a baixo pH: Bolores>leveduras>bactérias. 
 
A divisão dos alimentos pelo pH é representada na tabela abaixo : 
 
Figura 5 - Espécies predominantes em meios ácidos diferentes 
 
 
Fonte: (http://books.google.com.br/books?id=mbIqoh793j0C&printsec=frontcover&hl=pt-
BR&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false). 
 
 
 
25 
Segundo Calegari (2012), o pH afeta principalmente na respiração dos micro-
organismos, pois age dentro da célula ajudando no transporte de nutrientes e em 
enzimas. A estrutura química dos ácidos tem ações diferentes nas células dos 
microrganismos, podendo exerce um efeito inibitório ou letal. Segundo o mesmo 
autor, o potencial de Hidrogênios livres também interfere, causando os seguintes 
efeitos: 
-maior gasto de energia para manter o pH intracelular; 
-desnaturação de proteínas, DNA; 
-alteração da atividade das enzimas responsáveis pelas atividades vitais da 
célula; 
-menor velocidade de crescimento. 
 
5.1.3 Interações entre micro-organismos: 
Segundo Machado (2012), o metabolismo dos microrganismos num meio afeta a 
produção de outros. Isso ocorre porque em sua reprodução, os microrganismos 
alteram os fatores do meio, prejudicando assim os microrganismos que não são 
tolerantes a determinadas alterações. 
Segundo Calegari (2012),dentre os microrganismos em maior destaque em 
deterioração e como agentes patogênicos ao homem, temos: Bactérias, bolores e 
leveduras. Desses microrganismos, as bactérias são numericamente predominantes 
nos alimentos em geral, principalmente por ter: 
- tempo de geração reduzido; 
 - capacidade de utilizar vários substratos; 
- Ampla variação de comportamento em diferentes fatores do ambiente. 
 
5.2 Extrínsecos 
5.2.1 Temperatura: 
Segundo Calegari (2012), a temperatura é um dos fares mais importantes na 
reprodução dos microrganismos, pois o aumento de temperatura acelera as reações 
químicas e enzimáticas dos microrganismos. Cada microrganismos tem sua faixa de 
26 
temperatura, onde a máxima é determinado por possíveis desnaturações da células 
do microrganismo em questão ou desnaturação de proteínas e temperatura mínima 
(que não se conhece muito bem o motivo), ainda segundo Calegari (2012). 
5.2.2 Umidade: 
 
“Há uma correlação estreita entre a atividade de água (Aa) de um 
alimento e a umidade relativa de equilíbrio do ambiente. Quando o 
alimento está em equilíbrio com a atmosfera, a umidade relativa (UR) 
é igual a Aa x 100. Assim, alimentos conservados em ambiente com 
UR superior à sua Aa tenderão a absorver umidade do ambiente, 
causando um aumento em sua Aa. Por outro lado, os alimentos 
perderão água se a umidade ambiental for inferior à sua Aa, 
causando uma diminição nesse valor. Essas alterações provocarão 
modificações na capacidade de multiplicação dos micro-organismos 
presentes.” (Fernando Calegari, 2012, pg. 11). 
 
 
 
 
27 
5.2.3 Composição gasosa do ambiente: 
Segundo GAVA (2009), a presença de oxigênio interfere bruscamente na 
fermentação do das leveduras (incluindo as do tipo Saccharomyces cerevisiae), pois 
o oxigênio em grande quantidade acaba influenciando a ação multiplicativa das 
células das leveduras produzindo água, enquanto que na ausência ou em pouca 
quantidade, as leveduras terão uma ação fermentativa produzindo etanol. 
 
