revisão bibliografica POTENCIALIDADE DA UTILIZAÇÃO DA BATATA DOCE NA PRODUÇÃO DE ETANOL E AMIDO INDUSTRIAL

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Universidade Federal Rural do Semiárido
Departamento de Ciências Agronômicas e Florestais
Disciplina: Cultivos Agrícolas II
Docente: Aurélio Paes Barros Júnior
Discente: Maxynara Melo dos Santos 
Turma: 02
POTENCIALIDADE DA UTILIZAÇÃO DA BATATA DOCE NA PRODUÇÃO DE ETANOL E AMIDO INDUSTRIAL.
Mossoró
2021
Introdução sobre batata-doce
	A batata-doce é um ingrediente que dificilmente falta na mesa da população brasileira, o seu consumo varia conforme a região, em alguns lugares é consumida cozida, em outros assada e por aí vai. A batata-doce é uma dicotiledônea, que pertence à família Convolvulaceae, ela é originária da América Tropical, mais especificamente da região nordeste da América do Sul. Pertencente a tribo: Ipomoeae, gênero: Ipomoea Sub-gênero: Quamoclit Secção: Batatas Espécie: Ipomoea batatas (L.) Lam. Tem como característica um caule rastejante, podendo chegar até três metros de comprimento, suas folhas possuem pecíolos longos e sistema radicular amplo, suas raízes são superficiais que se desenvolvem dos nós das ramas, e sua raiz principal do tipo tuberosa. 
A batata-doce possui dois tipos de raiz, a de reserva ou tuberosa, que constitui a principal parte de interesse comercial, e a raiz absorvente, responsável pela absorção de água e extração de nutrientes do solo. As raízes tuberosas se formam desde o início do desenvolvimento da planta, sendo facilmente identificadas pela maior espessura, pela pouca presença de raízes secundárias e por se originarem dos nós. As raízes absorventes se formam a partir do meristema cambial, tanto nos nós, quanto nos entre nós. São abundantes e altamente ramificadas, o que favorece a absorção de nutrientes. As raízes tuberosas, também denominadas de batatas, são identificadas anatomicamente por apresentarem cinco ou seis feixes de vasos, sendo por isso denominadas de hexárquicas, enquanto que as raízes absorventes apresentam cinco feixes ou pentárquicas. (SILVA et al, 2008) 
As características das raízes variam conforme a genética e a cultivar. Elas podem ser redondas, fusiformes, alongadas ou oblongas, a cor pode variar de tons entre roxo, branco e laranja, assim como também a sua polpa. A escolha dessas características é feita pelo costume do habito de consumo da região, e preferência da população. A batata-doce possui alto potencial nutricional, pois ela apresenta altos teores de nutrientes, além de ser muito energética e pouco calórica. Segundo o portal São Francisco consultado em 2021, a batata-doce é rica em carboidratos, fornecendo em cada cem gramas, 116 calorias. Contém ainda grande quantidade de vitamina A, além de vitaminas do Complexo B e sais minerais como Cálcio, Fósforo e Ferro. O brasileiro aprecia as raízes tuberosas, cozidas e em formato de chips, porém negligencia a parte aérea da planta, que pode ser consumida como uma verdura sem nenhum tipo de problema, mas infelizmente não aproveitamos esse potencial.
A espécie I. batatas é representada por plantas perenes com morfologias diversificadas. A parte aérea da planta é composta por um caule herbáceo rastejante prostrado do tipo estolho, com nós e entrenós bem definidos, que pode se dispor na horizontal rente ao solo, ou na vertical com crescimento ereto e semiereto, apresentando hastes longas em algumas variedades, ou ramos pouco desenvolvidos em outras. Nas regiões nodais do caule partem ramos foliares, sustentadas por um pecíolo pubescente com 5 a 30 centímetros de comprimento, os ramos foliares apresentam coloração que varia de verde a roxo e formato que pode variar de arredondado, reniforme, cordado, triangular, hastado, lobado a sector (HUAMAM 1992). 
O cultivo da batata-doce pode ser realizado através de mudas, ramas, raízes, sementes ou por meio de cultura de tecidos. Em trabalhos com importância no melhoramento genético se utiliza a propagação por sementes, porém não é tão interessante ao produtor comercial. Por motivos culturais a batata-doce apresenta sucesso apenas a agricultura familiar, ou pequenos negócios rurais. o seu sucesso se dá pelo fato ser fácil de cultivar e ter ciclo curto, ter uma baixa necessidade em solo fértil e não exige grandes necessidades de água, sendo resistente a estiagem. Esses fatores proporcionam renda a famílias que cultivam a cultura.
No Brasil, as regiões que mais cultivam a batata-doce são as regiões Sul e Nordeste, sendo produzida principalmente por pequenos produtores. Apesar de ser uma cultura de fácil acesso, e o principal argumento para isso é que a baixa lucratividade apesar do bom rendimento que a cultura proporciona não vale investimento em tecnologia. Isso decorre do fato de que existe um pequeno volume individual de produção, ou seja, o cultivo da batata-doce ainda é feito de forma marginal pelos produtores, argumentando que ao gastar o mínimo, qualquer que seja a produção da cultura haverá um ganho extra, o que acaba resultando em um produto de baixa qualidade e que acaba por sofrer restrições na comercialização, principalmente por parte dos atacadistas, que tendem a reduzir o preço, e até mesmo por parte do consumidor, que refuga parte do produto exposto à venda. Ao se comparar os custos de produção e os índices de produtividade, percebe-se que uma questão básica é a falta de determinação, por parte do produtor, em pesquisar mercados e descobrir oportunidades de estabelecer compromissos de produção com alta qualidade, para ter um canal seguro de comercialização, com possível regularidade de uma produção programada. (SILVA et al, 2008).
