Resumo

O uso de microrganismos imobilizados permite um aumento da produtividade devido à elevada concentração de células, facilitando a recuperação dos produtos de interesse, a separação das células do meio e a sua reutilização. O objetivo do trabalho foi produzir um fermentado alcoólico de cana de açúcar utilizando células imobilizadas em alginato de cálcio. O caldo de cana foi diluído com adição de água destilada para ajustar o teor de sólidos solúveis para 15 ºBrix. A levedura utilizada foi Saccharomyces cerevisiae cepa UFLA CA11 da Universidade Federal de Lavras. Para obter as bioesferas de células imobilizadas, a suspensão celular de S. cerevisiae foi misturada em solução de alginato de sódio em um frasco Mariotte realizando o gotejamento em um frasco contendo a solução de CaCl2, formando esferas de alginato de cálcio. O mosto de caldo de cana foi inoculado com as células imobilizadas totalizando 5520 bioesferas com concentração de 1,6x108 células/mL, num volume final de 500 ml. Os álcoois, ácidos orgânicos e os açúcares redutores foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), sendo o último também avaliado pela metodologia do ácido-3,5-dinitrosalicílico (DNS). Após 48 horas de fermentação a glicose não foi mais detectada, enquanto que a concentração de frutose presente foi de 1.28 g.L-1. A concentração de sacarose presente no mosto foi reduzida de 141.4 g.L-1 para 0.09 g.L-1. No início da fermentação, a concentração de açúcares redutores detectados pelo método de DNS foi de 9.32g. L-1, resultado semelhante ao encontrado pelo HPLC no qual a concentração de glicose mais frutose foi de 12.51 g.L-1. Foi possível observar um aumento na concentração de etanol ao longo do processo de fermentação, produzindo, ao final de 56 horas, 67 g.L-1. A concentração de glicerol no fim do processo foi 10.32 g.L-1. O rendimento de substrato consumido em etanol (Yp/s) foi de 0.42 g.g-1, correspondendo a uma eficiência de fermentação (Ef) de 81.62 %. A produtividade volumétrica (Qp) máxima de etanol foi de 1.20 g/L h. As concentrações de ácido succínico, oxálico, cítrico e acético foram 1.08 g.L-1, 0.15 g.L-1, 1.81 g.L-1, 5.66 g.L-1, respectivamente. A fermentação em batelada para produção de etanol por células de Saccharomyces cerevisiae cepa UFLA CA11 apresentou um rendimento satisfatório, alta eficiência demonstrando assim as vantagens da utilização de células imobilizadas em alginato de cálcio.