Figura 6 - Atividade das leveduras em função da presença de oxigênio 
 
 
Fonte: (GAVA, 2009, p.380). 
28 
6 METODOLOGIA 
   Materiais:    
- 1 Potenciômetro (Gehaka PG 1800); 
- Filtros de café; 
- 1 Funil de café; 
- 2 Termômetros; 
- 4 “Esquemas de fermentação” (ANEXO 1); 
- 2 Panelas de 2 l; 
- 2 Tripés; 
- 1 Caixa de isopor; 
- 1 Colher; 
- 1 Suporte universal; 
- 1 Argola; 
- 1 Garrafa PET 2 l; 
- 1 Vidro de Relógio; 
- 2 Bicos de Bunsen; 
- 1 Balança semi-analítica (Marte AS 510); 
- 1 Balança analítica (Gehaka AG 200); 
- 1 Banho-maria (Nova Instruments); 
- 1 Agitador Magnético (Nova NI 1103); 
- 1 Imã de agitador magnético; 
- 1 Béquer 500 ml; 
- 3 Provetas 100 ml; 
- 1 Densímetro (Assistent); 
- 1 Proveta 1 l. 
 
  
 
 
Reagentes: 
  
- Malte; 
29 
- Água mineral filtrada; 
- Água destilada; 
- Iodo; 
- Saccharomyces cerevisiae (fermento biológico); 
- Ácido Fosfórico 1 mol/l; 
- Ácido Cítrico 1 mol/l; 
- Ácido Ascórbico 1 mol/l. 
 
 
 
 
Procedimento: 
  
  
 Preparação do Mosto: 
  
 Pesaram-se 250g de malte e em seguida adicionou-se o malte a uma panela com 
1000 ml de água. Colocou-se a panela com a mistura (mosto) sobre e tripé e 
aqueceu-se no bico de Bunsen até chegar numa temperatura de 72°C, medida no 
termômetro. Mexeu-se a solução com a colher por aproximadamente 10min. Depois 
se aqueceu novamente o mosto até chegar a temperatura de 76°C, desligou-se o 
bico de Bunsen e mexeu-se o mosto por aproximadamente 5min. Depois se 
transferiu uma amostra do mosto para um vidro de relógio para o teste do Iodo*. 
  
 
Filtração do Mosto:   
 
Filtrou-se o mosto usando o suporte universal, com o funil e o filtro de café para a 
garrafa PET. Paralelamente a filtração, aqueceu-se mais 1000 ml de água em uma 
panela até chegar a temperatura de 77°C. Depois da filtração do mosto adicionou-se 
a água fervente ao bagaço do mosto e logo após filtrou-se a mistura novamente. 
 
 
 
30 
Resfriamento e adição dos ácidos: 
  
A garrafa PET com o filtrado (suco de malte) e foi colocado na caixa de isopor com 
gelo até a temperatura de 20°C. Sinalizaram-se os quatro “esquemas de 
fermentação” (conforme anexo) como: A, B, C e GC. Transferiu-se 250 ml do suco 
de malte para um béquer de 500 ml e colocou-se sobre o agitador magnético com o 
Imã de agitador magnético dentro do béquer. Depois se mensurou o eletrodo do 
potenciômetro na solução para se medir o pH inicial. Adicionou-se ácido ascórbico 
até o pH do meio marcar 4,02. Transferiu-se uma amostra para uma proveta e 
mediu-se a Densidade Inicial (DI) do mosto. E, depois se transferiu a solução para o 
“esquema de fermentação” A, colocando a solução do lado onde a mangueira fica 
para o lado de fora da garrafa (Figura 7). Lavou-se o béquer e se repetiu o mesmo 
processo com os ácidos fosfórico (“esquema de fermentação” B) e cítrico (“esquema 
de fermentação” C). Depois se transferiu 250 ml de suco de malte para o “esquema 
de fermentação” GC sem adição de nenhum ácido. 
Na outra extremidade de cada “esquema de fermentação” (do lado onde a 
mangueira fica dentro da garrafa), colocou-se aproximadamente 400 ml de água 
mineral (Figura 7), apenas para impedir a entrada de oxigênio e para dissolver o 
dióxido de carbono. 
 
Figura 7 - Adição do suco de malte e da água 
 
 
 
Fonte: Acervo pessoal. 
 