A batata doce possui um alto valor no quesito qualidade, seja por seu valor nutritivo ou até mesmo por seu sabor, aroma pós cozimento ou depois de assada e sua textura. A batata-doce possui um alto valor energético e um um baixo teor calórico, por esses e outros motivos instituições de pesquisa tem avançando tecnologicamente em busca de mais conhecimento sobre a mesma. Entre estes descobriram cultivares que são ricas em pro vitaminas, carotenoides, β-caroteno, entre outros. A partir desses estudos se foi possível também encontrar cultivares que melhor se adequem ao padrão de consumidor, como por exemplo aqueles que preferem que a batata-doce não seja tão alongada e nem pesada, que esteja por volta das 300 gramas e que tenha a casca e polpa da mesma coloração. Essas pesquisas não ficaram apenas no setor alimentício, expandiu-se também para a indústria, onde a partir da batata-doce passou-se a produzir etanol para a fabricação de biodiesel, esse produto ainda requer muitos estudos, no entanto vem se mostrando cada vez mais promissor. Hoje a matéria prima para a fabricação de amido no Brasil é praticamente a mandioca, no entanto o produto obtido a partir da batata-doce tem mais qualidade e melhor preço para o produtor. No entanto quando falamos de tratos culturais, condução de cultura, esses avanços ainda precisam ser mais expressivos, pois a cultura ainda é minimamente tecnificada, deixando o trabalho quase em sua totalidade de forma manual. Podendo ser esse um dos motivos mais importantes para manter a cultura como uma pratica de pequenos agricultores.
A batata-doce consegue se adaptar melhor em áreas tropicais preferencialmente lugares de clima quente para sua produção, sua temperatura média é superior a 24º C, e quando exposta a temperaturas menores que 10ºC o seu desenvolvimento vegetativo é reduzido podendo ser até paralisado. Por esse motivo se é recomendo um sistema de plantio em leiras distanciadas em 80 cm ou em canteiros, assegurando um espaço de pelo menos 10 cm entre as ramas, sendo cobertas com cerca de 30 cm de terra. As leiras devem receber irrigação, mas devem ser mantidas com baixa umidade, para que não venha ocorrer o apodrecimento das babatas-doce. Para essa cultura é preferível solos arenosos, bem drenados e sem a presença de alumínio tóxico, pois em solos mal drenados, sujeitos a longos períodos de encharcamento ou com lençol freático pouco profundo, pode ocorrer a formação de raízes longas, denominadas chicote, o que pode diminuir drasticamente aprodutividade do cultivo (ERTHAL. 2018). 
Segundo a EMBRAPA, No Brasil existe um número bem diversificado de cultivares diferentes, com uma vasta diversidade genética, podendo existir cultivares locais em todo o território brasileiro. Para obter sucesso no cultivo é necessário atender as exigências do mercado consumidor acerca da qualidade das raízes, como utilizar cultivares que apresentem tolerância a altas temperaturas e resistência a pragas. O valor nutricional das raízes da batata-doce se assemelha ao da mandioca e ao da batata, que são considerados alimentos essencialmente energéticos e que em sua composição são ricos em amido e pobres em lipídeos e proteínas. Contudo, a batata-doce possui cultivares de coloração amarela ou alaranjada, que são ricas em betacaroteno pode até mesmo superar a mandioca e batata no teor de vitamina A (MALUF, 2003). No entanto, devido a fatores culturais, a maioria das batatas-doces que são plantadas no Brasil tem sua polpa branca ou creme, sendo pobres em betacaroteno. Por esse motivo existem programas de melhoramento genético com o objetivo de desenvolver novos cultivares de origem nacional, que possuam polpa alaranjada, que sejam mais agradáveis ao paladar, quando cozida ou assada, para que os teores de vitaminas e betacarotenos sejam mantidos. (MALUF, 2003).
Segundo a EMBRAPA, as batatas-doces não têm um grau específico de maturação para a sua colheita. Elas crescem e vão aumentando de tamanho até que o seu interior se torne anaeróbico ou apodreça. Dessa forma, a batata-doce pode ser colhida depois que um número suficiente de raízes obtenha o tamanho comercializável. Em locais de clima frio, as raízes poderão sofrer injúrias e perder a sua qualidade para o armazenamento. A colheita das batatas-doces pode ser feita de forma manual ou mecânica, assim como as demais hortaliças, as batatas-doces devem ser colhidas de forma cuidadosa, evitando-se danos mecânicos e o acondicionamento em caixas ásperas e carregadas excessivamente. A pele fina das raízes de batata-doce favorece a ocorrência de abrasões e outras lesões, que impactam a sua qualidade pós-colheita e vida útil (EMBRAPA). Depois de colhidas as batatas-doces devem ser protegidas do sol, pois a exposição se expostas ao sol prolongado pode ocasionar queimaduras nas mesmas. Por esse motivo as caixas devem ser colocadas o mais rápido possível à sombra. A batata-doce pode ser armazenada na forma de raiz ou raspa. O armazenamento na forma de raiz pode ser feito no solo sem a colheita. Caso haja a colheita, deve-se preceder a cura antes do armazenamento, a fim de que a película externa desidrate, evitando-se a deterioração por patógenos. As raízes colhidas e curadas podem ser armazenadas em depósitos arejados ou galpões bem ventilados, disponíveis na propriedade (SILVA, 201- ). 
A batata-doce é comercializada nos principais mercados brasileiros. A maior parte da produção da Zona da Mata de Pernambuco é comercializada em feiras livres, mercados e supermercados da região e do Recife, e outra parte vai para a Ceasa – PE. A batata quando sadia perde menos peso durante o armazenamento e comercialização, sendo menos atacada por doenças de pós-colheita. O manuseio dos tubérculos deve ser evitado ao máximo durante o armazenamento, para que não seja prejudicada a transformação de amido em açúcar processo este que ocorre normalmente sem muita perda de matéria seca e que apresenta uma melhoria de sabor (SILVA, 201- ). 
