ENRIQUECIMENTO PROTEICO DO MANDACARU (Cereus jamacaru P DC) POR FERMENTAÇÃO SEMI-SÓLIDA UTILIZANDO Sacharomyces cerevisiae

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR 
UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 
CAMPUS DE POMBAL - PB. 
 
 
 
 
ENRIQUECIMENTO PROTEICO DO MANDACARU (Cereus jamacaru P. DC) POR 
FERMENTAÇÃO SEMI-SÓLIDA UTILIZANDO Sacharomyces cerevisiae 
 
 
Tamires dos Santos Pereira 
 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Dr. Osvaldo Soares 
Co- Orientadora: Profa. Dra. Mônica Tejo Cavalcanti 
 
 
 
POMBAL-PB 
2013 
TAMIRES DOS SANTOS PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
ENRIQUECIMENTO PROTEICO DO MANDACARU (Cereus jamacaru P. DC) POR 
FERMENTAÇÃO SEMI-SÓLIDA UTILIZANDO Sacharomyces cerevisiae 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
POMBAL-PB 
2013 
Trabalho de conclusão de curso submetido 
à Coordenação do curso de Engenharia de 
Alimentos da Universidade Federal de 
Campina Grande como requisito parcial para 
obtenção de Grau de Bacharel em 
Engenharia de Alimentos. 
 
 
Orientador: Prof. Dr. Osvaldo Soares 
Co- Orientadora: Profa. Dra. Mônica Tejo 
Cavalcanti 
 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Dr. Osvaldo Soares 
Co- Orientadora: Profa. Dra. Mônica Tejo 
Cavaltani 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL DA UFCG 
 
P436e 
 
 Pereira, Tamires dos Santos. 
 Enriquecimento proteico do mandacaru (cereus jamacaru p. Dc) por 
fermentação semi-sólida utilizando sacharomyces cerevisiae / Tamires dos 
Santos Pereira. – Pombal, 2013. 
 64 f. : il. color. 
 
 Trabalho de Conclusão (Bacharel em Engenharia de Alimentos) - 
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e Tecnologia 
Agroalimentar, 2013. 
 
 "Orientação: Prof. Dr. Osvaldo Soares da Silva, Prof.ª Dr.ª. Mônica Tejo 
Cavalcanti". 
 Referências. 
 
 1. Bioconversão. 2. Fontes Alternativas. 3. Proteína Microbiana. 
I. Silva, Osvaldo Soares da. II. Cavalcanti, Mônica Tejo. III. Título. 
 
 
 
 CDU 631.962(043) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Que os vossos esforços desafiem as 
impossibilidades, lembrai-vos de que as 
grandes coisas do homem foram conquistadas 
no que parecia impossível. 
(Charles Chaplin) 
AGRADECIMENTOS 
 
 Primeiramente a Deus pelo dom da vida e pela força e coragem durante esta 
longa caminhada. 
 Aos meus orientadores Dr. Osvaldo Soares e Dra. Mônica Tejo, por me 
aceitarem, pela orientação, disponibilidade, incentivo, generosidade e sobretudo 
compreensão. 
 Aos meus pais Francisca dos Santos Pereira e Francisco Pereira da Penha 
por dedicar suas vidas em prol desse grande sonho e me ensinarem valores, e 
dentre eles, que o amor, caráter e sabedoria são as maiores heranças, além do 
apoio incondicional e das ideias brilhantes que sempre me serviram de inspiração, e 
ao meu irmão Ailton Santos. 
 Ao meu namorado Rafael Ferreira de Sousa por todo amor, confiança, 
dedicação e paciência, não só nesta fase, mas em toda a nossa caminhada. Espero 
que nossa cumplicidade seja eterna. 
 As minhas irmãs de coração, que adquiri durante estes anos, amizade 
confirmada ao longo dos semestres, noites em claro de estudos, de gargalhadas, de 
cumplicidade, enfim, à milha família fora de casa... Ítala Maiara e Flávia Izabely, amo 
vocês! 
 Aos meus colegas de trabalho Eugênio Marcelo e Khayllys Martins, por terem 
se tornado mais que bons amigos, pelos conselhos, força e conivência nesta fase 
tão atribulada que, por coincidência, passamos ao mesmo tempo. 
 A todos os meus amigos e amigas pela compreensão da ausência e pela 
força. Principalmente a Jerffeson Araujo e Kléa Lourenço, pela ajuda nos momentos 
finais, notavelmente de bom coração, o que me motivou a seguir em frente em 
alguns dos piores momentos desta caminhada. Muito obrigada! 
 Agradeço também a todos os professores que me acompanharam durante a 
graduação. Sem vocês este momento não seria possível. 
 Valeu a pena esperar... Hoje estamos colhendo, juntos, os frutos do nosso 
empenho! 
 Essa vitória é muito mais de vocês do que minha! 
 
V 
 
RESUMO 
 
 O mandacaru é uma espécie nativa da vegetação da caatinga, pertencendo à 
família das cactáceas, cresce em solos pedregosos e com pouca água disponível. 
Apresenta grande valor nutritivo, contudo é pouco explorada pela população, sendo 
usada apenas para alimentação do gado em épocas de estiagem prolongada. Desta 
forma, o objetivo deste trabalho foi utilizar os cladódios do mandacaru (Cereus 
jamacaru P. DC) como fonte de alimento realizando o enriquecimento proteico 
através da fermentação semi sólida. A fermentação semi-sólida com a levedura 
Saccharomyces cerevisiae proporciona diversos benefícios devido a seus aspectos 
físico-químicos, principalmente, sua reduzida atividade de água e o desenvolvimento 
de gradientes de temperatura, nutrientes e produtos produzindo uma proteína de 
origem microbiana de boa qualidade. O microrganismo foi adicionado ao substrato 
nos níveis de 5,10 e 15% em relação ao peso úmido do mesmo, e temperatura de 
30, 34 e 38 °C, conforme o planejamento fatorial. Caracterizou-se o mandacaru 
segundo o seu teor de umidade, massa seca, teor de proteínas, teor de sólidos 
solúveis e pH durante o processo fermentativo. Ao fim do processo fermentativo, 
analisou-se a granulometria, densidade real e aparente, além da porosidade do 
produto obtido. De acordo com os dados obtidos verificou-se que o ensaio E2 
incubado a 30°C e 15% de levedura ocasionou um crescimento proteico de 11,22 
vezes em ralação ao inicial, sendo o mais eficiente. O principal objetivo deste 
trabalho foi alcançado, pois verificou-se a viabilidade da utilização dos cladódios do 
mandacaru (Cereus jamacaru P. DC) como fonte de alimento para animais ou 
mesmo humanos, realizando o enriquecimento proteico através da fermentação 
semi-sólida. Contudo, faz-se necessário o estudo da toxicidade e adequação do tipo 
e características da proteína ao enriquecimento de alimentos. 
 
Palavras-chave: Bioconversão. Fontes Alternativas. Proteína Microbiana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VI 
 
ABSTRACT 
 
The mandacaru is a native species of the caatinga vegetation, belonging to the family 
of cacti, growing in rocky soils and with little water available. It has high nutritional 
value, but is little explored by the population and is used only for animal feed in 
prolonged drought periods. Thus, the objective of this work was used the cladodes of 
mandacaru (Cereus jamacaru P. DC) as a food source by performing the protein 
enrichment through solid semi fermentation. The solid state fermentation with 
Saccharomyces cerevisiae provides many benefits because of their physico-chemical 
aspects, mainly their low water activity and the development of temperature 
gradients, nutrients and producing a protein product of microbial origin good quality. 
The microorganism was added to the substrate at levels of 5.10 to 15% compared to 
the wet weight thereof, and temperature 30, 34 and 38 ° C, according to the factorial 
design. Characterized the mandacaru according to its moisture content, dry matter, 
protein, soluble solids and pH during the fermentation process. At the end of the 
fermentation process, the particle size was analyzed, true density and apparent 
porosity of the addition product. According to the data obtained showed that the E2 
assay incubated at 30 ° C and 15% yeast protein caused an increase of 11.22 times 
the original grating and is the most efficient. The main objective was achieved 
because there was the feasibility of use of cladodes of mandacaru (Cereus jamacaru 
P. DC) as a food source for animals or even humans,making the protein enrichment 
by solid state fermentation. However, it is necessary to study the toxicity and 
suitability of the type and characteristics of the protein for food fortification. 
 
