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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - CAMPUS DE SINOP INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS - CURSO DE AGRONOMIA Acadêmicos: Bruna de Lima Delmondes, Ingrid Manica Cecatto e Marcos Guilherme Trentin Filho. Disciplina: Tecnologia de Produtos Agropecuários. 1 FERMENTAÇÃO CÍTRICA 1.1 Fermentação A fermentação é um processo anaeróbio que transforma uma sustância em outra através de microrganismos, como fungos e bactérias. Esse processo é um conjunto de reações químicas controladas por enzimas, em que há a transformação de moléculas orgânicas em compostos mais simples, liberando energia na forma de ATP (NELSON et al., 2011). Há dois tipos de fermentação: Fermentação Aeróbica: que ocorre na presença de oxigênio, como ocorre no ácido cítrico e na penicilina. Fermentação Anaeróbica: ocorre na ausência de oxigênio, como ocorre na cerveja, no vinagre e no iogurte. 1.2 Fermentação Cítrica A fermentação cítrica é uma fermentação aeróbica realizada por um bolor que tem como objetivo principal a obtenção do ácido cítrico, também conhecido como citrato de hidrogênio. Antigamente, o ácido cítrico era obtido de frutas cítricas por meio de extração química. Em 1893, descobriu-se uma espécie fúngica que acumulava ácido cítrico em meio contendo açúcar e sais orgânicos, o Cytromices, mas o seu uso no processo industrial não houve êxito por ocorrer contaminações. Em 1916, constatou-se que algumas linhagens de Aspergillus níger liberavam grandes quantidades de ácido cítrico quando em meio de cultura rico em açúcar, sais minerais e pH de 2,5 a 3,5; sendo esse processo eficiente na produção industrial. Atualmente, o ácido cítrico é obtido principalmente por via fermentativa, pelos processos em superfície (meio de cultura sólido e líquido) e submerso. O processo submerso é o mais utilizado por precisar de um espaço menor, menos mão-de- obra e pela alta taxa de produção; sendo este responsável por 90% da produção, já que é mais econômico e simples que a via química (FOOD INGREDIENTS BRASIL, 2014). 1.3 Produção do ácido cítrico A fabricação de ácido cítrico pela via fermentativa é possível de ser realizada por três processos: Koji, onde o substrato é sólido e é utilizada uma linhagem específica de Aspergillus niger; a fermentação em superfície, onde há o crescimento do micélio do fungo sobre o meio de cultura estático e o produto da fermentação é recolhido do meio; e a fermentação em cultura submersa, onde o fungo cresce totalmente em um meio de cultura líquido sob agitação, o que garante a homogeneidade na distribuição dos microrganismos. Uma das aplicações da fermentação em estado sólido em escala comercial é a produção de ácido cítrico a partir do farelo de trigo, processo que também é conhecido como Koji. Figura 1. Fluxograma de produção do ácido cítrico através do processo de Koji. Na fermentação em superfície inicialmente é necessário preparar o mosto, que é um líquido com altas concentrações de açúcares, como sumo de frutas. Este líquido é colocado em bandejas de alumínio e inoculado com A. níger durante 5 a 6 dias, sendo soprado ar úmido sobre este mosto e depois ar seco. Os esporos começam a germinar dentro de 24 horas e o micélio do fungo cobre a superfície do mosto. Depois de 8 a 10 dias ocorre uma redução da concentração de açúcares no mosto e ao final da fermentação o mosto pode ser drenado e substituído por outro (ALMEIDA et al., 2011), conforme a Figura 2. Figura 2. Fluxograma da produção de ácido cítrico através da fermentação em superfície. Na fermentação submersa são utilizados fermentadores aerados do tipo torre ou STR (Sterred Tank Reactor – Reatores agitados mecanicamente), feitos de aço inoxidável o que impede a perda de metais pesados que podem interferir na produção do ácido cítrico. Como substrato são usados açucares como a glicose e a sacarose, devido a sua fácil metabolização. O meio de cultura deve ser esterilizado através da passagem de vapor com fluxo turbulento em tubos de trocadores de calor, e imediatamente resfriado, até aproximadamente 30°C, em outro trocador de