O amido está disponível em grande quantidade na natureza, é um carboidrato de origem vegetal encontrado principalmente, em órgãos de reserva, grãos de cereais e raízes. A batata-doce, o trigo, mandioca, milho, aveia e arroz estão entre os principais alimentos que possuem amido. O amido é constituído por cadeias de alfa-D-glucose que podem ser lineares ou ramificadas. Todos os amidos são formados por uma dessas moléculas ou uma associação entre elas. O milho, por exemplo, apresenta aproximadamente 25% de amilose e 75% de amilopectina. Já o arroz ceroso não possui amilose. (SANTOS, 2018). Já existem várias formas de utilização do amido desenvolvidas pela indústria. Como por exemplo na indústria têxtil o amido e utilizado para fazer o acabamento de tecidos e também pode ser misturado a algodão sintético, já na construção civil o amido tem sido utilizado em materiais acústicos, na fabricação de fiação elétrica, para melhorar a elasticidade, ele também tem sido utilizado na composição de papais de parede, entre outros.
Segundo CORDENUNSI 2006, o amido é o principal carboidrato de reserva produzido pelas plantas e consumido pelo homem. Pois o mesmo pode ser armazenado em grânulos insolúveis em água e ser facilmente extraível, tornando-o único na natureza, e possibilitando ampla utilização diretamente na dieta humana ou na indústria alimentícia. Evidentemente a sua utilização mais conhecida é para alimentação, usado para farinhas, caldos, molhos, bebidas lácteas e sopas. É utilizado na fabricação de balas de goma, sagu, embutidos de carne como mortadela, salsicha, produtos congelados como nuggets, empanados, pastéis, creme para recheios e coberturas de tortas e bolos, caldo de carne, alimento infantil, pó para sorvete, iogurtes, catchup, mostarda, maionese, biscoitos (waffer, cream cracker, sequilhos, amanteigados) e copos para sorvete. Pode ser utilizado também como misturas em massas de pão de queijo semiprontas (CARVALHO, 2006).
Farinha de batata-doce
O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento define farinha como o produto obtido a partir de raízes de tubérculos submetidas a processos tecnológicos adequados de fabricação e beneficiamento, podendo ser classificados em grupo, subgrupo, classe, e tipo, dependendo do processo tecnológico de fabricação utilizado, sua granulometria, sua coloração e sua qualidade respectivamente. Entretanto em especial para a farinha de batata-doce não existe legislação referente quanto à classificação de acordo ao processo tecnológico de fabricação, granulometria, cor e qualidade. Para a produção o roteiro estabelecido é a legislação de fabricação de alimentos que foi estabelecida pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) que coordena, supervisiona e controla as atividades de registro, informações, inspeção, controle de riscos e estabelecimento de normas e padrões para a produção de alimentos (SILVA, 2010).
 Em semelhança do que se faz com mandioca, a batata-doce pode ser transformada em amido ou farinha, utilizando praticamente o mesmo processamento e com a mesma destinação. Dentro da indústria de alimentos, a principal utilização da batata-doce é na fabricação de doce em pasta ou cristalizado, confeccionados basicamente com polpa de batata-doce, açúcar e geleificante. Entretanto a indústria de doces não é uma grande consumidora do produto, pois não se mostra muito rentável, já que com um quilograma de polpa se produz dois quilogramas de doce, portanto a produção em um hectare da cultura pode ser transformada em cerca de quarenta toneladas de doce (MOYER, 1985). No Brasil, a Embrapa vem testando a utilizam da farinha de batata doce para produção de bolos, pães e biscoitos como fonte de vitamina A, que são utilizadas em projeto piloto em algumas escolas. Essa farinha pode substituir parte da farinha de trigo sem afetar os atributos sensoriais, fortificando e minimizando a quantidade de glúten. Sendo refinada, obtida a partir do endosperma amiláceo, é basicamente fonte de carboidratos (BODROŽA-SOLAROV et al., 2008).
Para a fabricação de uma farinha de qualidade, o fabricante ou produtor necessita observar os procedimentos recomendados para o processamento de alimentos: localização adequada da unidade de processamento, utilização de medidas rigorosas de higiene dos trabalhadores na atividade; limpeza diária das instalações e equipamentos; matéria-prima de boa qualidade; tecnologia de processamento, embalagem e armazenagem adequadas (SILVA, 2010). O processo de produção de farinha de batata-doce compreende basicamente as mesmas operações para as indústriasde diferentes escalas.
Para a produção de farinha de babata-doce as raízes devem ser recebidas em uma área externa da fábrica de farinha. Neste local são pesadas e descarregadas as batatas. O descarregamento comumente provoca danos físicos nas raízes, o que acelera sua deterioração. Portanto o planejamento do fluxo de chegada e processamento das raízes é fundamental para evitar o uso de raízes já deterioradas. Após a recepção das raízes, elas devem ser escolhidas visualmente de acordo com condições sensoriais (cor e aroma). As mesmas devem estar intactas e maduras. Sem apresentar podridões ou pontuações negras. Pois esse tipo de injuria pode ocasionar um sabor amargo a farinha. A seleção se faz necessária para eliminar material residual que acompanha os tubérculos (SILVA, 2010).