Keywords: bioconversion. Alternative Sources. Microbial protein. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VII 
 
SUMÁRIO 
 
RESUMO................................................................................................................ v 
ABSTRACT............................................................................................................. vi 
LISTA DE FIGURAS............................................................................................... ix 
LISTA DE TABELAS.............................................................................................. xi 
1 INTRODUÇÃO..................................................................................................... 01 
2 OBJETIVOS......................................................................................................... 03 
2.1 Objetivo Geral................................................................................................... 03 
2.2 Objetivos Específicos....................................................................................... 03 
3 REFERENCIAL TEÓRICO.................................................................................. 04 
3.1 O mandacaru.................................................................................................... 04 
3.2 Microrganismos na produção de alimentos...................................................... 06 
3.3 Proteína de origem microbiana......................................................................... 08 
3.4 Levedura........................................................................................................... 08 
3.5 Características fisiológicas e morfológicas da levedura................................... 11 
3.6 Valor nutricional e composição química............................................................ 11 
3.7 Enriquecimento proteico de substrato por Saccharomyses cereviseae........... 13 
3.8 Fermentação semi-sólida (FSS)....................................................................... 14 
3.9 Vantagens e desvantagens............................................................................... 17 
3.10 Tipos de biorreatores...................................................................................... 19 
3.11 Controle do processo...................................................................................... 21 
3.12 Aplicabilidade da FSS.................................................................................... 24 
3.13 Aplicação da FSS na alimentação humana.................................................... 27 
4 MATERIAIS E MÉTODOS................................................................................... 29 
4.1 Matéria prima.................................................................................................... 29 
4.2 Beneficiamento do resíduo.............................................................................. 29 
4.3 Caracterização da matéria prima...................................................................... 30 
4.4 Processo fermentativo..................................................................................... 30 
4.5 Caracterização do produto fermentado............................................................. 31 
4.6 Análise estatística............................................................................................. 32 
VIII 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................... 33 
5.1 Caracterização da matéria prima...................................................................... 33 
5.2 Processo fermentativo...................................................................................... 33 
5.2.1 Umidade......................................................................................................... 33 
5.2.2 Resíduo Seco................................................................................................. 42 
5.2.3 pH................................................................................................................... 48 
5.2.4 Teor de Sólidos Solúveis Totais..................................................................... 51 
5.2.5 Teor de Proteína ........................................................................................... 52 
5.2.6 Distribuição Granulométrica........................................................................... 55 
5.2.7 Porosidade..................................................................................................... 56 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................................ 57 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................... 58 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IX 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Fluxograma do processo................................................................ 30 
Figura 2 - Comportamento do teor de umidade durante o processo 
fermentativo..................................................................................................... 
35 
Figura 3 – Diagrama de Pareto para o teor umidade após 8 h de 
fermentação..................................................................................................... 
37 
Figura 4 – Superfície de resposta para o teor de umidade após 8 horas de 
fermentação...................................................................................................... 
37 
Figura 5 – Diagrama de Pareto para o teor umidade após 16 h de 
fermentação...................................................................................................... 
39 
Figura 6 – Superfície de resposta para o teor de umidade após 16 horas de 
fermentação...................................................................................................... 
39 
Figura 7 – Diagrama de Pareto para o teor umidade após 32 h de 
fermentação...................................................................................................... 
41 
Figura 8 – Superfície de resposta para o teor de umidade após 32 horas de 
fermentação...................................................................................................... 
41 
Figura 9: Teor de resíduo seco durante o processo 
fermentativo..................................................................................................... 
43 
Figura 10 – Diagrama de Pareto para o teor de resíduo seco em 8 horas de 
experimento..................................................................................................... 
45 
Figura 11 – Superfície de resposta para o teor de resíduo seco após 8 
horas de fermentação....................................................................................... 
45 
Figura 12 – Diagrama de Pareto para o teor de resíduo seco em 32 horas 
de experimento................................................................................................. 
47 
Figura 13 – Superfície de resposta para o teor de resíduo seco após 32 
horas de fermentação....................................................................................... 
47 
Figura 14 - Comportamento do pH durante o processo fermentativo.............. 49 
Figura 15 – Diagrama de Pareto para o pH em 24 horas de experimento..... 50 
Figura 16 – Superfície de resposta para o pH após 24 horas de 
fermentação...................................................................................................... 
51 
X 
 
Figura 17 - Comportamento do teor de sólidos solúveis durante o processo 
fermentativo...................................................................................................... 52 
Figura 18 - Crescimentodo teor proteico durante o processo 
fermentativo...................................................................................................... 53 
Figura 19 - Distribuição granulométrica da biomassa de mandacaru após o 
processo fermentativo...................................................................................... 
55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
XI 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Valores reais e codificados das variáveis independentes.................... 31 
Tabela 2 - Matriz do planejamento fatorial 22 + 2 ponto central............................. 31 
Tabela 3 – Características físico-químicas da biomassa do mandacaru............... 33 
Tabela 4 – Teor de umidade para os experimentos durante o processo 
fermentativo............................................................................................................ 34 
Tabela 5 - Análise de variância em relação ao teor umidade após 8 h de 
fermentação............................................................................................................ 36 
Tabela 6 - Análise de variância em relação ao teor umidade após 16 h de 
fermentação............................................................................................................ 38 
Tabela 7 - Análise de variância em relação ao teor umidade após 32 h de 
fermentação............................................................................................................ 40 
Tabela 8 – Resíduo Seco para os experimentos durante o processo 
fermentativo............................................................................................................ 42 
Tabela 9 - Análise de variância em relação ao teor de resíduo seco após 8 h de 
fermentação............................................................................................................ 44 
Tabela 10 - Análise de variância em relação ao teor de resíduo seco após 32 h 
de fermentação....................................................................................................... 46 
Tabela 11 – pH dos experimentos durante o processo fermentativo..................... 48 
Tabela 12 - Análise de variância em relação ao pH após 24 h de fermentação.... 49 
Tabela 13 – Teor de sólidos solúveis totais para os experimentos durante o 
processo fermentativo............................................................................................ 52 
Tabela 14 – Teor de proteína para os experimentos durante o processo 
fermentativo............................................................................................................ 53 
Tabela 15 - Aumento Proteico do Resíduo de mandacaru..................................... 54 
 
 
1 
 
 1 INTRODUÇÃO 
 
 A Caatinga é uma formação florestal que engloba 70% do Nordeste brasileiro, 
representando 11% do território nacional (CORTEZ et. al., 2007). Esse bioma 
caracteriza-se por apresentar arbustos e árvores espontâneas, de forma adensada, 
porte baixo e, no período menos chuvoso, aspecto seco com folhas pequenas e 
caducas. Entre as espécies existentes na Caatinga, estão alguns representantes da 
família Cactaceae, os quais desenvolveram adaptações para sobreviver em 
ambientes áridos, onde o fator limitante é a água. A maioria dessas plantas pertence 
aos gêneros Cereus, Pilosocereus e Melocactus, representados principalmente por 
Cereus jamacaru (mandacaru), Pilosocereus gounellei (xique-xique) e várias 
espécies de coroa-de-frade, como, por exemplo, o Melocactus zehntneri e o 
Melocactus bahiensis (TAYLOR; ZAPPI, 2004; SILVA et. al., 2011). 
 As constantes variações climáticas no Nordeste, com longos períodos de 
estiagem tornam as cactáceas uma alternativa alimentar e uma fonte de água, 
dentre essa diversidade destaca-se cactáceas como o mandacaru (Cereus 
jamacaru). 
 O mandacaru é um cacto colunar fartamente ramificado, apresentando flores 
brancas. Seus frutos são grandes, avermelhados e de polpa branca provida de 
muitas sementes, não comumente utilizada na alimentação humana, porém, 
comestíveis (GOMES, 1973). A família das cactáceas moldou-se às condições de 
intenso xerofitismo e individualizam o cenário vegetal das regiões mais secas da 
América Intertropical. São plantas suculentas com talos carnosos, roliços ou 
aplanados, de folhas caducas ou completamente ausentes (GOLA, 1965). 
 A utilização de matérias primas vegetais regionalmente adaptadas é de suma 
importância para a melhoria da oferta e qualidade de alimentos que possam 
substituir, inteira ou parcialmente, alguns componentes básicos na composição da 
dieta, seja ela animal ou humana. 
 A utilização de microrganismos tem por meta principal suprir a carência de 
proteínas, embora em alguns casos os lipídeos e as vitaminas sejam complementos 
valiosos do valor nutritivo. Microrganismos significam algas, bactérias, fungos e 
leveduras. Estas estão compreendidas entre os fungos, porém, em tecnologia são 
tratadas separadamente dos fungos filamentosos (LIMA; SATO, 2001). 
2 
 
 A fermentação em estado semi-sólido (FSS) pode ser definida como o 
processo que refere-se a cultura de microrganismos sobre ou dentro de partículas 
em matriz semi-sólida (substrato ou inerte), onde o conteúdo líquido (substrato ou 
meio umidificante) ligado a ela está a um nível de atividade de água que, por um 
lado, assegure o crescimento e metabolismo das células e , por outro, não exceda a 
máxima capacidade de ligação da água com a matriz sólida ( DEL BIANCHI et. al., 
2001). 
 A FSS proporciona diversos benefícios devido a seus aspectos físico-
químicos, principalmente sua reduzida atividade de água e o desenvolvimento de 
gradientes de temperatura, nutrientes e produtos. A heterogeneidade microscópica 
do substrato, outrora considerado o ponto fraco da FSS, é hoje considerado como 
sua principal força para o acréscimo de rendimento de produtos e por causar 
adequadas alterações na fisiologia microbiana. É um processo que se favorece do 
reduzido teor de água, gerando um processo industrial limpo, com baixos níveis de 
água residual, o que incide também em economia energética, no processo de 
recuperação (“downstream”) (VINIEGRA-GONZALEZ, 1997). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
2 OBJETIVOS 
 
2.1 Objetivo Geral 
 
 Objetivou-se com esta pesquisa a utilização dos cladódios do mandacaru com 
espinhos (Cereus jamacaru P. DC) como fonte de proteica realizando o 
enriquecimento por fermentação semi-sólida. 
 
