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FATORES INTERFERENTES NA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA PARA PRODUÇÃO DE ETANOL

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Engenharia/Engineering 100 
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 100-107, 2011. 
 
FATORES INTERFERENTES NA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA 
PARA A PRODUÇÃO DE ETANOL 
 
 
DE SOUSA, J.L.U1; MONTEIRO;R.A.B2 
 
1
 Pós Graduando em Processamento na Indústria Sucroalcooleiro, Faculdades Associadas de Uberaba, Uberaba (MG),e-
mail: zeluizuabno@yahoo.com.br 
2
 Mestre em Ciência tecnologia de Alimentos, Universidades Federal de Viçosa, Viçosa (MG), e-mail: 
romilda.monteiro@ifmg.edu.br 
 
 
RESUMO: O etanol é um composto orgânico utilizado no Brasil como combustível automotivo, obtido através da 
fermentação do caldo da cana-de-açúcar, a partir de micro-organismos denominados levedura Saccharomyces cerevisiae. 
O etanol com o teor alcoólico desejado é obtido como produto final após a destilação do caldo fermentado. A qualidade e o 
rendimento do produto são dependentemente conseqüentes de uma série de etapas que devem ser seguidas desde a 
obtenção da matéria prima, e durante todo o processamento e armazenamento do produto obtido. A fermentação é a 
principal etapa e se destaca pela conversão do substrato açucarado em etanol e outros compostos desejados. Sendo assim, 
alguns fatores desta etapa devem ser controlados, como aeração (agitação), temperatura, pH, nutrientes, contaminação 
bacteriana, e a concentração de etanol no meio fermentescível, porque interferem diretamente na fermentação alcoólica. O 
objetivo deste trabalho foi estudar a influencia dos fatores interferentes e limitantes ao processo fermentativo para a 
produção de etanol. Esses fatores interferem diretamente no rendimento fermentativo e produtivo acarretando perdas 
durante o processamento. A aeração e a agitação devem ser realizadas no início da fermentação para uma melhor 
multiplicação das leveduras, sendo evitadas durante a fermentação, pois a presença de oxigênio pode propiciar a formação 
de acido acético. A temperatura deve ser controlada entre 25ºC à 30ºC. O pH deve estar em torno de 4,5 à 5,0 afim de 
evitar o desenvolvimento de bactérias indesejadas, e afetar o crescimento das leveduras. Os nutrientes são importantes 
porque influenciam o desenvolvimento das leveduras e em concentrações altas, podem inibir seu crescimento. A 
contaminação bacteriana provoca perda no rendimento prejudicando a fermentação e a qualidade do produto, provocando 
o aumento da acidez, que é a inversão da sacarose. A presença do etanol acima de 8ºGl pode inibir o crescimento da 
levedura pela sua desnaturação. 
PALAVRAS CHAVE: Etanol; Fermentação; Produção; Rendimento. 
 
INTERFERING FACTORS IN ALCOHOLIC FERMENTATION 
FOR THE PRODUCTION OF ETHANOL 
 
ABSTRACT: Ethanol is an organic compound. In Brazil, it is used as an auto fuel after the fermentation of the sugar cane 
syrup when microorganisms called Saccharomyces cerevisiae come into action. The necessary alcohol level of ethanol is 
subtracted after the distillation of fermented syrup. Its quality and quantity is followed by many steps, which start at the 
harvest site until its processing and storage of the final product. Fermentation, which is the transformation of the syrup into 
ethanol and other products, is the main step of the process. For this matter, some factors must be under control such as 
agitation, temperature, pH, nutrients, bacterial contamination and ethanol because they have a direct impact on the 
fermentation process. The purpose of this study is to analyze the factors involved during the fermentation for the 
production of ethanol as an auto fuel. Agitation must happen at the beginning of the fermentation in order to increase the 
growth of yeast. However, it must be avoided during the fermentation process because of the probable formation of acetic 
acid in the presence of oxygen. Temperature must be between 25ºC to 30ºC. The pH level must be over 4,5 to 5,0 in order 
to avoid the growth of unwanted bacteria and decrease the growth of yeast. Nutrients are important because they act on the 
growth of the yeast and high concentration of nutrients can inhibit its growth. Bacterial contamination reduces the process 
and it affects the fermentation and the product quality with an increase of the acid level, which in turn, is the opposite of 
the sucrose process. The presence of ethanol above 8ºGl may inhibit the growth of yeast 
KEY WORDS: Ethanol; Fermentation; Profit; Production. 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
O etanol é um composto orgânico oxigenado de 
fórmula química C2H5OH, pertencente à função orgânica 
dos álcoois, sendo utilizado no Brasil como combustível 
automotivo em duas versões: 
 
Etanol Hidratado: em carros a álcool ou Flex Fuel, possui 
7% em massa / massa (m/m), de água. 
 