Logo após a escolha das batatas, elas devem ser lavadas com água limpa, em tanques ou baldes, fazendo a troca dessa água sempre que for necessário. Essa primeira lavagem é importante para eliminar o material mais grosseiro aderido à batata proveniente do campo. As batatas devem ser colocadas em uma superfície limpa e seca se possível em uma armação elevada com a superfície perfurada, para servir de escorredor. É importante o escorrimento para diminuir o tempo de secagem e a economia de energia utilizada para retirar a umidade do alimento (CTA, 2008). Para a produção da farinha de batata-doce as cascas das raízes devem ser retiradas para evitar alteração de sabor na farinha como também diagnóstico da condição interna da batata. 
Para o corte das batatas recomenda-se que sejam cortadas em rodelas finas, com tamanho uniforme de 3 mm de espessura para que o processo de secagem seja mais eficiente. Logo após o corte dessas batatas, elas devem ser espalhadas uniformemente, para que assim possa facilitar o processo de secagem com o uso de estufas, secadores solares ou convencionais de lenha. A secagem em estufa é o método mais utilizado em alimentos e consiste na remoção da água por aquecimento, onde o ar quente é absorvido por uma camada muito fina do alimento e é então conduzido para o interior por condução de calor. Como a condutividade térmica dos alimentos é geralmente baixa, costuma levar muito tempo para o calor atingir as porções mais internas do alimento. Por isso, este método costuma levar muitas horas a depender do tipo de alimento. Se a secagem for realizada ao ar livre deve-se cobrir as batatas com um pano para manter afastados os insetos e pássaros. O tempo de secagem varia de acordo ao método utilizado (CTA, 2008). A secagem persiste por um período de 6 a 8 horas em forno convencional.
Após o processo de secagem a batata-doce seca é moída em um moinho ou processador. A farinha pode ser empacotada em sacos de polietileno resistentes de cor negra para que ocorra a proteção do produto contra a luz. Também podem ser feitos armazenamentos em vasilhames de plástico ou vidro. Durante o armazenamento, parte do amido se converte em açúcares solúveis, atingindo de 13,4 a 29,2% de amido e de 4,8 a 7,8 % de açucares totais redutores (MIRANDA, 1995). Os produtos devem ser armazenados em locais secos e frescos, de preferência sobre suportes ou superfícies elevadas. Podendo a farinha ser conservada por seis meses ou mais (CTA, 2008).
Amido
O amido é um tipo de carboidrato que está disponível em grande quantidade na natureza, ocorrendo em quantidade superior à da celulose. É um carboidrato de origem vegetal que é encontrado, principalmente, em órgãos de reserva, grãos de cereais e raízes. Entre os principais alimentos que possuem amido, podemos citar a batata, batata-doce, trigo, mandioca, milho, aveia e arroz. Ele é armazenado na forma de grânulos insolúveis em água, apresentando um grau de organização molecular e um caráter parcialmente cristalino, ou semicristalino, com graus de cristalinidade variando entre 20 e 45% (LAJOLO e MENEZES, 2006). 
O amido é o principal carboidrato consumido pelo homem que possui reserva produzida pelas plantas. Por ele ser acondicionado em grânulos insolúveis em água e de fácil extração, faz com que ele seja único na natureza, com ampla possibilidade de utilização diretamente na dieta humana ou na indústria alimentícia (CORDENUNSI, 2006). No Brasil a Embrapa Hortaliças e Embrapa Agroindústria de Alimentos testam a utilizam a farinha de batata-doce para produção bolos, pães e biscoitos como fonte de vitamina A, que são utilizadas em projeto piloto em algumas escolas. (EMBRAPA, 2007). O mercado de amido vem crescendo e se aperfeiçoando nos últimos anos, levando à busca de produtos com caraterísticas específicas que atendam às exigências. A produção de amidos modificados é uma alternativa que vem sendo desenvolvida há algum tempo; entretanto, a possibilidade de introduzir novas matérias-primas amiláceas como fonte de amidos com características interessantes industrialmente, vem suscitando o interesse dos industriais da área, pois proporcionaria um crescimento diferenciado em nível mundial, visto que no Brasil existe uma grande variedade de raízes amiláceas ainda pouco exploradas. (VILPOUX, 1998). 
Segundo Cereda et al (1982), a batata-doce tem potencial para ser explorado nesse aspecto produtivo de farinha, devido à grande quantidade de amido na batata-doce. A batata-doce tem despertado o interesse da indústria e consegue competir, até certo ponto com a mandioca na fabricação de raspas de fécula, da glicose, etc. Isso se dá pelo fato de que a indústria pode utilizar os mesmos procedimentos para a extração do amido tanto na mandioca como na batata-doce. Os resultados obtidos para o bagaço de batata doce, mostraram uma grande concentração de amido (79,94%) seguida de fibras (11,13%). Esses resultados são muito semelhantes aos observados em análises de caracterização do resíduo do processamento da mandioca, indicando que a retenção de amido é uma característica do sistema de extração e não da matéria-prima (LEBOURG, 1996).
Etanol 
Em se tratando da batata-doce que é uma matéria-prima amilácea, a glicose é obtida através da reação de hidrólise do amido, e entra na via glicolítica. Em seguida a glicose é convertida em piruvato, mediante sequência de reações denominada glicólise. Na primeira etapa ocorre a descarboxilação, formando acetaldeído e gás carbônico, sendo catalisada pela enzima piruvato descarboxilase; já na segunda etapa, ocorre a redução do acetaldeído a etanol pela ação da enzima álcool desidrogenase I (LEHNINGER, NELSON e COX, 2006).