 
2.2 Objetivos Específicos 
 
 Os objetivos específicos da presente pesquisa foram: 
 Testar metodologia de FSS em cladódios do mandacaru com espinhos 
(Cereus jamacaru P. DC) destacando as possibilidades e limitações da 
utilização como fonte proteica; 
 Verificar viabilidade econômica do produto a partir da disponibilidade da 
matéria prima, assim como da resposta ao enriquecimento proteico; 
 Caracterizar a matéria prima in natura, bem como, após o processo 
fermentativo verificando e efetividade do processo utilizado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
3 REFERENCIAL TEÓRICO 
 
3.1 O Mandacaru 
 
 No sertão nordestino a vegetação predominante é a caatinga hiperxerófila, 
que se apresenta normalmente densa, com porte arbóreo e, com menos frequência, 
arbóreo-arbustiva. Devido à ação antrópica, essa vegetação encontra-se muito 
devastada, sendo a utilização agrícola da região bastante intensa, com culturas de 
subsistência. As espécies mais encontradas são: catingueira (Caesalpinia 
pyramidalis), umbuzeiro (Spondias tuberosa), baraúna (Schinopsis brasiliensis), 
juazeiro (Zizyphus joazeiro), marmeleiro (Cróton sonderianus), facheiro (Cereus 
squamosus) e mandacaru (Cereus jamacaru). 
 O mandacaru é uma espécie nativa da vegetação da caatinga, pertencendo à 
família das cactáceas. Cresce em solos pedregosos e, junto a outras espécies de 
cactáceas, formaa paisagem típica da região semiárida do Nordeste. É encontrado 
nos Estados do Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas, 
Sergipe, Bahia e norte de Minas Gerais (SILVA; ALVES, 2009). 
 As espécies pertencentes ao gênero Cereus possuem hastes eretas, altas e 
colunares. As hastes geralmente são ramificadas e apresentam de 4 a 6 “costelas” 
salientes. As aréolas presentes no caule possuem espinhos eretos. As flores são 
alongadas, com formato de funil e com abertura noturna (BRITTON; ROSE, 1963). 
Várias espécies do gênero são popularmente conhecidas como mandacaru. 
 O mandacaru é um imponente cacto colunar, que se destaca pelo seu 
potencial como planta ornamental e também como planta forrageira (CAVALCANTI; 
RESENDE, 2006). Possui espinhos de coloração branca ou marrom-amarelada, 
flores grandes, brancas e com abertura noturna, surgindo em grandes quantidades 
(GOMES, 1972). 
 Os frutos são grandes, de coloração vermelha e polpa branca, com muitas 
sementes. Eles servem para alimentação humana ou de animais, sendo, assim, de 
extrema importância para a sustentabilidade e conservação da biodiversidade da 
região (GOMES, 1972). As plantas de mandacaru se desenvolvem nas áreas mais 
secas do semiárido nordestino, em solos rasos e/ou em cima de rochas, 
multiplicando-se regularmente e cobrindo extensas áreas. 
5 
 
 A exploração comercial dos cactos e de outras plantas consideradas 
suculentas representa uma alternativa viável, pois dispensa o uso excessivo de 
água, e, como podem ser multiplicadas tanto por sementes quanto via vegetativa, 
possuem baixo custo de produção (REYES, 1994). 
 Segundo Rocha e Agra (2002) esta planta alcança de 3 a 7 m de altura, 
apresentando caule rico em espinhos rígidos, onde retém grande quantidade de 
água. É comumente utilizada como planta ornamental e ainda é empregada, em 
época de estiagem, para alimentação de bovinos, caprinos e ovinos. De acordo com 
Braga (1960) os artículos jovens do mandacaru servem, depois de queimados, de 
alimento para o gado. O fruto é uma baga, ovóide, com aproximadamente 12 cm de 
comprimento, vermelho, carnoso, de polpa branca, com inúmeras sementes pretas e 
bem pequenas, e suas flores noturnas são visitadas por mariposas e morcegos. 
 O mandacaru apresenta elevada quantidade de fibras que são formadas por 
polímeros de elevada massa molar, como o amido, hemicelulose, pectina e lignina. 
É uma matéria rica em açúcares simples como glicose, frutose e sacarose, além de 
outros mono e dissacarídeos que são utilizados pelos microrganismos para síntese 
de proteínas. Todavia, os teores de proteínas e vitaminas são baixos. Portanto, com 
o cultivo de microrganismos adequados é possível aumentar o valor nutricional da 
cactácea, pois será acrescida de proteína microbiana, sais como: fosfato, potássio e 
cálcio, além das vitaminas do complexo B, importantes fatores de crescimento dos 
animais e seres humanos (VILLAS BOAS; ESPOSITO, 2000). 
 Uma das conveniências do mandacaru é a reduzida perda de água para a 
atmosfera devido à forma do seu caule desprovido de folhas, o que minimiza a 
superfície de evaporação do vegetal e devido a presença de uma densa cutícula que 
reveste os folículos, existindo ainda tecidos mucilaginosos, que absorvem e 
armazenam grande quantidade de água. Por isso, na estiagem, quando todas as 
plantas secam e perdem suas folhas, o mandacaru e outras cactáceas mantêm-se 
verdes, contrastando com a paisagem. Daí a importância de utilizar o mandacaru 
como substrato para a bioconversão de proteína microbiana, uma vez que esta 
cactácea apresenta condições favoráveis para o desenvolvimento da levedura 
Saccharomyces cerevisiae (ARAÚJO, 2004). 
 
 
6 
 
3.2 Microrganismos na produção de alimentos 
 
 Como as fontes de alimentação humana são de origem vegetal ou animal, é 
importante entender os princípios biológicos e as funções da biota microbiana 
associada com as plantas e os animais. Embora algumas vezes pareça que os 
microrganismos estão tentando arruinar nossas fontes de alimentação ao infectarem 
e destruírem plantas, animais e humanos, isso não demonstra suas funções 
principais na natureza. Na visão atual da vida no planeta, o principal objetivo dos 
microrganismos na natureza é a sua própria perpetuação (JAY, 2005). 
 Segundo Pinheiro et. al. (1979) dentre as principais vantagens do uso de 
microrganismos na produção de alimentos são: o acelerado desenvolvimento do 
microrganismo, a exemplo de algumas espécies de leveduras e bactérias que 
podem se multiplicar em menos de 20 minutos; a probabilidade de uso de vários 
tipos de substratos, realizando a reciclagem e contribuindo com a preservação do 
meio ambiente; o efeito do clima é praticamente suprimido; além de o processo de 
produção poder ser contínuo. 
 De acordo com Franco e Landgraf, (2008), atualmente se tem conhecimento 
de que os microrganismos podem desempenhar papeis muito importantes nos 
alimentos, sendo possível classificá-los em três grupos distintos, dependendo do tipo 
de interação existente entre microrganismo e alimento. 
 Existem os microrganismos nos alimentos são causadores de alterações 
químicas prejudiciais, resultando no que chamamos de deterioração microbiana. A 
deterioração resulta em alterações de cor, odor, sabor, textura e aspecto do 
alimento. Essas alterações são consequências da atividade metabólica natural dos 
microrganismos, que estão apenas tentando perpetuar a espécie, utilizando o 
alimento como fonte de energia. A deterioração provocada é apenas uma 
consequência desse processo. 
 Há também os microrganismos presentes nos alimentos que podem 
representar riscos à saúde. Esses microrganismos são genericamente denominados 
patogênicos, podendo afetar tanto o homem como animais. As características das 
doenças que esses microrganismos causam dependem de uma série de fatores 
inerentes ao alimento, ao microrganismo patogênico em questão e ao indivíduo a ser 
afetado. Os microrganismos patogênicos podem chegar ao alimento por inúmeras 
7 
 
vias, sempre refletindo condições precárias de higiene durante a produção, 
armazenamento, distribuição ou manuseio em nível doméstico. 
 Outro grupo importante é o dos microrganismos presentes nos alimentos que 
causam alterações benéficas em um alimento, modificando suas características 
originais de forma a transformá-lo em um novo alimento. Essa forma de interação 
microrganismo - alimento é conhecida do homem há muito tempo. A esse grupo 
pertencem aqueles microrganismos que são intencionalmente adicionados aos 
alimentos para que determinadas reações químicas sejam realizadas. Muitos destes 
microrganismos já estão naturalmente presentes, não sendo necessário adicioná-los 
ao alimento, mas sim estimular seletivamente a sua atividade biológica. Neste grupo 
estão todos os microrganismos utilizados na fabricação de alimentos fermentados: 
queijos, vinhos, cervejas, pães, vegetais e muitos outros. 
 Pelczar e Caan (1996) referem-se a utilização de microrganismos como 
alimentos e fontes atrativas de alimento, considerando que podem ser cultivados em 
resíduos ou subprodutos industriais, com produção de grandes quantidades de 
células ricas em proteína. Relacionam as seguintes vantagens em utilizar a proteína 
de célula única como suplemento ou substituto alimentar: os microrganismos 
crescem muito rapidamente e são produzidos em grandes quantidades; o conteúdo 
de proteína das células microbianas é muito alto, a porcentagem nas células 
leveduriformes varia de 40 a 50%, enquanto a carne e a soja apresentam 20 a 35% 
de proteína, respectivamente; as proteínas de microrganismos selecionados 
apresentam todos os aminoácidos essenciais; alguns microrganismos, em particular 
as leveduras, têm alto conteúdo de vitaminas; o meio de cultivo dos microrganismos 
é bastante diversificado, entre eles os dejetos ou subprodutos industriais, tais como:hidrocarbonetos de refinaria de óleo, líquidos com enxofre, hidrolisados de madeira. 
 Muitos alimentos devem sua produção e suas características às atividades 
fermentativas dos microrganismos. Vários produtos, como queijos maturados, 
conservas, chucrute e linguiças fermentadas, são produtos que possuem uma vida 
de prateleira consideravelmente maior do que a matéria-prima a partir da qual 
formam elaborados. Além de serem mais estáveis, todos os alimentos fermentados 
possuem aroma e sabor característicos que resultam direta ou indiretamente dos 
microrganismos fermentadores. Em alguns casos, o conteúdo de vitaminas dos 
alimentos cresce juntamente com o aumento da digestibilidade da sua matéria-
8 
 
prima. Nenhum outro grupo ou categoria de alimentos é tão importante ou tem sido 
tão relacionado ao bem-estar nutricional em todo o mundo quanto os produtos 
fermentados (JAY, 2005). 
 