 Etanol Anidro: Adicionado à gasolina na proporção de até 
20% em massa / massa (m/m), possui no máximo 0,7% em 
m/m de água. 
Engenharia/Engineering 101 
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 100-107, 2011. 
 Originário da cana-de-açúcar representa um 
considerável gerador econômico (NOBRE; HORII; 
ALCARDE, 2007). 
O etanol vem ganhando destaque nas ultimas 
décadas devido à busca por biocombustiveis alternativos 
para atender a demanda da indústria automotiva com 
menos reflexos ao meio ambiente. No Brasil a produção 
ainda apresenta aspectos negativos quanto á capacidade de 
produção e a organização dos processos produtivos. 
A cana-de-açúcar é a matéria prima usada para a 
fabricação do etanol e deve ser moída para obtenção do 
caldo da cana. 
O processo de moagem é realizado em período 
máximo 72 horas para cana queimada e a cana colhida 
mecanicamente deve ser processadas imediatamente logo 
após o seu corte. O caldo da cana e decantado filtrado para 
em seguida, ser preparado com adição de nutrientes e 
levado às dornas de fermentação. 
 Para a fermentação alcoólica pode-se utilizar o 
caldo da cana diretamente ou os melaços. Como a maioria 
das usinas produz também o açúcar, utiliza-se na 
fermentação o melaço, resíduo da fabricação do açúcar, do 
qual já foi extraída a sacarose (RIBEIRO, 2010). 
A fermentação alcoólica inicia-se, após a adição 
do fermento no mosto (líquido açucarado). Mas, existem 
três fases para que ocorra o processo de fermentação, logo 
após a adição do fermento: fase de adaptação dos 
microorganismos ao novo ambiente, onde começam a 
crescer, nesta, o mosto ainda contém uma determinada 
quantidade de oxigênio, para que ocorra o 
desenvolvimento das leveduras. A segunda fase é 
caracterizada, pelo grande aumento de microorganismos, e 
liberação de gás carbônico. Nesta fase é que haverá o 
aumento da temperatura e do teor alcoólico. Na ultima 
fase, o alimento entra em escassez , o crescimento das 
leveduras diminui, há diminuição de gás carbônico e 
precipitação do fermento. No final da fermentação o 
produto obtido é o vinho bruto, que irá apresentar 8 a 12% 
de álcool (SILVA et al., 2008). 
 Na fermentação alcoólica, além da produção de 
etanol e CO2, outros elementos são produzidos, como, 
glicerol, ácidos orgânicos, álcoois superiores, acetaldeído, 
acetoína, butilenoglicol, etc. 
O processo de fermentação alcoólica é um 
processo biológico, cujo principal agente é a levedura. As 
cepas mais utilizadas na fabricação de álcool são 
Saccharomyces cerevisiae (espécies relacionadas) e 
Schizosaccharomyces pombe (CARDOSO, 2006). 
 A levedura quando em contato, com um meio 
contendo glicose, e sobre condições de anaerobiose, 
produzem álcool etílico e gás carbônico, entre outros 
produtos. Durante o processo de fermentação, podem 
surgir diversos fatores, que podem alterar na produção de 
álcool etílico, devido ao fato de interferiremna atividade 
celular da levedura. A fermentação alcoólica é um 
processo onde ocorre a transformação de açúcares em 
álcool etílico e gás carbônico. Este processo ocorre através 
da ação de um grupo de microorganismos unicelulares, que 
são denominados leveduras (SILVA, 2007). Esta 
conversão do açúcar em etanol e CO2 é representada pela 
seguinte equação (1) de forma resumida: 
 
 Microorganismo 
C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2 
Açúcar etanol gás carbônico 
 Equação (1) 
 
Diversos fatores afetam a fermentação, tendo como causa 
principal o rendimento da fermentação, ou seja, “a 
porcentagem do açúcar que se transforma em álcool, em 
relação à quantidade máxima teórica da equação de Gay-
Lussac” (FERMENTEC, 1978). Entre os principais fatores 
que podem vir a afetar na produção de etanol destacam-se: 
a temperatura, pH, contaminação bacteriana, 
aeração/agitação, nutrientes, e o etanol. 
 Para o sucesso de uma fermentação bem 
conduzida garantindo o bom rendimento e um produto com 
qualidade diante desse contexto, propõe se estudo destes 
fatores com objetivo de fazer um estudo sobre os fatores 
interferentes na fermentação alcoólica e seus limitantes 
para a produção de etanol e o que pode afetar no 
rendimento e na qualidade do produto final com 
possibilidade de propor melhoras no processo afim de 
diminuir perdas. 
 
 
DESENVOLVIMENTO 
 
Fatores que interferem na fermentação alcoólica: 
 
A concentração de substrato, pH, tempo e 
temperatura, presença de microrganismos contaminantes 
são fatores que podem afetar o rendimento da fermentação, 
ou seja, a eficiência da conversão de açúcar em etanol. 
Geralmente, há queda na eficiência do processo 
fermentativo ou na qualidade do produto final 
(CARDOSO, 2006). 
 