Aqui no Brasil uma grande parcela do etanol que é produzido é obtida a partir da utilização da levedura Saccharomyces cerevisiae, no entanto, essa levedura metaboliza apenas açúcares simples, tais como glicose e frutose (PAVLAK, 2011). Nas indústrias que produzem etanol utiliza-se leveduras de panificação prensadas e secas ou selecionadas. Elas devem tolerar altos teores de etanol e devem ter uma boa velocidade na fermentação (LOPES, 2013). Quando se aumenta a concentração de açúcares no meio fermentativo, aumenta-se também a velocidade de fermentação, a produtividade e até certo ponto um menor crescimento da levedura. Porém, um elevado teor de açúcares ocasiona um estresse osmótico da levedura aumentando a taxa de células mortas (PAVLAK, 2011). 
por apresentar vantagens na tecnologia de produção, possibilidade de liderança na agricultura de energia e mercado de biocombustíveis sem ampliar área desmatada ou reduzir a área destinada à produção de alimentos, diversidade de matérias-primas em diferentes biomas, o Brasil encontra-se em uma posição favorável no que se refere à produção de etanol. Além disso, a matriz energética brasileira já é um exemplo de sustentabilidade, pois enquanto a média mundial é o uso de apenas 14% de fontes renováveis, o Brasil utiliza 46,8% (BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL, 2010).
A preocupação com o meio ambiente vem crescendo extraordinariamente, devido aos resultados de pesquisas que apontam a interferência humana como fator agravante a mudança climática no planeta. A principal forma de geração de energia utilizada hoje são os combustíveisfósseis, este tem grande potencial poluente, tanto de ar, mares e solo. Os combustíveis fósseis possuem enxofre na sua composição. Quando estes são queimados, ocorre a formação de óxidos de enxofre, que reagem na atmosfera com oxigênio e a água para formar ácido sulfúrico (H2 SO4), essa reação provoca a chuva ácida. Com isso, o Programa Nacional do Álcool (Pró-Álcool), realizou pesquisam que impulsionaram a obtenção de matérias-primas renováveis para a obtenção de biocombustíveis, com o objetivo minimizar a dependência de combustíveis fósseis, e proporcionar aumento na qualidade ambiental e ainda incentivar as agroindústrias, o que intensificou a produção de etanol no Brasil, tendo a cana-de-açúcar como a principal matéria-prima utilizada (MASIERO, 2012. MAINO, 2019). 
O biodiesel não possui enxofre na sua composição, diminuindo, assim, o impacto ambiental do uso de motores a combustão interna. Além da diminuição drástica no impacto dos ciclos curtos do carbono e enxofre atmosférico. Estudos realizados pela Agência de Proteção Ambiental Americana comprovam que a substituição total do diesel pelo biodiesel tem como resultado a diminuição das emissões na ordem de 48% de monóxido de carbono, 67% de hidrocarbonetos não-queimados e 47% de material particulado (BIODIESEL, 2006).
Atualmente, o etanol é produzido praticamente a partir de matérias-primas sacarinas ou amiláceas, como cana-de-açúcar e milho. Entretanto, há um grande esforço da comunidade científica para o desenvolvimento de novos processos economicamente viáveis para o aproveitamento da componente lignocelulósica da biomassa, caso dos resíduos agrícolas (palha e bagaço de cana-de-açúcar, palha de trigo e resíduos de milho) e resíduos florestais (pó e restos de madeira), assim como o capim elefante para produção de etanol combustível (etanol de segunda geração).
Uma das pesquisas quem vem crescendo nos últimos anos, mas que ainda é pouco utilizado no Brasil para esta finalidade, é o uso da batata-doce para a produção de álcool biocombustível, pois essa talvez seja a espécie vegetal que pode apresentar os melhores resultados no Brasil. Cultivares de batata-doce obtidas através de melhoramento genético apresentaram índices de produtividade em rendimento de álcool etílico por hectare duas vezes maior do que a cana, assim como vantagens econômicas para os pequenos produtores (MOMENTÉ, 2004). A batata-doce avança como uma opção de matéria-prima alternativa para a obtenção de etanol, visto que é uma cultura com elevado potencial produtivo de biomassa e apresenta grandes quantidades de carboidratos, sendo possível a fermentação para produção do etanol (MACHADO e ABREU, 2007).
Segundo a FAO 2012, o Brasil é o vigésimo maior produtor mundial de batata-doce do mundo. No país, o principal estado produtor de batata-doce é o Rio Grande do Sul, com 166.354 toneladas por hectare (IBGE, 2013). Está realidade é bastante diferente da situação da cana de açúcar do Brasil que é o maior produtor da cultura no mundo. Mesmo a batata-doce sendo cultivada em praticamente todo o território brasileiro não atingimos um valor expressivo na produção mundial, sendo a china os líderes. Ao se considerar as perdas durante o plantio no campo, entre 10% a 20%, pode-se estimar que a produção real do álcool biocombustível oriundo da batata-doce fique entre 130 a 140 litros/tonelada, podendo chegar a 150 l/t ou mais em condições adequadas, enquanto a média normalmente obtida com a cana-de-açúcar é de 70 l/t. Além do maior rendimento, o ciclo de cultivo da batata-doce (6 meses) é mais curto do que o da cana-de-açúcar (12 meses). Além disso a batata-doce possui grandes vantagens socioeconômicas e ambientais do cultivo como, baixa emissão líquida de dióxido de carbono para a atmosfera; produção de ração para a pecuária e fertilizante agrícola provenientes dos resíduos sólidos gerados no processo de obtenção de álcool a partir da hortaliça.
Produção de etanol a partir da batata-doce
Nacionalmente, a produção de álcool a partir do biocombustível da batata-doce é pouco empregada, contudo, tal cultura apresenta grande potencial, uma vez que tem se realizado melhoramento genético em cultivares de batata-doce, com o que se verificou alto potencial para a obtenção de álcool. Estudos demonstraram, efetivamente, que a produtividade de álcool/etanol com tal cultivar foi duas vezes maior que os valores obtidos a partir da cana de açúcar (GONÇALVES, 2011).
