Meio de cultura industrial

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25/04/2012
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Processo 
Fermentativo
Microrganismo
Meio
de
cultura
Condução 
do 
processo
Recuperação 
do produto
Empregar meios de cultura 
baratos, mas que o 
microrganismo encontre 
condições adequadas para 
realizar a conversão 
pretendida.
Aspectos biológicos e 
econômicos
Produção de etanol no Brasil: 
15 bilhões de litros por ano.
A utilização de meio de cultura industrialmente adequado é tão importante quanto o 
desenvolvimento de um microrganismo apropriado na microbiologia industrial. 
Os meios líquidos são mais empregados na industria porque requerem menos espaço, são 
mais simples de se adequarem à engenharia de processos, além de reduzir o custo com a 
aquisição do ágar ou outros agentes solidificantes.
Meio de 
cultura
Carbono
Nitrogênio 
Minerais
Fatores de 
crescimento
Água
Componente Bactéria Levedura Bolores
Carbono 48 (46 -52) 48 (46 – 52) 48 (45 -55)
Nitrogênio 12,5 ( 10 – 14) 7.5 (6 – 8,5) 6 (4 – 7)
Proteína 55 (50 – 60) 40 (35 – 45) 32 (25 – 40)
Carboidratos 9 (6 -15) 38 (30 – 45) 49 (40 -55)
Lipídeos 7 (5 – 10) 8 (5 – 10) 8 (5 – 10)
Ácidos Nucléicos 23 (15 – 25) 8 (5 – 10) 5 (2 – 8)
Cinzas 6 (4 – 10) 6 (4 – 10) 4 (4 – 10)
Fósforo 1,0 – 2,5
Enxofre e magnésio 0,3 – 1,0
Potássio e sódio 0,1 – 0,5
Ferro 0,01 – 0,1
Zinco, cobre e manganês 0,001 – 0,01
Composição média dos microrganismos (% peso seco).
Laboratório: glucose
Indústria: carboidratos complexos, hidrocarbonetos, alcoóis, ácidos orgânicos.
0,5 g de células / g de glucose (condições aeróbicas)
Bactéria: 12,5 g de N / 100 g de células
Levedura: 7,5 g de N / 100 g de células
São necessários para atividade enzimática e incluem P, S, Mg e Fe. Como 
elementos traços incluem Mn, B, Zn, Cu e Mb.
Vitaminas, aminoácidos e nucleotídeos devem ser adicionados somente se o 
organismo não for capaz de sintetizá-los. 
Meio de cultura industrial geralmente não é composto por reagentes 
químicos puros, a menos que o custo do produto final justifique o seu uso.
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Alguns componentes de meios de cultura brutos são responsáveis por 
atributos sensoriais de um produto. 
1. Custo do material
2. Pronta disponibilidade e custo de estocagem
3. Custo com transporte
4. Disponibilidade de resíduos regulada pelo governo
5. Uniformidade de qualidade e facilidade de padronização (malte e melaço)
6. Composição química adequada (necessidade do microrganismo)
7. Presença de precursores relevantes (cerveja escura, clorotetraciclina, etc.)
8. Atender as exigências de crescimento do microrganismo
� Tropofase: fase de crescimento microbiano
� Idiofase: fase de produção ou formação do produto
� O milho limpo é transportado para grandes
tanques de maceração, em aço inox, onde ficará entre
24 a 48 horas, em água aquecida (51 a 54ºC),
contendo dióxido de enxofre dissolvido (0,1 a 0,3%).
Ao se concluir a fase de maceração, a água é drenada
e concentrada em evaporadores de múltiplos efeitos
para produzir o líquor concentrado.
� O ácido sulfúrico diluído, formado pela interação
do dióxido de enxofre e a água evita um excessivo
crescimento bacteriológico, mas estimula o
crescimento de Lactobacillus spp., além de ajudar na
separação do amido e das proteínas. A fermentação
láctica termina quando o SO2 chega a 0,04% e a
concentração de ácido láctico a 1,0 e 1,5%.
Carboidratos
Nitrogenio
Vitaminas
Sais minerais
Composição química muito variada...
É produzido pela concentração e secagem do filtrado que é constituído de um
material sólido proveniente da fermentação de cereais para produção de
bebidas destiladas como o whisky .
Componentes %
Umidade 5
Proteina 27
Lipídeo 9
Fibra 5
Carboidratos 43
Cinzas (K, Na, Mg, CO3 e P) 11
�As sementes são aquecidas antes da extração do óleo que é utilizado como 
alimento, anti-espumante nas indústrias de fermentação e na produção de 
margarinas.
�O resíduo desse processo é rico em carboidrato (30%) e nitrogênio (11%) e pode 
ser usado como ração animal. O nitrogênio é mais complexo que o encontrado na 
água de maceração do milho e não é aproveitado pela maioria dos 
microrganismos, exceto para os actinomicetos. 
�Muito empregado na produção de antibióticos (tetraciclinas e streptomicinas).
�É um resíduo da 
produção de açúcar e uma 
fonte de açúcar muito 
utilizado em fermentações 
industriais para a produção 
de álcool, acetona, ácido 
cítrico, glicerol e leveduras.
�Existem dois tipos de 
melaços: da cana e da 
beterraba.
Componente Melaço de Beterraba 
% (m/m)
Melaço de Cana 
% (m/m)
Àgua 16,5 20,0
Açúcar 53,0 64,0
Sacarose 51,0 32,0
Frutose 1,0 15,0
Glucose - 14,0
Rafinose 1,0 -
Compostos nitrogenados, ácidos
e gomas
19,0 10,0
Cinzas 11,5 8,0
Composição média dos melaços de cana e beterraba.
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� Para a produção de fibras de celulose são necessárias etapas de hidrólises da 
hemicelulose e lignina gerando um efluente rico em hexoses e pentoses. 
� Esses efluentes são usados como meio de crescimento de microrganismos, no
entanto são enriquecidos com sais de amônio e uréia para a produção de álcool e
leveduras.
Mandioca
Batata doce
Inhame
Arroz
Sorgo
Milho
Amendoim
Sangue 
Farinha de peixe
� Isolamento a partir de recursos naturais;
� Compra em coleções de culturas;
� Obtenção de mutantes naturais;
� Obtenção de mutantes induzidos por métodos convencionais;
� Obtenção de microrganismos recombinantes por técnicas de engenharia genética.