 
3.3 Proteína de Origem Microbiana 
 
 A terminologia proteína de origem microbiana, ou proteína unicelular, faz 
referência a células secas, não viáveis de microrganismos, como leveduras, 
bactérias, bolores e algas desenvolvidas em diversas fontes de carbono. Durante a 
década de 60, a descoberta de que a proteína de origem microbiana poderia ser 
favorável para países em desenvolvimento em futura insuficiência de alimentos, 
estimulou o empenho em pesquisas nos institutos, universidades e indústrias 
(MENEZES, 2001). 
 O acelerado crescimento, com elevada eficácia de conversão em proteína do 
microrganismo, que pode ser geneticamente modificado, é uma das vantagens do 
emprego da proteína microbiana (MENEZES, 2001). 
 Quanto ao uso da proteína microbiana, as vantagens são inúmeras, como a 
possibilidade de utilizar alimentos não consumidos pelo homem como substrato para 
produzir proteína microbiana; apresenta alto teor de proteína proveniente de 
microrganismos, que podem chegar 60 a 70% do conteúdo microbiano dissecado; 
rápido aumento do número de células, como consequência da extraordinária 
capacidade de reprodução em curto espaço de tempo; continuidade do processo de 
produção de proteína microbiana independentemente de fatores climáticos; 
aproveitamento de resíduos agroindustriais como palhas, cascas, grãos, frutas, 
tubérculos, além do soro lácteo utilizado como substrato para a produção de 
proteína unicelular (FRAZIER; WESTHOFF, 1993). 
 
 
3.4 Levedura 
 
 Do ponto de vista taxonômico, as leveduras são homogêneas e sua 
classificação não é estável. Definem-se leveduras como fungos cuja forma 
9 
 
predominante é unicelular. Podem ser esféricas, ovoides, cilíndricas ou triangulares. 
Algumas são bastante alongadas formando filamentos semelhantes às hifas dos 
bolores. Em alguns casos, pode haver formação de um micélio verdadeiro, quando, 
após a divisão celular, as células permanecem unidas. Leveduras formadoras de 
pseudomicélios ou de micélios verdadeiros constituem a fase de transição entre as 
leveduras unicelulares e os fungos filamentosos (FRANCO; LANDGRAF, 2008). 
 As leveduras são fungos como os bolores, mas se diferenciam deles por se 
apresentarem predominantemente sob forma unicelular. Por serem células mais 
simples, elas crescem e se reproduzem mais rapidamente do que os bolores. Uma 
levedura típica consta de células ovais, que se multiplicam assexuadamente 
comumente por brotamento ou emulação. A maioria das leveduras, não vive no solo, 
mas adaptou-se a ambientes com alto teor de açúcares, tal como néctar das flores e 
a superfície de frutas (MESSIAS, 2013). 
 De acordo com sua reprodução, as leveduras de interesse em alimentos 
podem ser subdivididas em dois grupos: as leveduras verdadeiras, nas quais há 
formação de ascos contendo esporos sexuados (ascósporos) e leveduras falsas, 
que não produzem ascósporos ou qualquer outro tipo de esporo sexuado. Todas as 
leveduras podem reproduzir-se assexuadamente, sendo este o único processo em 
50% delas. A reprodução assexuada ocorre por brotamento ou por fissão celular 
(FRANCO; LANDGRAF, 2008). 
 Pelczar e Caan (1996) citam um exemplo que permite comparar a produção 
de proteína das leveduras: "Enquanto um boi de 450 kg ganha em média 0,45 kg de 
proteína por dia; em contraste, 450 kg de levedura produzirão diversas toneladas de 
proteínas em apenas um dia". Vale ressaltar que conteúdo de proteína das células 
microbianas é muito alto e essas proteínas, na maioria das vezes, contêm todos os 
aminoácidos essenciais. 
 Embora as leveduras possam diferir bastante em suas características 
fisiológicas, aquelas de importância em alimentos têm algumas características em 
comum. De modo geral, as leveduras requerem menos umidade que a maioria das 
bactérias e mais umidade que a maioria dos bolores. A temperatura ideal para o seu 
crescimento varia entre 25°C e 30°C, com algumas exceções importantes. O 
crescimento é favorecido pelo pH ácido. As leveduras multiplicam-se melhor quando 
estão em aerobiose, mas os tipos fermentativos multiplicam-se bem também em 
10 
 
anaerobiose. Açúcares são a melhor fonte de energia, embora leveduras oxidativas 
sejam capazes de oxidar ácidos orgânicos e álcool (FRANCO; LANDGRAF, 2008). 
 A eficácia da conversão proteica por leveduras esta sujeito a fatores como: 
temperatura, disponibilidade de oxigênio e suprimento de nutrientes. O tempo médio 
para duplicar o conteúdo de proteína é de aproximadamente 5 horas em sistemas de 
fermentação por batelada (BURROWS, 1970). 
 Contudo, de modo geral, o micélio contém aproximadamente 38% de 
proteínas, gorduras e alto teor de vitaminas principalmente complexo B (LIMA; 
SATO, 2001). 
 As leveduras são os microrganismos fundamentais usados como alimento em 
todo o mundo. As leveduras alimentares são leveduras secas, fragmentadas e 
mortas, sendo as espécies mais estudadas pertencem aos gêneros Candida e 
Saccharomyces (LIMA; SATO, 2001). 
As leveduras fermentativas vêm sendo exploradas pelo homem há milhares 
de anos, na produção de cerveja e do vinho e na fermentação do pão, embora, 
somente no século XIX tenha sido reconhecida a natureza biológica dos agentes 
responsáveis por estes processos, onde o principal agente da fermentação alcoólica, 
Saccharomyces cerevisae, é uma levedura ascomicética (MESSIAS, 2013). 
 Messias (2013), ainda cita algumas leveduras de interesse industrial como a 
Saccharomyces cerevisae, S. calrsbergensis usadas na panificação, cerveja, vinhos, 
etc; S. fragilis, S. lactis fermentam lactose (tratamento de resíduos); S. roufii, S. 
mellis utilizadas no preparo de frutas secas, xaropes, geléias; S. baillie em 
fermentação de sucos (cítricos); Torulopsis osmofílica no leite condensado; Candida 
produz grande quantidade de proteínas, ataca leite e derivados; Rodutorula atua na 
deterioração de picles, chucrutes e carnes (cor vermelha ou amarelo) Picchia, 
Hansenula, Debarymocyces, Thricosporum também atuam na deterioração de 
picles com produção de película, oxida o ácido acético e altera o sabor; 
Debaryomyces utilizada na maturação de carnes, queijo e salsichas. 
 As leveduras de panificação Saccharomyces cerevisiae apresentam-se como 
organismos atrativos para a produção comercial de proteína considerando que é de 
fácil propagação e de não ter relação patogênica com o homem (PARK; RAMIREZ, 
1989). 
 
11 
 
3.5 Características Fisiológicas e Morfológicas da Levedura 
 
 Os microrganismos diferem entre si morfologicamente e pelo comportamento. 
Embora sendo classificadas como fungos, as leveduras são tecnologicamente 
estudadas e utilizadas como um grupo à parte (LIMA e SATO, 2001). 
 As leveduras são fungos unicelulares, ao contrário dos mofos, que são 
multicelulares; contudo, esta não é uma definição precisa. Muitos fungos, na 
verdade considerados leveduras, podem produzir diferentes graus de micélio (JAY, 
2005). 
 Leveduras apresentam membrana celular definida, pouco espessa em células 
jovens e rígidasem células adultas. Sua constituição é variável, sendo em sua 
maioria hidratos de carbono e em menor quantidade de proteínas e gorduras. 
Internamente demarcando o citoplasma, encontra-se a membrana citoplasmática 
muito evidente nas células adultas. O núcleo é pequeno, com aproximadamente 0,5 
à 0,15 μm, sendo de formato esférico e bem definido, contudo em localização 
variável (COPYRIGTH, 2005). 
 As leveduras são diferenciadas das bactérias pela maior dimensão da sua 
célula e pelo formato celular oval, alongado, elíptico ou esférico. As células de 
leveduras típicas variam entre 5 e 8 mm de diâmetro, sendo algumas ainda maiores. 
Culturas velhas de leveduras tendem a possuir células menores. A maior parte das 
leveduras importantes em alimentos se multiplica por fissão ou por brotamento (JAY, 
2005). 
 Jay (2005) acrescenta que as leveduras podem crescer numa ampla faixa de 
pH ácido, em até 18% de etanol e em presença de 55 a 60% de sacarose. Podem 
apresentar diferentes cores, do marfim ao rosa e até o vermelho. Alguns de seus 
ascósporos e artrósporos possuem alta resistência térmica (Os artrósporos são 
produzidos por alguns fungos tipo levedura). 
 
