Estudo da Imobilização Celular de Saccharomyces Cerevisiae em Alginato de Cálcio

Abstract

A imobilização celular é um termo que descreve as muitas formas em que as células podem ser encapsuladas ou aprisionadas. Um dos métodos mais utilizados da imobilização celular é a encapsulação em matriz porosa. É baseada na inclusão de células dentro de uma rede/malha rígida impedindo que as células se difundam no meio. Possui vantagens comparada com o sistema convencional, como a alta densidade celular e processos mais rápidos, mas a transferência de massa e os parâmetros ideais são dificuldades encontradas na encapsulação. Neste trabalho foi estudado o processo de imobilização celular de leveduras através da técnica de encapsulação em alginato de cálcio durante a fermentação alcoólica. Para isso, realizou-se 4 etapas: a pré-fermentação, teste experimentais preliminares, experimento e a aplicação da encapsulação. Com os testes preliminares foi possível encontrar 11 variáveis que influenciam na encapsulação, onde 3 delas foram estudadas no experimento: a concentração do alginato de sódio, do cloreto de cálcio e a concentração inicial de leveduras. Nas concentrações de 3% e 4% de alginato de sódio, o pH, °Brix, a turbidez e o diâmetro das esferas foram semelhantes, mas utilizou-se a concentração de 3% nas próximas fermentações para diminuição dos custos. O mesmo foi observado com 3% e 4% de cloreto de cálcio nas análises de etanol e consumo de substrato. Com diferentes concentrações inicias de levedura (4x105 , 5x106 e 1x107 células/mL), verificou-se que com a maior concentração de levedura o processo de fermentação foi mais rápido. O produto selecionado para aplicar essas variáveis foi a sidra. Conseguiu-se obter uma produção de etanol maior na sidra com leveduras imobilizadas que nas leveduras livres, já que nas primeiras leveduras são protegidas do etanol pela matriz. Análises de turbidez e coloração entre as sidras foram relacionadas. Com imagens realizadas pelo MEV, observou-se o crescimento celular nas esferas de alginato de cálcio. Concluem-se que a encapsulação de leveduras com alginato de cálcio possui vantagens como: alta concentração de células e produção de etanol mais rápida, e quando estudada as suas variáveis, é possível reduzir os custos desse método de imobilização.