Aeração (Agitação) 
 
Para Chaves (2006), a aeração é uma pratica que 
consiste em introduzir ar no mosto no inicio da 
fermentação, a fim de favorecer o desenvolvimento de 
leveduras e, consequentemente, favorecer a transformação 
completa dos açúcares fermentáveis. 
O oxigênio é necessário ao desenvolvimento das 
leveduras em seu processo de multiplicação, 
principalmente na fase inicial da fermentação sendo que as 
condições de anaerobiose induzem a formação de etanol e 
de gás carbônico. Em condições de aeração ocorre grande 
reprodução das leveduras, consequentemente o aumento do 
fermento (RODRIGUES FILHO e e OLIVEIRA, 1999). 
Segundo Muller et.al. (2007), a aeração é um 
fator importante para que se obtenha uma maior formação 
de massa celular viável durante o processo fermentativo. A 
injeção do ar serve para agitar e aerar, eliminando o gasto 
Engenharia/Engineering 102 
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 100-107, 2011. 
de energia para agitação, e promovendo um aumento na 
capacidade de transferência de massa e calor. 
Para Chaves (2006), a aeração do mosto melhora 
a multiplicação do fermento. Isso pode ser feito pela 
formação de uma espécie de chuveiro para a entrada do 
mosto na dorna. 
Segundo Cardoso et al. (2007), a levedura possui 
dois tipos de metabolismo celular: oxidativo e 
fermentativo. O metabolismo oxidativo ocorre na presença 
de oxigênio, em que a levedura pode apresentar o efeito 
“pasteur” oxidando os carboidratos por respiração e 
estimulando a multiplicação intensa.entretanto na ausência 
de oxigênio o metabolismo passa a ser fermentativo, ocorre 
assim a produção de etanol e gás carbônico. O gás 
carbônico formado na aeração de transformação de 
sacarose em etanol contribui para a manutenção da 
anaerobiose na dorna de fermentação. 
Para Espinoza (2006), a aeração é necessária na 
fase de propagação, facilitando o aumento do número de 
células. 
 Já para Cardoso et.al. (2007), deve-se evitar 
durante a fermentação a aeração do mosto, já que o 
aumento de oxigênio faz com que o lêvedo transforme o 
açúcar em ácido acético em vez de etanol. 
 
Temperatura x Tempo 
 
O controle da temperatura é um fator de grande 
importância durante o processo de fermentação, pois a 
levedura trabalha bem entre temperaturas de 25°C e 30°C. 
Valores de temperatura acima destes citados podem gerar 
enfraquecimento da levedura, criar boas condições para o 
aparecimento de outros microorganismos e ocasionar 
maiores perdas de álcool por evaporação, já temperaturas 
inferiores a 25°C diminuem a atividade da levedura 
(CARDOSO, 2006). 
Segundo Lima et al. (2001). as temperaturas 
ótimas para a produção industrial de etanol situam-se na 
faixa de 26 a 35ºC, mas não raramente, a temperatura nas 
destilarias alcança 38ºC. À medida que a temperatura 
aumenta, aumenta a velocidade da fermentação, mas 
favorece a contaminação bacteriana, ao mesmo tempo em 
que a levedura fica mais sensível à toxidez do etanol. 
Ribeiro (2006), sugere que a temperatura ideal 
para a multiplicação das leveduras situa-se entre 28º a 30°. 
Temperaturas mais baixa diminuem a atividade do 
fermento, enquanto as mais elevadas favorecem o 
desenvolvimento de bactérias indesejáveis, provocando o 
enfraquecimento das leveduras 
Durante o processo de fermentação a temperatura 
deve ser sempre mantida, pois uma pequena variação pode 
ocasionar perdas durante o processo, como por exemplo, 
inibição do fermento, onde o açúcar ficará na dorna, local 
onde ocorre a fermentação (FERMENTEC, 1978). 
A formação de produto por microrganismos é 
também dependente da temperatura de uma maneira 
similar. Todavia as temperaturas ótimas para crescimento e 
formação de produto não são necessariamente as mesmas e 
devem ser analisadas separadamente. Portanto o controle 
da temperatura num processo fermentativo dentro de 
intervalos estreitos é de grande importância (RIBEIRO, 
2010). 
Já para Nogueira e Venturini Filho (2005), o 
mosto é colocado na dorna com uma temperatura que 
corresponde à ambiente. No início da safra, que coincide 
com o inverno, sua temperatura é baixa, chegando acerca 
de 14ºC a 15°C requerendo o aquecimento para atingir a 
temperatura de 28ºC a 30°C, favorável à atividade da 
levedura alcoólica. No decorrer da safra, com o aumento 
da temperatura ambiente, esta medida se faz desnecessária. 
Como a fermentação alcoólica é um processo exotérmico, 
a temperatura do mosto pode ultrapassar os limites 
admitidos para uma fermentação normal. 
Para Moraes (2001), temperatura do mosto é um 
dos fatores que afetam a atividade microbiana e, 
consequentemente, a eficiência e produtividade do 
processo de fermentação. A faixa ideal de temperatura para 
fermentação alcoólica, está entre 26º e 32ºC. Para manter 
essa faixa de temperatura, a indústria deve aquecer o mosto 
em épocas frias e possuir um sistema de resfriamento 
quando a temperatura estiver elevada. 
Segundo Cabral; Kremer; Trossini (2006), para se 
obter uma boa fermentação (Fig.1.) a temperatura do 
mosto deve ser a 30°C. 
 
 
 Figura 1. Temperatura de propagação das leveduras 
alcoólicas. 
Fonte: Cabral; Kremer; Trossini, 2006. 
 