 
3.6 Valor Nutricional e Composição Química 
 
 Lima e Sato (2001) fazem referencia ao valor nutricional e composição 
química das leveduras de origem microbiana. 
12 
 
 Os tecidos animais são constituídos de proteínas, que são elementos básicos 
do citoplasma e do núcleo das células, onde desempenham funções de elevada 
relevância para o organismo. As proteínas são formadas de aminoácidos, dos quais 
alguns podem ser sintetizados pelo organismo e outros que, por não serem 
sintetizados, devem ser oferecidos pelas dietas. Esses são conhecidos por 
aminoácidos essenciais. 
 O valor nutricional de uma proteína depende dos aminoácidos presentes e da 
distribuição adequada em sua composição. A eficiência nutricional é evidenciada 
pelo teor de aminoácidos essenciais. A falta ou a deficiência de um deles 
compromete o metabolismo dos demais, pois durante a síntese proteica todos são 
solicitados ao mesmo tempo. 
 A disponibilidade dos aminoácidos depende da digestibilidade das proteínas, 
ou seja, de sua capacidade de liberá-los. Nas proteínas animais 90% dos 
aminoácidos são prontamente absorvíveis, enquanto que nas proteínas vegetais 
nesse nível é bem inferior. O teor em fibra, o sistema de processamento de alimento 
e a presença de inibidores influem na digestibilidade. Quando em uma proteína 
vegetal o teor de inibidores é elevado, tratamentos diversos podem eliminar sua 
interferência, porém, um processamento muito enérgico pode afetar alguns 
aminoácidos presentes. 
 Os isolados proteicos de vegetais, isentos de fibras e inibidores, têm maior 
eficiência e maior valor nutricional. Quando um alimento é deficiente em 
determinado aminoácido, pode ser suplementado pela associação com outros mais 
ricos naqueles elementos. 
 Os concentrados proteicos obtidos de células de microrganismos são 
considerados como uma opção na busca de suprimentos alimentares nitrogenados. 
 As proteínas unicelulares, assim chamados os concentrados proteicos obtidos 
de leveduras, fungos filamentosos, bactérias e microalgas, contam a seu favor 
algumas vantagens sobre os vegetais superiores, tais como: curto período de 
geração, possibilidade de modificação genética para alterar sua composição 
proteica, alto teor de proteínas, possibilidade de uso de material de recuperação de 
outros processos industriais, com baixo custo. 
 O valor nutricional das proteínas unicelulares é de, aproximadamente, 50% da 
albumina de ovos. Sua deficiência mais importante é a de aminoácidos sulfurados, 
13 
 
mas quanto ao restante são relativamente bem balanceados. As bactérias 
apresentam mais metionina que as leveduras, mas estas são mais ricas em lisina. 
 Alguns fatores são tradicionalmente considerados como limitantes para o uso 
das proteínas unicelulares. Entre eles estão a resistência da parede celular, que 
diminui a digestibilidade, o teor de ácidos nucleicos, cor forte e escura, falta de 
textura ou textura viscosa, e sabor e aroma pouco atrativos. 
 Pesquisas relativamente recentes observaram o uso de leveduras no 
desenvolvimento de animais domésticos, abordando temas de alimentação, do 
metabolismo de compostos nitrogenados, bactérias no rúmem, degradação de 
ácidos nucleicos no intestino e absorção de bases nitrogenadas nucleicas e não 
foram encontradas resultados negativos que desaconselhem o uso de proteína de 
células microbianas como suprimento alimentar. 
 Nas leveduras secas de destilaria, o teor de proteína bruta é mais baixo que o 
citado de outras fontes. A diferença pode ser devida ao método de secagem usado, 
ao mau uso do secador, á composição do meio de fermentação e a lavagem ou não 
do leite de leveduras. 
 A baixa percentagem de proteínas nas leveduras secas de recuperação 
produzidas nas destilarias do Brasil tem sido uma constante do processamento. 
Raramente são encontradas amostras com mais de 35% de proteína bruta. Os 
possíveis motivos já foram citados, com grande probabilidade de o processos ou a 
operação de secagem ser a responsável. A secagem severa pode queimar a 
proteína, a fibra crua ou a matéria graxa. 
 
 
3.7 Enriquecimento Proteico de Substrato por Saccharomyces Cereviseae 
 
 Os microrganismos empregados na biossíntese de proteínas podem ser 
cultivados em substratos provenientes de rejeitos da agroindústria, sendo este tipo 
de matéria-prima de baixo custo no Brasil, obtendo-se, contudo, alta produção de 
células ricas em proteínas (DÚRAN, 1989). 
 A levedura é o microrganismo mais empregado na indústria, sendo mais 
conhecida cientificamente a Saccharomyces cerevisiae. Tal espécie possui estrutura 
microscópica de célula única, viva e apresente as mesmas funções de qualquer 
14 
 
outro ser vivo, respira, alimenta-se, excreta, dentre outras funções vitais (ROCHA, 
2002). 
 A Saccharomyces trata-se de um grupo bastante heterogêneo, com leveduras 
que se multiplicam por brotamento multilateral ou através da formação de 
pseudomicélio. Todas as espécies têm intensa capacidade fermentativa. As 
espécies mais importantes são S. cereviseae, empregadas para as mais diversas 
finalidades: produção de pães, bebidas (cervejas, vinhos, etc.), álcool, glicerol, 
inverstase, enriquecidos proteicos e outras aplicações em processos tecnológicos. 
Por outro lado, estão frequentemente envolvidas em alterações indesejáveis em 
muitos alimentos como frutas, laticínios (leite, manteiga, etc.), maioneses, mel, 
vinagre e produtos fermentados. A espécie S. cereviseae é, na verdade, uma 
mistura de inúmeras linhagens, muitas especialmente selecionadas e exploradas 
para fins industriais (BANWART, 1989). 
 Destacam-se dentre outros, os seguintes substratos utilizados para obtenção 
do enriquecimento proteico através de microrganismos: resíduos de bananas, 
farinha e resíduos sólidos do processamento de mandioca, espiga de milho, cana-
de-açúcar, bagaço de cana, bagaço de maçã, melaço, vinhaça, farelo e palha de 
trigo, grão-de-bico, polpa de café, arroz cozido, casca de limão, laranja, rejeito da 
fabricação de polpa congelada de acerola, maracujá, abacaxi, goiaba, morango e 
pedúnculo do caju. Estes representam no Brasil, matéria-prima abundante de baixo 
custo (HOLANDA et. al., 1998). 
 Segundo Araújo (2004), dos vegetais cultivados na região semiárida do 
Nordeste, entre os mais adequados ao cultivo de microrganismos proteicos, 
destacam-se o mandacaru sem espinhos (Cereus jamacaru P.DC) e a palma 
forrageira (Opuntia fícus indica Mill). Estas cactáceas oferecem na sua composição 
química, alto teor de carboidratos que pode ser empregado como fonte principal 
para o crescimento de fungos filamentosos ou leveduras. 
 
3.8 Fermentação Semi-Sólida (FSS) 
 
 A palavra fermentação já teve muitos significados no passado. Deacordo com 
a definição de um dicionário, fermentação é "um processo de variação química com 
efervescência...", "um estado de agitação ou sem descanso...", "qualquer uma de 
15 
 
várias transformações de substâncias orgânicas". A palavra se tornou popular antes 
dos estudos de Pasteur com vinho. Prescott e Dunn (1957) e Doelle (1975) 
discutiram a história do conceito de fermentação e concluíram que o sentido geral 
no qual esse termo é normalmente utilizado é definido como "um processo no qual 
transformações químicas são realizadas em um substrato orgânico pela ação de 
enzimas produzidas por microrganismos". 
 Bioquimicamente, a fermentação é o processo metabólico no qual 
carboidratos e compostos relacionados são parcialmente oxidados, resultando em 
liberação de energia, sem qualquer aceptor de elétrons externo. Os aceptores finais 
de elétrons são compostos orgânicos produzidos diretamente da quebra de 
carboidratos. Consequentemente, ocorre a oxidação incompleta do composto 
original, resultando em liberação de apenas uma pequena quantidade de energia 
durante o processo. Os produtos da fermentação consistem em alguns compostos 
orgânicos, os quais são mais reduzidos do que outros (JAY, 2005). 
 A FSS é, com certeza, mais antiga que o próprio homem, sendo, portanto 
muito difícil precisar o início desta prática pela atividade humana. Sabe-se, contudo, 
que várias formas de alimentos utilizando esse processo microbiano fazem parte da 
dieta de muitos povos há muitos anos (DEL BIANCHI et. al., 2001). 
 Fermentação semi-sólida (FSS) é o processo em que há crescimento de 
microrganismos sobre ou dentro de partículas em matriz sólida, onde a quantidade 
de líquido apresenta um nível de atividade de água que possa garantir o crescimento 
e o metabolismo dos microrganismos, mas que não exceda à máxima capacidade 
de ligação da água com a matriz (PINTO et. al., 2006). 
 O substrato deve ter algumas características que possibilitem o maior 
rendimento do processo. A principal peculiaridade é o alto grau de acessibilidade do 
microrganismo a todo o meio e, para tanto, de suas características mais importantes 
destacam-se a porosidade, o tamanho e o formato das partículas (DEL BIANCHI et. 
al., 2001). 
 Em relação ao tamanho da partícula, um problema se apresenta: se, por um 
lado, quanto menor o tamanho maior a área superficial e, consequentemente, maior 
o grau de transformação, por outro lado o processo necessita ter granulometria 
própria visando permitir a circulação de ar por ente a massa e a dissipação de gases 
e calor produzidos, os quais poderiam vir a prejudicar o rendimento do processo. 
16 
 