O processo básico para obtenção de etanol a partir de batata doce consiste em 6 passos, conforme Figura 1: moagem, preparo do mosto, liquefação, sacarificação, fermentação e destilação (GÜLDEN, 2019).
Figura 1: produção simplificada de etanol a partir da batata doce. 
Quando comparamos a produtividade entre a cana de açúcar e a batata-doce, podemos parecer que a batata-doce tem potencial produtivo de etanol tão grande quanto, porem a situações que favorecem a batata-doce, como por exemplo, a quantidade de colheitas no ano, a cultura apresenta um ciclo muito curto cerca de 150 dias, enquanto a cana de açúcar pode levar de um ano, nas suas colheitas a batata-doce pode produzir uma quantidade enorme de biomassa, outro aspecto é o baixo custo do cultivo de batata-doce que gira em torno de 2.666,0 mil reais por hectare plantado, o custo do hectare plantado de cana, se for mecanizada é algo em torno de 5.467,0 mil reais e 5.047,0 mil reais de for plantio manual, ou seja, cerca de 50% a menos por cada hectare plantado, sendo uma economia considerável. Para produção de etanol, no processamento, podem ser utilizadas batatas consideradas refugo, ou seja, fora do padrão comercial (com defeitos de forma, muito pequenas ou muito grandes ou com cortes resultantes do processo de colheita). Também não há necessidade de separação das batatas considerando-se suas características de cor de casca ou cor de polpa. Entretanto, é preferível utilizar cultivares de batata-doce que tenham sido selecionadas para esta finalidade. 
A batata-doce se estabelecendo como matéria prima na produção de etanol pode trazer muitos benefícios a camadas mais subdesenvolvidas no Brasil. Uma vantagem competitiva da batata-doce é o seu curto ciclo de produção, o que permite que sejam conduzidas duas safras por ano. Um dos pontos fortes dessa cultura é a sua aptidão natural voltada para pequenas e médias propriedades. Em função de sua rusticidade e das exigências de terras de baixa a média fertilidade e do ciclo curto, essa é uma planta que se enquadra perfeitamente no sistema de agricultura familiar (Silveira, 2008). 
A geração de emprego e renda é uma das principais preocupações atuais para, quando se trata de implantar qualquer atividade econômica. Os benefícios sociais para a produção da batata-doce neste trabalho foram estimados pela quantidade de massa salarial usada na produção, ou seja, quantidade e o valor pago pela mão de obra necessária para o cultivo da cana e da batata-doce. Sendo assim possível medir os efeitos sociais do projeto da batata-doce por hectare que emprega em torno de 53 dias/homem, enquanto a cana-de-açúcar utiliza normalmente 47 dias/homem. A cultura da batata-doce é mais intensiva em mão de obra direta que a da cana-de-açúcar, logo a massa salarial é superior para a batata-doce (R$1060,00) do que a utilizada pela cultura de cana-de-açúcar (R$940,00). Assim é possível adicionar essa externalidade (massa salarial) no fluxo de caixa original para fins comparativos, agora não somente sob o ponto de vista do investidor privado, mas abrangendo os interesses da sociedade. Pelos indicadores apresentados (B/C e VPL), nesse caso acrescidos da externalidade (massa salarial), as duas culturas são viáveis, porém a produção da batata- doce demonstra ser mais atrativa do que a produção da cana quando são considerados os benefícios sociais como geração de emprego e renda (Tabela 4). (RODRIGUES, 2012). 
Com a tendencia de cada vez mais o cultivo da cana de açúcar seja mecanizado, o número de empregos gerados por safra, logo para trabalhadores com pouco grau de escolaridadeas oportunidades se tonariam mais escassas. Como a cultura da batata-doce ainda praticada quase toda de trabalho manual, esses grupos de trabalhadores teriam mais oportunidades. Não apenas eles mais o agricultor familiar que estiver inserido no mercado de etanol, ou seja, que destine sua produção ao um comprador certo, até mesmo vender a produção antes de colher, já seria um avanço como grande para a geração de renda familiar.
Utilizar fontes amiláceas para a produção de etanol, como é o caso da batata-doce, apresenta um grande desafio, pois, a levedura responsável pela fermentação alcóolica, Saccharomyces cerevisiae, não é capaz de metabolizar o polissacarídeo amido. Diante disso, deve-se então implementar as etapas predecessoras de liquefação e sacarificação para quebrar as ligações glicosídicas que compõe este polissacarídeo, para obter a glicose. (GÜLDEN, 2019). A quebra do amido pode ser realizada através da hidrólise ácida ou enzimática. A hidrólise ácida possui vantagem em relação q velocidade de sacarificação, porém existem relatos de problemas relacionados à corrosão dos equipamentos e a necessidade de neutralização da solução após a hidrólise, o que diminui significativamente a utilização desta técnica (CEREDA, 2003). 
A hidrólise enzimática é uma técnica consolidada nos EUA, onde o etanol é produzido a partir do milho. As enzimas utilizadas são denominadas amilolíticas e podendo ser classificadas em dois grupos, endoamilases e exoamilases, de acordo com a forma de atuação. As endoamilases podem atuar no interior do amido de forma randômica, e possui a função de catalisar a hidrólise de ligações α-1,4, gerando oligossacarídeos lineares e ramificados. Por sua vez as exoamilases hidrolisam as extremidades das cadeias de amilose e amilopectina agindo tanto sobre as ligações α-1,4 quanto sobre as α-1,6. Dentre as enzimas denominadas endoamilases, a mais conhecida é a α-amilase, e entre as exoamilases, a mais comumente empregada é a glucoamilase (CINELLI, 2012). 
