Introdução aos processos fermentativos – Primeira parte Aula 6 Seleção do microorganismo fermentativo Adaptação dos microorganismos

Processos Fermentativos Processos químicos: Realizado entre compostos químicos usando-se catalisadores químicos. Processos Enzimáticos: Transformação química realizada por catalisadores biológicos (enzima) na ausência de seres vivos. Processos Fermentativos ou biológicos: Transformação realizada pelos microrganismos (biocatalisadores). Os M.O´s metabolizam o composto químico.

Exemplos de Processos Fermentativos Processos químicos: formação da borracha de silicone. Silicone líquido + catalisador químico poliálcool com íons = borracha de silicone Processos Enzimáticos: tratamento de suavização e amolecimento das fibras de algodão de jeans. Processos Fermentativos ou biológicos: Produção de álcool, vinho, cerveja, vitaminas, medicamentos, enzimas.

Fermentação Processo de transformação bioquímica de uma determinada substância para obtenção de energia sem utilizar oxigênio livre no meio através de um microorganismo. Transformação de uma molécula orgânica com maior carga energética, em energia, na forma de ATP principalmente, e outra molécula orgânica receptora dos prótons produzidos durante o processo.

Fermentação = MO + substrato Para que a fermentação do substrato ocorra o M.O. fermentador deveestar saudável e nas condições ideais de crescimento. Funções orgânicas em perfeito estado; Vias metabólicas funcionando e adaptadas ao substrato; Formação do produto não deve inibir a fermentação. (Controle de feedback)

Produto A formação do produto indica a forma de modular o processo fermentativo; As características físico-químicas do produto fornecem as informações para controle do processo: controle da população de microorganismos, controle da formação de sub-produtos, controle do consumo de nutrientes;

Características desejadas de um M.O. fermentador Apresentar elevada eficiência na conversão de um dado substrato. Permitir o acúmulo do produto no meio de forma a se ter elevada concentração do produto no caldo fermentado. Não produzir substâncias incompatíveis com o produto. Apresentar constância quanto ao comportamento fisiológico.

Quanto a função do M.O.? Características de eficiência em um trabalho: Economia: manutenção – meios/mosto Eficiência: alta capacidade de produção Agilidade: produção em menor tempo Competência: capacidade de produção com diferenças entre o substrato e fatores externos mantendo o rendimento. Adaptabilidade: capacidade de manter a produção com diferentes tipos de ambiente.

M.O. deve multiplicar-se para produzir Crescimento microbiano Característica de cada espécie; Adaptação de cada cepa; Nutrição direcionada a formação do produto Substâncias necessárias para a formação do produto ou melhora no rendimento.

O que é o crescimento dos M.O.´s? Crescimento é o aumento da população de indivíduos com as mesmas características em um meio. aumento do número de células. unicelulares: aumento da população depende de ≈ 2000 reações bioquímicas Catabolismo Anabolismo

Características dos microorganismos quanto ao crescimento Quanto ao ambiente dependem de: Água; Temperatura; pH; Oxigênio; Fontes de Carbono e energia

Água Atividade de água – Ajuste da molaridade interna: K+ – Estabilidade e atividade de enzimas Atividade de água regulada pela concentração de sais. Os M.O. podem ser classificados quanto a tolerância a sais: não halofílicos halofílicos moderados halofílicos extremos:> 15% de sal

Solutos que podem ser empregados no equilíbrio osmótico

Temperatura temperaturas referênciais: mínima ótima máxima A temperatura regula: velocidade das reações químicas (enzimas) M.O.´s possuem grande amplitude de temperaturas de crescimento temperaturas referênciais: mínima ótima máxima

Classificação dos microrganismos de acordo com a temperatura de crescimento Psicrófilos de -20°C à 10°C Mesófilos de 10°C à 50°C Termófilos de 50°C à 110°C Hipertermófilos > que 120°C - vulcões

pH pH interno deve ser mantido em ≈ 7,2 (de 7,0 à 7,4) ação: influência nas interações de cargas entre os aminoácidos das cadeias protéicas: estrutura e função das proteínas estratégia: liberando ou absorvendo íons

Classificação dos microrganismos de acordo com o pH de crescimento • Acidófilos; • Neutralófilos; • Alcalófilos; – em geral: » bolores e leveduras: 5-6 » protozoários: 6,7-7,7 » algas: 4-8,5 » bactérias: mínimo = 4 ótimo = 6-8 máximo = 9

Oxigênio aeróbios anaeróbios – estritos – aerotolerantes facultativos Último aceptor de elétrons na CTE dos organismos aeróbios. Classificação dos microrganismos de acordo com as relações com o oxigênio: aeróbios anaeróbios – estritos – aerotolerantes facultativos

Anaeróbios obrigatórios Anaeróbios facultativos Microaerófilos Anaeróbios aerotolerantes

Fontes de C e de energia Classificação dos microrganismos de acordo com a fonte de carbono e energia – quimiorganotróficos – quimiolitotróficos – fotolitotróficos – fotorganotróficos