 
 
 
31 
Adição do Fermento: 
  
  Pesou-se 0,05g do fermento biológico na balança analítica, e transferiu-se para o 
“esquema de fermentação” de A, colocando o fermento do lado do suco de cevada. 
Repetiu-se o processo nos “esquemas de fermentações” B, C, e GC. Tamparam-se 
os esquemas e transferiu-se para o banho-maria numa temperatura de 25°C. 
 
 
Análise: 
 
 1 - Esperou-se quatro dias até que se encerrasse o processo de 
fermentação. 
 
 2 – Foram identificadas quatro provetas de 100 ml como: “1”, “2”, “3” e “4”. 
Depois foram transferidos 50 ml do suco de malte fermentado A para a proveta “1”, 
depois 50 ml do suco de malte fermentado B para a proveta “2”, depois 50 ml do 
suco de malte fermentado C para a proveta “3” e por fim 50 ml do suco de malte 
fermentado GC para a proveta “4”. Colocou-se o densímetro na proveta “1” para 
obter-se a Densidade Final (DF), e depois se lavou o densímetro com água 
destilada. Repetiu-se o mesmo nas provetas “2”, “3” e “4”. 
 
 
 
32 
7 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
No inicio do projeto, utilizou-se outra metodologia, que consistia em fazer uma 
análise qualitativa através da liberação de dióxido de carbono do processo da 
fermentação alcoólica da maltose (grupo controle) em comparação com a liberação 
de dióxido de carbono liberado na fermentação da sacarose (água + açúcar).   
 Com isso, obteve-se: 
 
Figura 8 - 21h depois da adição do fermento (garrafas C, GP, B e A respectivamente) 
 
 
Fonte: Acervo pessoal. 
 
Como a garrafa C tem uma liberação de dióxido de carbono aproximada da garrafa 
GP (Figura 8), poderíamos dizer que 0,05g da levedura reagem com 
aproximadamente 115g de sacarose, mas devido o fato de que a produção de 
dióxido de carbono da fermentação da sacarose ser diferente da fermentação da 
maltose, e que, por se tratar de um experimento qualitativo, essa metodologia não é 
apropriada para quantificação, então se concluiu que a metodologia deveria ser 
modificada. 
 
 
33 
A partir da metodologia definitiva, obtiveram-se os seguintes resultados: 
Segundo Zuge e Steinbach et al(2012), a Fórmulapara calculo do teor alcoólico: (DI 
– DF). 131 
Onde: 
DI = Densidade Inicial do mosto; 
DF = Densidade Final do mosto. 
 
Adote: 
Densidade inicial do mosto: 1,05 
GC = Grupo controle; 
A = Ácido Ascórbico; 
B = Ácido Fosfórico; 
C = Ácido Cítrico. 
 
GC: DF= 1,01 teor alcoólico: 5,24% 
A: DF = 1,03 teor alcoólico:2,62% 
B: DF = 1,04 teor alcoólico:1,31% 
C: DF = 1,02 teor alcoólico:3,93% 
 
A diferença do teor alcoólico no gráfico: 
Teor Alcoólico 
 
Fonte: Acervo pessoal 
34 
Observa-se diferença na variação do pH do meio nos mostos com ácidos quando 
comparado ao Grupo Controle (GC): 
GC: pH inicial: 5, 81 ==> pH final: 4, 27 
A: pH inicial: 4, 02 ==> pH final: 3, 72 
B: pH inicial: 4, 02 ==> pH final: 3, 40 
C: pH inicial: 4, 02 ==> pH final: 3, 66 
 