Esse item é importante para a definição da altura do substrato e granulometria do 
meio que deve ser empregado no processo (DEL BIANCHI et. al., 2001). 
 Embora alguns autores citem como aspecto importante a simplicidade do 
meio de culturas utilizado no processo, em boa parte dos estudos o substrato 
necessita de um pré-tratamento para se adequar as condições necessárias ao 
crescimento e à produção de metabólitos pelos microrganismos (DEL BIANCHI et. 
al., 2001). 
 Assim, para facilitar a atuação dos microrganismos sobre o meio, podem ser 
empregados alguns processos como o esmagamento, quebra, moagem e 
peneiramento, visando adequar o meio à granulometria mais adequada ao processo. 
 Nesse último caso, porém, além de ser uma etapa de consumo muito grande 
de energia, a esterilização pelo calor pode causar uma modificação nas 
características do substrato, tais como textura ou qualidade nutricional, que refletem 
na formação de uma massa compacta ou granular, um ressecamento da massa e, 
às vezes, uma adesão de massa à parede do fermentador (DEL BIANCHI et. al., 
2001). 
 A fermentação semi-sólida (FSS) igualmente chamada de fermentação sólida 
ou em estado sólido tem se sobressaído nas pesquisas e progressos obtidos no 
aproveitamento de resíduos. De um modo geral a FSS é um processo microbiano 
que se desenvolve na superfície de materiais sólidos, que apresentam a 
característica de absorver ou de conter água, com ou sem nutrientes solúveis. Estes 
materiais sólidos podem ser biodegradáveis ou não. Para a FSS, é necessário que 
os microrganismos cresçam com nutrientes difusíveis sob ou sobre a interface 
liquido-sólido (VINIEGRA-GONZALEZ, 1997). 
 Esta fermentação se diferencia por 2 tipos: uma, em que as condições para o 
estado sólido são propiciadas pelo próprio substrato. Na outra FSS, o 
desenvolvimento do processo se dá utilizando um suporte inerte (COUTO; 
SANROMÁN, 2005; DEL BIANCHI et. al., 2001). 
 O principal aspecto que torna possível diferenciar a fermentação em estado 
sólido e a de cultura submersa está no conteúdo de água do disponível no substrato. 
Enquanto na cultura em estado sólido, o conteúdo de água disponível no substrato 
varia entre 40% e 80%, na cultura submersa típica, o conteúdo de água é superior a 
95% (CRUEGER; CRUEGER, 1990). Na cultura líquida, o substrato, no formato de 
17 
 
pequenos fragmentos, é suspenso ou dissolvido no líquido, geralmente água, 
juntamente com o microrganismo ativado (TAJIMA, et. al., 1966). 
 Segundo Reed, (1981), a escolha do processo fermentativo em estado sólido 
deve se basear nas considerações sobre as vantagens e desvantagens do método 
quando comparadas com a cultura submersa. Os maiores problemas da 
fermentação em estado sólido consistem no monitoramento e controle de pH, 
temperatura, conteúdo de água, agitação e homogeneização durante todo o 
processo de fermentação (RODRIGUES; SANT’ANNA, 2001). 
 
 
3.9 Vantagens e Desvantagens 
 
 Segundo os autores Bramorski (1997) e Lu, Maddox e Brooks (1998) podem 
ser consideradas algumas vantagens da FSS, como, o meio que é geralmente 
simples, consistindo de produtos agrícolas não refinados que podem conter todos os 
nutrientes necessários para o crescimento do microrganismo. 
 O tratamento de efluentes e disposição de resíduos é geralmente simples ou 
minimizado. Geralmente todo o produto é utilizado, principalmente, se é 
intencionado o uso como suplementação alimentar de animais. 
 O espaço ocupado pelo equipamento de fermentação é pequeno, 
considerando-se o rendimento do produto e a utilização em menor quantidade de 
água, sendo assim, o custo de esterilização reduzido, pois se aquece menos água. 
 Como a maioria das bactérias requer altos níveis de mistura líquida, a FSS 
exclui, ou reduz, sensivelmente, o problema da contaminação bacteriana, sendo o 
meio facilmente aerado, desde que haja espaço entre as partículas do substrato. 
 O resíduo remanescente possui um volume reduzido e este resíduo não 
apresenta condições para o desenvolvimento de patógenos, exigindo menor 
demanda de energia e equipamentos de menor custo. 
 Outros autores apresentam também algumas vantagens operacionais do 
processo em estado semi-sólido em relação ao estado submerso como vários 
estudos apontam que o substrato utilizado é relativamente simples, necessitando, 
em muitos casos, somente de adição de água ou uma pequena correção do meio 
18 
 
com a introdução de fontes de nitrogênio e de outros nutrientes minerais (CANNEL; 
MOO-YOUNG, 1980). 
 Devido à menor quantidade de água empregada, o volume do reator deve ser 
sempre bem menor que a operação similar em processo submerso o que irá reduzir 
os custos de operação e de capital investindo assim como o espaço ocupado 
necessário ao processo (AIDOO et. al., 1982). 
 A utilização de agitação contínua raramente é necessária, podendo ser 
empregada, ocasionalmente, apenas uma leve mistura de substrato (CANNEL; 
MOO-YOUNG, 1980); já que a aeração, natural ou forçada, é facilmente acessível 
aos microrganismos, devido as fendas existentes entre as partículas do substrato 
(HESSELTINE, 1977). 
 Os baixos teores de umidade empregados, somados à alta concentração de 
inóculo incorporado ao meio, reduzem, ou muitas vezesaté eliminam, o problema de 
contaminação por outros microrganismos indesejáveis (ROUKAS, 1994). Além do 
que há uma menor produção de resíduos líquidos a serem tratados ou dispostos, o 
que reduz também os custos de capital investido e de operação da planta de 
tratamento construída, além de resultar em uma redução nos problemas ambientais 
originados pelo processo (KARGI et. al., 1885). 
 Os autores Bramorski (1997) e Lu, Maddox e Brooks (1998) apontam algumas 
desvantagens da FSS, a exemplo dos tipos de microrganismos que podem ser 
usados são limitados, em função das condições do processo, tais como: baixa 
concentração de água livre. Os mais utilizados são fungos e algumas leveduras. 
 A transferência de oxigênio entre as partículas do meio pode se tornar um 
problema, quando se utiliza granulometria do substrato muito elevado. O controle de 
temperatura é crítico e, muitas vezes, é necessário controlar a composição da 
atmosfera no que diz respeito a O2, CO2 e outros metabólitos voláteis. 
 Contrariamente á simplicidade de operação da FSS, a heterogeneidade da 
mistura dificulta o controle de crescimento microbiano e de variáveis como agitação, 
aeração e concentração de nutrientes e produtos. A natureza do substrato sólido 
empregado em uma fermentação semi-sólida é o fator mais importante no 
desenvolvimento deste bioprocesso, sendo a sua seleção dependente de diversos 
fatores, principalmente do custo e da sua disponibilidade. Pesquisas voltadas para 
19 
 
os resíduos agroindustriais de todo o mundo vem sendo feitas a fim de selecionar 
substratos adequados para a FSS (ZADRAZIL; PUNIA, 1995). 
 Alguns autores também citam algumas restrições do processo de FSS, 
resaltando que devem ser conhecidas para futuros estudos e visando uma possível 
resolução destes problemas como o fato de devido à heterogeneidade do substrato, 
dissipação de calor e gases gerados, na manipulação do meio e do produto final e 
do monitoramento e controle do processo, poderá haver dificuldades intrínsecas 
quando se desejar realizar a ampliação da escala do sistema (DEL BIANCHI et. al., 
2001), além de que se for necessário o emprego de agitação do meio em 
fermentação, a energia desprendida deverá ser bem maior que em processo 
submerso (RALPH, 1976). 
 Segundo Neto e Couri (1996) nos anos 70, quando houve uma retomada nas 
pesquisas em FSS, já havia uma conformidade entre autores que as dificuldades 
encontradas na fermentação semi-sólida estão, principalmente, em se improvisar o 
escalonamento dos modelos de bancada, a sua instrumentação, automação e 
construção de biorreatores adequados. Observa-se, também, uma tendência para 
fermentadores do tipo tambor rotativo. 
 Ainda segundo os mesmos autores, algumas demandas por Pesquisa e 
Desenvolvimento na área de FSS são métodos econômicos de mistura, 
aquecimento, esterilização, inoculação e incubação do substrato sólido; melhorias 
na instrumentação para monitoramento, controle e automação dos parâmetros do 
processo; desenvolvimento de modelos matemáticos para predição efetiva e 
otimização dos dados. 
 
 
3.10 Tipos de Biorreatores 
 
 A fermentação semi-sólida (FSS) pode ser processada em dois tipos de 
reatores estáticos (leito fixo ou bandejas) e dinâmicos (tambor rotativo). A principal 
desvantagem dos reatores estáticos está associada à remoção de calor, que ocorre 
apenas por condução, tornando o processo caro quando se opera em escala 
comercial, necessitando de equipamentos grandes e com elevada fração de vazios. 
A principal desvantagem dos reatores dinâmicos está associada ao impacto sobre o 
20 
 
micélio, que é frágil. Não existem, portanto, princípios estabelecidos para a seleção 
de biorreatores. Cada sistema substrato-microorganismo requer um projeto e 
condições específicas (NETO; COURI, 1996). 
 Os reatores convencionais usados na FSS são classificados em cinco tipos 
principais, sendo eles os reatores com bandejas, torre, leito com aeração forçada, 
tambor rotativo e tanque agitado. 
 Os primeiros três tipos são sistemas de operação descontínua, de menor 
custo de capital e operação, porém não possibilitam um controle adequado dos 
parâmetros envolvidos no processo. Os demais podem ser usados em operação 
contínua e descontínua, têm maior custo de capital e, se necessário, permitem um 
controle mais adequado do processo (NETO; COURI, 1996). 
 Segundo Del Bianchi, et. al., (2001), a forma empregada em praticamente 
todos os experimentos a nível de laboratório diz respeito ao processo em batelada 
no qual, basicamente, o meio é adicionado ao reator, ocorrendo então a inoculação 
do substrato e a inoculação do substrato e a incubação do mesmo por um 
determinado período de tempo. 
 Um item que deve também ser bem analisado refere-se a escolha dos 
fermentadores e, neste caso, deve-se levar em conta os objetivos da fermentação, 
os análise econômicas dos custos iniciais e operacionais do processo (CANNEL; 
MOO-YOUNG, 1980), a manipulação simplificada do sistema (carga/recarga, 
limpeza, manutenção) e a possibilidade de monitoramento e controle de diversos 
parâmetros, se houver necessidade (DURAND, et. al., 1988). 
 Dos diferentes tipos de reatores encontrados na literatura, alguns dos mais 
comumente empregados são os reatores de bandejas, onde as primeiras a surgirem 
foram as bandejas rasas. Constituídas em estrutura, alumínio ou aço inoxidável ou 
outros materiais, de diversos tamanhos (geralmente com a altura do meio variando 
basicamente entre 2 a 7 cm), elas podem possuir seu fundo intacto, o que 
significaria uma atuação muito parecida com a dos erlenmeyers, porém com uma 
área superficial de troca e uma capacidade de alocar meio de cultura muito maior. 
Podem também ter seu fundo substituído por uma tela perfurada, o que lhes confere 
uma maior eficiência na circulação de ar por todo o meio, e não somente na parte 
superior exposta ao ambiente. 
21 
 
