PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DO PERMEADO DE SORO EM PÓ COMO SUBSTRATO PARA A LEVEDURA Kluyveromyces marxianus CCT 4086
Resumo
O soro é o principal efluente dos laticínios que, muitas vezes, é lançado diretamente nos mananciais hídricos e solos sem tratamento prévio, gerando poluição. O permeado de soro em pó é um subproduto do soro de queijo tratado por processos de ultrafiltração e desidratação para retirada das proteínas (parte nobre). Seu uso para a produção de etanol diminui os problemas ambientais e contribui como uma nova matéria-prima barata e renovável, considerando a necessidade de uma matriz energética mais diversificada. Teve-se, com o presente trabalho, como principal objetivo a avaliação da produção de etanol a partir do permeado de soro em pó. Para tanto, a levedura Kluyveromyces marxianus foi utilizada para o processo de fermentação alcóolica, a qual se destaca pela capacidade de assimilar diretamente a lactose por meio da fermentação. Foram estudados parâmetros como a quantidade de água para a diluição do permeado de soro em pó, concentração adequada do substrato e do inóculo, nas temperaturas de 30 °C e 35 °C no tempo de fermentação de 48 horas, sem adição de outros nutrientes. Amostras de 40 mL foram retiradas em vários tempos de fermentação para a análise de pH e °BRIX. A etapa posterior foi a da destilação. O pH se manteve próximo aos parâmetros recomendados para a fermentação alcoólica e para a levedura, assim, não se necessitou de correção em nenhum dos três experimentos em replicata. O consumo de sólidos solúveis totais chegou próximo a zero, indicando a conversão do açúcar em etanol, o que possibilita a incorporação desse açúcar novamente na cadeia produtiva da indústria láctea ou na própria unidade produtora de álcool, sendo uma boa alternativa em termos econômicos pelo reaproveitamento da lactose e por não interferir na oferta e na demanda de alimentos frente à questão energética e ambiental no sentido de minimização de impactos.
Palavras-chave: Queijo. Soro. Permeado. Etanol. Fermentação.
Downloads
Referências
ABIQ. O mercado de queijos e suas perspectivas. 2015. Disponível em:<http://leiteederivados.com.br/artigo-a-evolucao-do-mercado-de-queijos-e-suas-perspectivas/>. Acesso em 11 mai. 2015.
ABNT NBR ISSO 14001. Sistemas de gestão ambiental - requisitos com orientações para uso. Rio de Janeiro, 2004.
ANDRADE, Ailton Cesar de. Estudo da fermentação simultânea à hidrólise, de soro de queijo, utilizando lactase e Saccharomyces cerevisiae. Uberlândia. 2005. Disponível em: <http://repositorio.ufu.br/handle/123456789/587>. Acesso em: 28 abr. 2015.
ANDRADE, Rafael Leite Pinto de; MARTINS, José Francisco Pereira. Influência da adição da fécula de batata-doce (ipomoea batatas l.) sobre a viscosidade do permeado de soro de queijo. Campinas. 2002. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/cta/v22n3/v22n3a09.pdf>. Acesso em: 1 jun. 2015.
ARAUJO, Geraldo Jose Ferraresi de; NAVARRO, Luiz Felipe Scaranti; SANTOS, Bruno Antonio Santana. O etanol de segunda geração e sua importância estratégica ante o cenário energético internacional contemporâneo. São Paulo. 2013. Disponível em: <http://www.amigosdanatureza.org.br/publicacoes/index.php/forum_ambiental/article/view/492>. Acesso em: 25 mar. 2015.
ARAÚJO, Magno de Souza. Produção de etanol neutro a partir do soro de queijo coalho por destilação convencional. Pombal. 2013. Disponível: < http://150.165.111.246/ojs-pombal/index.php/PPSA/article/view/48>. Acesso em: 19 nov. 2014.
BACH, Fabiane. Avaliação das condições de produção de fermentado acético de soro de leite. Toledo. 2012. Disponível em: < http://tede.unioeste.br/tede/tde_arquivos/7/TDE-2012-09-27T212631Z-801/Publico/Fabiane%20Bach.pdf> . Acesso em: 11 mai. 2015.
BARBOSA, Antusia dos Santos et al. Utilização do soro como substrato para produção de aguardente: estudo cinético da produção de etanol. Mossoró. 2010. Disponível em: <http://www.gvaa.com.br/revista/index.php/RVADS/article/view/240>. Acesso em: 23 abr. 2015.
BARBOSA, Mariana Ricken; ARAÚJO, Euclídes Honório. Estudo da produção da enzima lactase utilizando soro de queijo e fungo filamentoso Aspergillus niger. 2007. Disponível em: <http://www.seer.ufu.br/index.php/horizontecientifico/article/viewFile/3786/2791>. Acesso em: 26 mar.2015.