De acordo com esse mesmo autor, respeitadas 
estas condições, o tempo de fermentação deve ficar entre 
06 e 08 horas. Após esse período a efervescência do mosto 
termina e as leveduras decantam para o fundo da dorna, é 
hora de destilar. Os principais motivos que levam a uma 
fermentação longa são pé de cuba mal formado, grau brix 
muito alto ou muito baixo e temperatura inferior aos 28º C. 
Segundo Maia et.al. (1995). o teor de etanol é um 
fator limitado da fermentação alcoólica. Pode-se considerar 
que, acima de 8ºGL, o etanol já começa a dissolver a 
membrana da célula, efeito que aumenta com o aumento da 
temperatura. Este é mais um motivopara que se 
recomende o limite de brix (25ºbrix), assim com o controle 
da temperatura, dentro da faixa de 28ºC a 35ºC. 
Para Crispim et al. (2004), pelo critério de 
viabilidade celular, a temperatura ótima depende do 
Engenharia/Engineering 103 
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 100-107, 2011. 
conteúdo em etanol no meio. A fermentação pode iniciar-
se a temperatura de 34ºC a 36ºC (Fig.2), Contudo, essa 
temperatura deve diminuir, à medida que o teor alcoólico 
aumentar 28ºC, sob pena de perda da viabilidade celular. 
1000000
10000000
1E+08
1E+09
1E+10
1E+11
1E+12
1E+13
0 5 10 15 20 25 30
Tempo (h)
N.
 
Ce
l /
 
m
L
25 C 30 C 34 C 38 C
 
Figura 2. Crescimento de Saccharomyces cerevisiae em 
função do Tempo e Temperatura. 
Fonte: Muller et al., 2007. 
 
Lopes (2006), em seu estudo de Qualidade da 
Cachaça e sua Relação com a Formação do Pé de Cuba, 
diz que a temperatura ideal para fermentação situa-se entre 
28º e 30º. Temperaturas mais baixas diminuem a atividade 
do fermento, enquanto as mais elevadas favorecem o 
desenvolvimento de bactérias indesejáveis, provocando o 
enfraquecimento das leveduras. 
 
- pH 
Para Chiaradia e Pasta (2004), potencial 
hidrogeniônico ou mesmo pH, é um valor que determina o 
grau de acidez ou basicidade em um meio. 
Segundo Pelczar; Chang; Krieg (1997) para que 
ocorra um bom processo de fermentação o pH deve se 
encontrar com um valor adequado para os as leveduras, 
que deve ser em torno de 5 a 6, que é considerado um valor 
ótimo para seu crescimento. 
O pH ideal para a produção de etanol, a partir de 
leveduras do gênero Saccharomyces cerevisiae, deve 
apresentar valor em torno de 4,5. Como o caldo da cana, 
possui um pH em torno de 5,5 a acidificação que é 
realizada antes da inoculação, irá favorecer a fermentação 
alcoólica, prevenindo também o crescimento de bactérias 
(CARDOSO, 2006). 
Já para Ribeiro (2010), na maioria dos processos 
fermentativos o pH do meio afeta tanto o crescimento, 
como a formação do produto. A maioria dos 
microrganismos apresenta uma faixa estreita de pH, na 
qual crescimento e formação de produto ocorrem a altas 
velocidades e desta forma ele é controlado na maioria das 
fermentações. Embora haja exceções, bactérias usualmente 
crescem de no intervalo de pH de 4 a 8, leveduras de 3 a 6, 
mofos de 3 a 7 e células superiores na faixa de 6,5 a 7,5. 
Como uma consequência, o pH pode ser usado para 
selecionar preferencialmente as leveduras sobre as 
bactérias e diminuir a susceptibilidade á contaminação 
bacteriana. Por exemplo, uma fermentação a pH 3 é bem 
menos sujeita à contaminação. 
Segundo Cardoso (2006), como o pH do caldo de 
cana é normalmente em torno de 5,5, a acidificação 
realizada antes da inoculação favorece a fermentação 
alcoólica e também previne crescimento das bactérias 
contaminastes. 
 Durante as fermentações o pH pode variar por 
diversas razões, como variações devido ao consumo de 
fontes de nitrogênio e também formação de ácidos, tais 
como acético, láctico, pirúvico, succínico (RIBEIRO, 
2010). 
Já para Rodrigues Filho e Oliveria (1999) deve ser 
feito uma correção do meio para o ajuste do pH, que deve 
ficar entre 4 e 5 . Este meio esta o com o pH abaixo de 4 
aumenta muito a produção de álcoois superiores e o pH 
acima de 5 aumenta a produção de acido acético e de 
furfural. 
 