 Para a disposição das bandejas, deve-se ter um local apropriado para o 
desenvolvimento da fermentação. Podem ser utilizadas simplesmente salas com 
estantes, fazendo-se uso de ar natural ou aeração forçada (passando antes por 
umidificadores), desde que haja o controle de temperatura e umidade. As bandejas 
perfuradas, por outro lado, podem ser também dispostas em estufas que possuam 
uma adaptação para a entrada de aeração forçada pelo fundo do equipamento 
(DEL BIANCHI, et. al., 2001). 
 Ainda segundo Del Bianchi, et. al., (2001), nesses casos, o substrato é 
aspergido por uma solução de inóculo. Instalações desse tipo requerem um elevado 
número de trabalhadores, além de um número de bandejas manipuladas 
diariamente ser igualmente elevado. 
 A Esteira rolante é uma variante do fermentador de bandejas. As etapas de 
inoculação e incubação do material esterilizado são realizadas em longas esteiras 
de fundo perfurado por onde circula ar úmido. De acordo com as necessidades de 
cada produto, pode ser realizada também uma agitação ocasional (THIEMANN, 
1985). 
 
 
3.11 Controle do processo 
 
 Como em todo o processo fermentativo, o controle de determinados 
parâmetros faz necessários para a obtenção de produtos com características 
constantes e uniformes como o controle da umidade, da temperatura e do pH do 
meio, a velocidade e frequência de agitação, as condições de transferência de 
massa, transferência de calor, cinética das reações, concentração de gases, além 
da influência do substrato e do biorreator no processo fermentativo (DEL BIANCHI 
et. al., 2001). 
 A natureza do substrato, as necessidades do microrganismo utilizado e o tipo 
de produto final desejado são os principais fatores que determinam o grau de 
umidade que o substrato deverá ter no inicio e ao longo da fermentação. Um 
substrato apropriadamente umedecido deve ter um filme superficial de água visando 
facilitar a dissolução e a transferência de massa de nutrientes e de oxigênio. Porém,22 
 
entre as partículas devem existir canais que permitam a difusão de gases e a 
dissipação de calor (THIEMANN, 1985). 
Assim, se o nível de umidade for elevado, implicará no decréscimo de 
porosidade do substrato e irá resultar em uma menor difusão de oxigênio no interior 
do meio e consequente decréscimo de trocas gasosas, além de aumentar o risco de 
contaminação principalmente bacteriana (LONSANE, et. al., 1985). 
Para níveis de umidade menores que o necessitado, haverá maior dificuldade 
na difusão de nutrientes, resultando em um crescimento de microrganismos menor 
do que o possível e esperado e, consequentemente, com menor produção do 
produto desejado (lembrando que, a um teor de umidade a baixo de 12%, não há 
desenvolvimento microbiano) (MOO-YOUNG, et. al., 1983). 
Para a produção de toxinas, é necessário apenas um teor de umidade entre 
18 e 30 % (LINDERFELSER; CIEGLER, 1975), enquanto para o crescimento de 
microrganismos, tendo lignocelulose como substrato, os níveis variam entre 70 a 
80%. Quando o microrganismo utilizado é uma bactéria, a umidade costuma ser 
sempre superior a 60% (SILMAN et. al., 1979). 
Durante a fermentação, haverá uma perda de umidade devido à evaporação 
e às atividades metabólicas microbianas. Essa perda poderá ser reposta ou evitada, 
pela adição de água esterilizada em intervalos constantes de tempo, pela 
manutenção da umidade atmosfera entre 90-97% de umidade relativa através de 
injeção contínua de ar úmido no fermentador ou com instalação de umidificadores 
(LONSANE, et. al., 1985). 
A atividade de água fornece a quantidade de água não ligada viável à 
disposição dos microrganismos. Ela é definida como a razão entre a pressão de 
equilíbrio de vapor do substrato em relação a água pura, à mesma temperatura. A 
atividade de água (aw) influencia o desenvolvimento microbiano e os processos 
bioquímicos. Assim, cada microrganismo tem um nível de aw mínimo para que possa 
efetuar suas atividades metabólicas. Em termos gerais, por exemplo, os fungos 
possuem uma aw mínima de 0,7, enquanto que para as leveduras o valor situa-se em 
0,8 e para bactérias, 0,9 (RAMANA MURTHY, et. al., 1993). 
Devido às atividades metabólicas dos microrganismos e dependendo da 
altura da camada de substrato, uma grande quantidade de calor pode ser produzida 
23 
 
durante o processo fermentativo, assim a temperatura é considerável uma variável 
importante no processo fermentativo (DEL BIANCHI, et. al., 2001). 
O controle do pH durante a fermentação em estado sólido, embora este seja 
um dos parâmetros mais críticos, dificilmente será conseguido devido à 
homogeneidade e à consequência do material. Como tentativa de amenizar o efeito 
de uma variação brusca do potencial hidrogeniônico, utilizam-se substratos com boa 
capacidade tamponante ou a adição de soluções-tampão durante a etapa de 
umidificação do substrato (LONSANE, et. al., 1985). 
Para um bom rendimento e uma rápida fermentação em substrato sólido, é 
necessário o uso de uma grande área superficial do meio de cultura, no qual o 
microrganismo pode se desenvolver em contato com o ar. Na maior parte dos 
processos, tanto em nível laboratorial como em nível industrial a oxigenação do meio 
é realizada pela introdução de ar esterilizado sob pressão no equipamento de 
fermentação (DEL BIANCHI, et. al., 2001). 
 Há diferentes maneiras para se obter uma melhor movimentação de ar por 
entre o substrato, permitindo assim uma melhor transferência de oxigênio, que seja 
pela utilização de material poroso medianamente granulado ou fibroso, pelo uso de 
pequena espessura da camada de substrato, pela utilização de bandejas perfuradas 
ou reatores com fundo composto por uma tela de arame, pela agitação do substrato 
ou ainda pela introdução de ar estéril dentro do reator (LONSANE, et. al., 1985). 
 O emprego da agitação em um processo em estado sólido pode vir a fornecer 
uma melhor homogeneização quanto à distribuição dos inóculos e do umidificante, 
impedir a formação de agregados e favorecer tanto a transferência gasosa pela 
exposição de partículas de substrato à atmosfera do fermentador como a troca de 
calor dentro do meio (LONSANE, et. al., 1985). A agitação, porém, devido à 
fragmentação mecânica do micélio, pode interferir na formação dos esporos e no 
desenvolvimento natural do microrganismo (SILMAN, 1980). Pode causar também a 
compactação do meio e a danificação das hifas (THIEMANN, 1985). 
 A sequência de crescimento microbiano em meio de cultura, em condições 
ótimas, envolve a germinação nas primeiras horas, seguida de um aumento gradual 
de temperatura devido ao início das atividades metabólicas, uma taxa crescente das 
atividades metabólicas, a fase estacionária e de declínio. A duração de cada etapa 
24 
 
vai depender das condições de fermentação, do microrganismo empregado e do 
produto que se deseja obter (LONSANE, et. al., 1985). 
 
 
3.12 Aplicabilidade da Fermentação Semi Sólida 
 
 Nos países do Ocidente, nos dias de hoje, diversos estudos estão sendo 
realizados utilizando-se substrato semi-sólido tanto na obtenção de bioprodutos 
como no desenvolvimento de reatores ou conhecimento do metabolismo e 
condições do processo (DEL BIANCHI, et. al., 2001). 
 O bom emprego comercial da FSS pode ser racionada em dois tipos 
aplicações socioeconômicas tais como a compostagem de resíduos, valorização de 
produtos lignocelulósicos e fibras alimentares; assim como aplicações 
economicamente lucrativas, tais como, a produção de enzimas, ácidos orgânicos e 
alimentos fermentados. (MITCHELL et. al., 2002). 
 Há muitas décadas, investigadores de diversos países vêm estudando a 
utilização de microrganismos como alimento. Eles fazem parte da alimentação do 
homem desde séculos, como agentes ou integrantes de processo de preparo de 
alimentos e, em muitos casos, são ingeridos com o alimento que ajudaram a 
preparar (LIMA; SATO, 2001). 
 Uma das primeiras referências que se tem sobre o processo em meio sólido 
no Ocidente, além de uma citação da obtenção de queijo roquefort em 100 d. C. 
(CANNEL; MOO-YOUNG, 1980), está associada, no início deste século, nos 
Estados Unidos, ao nome do pesquisador Takamine na produção de "mold bran", 
similar ao "Koji", que consiste basicamente no emprego do farelo de trigo no lugar do 
arroz e de outros fungos para a obtenção do complexo enzimático. Este estudo 
visava substituir o malte na indústria de destilados (THIEMANN, 1985). 
 Em tempos de guerra foram feitos, com sucesso, ensaios de alimentação de 
populações com micélio seco de fungos. Algumas espécies, como Fusarium e 
Rhizopus, contêm quantidades apreciáveis de cistina e de metionina, mas outros 
são deficientes nestes aminoácidos. Da mesma forma, alguns são menos ricos em 
vitaminas do grupo B do que as leveduras (LIMA; SATO, 2001). 
25 
 