BNDES E CGEE. Bioetanol de cana-de-açúcar: energia para o desenvolvimento sustentável. Rio de Janeiro. 2008. Disponível em: <http://www.bioetanoldecana.org/pt/download/bioetanol.pdf>. Acesso em: 22 abr. 2015.
CARMINATTI, Claudimir Antonio. Ensaios de hidrólise enzimática da lactose em reator a membrana utilizando beta-galactosidase Kluyveromyces lactis. Florianópolis. 2001. Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/81434/206490.pdf?sequence=1>. Acesso em: 30 mar.2015.
CARMO, Juliana Ribeiro do. Produção de etanol e pectinase por Kluyveromyces marxianus CCT 4086 utilizando resíduos do processamento do café (coffea arábica l.). Lavras. 2013. Disponível em: <http://repositorio.ufla.br/jspui/bitstream/1/1084/1/TESE_Produ%C3%A7%C3%A3o%20de%20etanol%20e%20pectinase%20por%20Kluyveromyces%20marxianus%20CCT%204086%20utilizando%20res%C3%ADduos%20do%20processamento%20de%20caf%C3%A9%20(Coffea%20arabica%20L.).pdf>.Acesso em: 15 jun. 2015.
CEMIG. Alternativas energéticas: uma visão Cemig. Belo Horizonte. 2012. Disponível em: < http://www.cemig.com.br/pt-br/A_Cemig_e_o_Futuro/inovacao/Alternativas_Energeticas/Documents/Alternativas%20Energ%C3%A9ticas%20-%20Uma%20Visao%20Cemig.pdf>. Acesso em: 22 abr. 2015.
CETESB. Guia técnico ambiental de produtos lácteos - série p+l. São Paulo. 2008. Disponível em: . Acesso em: 27 abr. 2015.
DOMINGUES, L; LIMA , N; TEIXEIRA, J A. Novas metodologias para a fermentação alcoólica do soro de queijo. Braga. 1999. Disponível em: <https://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/3671/1/CNQA-C15-30%5B2%5D.PDF>. Acesso em: 26 mar. 2015.
FIGUEIREDO, Paulo. Indústrias agro-alimentares. Lisboa, 2001. cap. 1 e 2, p. 1-36.
FORTUNATO, Michelle Ramos Cavalcante. Utilização do simulador superpro designer® para avaliação do aproveitamento de soro de queijo para a produção de etanol. Rio de Janeiro, 2012. Disponível em:< http://tpqb.eq.ufrj.br/download/soro-de-queijo-para-producao-de-etanol.pdf>. Acesso em: 25 mar. 2015.
GABARDO, Sabrina. Otimização da bioconversão da lactose do soro de queijo em etanol em sistemas de biorreatores imobilizados. Porto Alegre. 2011. Disponível em:< http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/28867>. Acesso em: 23 abr. 2015.
KOHLHEPP, Gerd. Análise da situação da produção de etanol e biodiesel no Brasil. Alemanha. 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142010000100017>. Acesso em: 23 abr. 2015.
MACHADO, Rosângela Moreira Gurgel et al. Sistemas de tratamento utilizados para efluentes líquidos de laticínios. Belo Horizonte. 1999. Disponível em: <http://www.bvsde.paho.org/bvsaidis/brasil20/i-086.pdf>. Acesso em: 1 jun. 2015.
MAPA. Leite em natureza art. 475. 1952. Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br/arq_editor/file/Aniamal/dipoa/Links_Rispoa/LEITE_EM_NATUREZA.rtf>. Acesso em: 18 mar.2015.
MAPA. Portaria nº 146 de 07 de março de 1996. Disponível em: <http://www.sfdk.com.br/imagens/lei/MA%20-%20Portaria%20146.htm>.Acesso em: 18 mar. 2015.
MARTINS, Danyelly Bruneska. Produção de b-galactosidase e biomassa por Kluyveromyces marxianus sob diferentes condições de cultivo. Recife. 2004. p. 1 -8.
MENDES, Adriano Aguiar; PEREIRA, Ernandes Benedito; CASTRO, Heizir Ferreira de. Biodegradação de águas residuárias de laticínios previamente tratadas por lipases. Lorena. 2006. Disponível em: <http://www.researchgate.net/profile/Adriano_Mendes/publication/259850600_Biodegradao_de_guas_Residurias_de_Laticnios_Provenientemente_Tratadas_por_Lipases/links/53ec82110cf24f241f157f29.pdf>. Acesso em: 1 jun. 2015.