Substrato x Nutrientes 
 
Na produção de álcool combustível, o substrato 
utilizado é a sacarose proveniente do caldo de cana-de-
açúcar. A levedura utiliza-se deste açúcar após hidrólise e 
absorção de seus constituintes: a glicose e a frutose 
(LOPES, 2006). 
Segundo Camili e Cabello (2007), Os nutrientes 
são necessários para o bom desenvolvimento da 
fermentação, afetando a velocidade e a multiplicação da 
levedura. A concentração adequada de nutrientes do mosto 
é de suma importância, pois se presentes em quantidades 
insuficientes ou exageradas, podem refletir de forma 
negativa sobre o processo fermentativo. 
Segundo Lopes (2006), Uma alta concentração, 
resulta em alto teor alcoólico, que pode resultar em toxidez 
à levedura por desestabilizar a membrana plasmática. 
Por outro lado, isto é benéfico, pois controla a 
multiplicação excessiva, o que ocasiona desvio de açúcar 
para a produção de biomassa em detrimento ao álcool. 
Para as necessidades nutricionais das leveduras 
durante o processo de fermentação alcoólica influem na 
multiplicação e crescimento celular e na eficiência de 
transformação do açúcar em álcool (Silva, 2007). 
Estes microorganismos pertencem ao gênero 
Saccharomyces, e são consideradas os mais indicado para a 
produção de etanol devido a diversos fatores: transformam 
o açúcar em etanol rapidamente, tolera grandes variações 
de temperatura, possui tolerância quanto o produto 
formado, além de possuírem atividade celular em ambiente 
ácido (ANDRIETTA, STECKELBERG, ANDRIETTA, 
2006). A reprodução das leveduras ocorre assexuadamente, 
por brotamento, a FIG.3, representa a reprodução da 
levedura a partir de brotamento. 
 
 
 
 
Engenharia/Engineering 104 
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 100-107, 2011. 
 
 
 
 
Figura 3-Processo de Reprodução das Leveduras. 
 
Fonte: Centro de Tecnologia Canavieira, 2007 
 
Segundo Camili e Cabello (2007), a concentração 
adequada de nutrientes é de suma importância, pois se 
presentes em quantidades insuficientes ou exageradas, 
podem refletir de forma negativa sobre o processo 
fermentativo. A falta de nutrientes pode acarretar 
consideravelmente o rendimento alcoólico e a viabilidade 
celular levedura. 
Já para Kotarska; Czuprynski; Klosowski (2005), 
os nutrientes participam do metabolismo do fermento 
como ativadores das enzimas. No caso quando uma 
quantidade de nutrientes é insuficiente, o fermento 
reproduz e conduz a fermentação lentamente ou mesmo 
sua reprodução é impossível. 
 A análise do caldo de cana revela que, embora 
rico em sais minerais, possui um desequilíbrio entre os 
mesmos, exigindo uma suplementação adequada de certos 
elementos, para que a fermentação se processe com maior 
vigor. Assim, além do carbono, oxigênio e hidrogênio, 
supridos pelos açúcares, outros elementos devem estar 
presentes, normalmente na forma de sais (NOGUEIRA e 
VENTURINI FILHO, 2005). 
De acordo com este mesmo autor, o fósforo, na 
forma de P2O5, é de extrema importância para que ocorra a 
formação de álcool durante a fermentação. Além de 
favorecer a ação das leveduras, o fósforo também aumenta 
o rendimento alcoólico da fermentação. 
Adição de superfosfato triplo ao mosto, na base de 
0,1 grama por litro, favorecerá a ação das leveduras e o 
rendimento alcoólico do processo. Para o caso do 
nitrogênio, a fonte mais indicada é o sulfato de amônio, 
também na dose de 0,1 grama por litro de mosto. Tanto o 
caldo de cana como a própria levedura são fontes de 
vitaminas. Entretanto, a adição de certas vitaminas ao 
caldo propicia aceleração da ação enzimática de leveduras, 
influindo na pureza e velocidade da fermentação. 
Recomenda-se a suplementação de vitaminas do complexo 
B, uma vez que sua deficiência poderá ocasionar 
dificuldades ao processo fermentativo (KOTARSKA; 
CZUPRYNSKI; KLOSOWSKI 2005). 
 