As enzimas endoamilases e exoamilases possuem faixas diferentes consideradas ótimas de pH e temperatura, devido a isto, usualmente são adicionadas em diferentes etapas. Na etapa de liquefação a primeira a ser adicionada é a endoamilase, após a liquefação, o pH e a temperatura são ajustados e a exoamilase é adicionada na etapa chamada de sacarificação. Após o processo de sacarificação, ocorre então processo de fermentação dos açúcares obtidos (SCHWEINBERGER, 2016). 
De forma alternativa, ainda pode-se aplicar o método de Sacarificação Simultânea com a Fermentação (SSF). Neste método, logo após a liquefação, a glucoamilase e a levedura são adicionadas ambas em uma única etapa. Este método possui a grande vantagem de que a glicose é liberada na medida em que a levedura consegue metabolizá-la, evitando assim problemas relacionados à elevada concentração de glicose no meio, assim como elevação da pressão osmótica, que prejudicam o desempenho da levedura. Entretanto, o fato de ocorrerem em uma única etapa torna impossibilitado que se opere nas faixas ótimas para as variedades de pH e temperatura de cada microrganismo (SCHWEINBERGER, 2016). Outra metodologia apresentada para a produção de etanol para materiais amiláceos assim como a batata-doce, é o processo ácido que é relativamente simples e pode ser realizado usando-se soluções diluídas ou concentradas de ácido.
Aplicação de ácido diluído e temperatura alta: é feita com ácido sulfúrico diluído a 1% – 4% peso/peso adicionado ao substrato e aquecido a uma temperatura de cerca de 175o C (pressão de 10 atm), então neutralizado com hidróxido de cálcio, ou alguma outra base, e então é lavado. Entretanto esse processo possui limitações acerca do custo dos equipamentos, pois estes devem suportar a alta temperatura e pressão que são condicionadas durante o processo. Esta etapa é conduzida sob alta temperatura e pressão (150o C–250o C) e com tempo de reação na ordem de segundos ou minutos, o que pode facilitar o processo contínuo. Outro problema desse processo é que a combinação de alta temperatura e pressão obriga o uso de materiais especiais, o que torna o reator caro. Além disso, a conversão é relativamente baixa. A maior vantagem desse método, principalmente quando se leva em consideração portes de média e grande escala, é a rápida taxa de reação, o que facilita o processo contínuo (MACHADO, 2006). 
Aplicação de ácido forte e temperatura baixa: Inicialmente, o material é misturado com ácido sulfúrico diluído (10%) e aquecido a 100o C por 2 a 6 horas no primeiro reator de hidrólise. As baixas temperatura e pressão minimizam a degradação dos açúcares. Para a recuperação dos açúcares, o material hidrolisado no primeiro reator é lavado com água diversas vezes. O resíduo sólido do primeiro estágio é, então, seco e adicionado de ácido sulfúrico numa concentração de 30% a 40% por 1 a 4 horas para a etapa de hidrólise da celulose. O material é drenado e filtrado para remoção dos sólidos e recuperação do açúcar e do ácido. A solução com ácido e açúcar do segundo estágio é reciclada para a primeira etapa. Os açúcares da hidrólise da segunda etapa são, então, recuperados no líquido da primeira etapa de hidrólise. A principal vantagem do processo ácido concentrado é a eficiência na recuperação de açúcares, que pode chegar a 90% para celulose e hemicelulose (MACHADO, 2006). 
As baixas temperaturas e pressões permitem o uso de materiais com menor custo, como fibra de vidro. Infelizmente, é um processo relativamente lento que exige um controle rígido. Além disso, é necessário que haja um sistema efetivo para recuperação do ácido. Sem essa etapa, quantidades muito grandes de base teriam que ser utilizadas para neutralizar a solução de açúcares antes da fermentação. Essa neutralização forma sais (mais comumente sulfatos de sódio ou cálcio) que requerem tratamento, e causam uma despesa adicional (MACHADO, 2006).
Os resíduos gerados da obtenção de etanol da batata doce são basicamente resíduos da cultura (parte aérea) e a vinhaça, semelhante a mesma obtida com o processamento da cana de açúcar. O volume de resíduo aquoso gerado na produção de etanol a partir de batata-doce é de 6,4 litros para cada litro de etanol produzido, ou seja, a razão de produção é da ordem de 1:6,4 e o teor de sólidos no resíduo é de 4-6 % (WU, 1988). 
Como a produção média de etanol de batata-doce é de 130 l.t-1 e que no ano de 2013 foram produzidas no Brasil cerca de 505.350 t de batata-doce em uma área plantada total de quase 40 mil hectares (IBGE, 2013) estima-se que se toda essa produção e área fosse reservada apenas para a produção de etanol se obteria um volume de mais de 65 milhões de litros de etanol como também mais de 420 milhões de litros de resíduo (SILVEIRA, 2008).
Para a definição da melhor estratégia de destinação dos resíduos é fundamental que se conheça a caracterização física e química dos resíduos agroindustriais. Na maioria das vezes estas informações não estão disponíveis ou são escassas e não permitem que seja explorado todo o potencial de utilização destes rejeitos (COELHO, 2014). 
A destinação dos resíduos oriundos da batata-doce pós-processada em usinas de etanol seria viável para alimentação animal. Seu uso, contudo, deve ser como complemento alimentar e deve ter características químicas e bromatológicas satisfatórias para esse fim (SILVEIRA, 2008). O resíduo obtido da produção de etanol pela fermentação da batata-doce, após armazenamento, não apresenta composição constante e apresenta alto teor de umidade, o que dificulta seu emprego na alimentação animal. Porém, seu uso pode ser empregado para fertirrigação com ressalvas para o controle dos níveis de nitrogênio e potássio (SIQUEIRA, 2015). 