MURARI, Cleidiane Samara et al.. Avaliação da redução na poluição dos laticínios, a partir da fermentação do soro de leite em etanol pela levedura Kluyveromyces marxianus 229. Juiz de Fora. 2013. Disponível em: <http://www.revistadoilct.com.br/rilct/article/view/35>. Acesso em: 18 nov. 2014.
OLIVEIRA, Eunice Helena Perpétuo de. Preparação de membranas microporosas para tratamento de efluentes da indústria de alimentos. Florianópolis. 2000. p. 10-13.
OLIVEIRA, Débora F. de; BRAVO, Claudia E. C.; TONIAL, Ivane B. Soro de leite: um subproduto valioso. Juiz de Fora. 2012. Disponível em: <http://www.revistadoilct.com.br/rilct/article/view/215>. Acesso em: 27 abr. 2015.
ORNELAS, Ana Paula Rodrigues de Castro. Atividade de β-galactosidase em Kluyveromyces marxianus var. lactis na fase de desaceleração do crescimento em soro de queijo ultrafiltrado. Viçosa, 2001. Disponível em: <http://alexandria.cpd.ufv.br:8000/teses/ANA%20PAULA%20RODRIGUES%20ORNELAS.PDF>.Acesso em 26 mar. 2015.
PERRY, Katia S. P.. Queijos: aspectos químicos, bioquímicos e microbiológicos. Belo Horizonte. 2003. Disponível em: < http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422004000200020&script=sci_arttext> . Acesso em: 30 mar.2015.
SANDRI, J. P. et al. Hidrólise enzimática do permeado de soro de queijo. Vassouras. 2014. Disponível em: < http://www.proceedings.blucher.com.br/article-details/hidrlise-enzimtica-do-permeado-de-soro-de-queijo-11139>. Acesso em: 11 mai. 2015.
SILVA, Danilo José P. da. Resíduos na indústria de laticínios. Rio de Janeiro. 2011. Disponível em: < https://www2.cead.ufv.br/sgal/files/apoio/saibaMais/saibaMais2.pdf>. Acesso em: 19 jan. 2015.
SISO, M. I. Gonzfilez. The biotechnological utilization of cheese whey: a review. Espanha. Disponível em: <http://cmapspublic3.ihmc.us/rid=1N1XZDWKH-PZSF54-GBM9/Siso%20-%201996%20-%20The%20biotechnological%20utilization%20of%20cheese%20whey%20a.pdf>. Acesso em: 18 nov.2015.
SOUZA JÚNIOR, Cláudio Galvão de. Aplicação de céulas recombinantes da levedura kluyveromyces marcianus em soro de queijo. Recife. 2004. Disponível em: <http://repositorio.ufpe.br/bitstream/handle/123456789/1933/arquivo5106_1.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em: 23 abr. 2015.
SOUZA, Vander Fillipe de. Análise da cadeia produtiva do etanol e do biodiesel. Lavras. 2011.Disponível em: <http://repositorio.ufla.br/jspui/bitstream/1/4540/1/TCC_An%C3%A1lise%20da%20cadeia%20produtiva%20do%20etanol%20e%20do%20biodiesel>. Acesso em 18 nov. 2014.
STREMEL, Dile Pontarolo et al. Avaliação de diferentes rotas de produção de etanol biocombustível a partir de resíduos de indústrias lácteas. Palotina. 2013. Disponível em: <http://ojs.c3sl.ufpr.br/ojs/index.php/rber/article/download/33795/Avalia%C3%A7%C3%A3o%20de%20diferentes%20rotas%20de%20produ%C3%A7%C3%A3o%20de%20etanol%20biocombust%C3%ADvel%20a%20partir%20de%20res%C3%ADduos%20de%20ind%C3%BAstrias%20l%C3%A1cteas>. Acesso em: 18 nov. 2014.
TORRES NETO, Alberto Brandão. Estudo da pré-hidrólise ácida da palma forrageira (Opuntia ficus-indica mill). Campina Grande. 2009. Disponível em: <http://www.deag.ufcg.edu.br/copeag/DISSERTACOES_E_TESES_PPGEA/DISSERTA%C7%C3O/ARMAZENAMENTO/2009/Alberto%20Brand%E3o%20Torres%20Neto.pdf>. Acesso em: 15 jun. 2015.
ZAFAR, Salman; OWAIS, Mohammad. Ethanol production from crude whey by Kluyveromyces marxianus. Índia. 2005. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369703X05001919>. Acesso em: 23 abr.2015.
ZAPAROLI, Juliana Curzel et al. Alta bioconversão da lactose do soro de queijo a etanol em reatores de células imobilizadas de diferentes linhagens de Kluyveromyces marxianus. Porto Alegre. 2010. Disponível em: < http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/45533> Acesso em: 18 nov. 2014.