Contaminantes Bacterianos 
 
Segundo Pelczar, Chan e Krieg (1997) as 
bactérias “são microorganismos procariotos, carecendo de 
membrana nuclear e outras estruturas intracelularesorganizadas observadas em eucariotos”. Dentre os vários 
gêneros de bactérias que são prejudiciais a produção 
alcoólica, estes são os gêneros mais encontrados : 
Acetobacter, Lactobacill, Clostridium, Bacillus, 
Aerobacter, Streptococcus, Leuconostoc mesenteroides 
(FERMENTEC,1978). 
 De acordo com Lopes (2006), dentre os inconvenientes 
causados pelos contaminantes destaca-se o consumo de 
açúcar, a inversão, o aumento da acidez, a produção de 
polímeros mucilaginoso (gomas), que obstruem trocadores 
de calor, canalizações e centrífugas ocasionando ainda o 
fenômeno conhecido por floculação de leveduras e a 
formação de espumas como conseqüência da viscosidade 
do caldo, ocasionado pela presença de dextrana e levana 
principalmente. 
Ainda segundo este mesmo autor os 
contaminantes bacterianos provocam uma diminuição no 
rendimento industrial não só pelo consumo de açúcar, mas 
também pela morte das leveduras por produtos 
metabólicos eliminados ao meio por diferentes 
microrganismos que estão intimamente relacionados com o 
desenvolvimento de coloração nos caldos. As principais 
fontes de microrganismos contaminantes são: a própria 
flora epífita da cana-de-açúcar, o solo carreado com os 
colmos, a poeira e os equipamentos infeccionados ou 
mesmo os materiais contaminados utilizados no corte e no 
processo. 
Os gêneros de bactérias, que prejudicam o 
processo de fermentação, são denominadas como 
homofermentativas. As que são responsáveis pela 
formação de ácido lático em maior quantidade e as 
heterofermentativas, que produzem alem do ácido lático, 
como também outros ácidos orgânicos, como por exemplo, 
acético e fórmico (FERMENTEC, 1978). 
Para Lopes (2006), dos microrganismos que 
provocam biodeterioração na cana cortada, os que causa 
maiores prejuízos são as bactérias produtoras de ácido 
lático, comumente denominadas de Bactérias do Ácido 
Lático (BAL); sendo estimada a perda diária de sacarose 
recuperável da ordem de 4,75%. O ácido lático é o 
principal produto do metabolismo das bactérias 
contaminantes no mosto de cana-de-açúcar em 
fermentações etanólicas, A quantificação desse composto 
pode ser um indicador bastante preciso do grau de 
contaminação do sistema. 
Já para Parazzi (1988), A contaminação 
bacteriana é um dos fatores preponderantes dentre aqueles 
Engenharia/Engineering 105 
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 100-107, 2011. 
que afetam a fermentação alcoólica, posto que é o mais 
freqüente agente estressante presente. Trabalhos efetuados 
em laboratório e os dados da indústria são coincidentes 
quanto ao prejuízo que a contaminação bacteriana pode 
exercer no rendimento da fermentação. 
Segundo Lopes (2006), Às vezes é necessário 
optar entre dois fatores estressantes, como o caso do 
tratamento ácido, que exerce um efeito estressante à 
levedura, mas acaba por ser benéfica, por controlar a 
contaminação, esta sim muito mais prejudicial à levedura e 
ao processo, pos reduz a eficiência fermentativa 
 
Etanol 
Segundo Silva et.al. (2008), durante o processo 
da fermentação alcoólica origina-se uma série de 
compostos que podem atuar como inibidores potenciais. 
Entre eles podem ser citados os metabólitos secundários 
contaminantes totais e, ate mesmo, o etanol produzido no 
processo. A natureza e concentração desses compostos 
dependem das condições do processo, como temperatura 
do meio e tempo de fermentação. O etanol e o metabólito 
produzido em maior quantidade em uma fermentação 
alcoólica, podendo ser tóxico em uma determinada 
concentração, causando redução na viabilidade celular das 
leveduras (SILVA et al. 2008). 
Segundo Maia et.al,(1995) o teor de etanol é um 
fator limitado da fermentação alcoólica. Pode-se considerar 
que, acima de 8ºGL, o etanol já começa a dissolver a 
membrana da célula, efeito que aumenta com o aumento da 
temperatura. Este é mais um motivo para que se 
recomende o limite de brix (15ºbrix), assim com o controle 
da temperatura, dentro da faixa de 12 a 28ºC. 
De acordo com estudos realizados por Silva, et al. 
(2008), os teores alcoólicos obtidos, em torno de 7,7% v/v, 
não foram suficientes para causar grande inibição da 
levedura durante as fermentações. Teor alcoólico de 11,1% 
pode causar inibição no crescimento celular e quando 
atinge valores acima de 14,5% não ocorre mais produção 
de etanol. 
 E para Fernandes (2008), o etanol afeta 
diretamente a membrana celular das leveduras, devido ao 
estresse causado pela exposição das mesmas ao etanol. 
O etanol age de maneira sinergística intoxicando a 
célula da levedura, levando-a a morte e consequentemente 
diminuindo a viabilidade celular (OLIVA NETO, 2006). 
Para que ocorra uma Fermentação mais saudável, 
concluiu que as leveduras produtoras de álcool como as 
Saccharomyces cerevisiae são expostas a condições 
estressantes durante o processo de fabricação de álcool 
devido a diversos fatores, entre o qual o teor de etanol 
(8ºGL), afeta a membrana celular diminuindo a sua 
viabilidade celular da levedura alcoólica (CRUZ et al., 
2001). 
A Fig5 demonstra que ouve uma maior produção 
de etanol utilizando o intervalo de 30ºC a 34ºC durante a 
fermentação em relação ao tempo.com um rendimento 
significativo em relação ao intervalo de 25ºC a 38ºC. 
 
 
 
Figura 5-Produção de etanol em função do tempo de 
cultivo de Saccharomyces cerevisiae. 
 
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 5 10 15 20 25 30
Tempo (h)
Et
an
o
l %
 
(p/
p)
25 C 30 C 34 C 38 C
 
Fonte: MULLER et al., 2007. 
 
