Fermentação com alto teor alcoólico com e sem reciclo celular utilizando hidrolisado de milho esterilizado por radiação ionizante

• Autor(a) principal: Husein, Gustavo
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-26042023-143514/
• topic: Acelerador de elétrons; Alcohol Fermentation; Cell recycling; Corn mash; Electron Accelerator; Fermentação alcoólica; Grãos úmidos de destilaria (WDG); Hidrolisado de milho; Reciclo de células; Very high gravity (VHG); Very high gravity (VHG); Wet Distillery Grains (WDG)

A presença de contaminação bacteriana é comum no processamento do etanol a partir de milho, já que o mosto não é esterilizado antes do processo, podendo causar redução da eficiência e produtividade. Além disso, outro fator importante na redução da produtividade do processo está relacionado à baixa concentração de células de leveduras, acarretando em maior tempo para o consumo do substrato e o crescimento do fermento. Visando aumentar a produtividade, as fermentações com alto teor de sólidos (VHG), com concentrações de açúcares superiores a 250 g.L1, foram implementadas, porém a alta pressão osmótica existente no início da fermentação e o alto teor alcoólico alcançado ao final do processo resultam em significativo estresse para as células de levedura. O objetivo do trabalho foi investigar a viabilidade de uma dada proposta tecnológica da aplicação do reciclo celular no processamento de etanol a partir de milho com alto teor alcoólico (VHG), utilizando alta densidade celular de inóculo e mosto esterilizado por radiação ionizante, assim como verificar a composição bromatológica dos grãos úmidos de destilaria com solúveis (WDGS) gerados no processo proposto, visando aumentar a produtividade do processo fermentativo e manter a qualidade nutricional do WDGS. Para isso, foi utilizado mosto na concentração de 258 g.L1 de açúcares redutores totais (ART) e a levedura Thermosacc Dry em duas concentrações iniciais, com 1 e 3% (m.v1) de células, realizando o reciclo celular integral e com retirada de 59,5 gramas por litro de células nos Tratamentos iniciados com 3% (m.v1) de inóculo, assim como uma fermentação controle com 1% (m.v1) de inóculo sem a realização de reciclo, totalizando três Tratamentos. Devido ao baixo crescimento celular e queda na viabilidade, somente um reciclo foi realizado, limitando o ensaio à dois ciclos fermentativos. As fermentações com 3% (m.v1) de inóculo e reciclo de células resultaram em maiores teores alcoólicos, com valores médios de 14,04 ±0,01 (v.v1) e produtividade média no primeiro ciclo de 3,725 ±0,07 g.L1.h1 e 2,335 ±0,04 g.L1.h1 no segundo ciclo, totalizando uma produtividade média em ambos os ciclos de 2,845 ±0,01 g.L1.h1, enquanto que o vinho proveniente da fermentação submetida ao Tratamento com 1% (m.v1) de inóculo e sem reciclo de células alcançou um teor alcoólico de 13,73 ±0,01 (v.v1) e produtividade de 2,66 ±0,01 g.L1.h1. Em relação à composição do WDGS, a aplicação do reciclo e maior concentração de células inicial também promoveu influência positiva na qualidade nutricional do coproduto, independente da quantidade de células retirada entre os reciclos, com valor médio no conteúdo proteico de 15,125% (massa seca), contra 14,37% (massa seca) obtido no Tratamento com 1% (m.v1) de inóculo e sem reciclo de células. Conclui-se que a utilização de uma maior concentração inicial de células e a reutilização da levedura por mais um ciclo trouxeram benefícios tecnológicos para o processo de produção de etanol a partir de milho, aumentando a produtividade fermentativa e a qualidade nutricional do WDGS