Variação do pH 
 
Fonte: Acervo pessoal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
8 CONCLUSÃO 
O pH inicial dos mostos, contendo ácidos (A, B e C), era de 4,02. Nesta faixa de 
pH a levedura é tolerante, segundo Calegari (2012). E, segundo Lopes e Rosson 
(2010), como na fermentação há produção de ácido pirúvico, deixando assim o meio 
mais ácido, acredita-se que chegou num ponto de acidez que inibiu a fermentação 
da levedura, possivelmente acelerando a morte celular. Uma prova disso é que o pH 
final dos mostos com ácidos foram próximos (3,40, 3,66 e 3,72), mostrando uma 
certa intolerância da levedura quando o pH do meio está próximo de 3,6(média). Já 
o Grupo Controle (GC), com um pH inicial de 5, 81 teve uma maior produção de 
etanol devido o meio estar numa faixa de pH favorável para a levedura. Isso também 
pode ser observado nas diferenças de pH iniciais e finais de todos os mostos, uma 
vez que o GC tem uma inclinação da reta maior quando comparado com a diferença 
de pH inicial e final dos outros mostos (gráfico 2). E como o teor alcoólico 
encontrado foi variado (gráfico 1), acredita-se que a força do ácido influenciou na 
fermentação da levedura, pois o único fator diferencial dos mostos foi o tipo de ácido 
usado em cada um, além do fato de que cada ácido, por terem estruturas diferentes, 
pode ter formado substâncias inibidoras para a levedura. 
Como o ácido ascórbico é considerado um agente antioxidante, possivelmente a 
levedura pode ter oxidado primeiramente o mesmo, para depois fermentar a glicose, 
uma vez que a fermentação da glicose é um processo de oxidação, segundo Nelson 
& Cox (2004). Já no ácido fosfórico acredita-se que a presença do PO4
3- no meio 
pode ter influenciado o fungo a utilizá-lo para reestruturação genética, uma vez que 
o DNA e RNA são formados por moléculas com presença de fósforo, segundo 
Todeschini (2010). Já o ácido cítrico, por ser um triácido, acabou liberando mais 
íons, o que tornou mais positivo processo de fermentação quando comparado com 
os outros ácidos. Mas, como dito anteriormente, quando o meio atingiu um pH 
próximo a 3,6, para todos os ácidos estudados, acredita-se que possa ter ocorrido 
uma inibição da fermentação pela levedura. 
 
36 
REFERÊNCIAS 
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Estação Liberdade, 2007. 904p. 
 
GAVA, A. J. Tecnologia de alimentos - Príncipios e aplicações. Brasil: São Paulo, 
2009. 512p. 
 
 
PALMER, J. J. How to Brew. Estados Unidos: Natl Book Network , 2006. 347p. 
 
 
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<http://julia3mcesb.blogspot.com.br/2007/10/fermentao-na-histria.html> Acesso em: 
17 abr. 2013 
 
 
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<http://www.brasilescola.com/biologia/anton-leeuwenhoek.htm> Acesso em: 29 set. 
2013 
 
 
Fermentação. Disponível em: 
<www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica3.php> Acesso em: 10 
abr. 2013 
 
 
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Disponível em: <http://www.maxwell.lambda.ele.puc-
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<http://pt.scribd.com/doc/78521511/Historia-da-Fermentacao> Acesso em: 17 jul. 
2013 
 
MACHADO, A. Fatores intrínsecos e extrínsecos que controlam o 
desenvolvimento microbiano nos alimentos. Disponível em: 
<http://www.ufjf.br/microbiologia/files/2012/12/Fatores-extr%C3%ADnsecos-e-
37 
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CALEGARI, F. At fatores intrinsecos e extrinsecos. Disponível em: 
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAABdNUAB/at-fatores-intrinsecos-
extrinsecos#> Acesso em: 5 out. 2013 
 
DAVID L. NELSON; MICHEL M. COX. PRINCÍPIOS DA BIOQUÍMICA. 3. ed. EUA, 
2002. 
 