calor. Devem também ser observada a composição do meio de cultura sendo necessária à presença de certos íons, como o Mn, Fe, Cu e Zn, pois a falta ou excesso destes podem afetar a produção de ácido cítrico. Em seguida é feita a inoculação dos esporos de A. níger cultivados em meio de cultura sólido, é importante observar a concentração de Fe que deve estar na faixa de 0,1 a 0,2 mg/l e também o pH inicial que deve ser 4,0. Durante a fermentação o pH muda rapidamente e chega a 1,5-2,0, pouco ácido cítrico é formado antes do pH chegar a esses níveis, outro ponto importante é que a aeração durante a fermentação deve ser contínua e não pode ser interrompida. Para a extração do ácido cítrico o meio de cultura é filtrado, sendo necessária a purificação do ácido cítrico e então ele é cristalizado por evaporação e os cristais são removidos por centrifugação (ALMEIDA et al., 2011), conforme a Figura 3. Figura 3. Fluxograma da produção de ácido cítrico através da fermentação submersa. 1.4 Ácido Cítrico na indústria Na indústria alimentícia o ácido cítrico é utilizado como aditivo na fabricação de refrigerantes, sobremesas, conservas de frutas, geleias, doces e vinhos. Também é utilizado na composição de refrescos em pó, sabores artificiais e nos alimentos gelatinosos. O ácido cítrico é utilizado na indústria, pois previne a turbidez, auxilia na retenção da carbonatação, potencializa os conservantes, confere sabor frutal característico, prolonga a estabilidade da vitamina C, reduz a alteração na cor, realça as cores e tampona o meio (FOOD INGREDIENTS BRASIL, 2014). Na indústria farmacêutica o ácido cítrico é usado como anticoagulante em transfusão sanguínea e na fabricação de produtos efervescentes, onde é essencial na reação com bicabornatos. Inibe a oxidação da vitamina C por metais, conferindo sabor agradável. Nos xaropes estabiliza os princípios ativos, proporciona sabor, além de ter expectorante (COLDEBELLA et al., 2009). Tabela 1. Aplicações do ácido cítrico na indústria alimentícia. Aplicaҫões Indústrias Funҫões Bebidas Refrigerantes e xaropes Estimula o sabor natural da fruta. Atua como acidulante em bebidas à base de carbonato e sacarose. Vinhos e cidras Previne a turbidez de vinhos e cidras e o amarelamento de vinhos brancos. Efetua o ajuste de pH e inibe a oxidação. Alimentos Congelamento de frutas Protege o ácido ascórbico por inativação de traços de metais. Produtos lácteos Atua como emulsificante em sorvetes e no processamento de queijos. Atua como agente acidificante em queijos e também como antioxidante. Agricultura Determina o valor de micronutrientes em fertilizantes. Aumenta a disponibilidade de fósforo nas plantas Na indústria de cosméticos ajuda a regular o pH de loções adstringentes, também usado como sequestrante em cremes de lavagem e fixadores de cabelo. Em colônias, desodorantes, loções e cremes reduzem os componentes aromáticos e escurecimento indesejável, além de estabilizar emulsões (COLDEBELLA et al., 2009). Na indústria têxtil é usado como alvejante, auxiliando na estabilização dos peróxidos, na mercerização, permitindo a neutralização a quente e nos banhos de tingimento, corrigindo o pH (COLDEBELLA et al., 2009). Na indústria veterinária é utilizado nas fórmulas de antibióticos e vermífugos, na agricultura na formulação de adubos foliares e em defensivos (COLDEBELLA et al., 2009). 2 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, C. P.; ROCHA, J. C.;CARITÁ, J. S.; SOUZA, T. M. A.; SOUZA, P. V. S. Biotecnologia na Produção de Alimentos. Dossiê Técnico. Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas – SBRT, 2011. COLDEBELLA, C.; ALVES, F. I. B.; OLIVEIRA, G. T.; RAIA, Z. R. Produção de ácido cítrico. Universidade Estadual do Estado do Paraná.Toledo, PR. 2009. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 5.ed. Porto Alegre, RS: Artmed, 2011. 1274 p.: il. Color.; 28 cm. ISBN 978-85-363-2418-0. REVISTA FOOD INGREDIENTS BRASIL - FIB. Aplicações do ácido cítrico na indústria de alimentos. nº 30, 2014. Disponível em: <http://www.revista-fi.com>. Acesso em: 28 de fevereiro de 2016.
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