Vários estudos sobre a disposição da vinhaça no solo vêm sendo conduzidos, enfocando-se os efeitos no pH do solo, propriedades físico-químicas e seus efeitos na cultura da cana-de-açúcar mas poucos avaliaram o real potencial poluidor da vinhaça sobre o solo e lençol freático já que, em virtude dos elevados níveis dematéria orgânica e nutrientes, principalmente potássio, quase todas as destilarias brasileiras têm adotado sua utilização na fertirrigação de plantações de cana-de-açúcar (LYRA, 2003). 
Os processos biotecnológicos são outra opção de destinação e vêm sendo amplamente difundidos em vários segmentos industriais. A utilização de resíduos agroindustriais pode servir como matéria-prima para estes processos biotecnológicos. Isto porque a maioria dos materiais de origem orgânica, como subprodutos da agroindústria de baixo valor comercial, porém elevado teor de carboidratos, podem servir de substrato para processos fermentativos (MEINHARDT, 2005). A biotransformação gera resíduos e produtos biodegradáveis, as transformações microbianas têm o direcionamento do sistema de reação para a obtenção de um produto definido. A aplicação de resíduos agroindustriais em bioprocessos disponibiliza substratos alternativos e ajuda a resolver problemas relacionados a disposição inadequada de resíduos sólidos (MARÓSTICA JR; PASTORE, 2005). 
O poder poluente da vinhaça ultrapassa o do esgoto doméstico cerca de cem vezes em decorrência da sua riqueza em matéria orgânica, baixo pH, elevada corrosividade e altos índices de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), além de elevada temperatura na saída dos destiladores; é considerada altamente nociva à fauna, flora, microfauna e microflora das águas doces, além de afugentar a fauna marinha que vem às costas brasileiras para procriação. A vinhaça é caracterizada como uma fonte potencialmente poluente, contudo de alto valor fertilizante. (FREIRE; CORTEZ, 2000). 
Além da poluição dos solos e água, advinda da lixiviação dos resíduos, a inutilização desses, pode representar perda de biomassa e de nutriente e também elevar 22 os valores dos produtos finais, uma vez que o tratamento, transporte e a disposição final dos resíduos influenciam diretamente o custo do processo (ROSA, 2011). 
O RBD, assim como a vinhaça mencionada anteriormente, também pode ser caracterizado como tendo um alto poder poluente (cem vezes a do esgoto doméstico), decorrendo de sua alta riqueza de material orgânico e por possuir componentes como: nitrogênio, fósforo e potássio (ABREU JR, 2005). Este resíduo possui alto teor de sólidos suspensos, um potencial poluente muito elevado e um baixo teor de oxigênio dissolvido que não é suficiente para neutralizar o grande teor de matéria orgânica, não devendo assim ser descartado em corpos hídricos sem que haja prévio tratamento (COELHO, 2014). 
O aproveitamento de resíduos agroindustriais e florestais destaca-se na produção de combustíveis renováveis, produtos químicos e de energia, uma vez que sua disponibilidade acaba por solucionar o problema do acúmulo de resíduos e evita a contaminação do solo, das águas superficiais e subterrâneas que segundo são provocados pelo excesso de nutrientes e alta carga orgânica presente nesses resíduos (FERREIRA-LEITÃO, 2010. BERTONCINI, 2014). A batata-doce apresenta um grande potencial de uso para o setor energético e toda sua cadeia de produção gera insumos que podem ser aproveitados para diversificados fins, podendo agregar valor aos seus produtos derivados e diminuir custos de produção.
Considerações finais 
A batata-doce caracteriza-se como uma oportunidade para o Brasil, colocando sobre seus desafios sobrea mesa, fica evidente, claro, que o trabalho ainda é árduo, mas cultura tem um potencial ainda não explorado muito grande. Os pequenos produtores e agricultores familiares que já tiram da cultura sua fonte de rendo tem uma visão mais ampla doque pode ser realizar com o potencial produtivo e genético da batata-doce. Principalmente quando falamos de produção de etanol, pois a cultura já tem cultivares melhoradas que apresentam ótimos teores de biomassa, para ser convertida, com bons teores de carboidratos. É notório a larga produção de etanol a base de cana de açúcar, no entanto a batata-doce viria para agregar em regiões onde não tem área tão extensas como demanda os canaviais para serem produtivos, a batata-doce por ser uma cultura mais por render mais por hectare em biomassa e ter a vantagem de ter mais de 2 colheitas por ano e ser de fácil cultivo, pode ser utilizada em regiões onde não á a produção de etanol ainda.
Uma medida como esta iria acrescentar valor a cadeira produtiva a região, incentivaria mais cultivo de batata-doce e seria mais uma fonte de renda para agricultores e pequenos empresários, além de gerar empregos, para a população da região. Quando ao potencial uso de para a produção de amido, os argumentos se assemelham, a fécula a base de batata-doce tem uma qualidade melhor que a de mandioca, que é a principal matéria prima do produto hoje no Brasil. Uma potencialidade para o produto é ser popularizado, mostrando os benefícios e qualidade em comparação ao amido de mandioca, outra opção seria introduzir o amido ou a fécula de batata-doce a culinária gourmet, por ser um produto melhor, nesse senário teria uma exposição muito maior.
Porém para o desenvolvimento de projetos como estes, do etanol e amido, seria necessária uma ação muito bem organizada, entre os setores produtivos e o consumidor, algumas garantias deveriam ser preestabelecidas, para isso a participação do governo juntamente com o setor privado que seria o destino final do produto. Avanços como estes serão cada vez mais necessários, aumentar a diversidade de matérias primas, a preocupação com o meio ambiente, com acordos internacionais, ficar atendo a oportunidades de crescimento, industrial e social é exatamente o que um país subdesenvolvido como o Brasil precisa fazer.
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