AMARANTE, Y.CURSO DE ENGENHARIA QUÌMICA NA UFSJ – VIA 
GLICOLÌTICA. Disponível em: 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA5yAAG/glicolise 
Acesso em: 5 out. 2013 
 
TODESCHINI ,F.ESTRUTURA QUÍMICA E METABOLISMO CELULAR. Disponível 
em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABAJkAF/estrutura-qua-mica-
metabolismo-celular 
Acesso em: 07. Nov. 2013 
 
MARZZOCO, A; TORRES, B.B. BIOQUÍMICA BÁSICA. 3. ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2007, 360,pg. 
 
ZUGE, H. D.; STEINBACH G. I.COMO ESTIMAR O TEOR ALCOOLICO USANDO 
DENSIMETRO. Disponível em: http://www.grabenwasser.com.br/como-fazer-
cerveja/apendice/como-estimar-o-teor-alcoolico-usando-densimetro 
Acesso em: 07. Set. 2013 
 
GAVA, A. J. Tecnologia de alimentos - Príncipios e aplicações. Disponível em: 
http://books.google.com.br/books?id=mbIqoh793j0C&printsec=frontcover&hl=pt-
BR&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false 
Acesso em: 02. Nov. 2013 
 
 
 
 
 
 
 
38 
 ANEXO 1 
Esquema de Fermentação 
 
Materiais: 
- 8 Garrafas PETs com tampas;- 4 mangueiras de PVC de 30cm; 
- Cola quente; - 1 Prego. 
Preparo: 
1. Aqueça o prego e fure as 8 tampas das garrafas PET’s num formato esférico; 
2. Encaixe duas tampas em cada extremidade da mangueira (Figura 9), onde 
uma tampa fica mais próxima da extremidade da mangueira e a outra fica com 
aproximadamente à 10 cm da outra extremidade de mangueira. Fazer o mesmo com 
as outras tampas e mangueiras; 
 
 
Figura Erro! Indicador não definido. - Demonstração da posição das tampas na mangueira 
 
 
Fonte: Acervo pessoal. 
 
 
 
 
 
 
39 
Demonstração da posição das tampas na mangueira 
3. Veda os espaços do encaixe da mangueira na tampa com cola quente; 
 
 4. Colocar uma garrafa em cada extremidade (Figura 10). Repetir o mesmo com 
as outras 6 garrafas, obtendo assim: 4 “esquemas de fermentação”; 
 
Figura Erro! Indicador não definido. - Esquema pronto 
 
 
Fonte: Acervo pessoal. 
 
 
5. Fazer um pequeno furo na parte superior da garrafa que contém 10 cm de 
mangueira em seu interior (a garrafa onde se tem a água). 
 
Funcionalidade do “esquema de fermentação”: 
 
Como descrito no projeto, o Saccharomyces cerevisiae fermenta o suco de malte 
e libera dois metabólitos: etanol e dióxido de carbono. Um dos fatores cruciais para 
esse processo é a presença de oxigênio, onde com presença do mesmo, essa 
levedura utiliza o substrato tanto para produzir esses metabólitos como para 
restruturação celular, mas com quantidade limitada, ou sem, a levedura restringeos 
substratos quase que exclusivamente para produção desses metabólitos. 
 
 
 
40 
Contudo, no “esquema de fermentação” tem-se uma garrafa com uma mangueira 
que fica submersa em água, água esta que impede a entrada de oxigênio na garrafa 
de fermentação (proporcionando um ambiente favorável para a produção dos 
metabólitos), mas não impede a saída de dióxido de carbono, pois se a fermentação 
fosse feita num recipiente todo fechado: poderia explodir. E para que não haja 
explosão na garrafa onde tem água (por causa do aumento da pressão), faz-se um 
furo próximo à tampa. 
 
 
Figura Erro! Indicador não definido. - Simulação da aplicação do “esquema de fermentação” 
 
 
Fonte: Acervo pessoal. 
 
 
41 
 
CARTA DO ORIENTADOR 
 
 
 
 
 
Eu, Profº Vitor Amaral Sanches Lucas declaro ter lido a versão final desta 
monografia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
__________________________________________ 
 Vitor Amaral Sanches Lucas 
 Dezembro, 2013