Já para Alves (2004), após completada a 
fermentação, a concentração de açúcar tem que ser igual a 
zero e o teor de etanol ≈ 8ºGL. 
Segundo Protti et al., (2007), na fermentação 
alcoólica, o principal responsável pela diminuição da 
viabilidade celular é o seu próprio produto, o etanol. 
Para aditivos alimentares produzidos por via 
Fermentativa em estudo, conclui que perdas na viabilidade 
celular também são observadas se a fermentação é 
conduzida até a exaustão completa de etanol 
(CARVALHO, 2001). 
 Segundo Oliva Neto (2006), o etanol tem efeito 
inibitório, provocando alterações da composição da 
camada lipidica da membrana, redução de atividades 
metabólicas como causa da inibição do transporte de 
glicose, diminuindo a viabilidade, formação de produto e 
causando estresse hídrico. 
 Já para Marques e Serra (2004), a interferência do 
etanol na fermentação alcoólica é mais preocupante em 
fermentações com altas concentrações de açúcar no mosto. 
Por este motivo que se deve fazer a correção do brix do 
caldo da cana-de-açúcar para produção de cachaça com 
qualidade. 
De acordo com Maia et al.(1995), na produção 
guardente de qualidade o uso de condições microaeróbicas 
(pequena quantidade de ar no mosto permite aumentar a 
utilização do açúcar, aumentando a tolerância da levedura 
ao etanol, sem decréscimo significativo no rendimento da 
fermentação. 
 
CONCLUSÃO 
 
O processo de fermentação é uma parte de 
extrema importância na obtenção de etanol e 
conseqüentemente, de suma importância para indústria 
Sucroalcooleiro, durante este estudo foram analisados 
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alguns fatores capazes de interferir no processo de 
fermentação alcoólica, conversão do açúcar em etanol. 
motivo pelo qual a eficiência da fermentação e a qualidade 
do produto final podem ser afetadas. Segundo autores 
estudados durante este trabalho, osfatores que devem ser 
controlados durante a fermentação do mosto devem ser, a 
Agitação (aeração), temperatura x tempo, pH, Nutrientes e 
substrato, Contaminantes bacterianos, Etanol: de acordo 
com vários autores, pude concluir que os limites melhores 
para se trabalhar para cada interfentes são: 
A aeração e a agitação devem ser realizadas no 
início da fermentação para uma melhor multiplicação das 
leveduras, sendo evitadas durante a fermentação, pois a 
presença de oxigênio pode propiciar a formação de acido 
acético. A temperatura deve ser controlada entre 25ºC à 
30ºC. O pH deve estar em torno de 4,5 à 5,0 afim de evitar 
o desenvolvimento de bactérias indesejadas, e afetar o 
crescimento das leveduras pude chegar a conclusão que 
nessa limite a maior rendimento fermentativo em menos 
tempo de fermentação. Os nutrientes são importantes 
porque influenciam o desenvolvimento das leveduras e em 
concentrações altas, podem inibir seu crescimento. A 
contaminação bacteriana provoca perda no rendimento 
prejudicando a fermentação e a qualidade do produto, 
provocando o aumento da acidez, que é a inversão da 
sacarose. A presença do etanol acima de 8ºGl pode inibir o 
crescimento da levedura pela sua desnaturação. 
 