 Vários dos produtos alimentícios fermentados no Oriente são obtidos em 
substrato sólido como o tempeh, nato, miso, que geralmente empregam soja e 
cereais como substratos. Foram esses processos de produção de alimentos 
fermentados no Oriente que deram procedência às técnicas atuais de Fermentação 
Semi-Sólida (NETO; COURI, 1996). 
 No decorrer do tempo, a FSS passou a ser empregada para a obtenção de 
vários produtos, desde que se dispusesse do microrganismo adequado. Para a 
produção de enzimas são utilizados basicamente dois tipos de processo: a 
fermentação semi-sólida e a fermentação líquida submersa (NETO; COURI, 1996). 
 A ecologia microbiana dos alimentos e das fermentações relacionadas tem 
sido estudada há muitos anos em produtos como queijos maturados, chucrute, 
vinhos e outros. As atividades dos organismos fermentadores dependem dos 
parâmetros intrínsecos e extrínsecos de crescimento. Por exemplo, quando o 
alimento in natura contém açúcares livres e é acidificado, leveduras crescem 
rapidamente e produzem álcool, restringindo as atividades de outros organismosnaturalmente presentes. Se, ao invés disso, a acidez de um produto permite um bom 
crescimento bacteriano e, ao mesmo tempo, tem altas concentrações de açúcares 
simples, é de se esperar o crescimento de bactérias acidolácticas. A adição de 
baixas quantidades de NaCl também permitirá o crescimento preferencial das 
bactérias em relação as leveduras (como ocorre na fermentação do chucrute) (JAY, 
2005). 
 Além de altos teores proteicos a levedura exibe como característica um bom 
equilíbrio de aminoácidos, onde os níveis de lisina e metionina destacam-se em 
relação a outras fontes proteicas (ANGELIS, 1986). 
 Ainda segundo Angelis (1986), nas leveduras encontram-se mais de 10 
vitaminas solúveis na água, pertencentes ao complexo B (principalmente tiamina, 
riboflavina, niacina e ácido pantatênico). Existe ainda uma quantidade razoável de 
ergosterol, o que a torna uma excelente fonte de vitamina D. A quantidade de 
carboidratos nas leveduras de alimentação varia de 22 a 34% da matéria seca. O 
teor de lipídeos nas leveduras atinge cerca de 18%, podendo chegar a 40%. Os 
componentes lipídicos predominantes são triglicerídeos, lecitina e ergosterol. Nos 
triglicerídeos predomina os ácidos, portanto, semelhante à composição dos óleos 
vegetais. 
26 
 
 De acordo com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (1991) a 
levedura de destilaria de álcool produzido a partir de cana-de-açúcar é um alimento 
rico em proteína de alto valor biológico e uma boa fonte de lisina, leucina, treonina, 
vitaminas do complexo B, carboidratos, lipídios e minerais os que podem favorecer 
sua combinação com cereal como o milho. 
 Produtos que contêm polissacarídeos, mas não apresentam níveis 
significativos de açúcares simples são normalmente estáveis a atividades de 
leveduras e bactérias acidolácticas devido a alta de amilase na maioria destes 
microrganismos. Para a fermentação ser realizada, uma fonte exógena de enzima 
sacarificantes deve ser fornecida. O uso de malte de cevada em cervejarias e 
indústrias de destilação é um exemplo disso. A fermentação de açúcares até a 
formação de etanol é resultante da maltagem e ocorrem devido às leveduras (JAY, 
2005). 
 O uso do koji na fermentação de produtos de soja é outro exemplo de como 
fermentações alcoólicas e acidolácticas podem ocorrer em produtos contendo baixos 
níveis de açúcares e altos níveis de amidos e proteínas. Embora as enzimas 
sacarificantes do malte de cevada sejam provenientes da germinação das sementes 
de cevada, as enzimas do koji são produzidas pelo Aspergillus oryzae, que cresce 
em grãos de arroz molhados ou cozidos a vapor, ou em outros cereais (o produto 
comercial takadiastase é preparado com A. oryzae que cresce em farelo de aveia). 
Os hidrolisados do koji podem ser fermentados por bactérias acidolácticas e 
leveduras, como ocorre no caso do molho de soja, ou suas enzimas podem agir 
diretamente no grão de soja na produção de produtos como o miso japonês (JAY, 
2005). 
 Proteína unicelular é aquela proveniente de células de microrganismos. 
Fungos filamentosos, leveduras, bactérias e algas são fontes de proteínas 
unicelulares. As leveduras têm sido preconizadas com mais frequência, contudo esta 
produção depende do tipo de substrato a ser utilizado, disponibilidade de matéria 
prima, velocidade e multiplicação do organismo, toxicidade, digestibilidade e valor 
nutritivo do produto final. A levedura é fonte de proteínas e vitaminas do complexo B 
e minerais. No estado seco, contém cerca de 50% de proteína de boa qualidade 
(MESSIAS, 2013). 
27 
 
 No processo de produção de proteína unicelular dá-se preferência a matérias 
abundantes, de baixo custo, ricos em carboidratos, como resíduos industriais, de 
destilarias, de processamento de alimentos, soros de leite, resíduos lignocelulósicos 
de bagaço de cana, papéis velhos, etc. (MESSIAS, 2013). 
 Consiste primeiramente, na transformação de hidratos de carbono da matéria-
prima em matéria celular, com suplementação de sais de amônio e fósforo; em 
seguida na obtenção de proteína unicelular de leveduras, a conversão da matéria-
prima em proteína é conduzida em fermentadores que são dotados de dispositivos 
para agitação e aeração, objetivando fornecer oxigênio que é essencial ao 
desenvolvimento dos microrganismos (MESSIAS, 2013). 
 Finalizada a fase de conversão, segue-se o processo de recuperação, que 
consiste em separar a massa celular dos outros componentes indesejáveis do meio 
de cultura, o que se consegue por processos de centrifugação, lavagem, filtração e 
secagem (MESSIAS, 2013). 
 
 
3.13 Trabalhos sobre fermentação semi-sólida 
 
 Almeida et. al. (2009) analisaram a bioconversão do mandacaru para 
produção de bioprodutos, e verificaram que durante a fermentação semi-sólida do 
mandacaru o fungo do Aspergillus niger teve um aumento protéico de 76,9% no 
tempo de 72 h de fermentação na temperatura de 30 ºC a uma espessura da 
camada de 1 cm. 
 Campos (2008) pesquisou o enriquecimento nutricional da palma forrageira e 
observou que o teor máximo de proteína bruta alcançado no biorreator de tambor 
rotativo foi de 43,27%, obtendo um aumento proteico de 6,44 vezes utilizando a 
levedura Sacharomyces cerevisiae. O mesmo autor também observou que os 
melhores resultados para obtenção de proteína bruta e enriquecimento proteico foi 
no tempo de 8 h fermentação em bandejas e 4 h para fermentação em tambores 
rotativos. 
 Holanda et. al. (1996) estudaram o enriquecimento proteico de pendúculo de 
caju com a levedura Saccharomyces cerevisiae para alimentação animal e observou 
que a proporção de 10% de levedura na biomassa do pendúculo do caju proporciona 
28 
 
um teor proteico acima de 20% do material fermentado, o mesmo autor conclui que 
o tempo de fermentação necessário para conversão proteica dos carboidratos do 
pedúnculo de caju é inferior a 24 h. 
 Oliveira (2007) trabalhou com o enriquecimento nutricional por bioconversão 
de resíduos agroindustriais para utilização na alimentação animal e observou que os 
melhores valores da concentração de proteína bruta para os resíduos foram no 
tempo de 48 h utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae. 
 Em seu trabalho Coelho et. al., (2001), realizou o enriquecimento proteico do 
bagaço de pedúnculo de caju utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae como 
alternativa para a produção de ração animal, onde este observou a cinética do 
processo, avaliando a concentração inicial do microrganismo, temperatura de cultivo, 
assim como o tempo de armazenamento do produto final sobre o teor de proteínas. 
Neste estudo foi alcançado um aumento proteico máximo de 3,0 vezes 
correspondendo a um teor de 20,3% de proteína bruta na matéria seca. 
 A fermentação semi-sólida com a levedura Saccharomyces cerevisiae 
utilizando o bagaço do fruto de palma demonstrou que microrganismo cresceu e 
aumentou em 1, 46 vezes o teor de proteína do bagaço se comparado com o 
bagaço in natura (AMORIM et. al., 2005). 
 O trabalho de Araújo et. al., (2003), teve como objetivo estudar o 
enriquecimento proteico do mandacaru sem espinhos (Cereus jamacaru P.DC) 
utilizando também a levedura Saccharomyces cerevisiae por fermentação semi-
sólida. 
 Em relação aos resultados deste estudo, os teores de proteína bruta obtidos 
nas condições em que foram conduzidos os experimentos, pode-se concluir que o 
processo de enriquecimento proteico do mandacaru sem espinhos, influenciou os 
elevados valores do teor proteico de 7,24% na forma in natura para valores entre 
37,8% e 24,78%. Valores compatíveis e superiores aos encontrados nos 
concentrados proteicos convencionais (ARAÚJO et. al., 2003). 
 
 
 
 
 
29 
 
4 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
O experimento realizado neste trabalho foi desenvolvido no Laboratório de 
Entomologia Vegetal e Laboratório de Tecnologia de Grãos e Cereais do Centro de 
Ciências e Tecnologia Agroindustrial da Universidade