 
4. REFERÊNCIAS 
 
 ALVES, J. G. L. F. Mini-Curso de Produção de Cachaça 
Artesanal. In: Jornada Acadêmica de Engenharia de 
Alimentos Departamento de Ciências Exatas e Tecnologia 
Centro Universitário de Belo Horizonte – UNIBH, 3, 
Centro de Tecnologia em Cachaça. Belo Horizonte. 
ago./set. 2004. 
ANDRIETTA, M. da G. S.; STECKBERG, C.; 
ANDRIETTA, S. R. Bioetanol-Brasil, 30 anos na 
vanguarda. Revista Multiciências. Campinas, p.1-16,out. 
2006. 
CABRAL, G. J.; KREMER, H.; TROSSINI, T. Cachaça. 
Florianópolis: UFSC, 2006. Disponivel em< 
www.enq.ufsc .br/labs/probio/ disc_eng1/cachaca.doc> 
.Acesso em:06 set. 2011. 
CAMILI, E. A.; CABELLO, C. Produção de Etanol de 
Manipueira Tratada com Processo de Flotação. Revista 
Raízes E Amidos Tropicais, v.3, n.1, 2007. 
CARDOSO, M. das G. (Ed.). Produção de Aguardente 
de Cana. 2.ed. Lavras:UFLA, 2006. 445p. 
CARDOSO, M. das G. et al. Cachaça: Qualidade e 
Produção. 2007. Disponível em < 
www.canabrasil.com.br/ cachaca.../11-cachaca-qualidade-
e-producao> Acesso em: 19 mar. 2011. 
CARVALHO, R.S. Interações entre leveduras e 
bactérias durante a fermentação alcoólica. Piracicaba, 
2001.74f. Dissertação (Mestrado em Ciência e 
Tecnologia de Alimentos) – Escola Superior de 
Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São 
Paulo, Piracicaba, 2001. 
CHAVES, J. B. Cachaça: Capixaba- Um pouco de 
História: Informações Técnicas Básicas para a Produção 
de Cachaça Artesanal de Qualidade. 2006. Disponível em: 
< http://201.2.118.66/arquivos/biblioteca 
/Cacha%C3%A7a%20Capixaba.pdf>. Acesso em: 19 
mar. 2012. 
CHIARADIA, A.; PASTA, M. A. C. Minimanual de 
Pesquisa: Química. Uberlândia: Claranto, 2004. 516 p. 
CRISPIM, J. E. et.al. Tipos de Leveduras e Qualidade da 
Cachaça. In: Fermentação. Urussanga: Empresa de 
Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa 
Catarina– EPAGRI. 2004. 
CRUZ, S. H. da. et.al. Por uma Fermentação Mais 
Saudável. 2001. 
ESPINOZA, L. J. S. Tecnologia de Produção de 
Cachaça: Princípios do Processo de Produção de Cachaça 
de Qualidade. UFLA- MG. 2006. Disponível 
em:<http://www.crq4.org.br/downloads/tec_cachaca.pdf>. 
Acesso em: 25 mar. 2012. 
FERMENTEC S/C LTDA. Processo de Fabricação de 
álcool. Piracicaba, SP, 1978. 108 p. 
FERNANDES, P. M.B. et.al. Ácidos Graxos de 
Membrana e Trealose na Resposta de Levedura a Alta 
Pressão Hidrostática.Universidade Federal do Espírito 
Santo- Vitória. 2008. 
LIMA, U. de A. et.al. Biotecnologia Industrial, Processos 
Fermentativos e Enzimáticos, 1 ed.,v. 3. São Paulo: 
Editoria Edgard Blücher, 2001. 616p. 
LOPES, C. H, apresentação XII COREEQ, 07/2006. 
KOTARSKA, K., CZUPRYNSKI, B.,KLOSOWSKI, G. 
Effect of various activatorson the course of alcoholic 
fermentation. Journal of Food Engineering, out. 2005. 
MAIA, F. S. Alternativas para Exportação de Cachaça 
Artesanal: Um exemplo da Alemanha. 2005. Disponível 
em : 
<http://www.editora.ufla.br/site/_adm/upload/boletim/bol_
57.pdf > Acesso em: 25 mar. 2011 
MARQUES,T. A.;SERRA, G. E. Educação de 
Reciclagem de Células na Produção Biológica de Etanol. 
Ciências e Tecnologia de Alimentos.Campinas, v.4, 
2004. 
MORAES, F.V, Como controlar a qualidade da 
cachaça. Engarrafador moderno. v.10, São Paulo: LK 
Editora, Maio 2001. 
MULLER, J. L. et.al. Comparação do crescimento de 
Saccharomyces boulardii em fermentador batelada tipo 
air lift e shaker. 2007. Disponível 
em:<http://www.scielo.br/pdf/cta/v27n4/03.pdf >. Acesso 
em: 8 ago. 2011. 
NOBRE, T. de P.; HORI, J.; ALCARDE, A. R. 
Viabilidade celular de Sacharomyces Cerevisia 
fermentação cultivadas em associação com bactérias 
contaminantes da fermentação alcoólica. Piracicaba, 
2007, ESALQ. 
NOGUEIRA, A. M. P.; VENTURINI FILHO,W. G. 
Aguardente de Cana. Botucatu. 2005. Disponível em: 
<http://dgta.fca.unesp.br/docentes/waldemar/aguardente/A
guardente>. Acesso em 03 ago. 2011. 
OLIVA NETO, P. de. Efeito de Fatores Inibidores na 
Fermentação Alcoólica. Produção de Etanol: Qualidade 
Engenharia/Engineering 107 
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 100-107, 2011. 
da Matéria-Prima. Faculdade de Ciências e Letras de Assis 
– UNESP. 2006 
PARAZZI, C. A influencia do desponte do colmo na 
qualidade tecnológica da cana-de-açúcar (Saccharum 
ssp.) 1988. ESALQ, Universidade de São Paulo, 
Piracicaba, 1988. 
PELCZAR, M. J; CHANG, E. C. S; KRIEG, N. R. 
Microbiologia: Conceitos e aplicações, v.2, 2 ed.. São 
Paulo: Makron Books, 1997. 
PROTTI, K. L. et. al. Comparação do crescimento 
de Saccharomyces boulardii em fermentador por batelada 
tipo air lifte shaker. Ciência e Tecnologia de 
Alimentos. v.27, n.4. Campinas out./dez. 2007. 
RIBEIRO, E.J, Apresentação Dia Nacional do 
profissional da Química e II Escola da Química, 2006. 
RIBEIRO. F.A.M. Fermentação Alcoólica. Uberaba, 
2010. Apostila do ModuloII - Processamento na industria 
sucroalcooleira da FAZU. RODRIGUES FILHO, A.; 
OLIVEIRA, R. N. de. Tecnologia de Produção de cana-
de-açúcar e cachaça de Minas de Qualidade. Belo 
Horizonte: EMATER. 1999. 
SILVA, J. A. et.al. Aplicação da Metodologia de 
Planejamento Fatorial e Análise de Superfícies de 
Resposta para Otimização da Fermentação Alcoólica.v. 
31. Universidade Estadual da Paraíba: Química Nova. 
2008. SILVA, J. de S. (Ed.). Produção de álcool 
combustível na fazenda e em sistema 
cooperativo.Viçosa, 2007. Disponível em: 
<http://www.ufv.br/poscolheita/Produ%C3%A7%C3%A3
o_de_%C3%A1lcool_combust%C3%ADvel_index.htm.> 
Acesso em: 13 ago. 2011.

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