Apresentação TCC II
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ESTUDO DA PRODUÇÃO DE ÁCIDO LÁTICO A PARTIR DE VINHAÇA DE SOJA
Aluna: Camila Carolina KerstenEGQ 300 – TCC IIOrientadora: Karine Queiroga Bucholdz
Delimitação do tema
Estudo da produção de ácido lático a partir de vinhaça de soja por meio de fermentação lática a fim de aproveitar resíduo industrial, por meio de fermentação lática.
Problema e justificativa
Hoje a vinhaça de soja é incinerada para geração de vapor.
A vinhaça é rica em açúcares que podem ser convertidos em ácido lático, matéria prima de polímeros biodegradáveis.
Interesse ambiental e econômico.
Objetivos
OBJETIVOS GERAIS Produzir ácido lático a partir de vinhaça de
soja, por meio de fermentação, aproveitando resíduo industrial.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar a melhor concentração de sólidos
solúveis para a fermentação; determinar qual a cepa produz mais ácido
lático; avaliar a suplementação com extrato de
levedura.
Vinhaça de Soja
Subproduto
industrial;
Resíduo de difícil
processamento;
Atual solução é
queima;
Fonte: KARP et al. (2010)
Composição da Vinhaça de Soja
Componente Vinhaça (% em base seca)Estaquiose 11,09
Rafinose 22,07
Galactose 1,84
Total de carboidratos 35,0
Proteínas 13,3
Lipídeos 27,8
Cinzas 9,24
Fibras 14,6
Fonte: KARP et al.
(2010)
Fonte: LEBLANC et al. (2004) apud SANADA (2009)
Ácido Lático
Ácido orgânico fraco, branco, sólido a temperatura ambiente.
Acidulante na indústria alimentícia, na indústria de couros entre outros.
Matéria prima para produção de PLA – poli-ácido lático, polímero biodegradável com boas propriedades mecânicas e ótimas características bioabsorvível
Implante mandibular de copolímero randômico linear de 82% de ácido poli-L-lático (PLLA) e 18% de ácido poligligólico (PGA)17
Lactobacillus agilis
Heterofermentativa facultativa;
Produz exclusivamente o isômero L-ácido lático;
Produz enzima α-galactase.
Metodologia
Investigação experimental
ATIVAÇÃO DO INÓCULO
PREPARO DO SUBSTRATO
PREPARO DO SUBSTRATO
Brix conversão por tabela Stammer
Ajuste pH
Adição de melaço em amostras 15 ºBrix
Adição do extrato de levedura
PADRONIZAÇÃO DAS CEPAS
Pela escala 0,5 McFarland.
0,8 a 1,0 absorbância no 625 nm.
Comparação visual com padrão.
Foi molhada uma alça estéril no caldo e colocada em água peptonada estéril e deixada em estufa.
Equivalente a aproximadamente 1,5x 108 bactérias.
FERMENTAÇÃO
Realizada em shaker com estufa; Temperatura de 30ºC; Agitação de 170 rpm; Análises periódicas de pH e densidade
ótica; Adição de CaCO3; 48 horas de fermentação; 10% de inóculo.
Análises pH, Densidade Ótica, Acidez, Açúcares, FTIR
Análises durante o processo
pH Importância do estresse químico. Não deixar pH menos de 4,5. Adição de CaCO3 em pontos baixos.
Densidade Ótica Revela o crescimento microbiano; Deve ser feita na hora para ser
representativa; Medida em % de absorbância a 540 nm
em espectrofotômetro. Precisou diluição de 1:3, para ficar abaixo
de 1,0.
Análises após o processo
Acidez Feita por titulação com solução 0,05 M de
NaOH. Calculada por
Açúcares Método DNS: Quebra dos açúcares redutores com HCl em
banho maria.; Neutralização com NaOH; Adição do DNS e tartarato duplo de sódio e
potássio; Leitura na região do 540 nm; Resultado a partir de curva padrão de glicose.
M ácido∗V ácido = M base∗V base. 𝐾𝑎 = ሾ𝐻+ሿ�ൣÁ𝑐𝑖𝑑𝑜 𝐿á𝑡𝑖𝑐𝑜൧
Análises após o processo
FTIR - espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier O ácido lático foi precipitado em lactato
de cálcio com elevação do pH a 12 com CaOH e aquecimento em fogo brando;
Foi usado um espectrofotômetro da marca Perkin-Elmer e modelo Spectrum One B.
Foram realizadas 16 varreduras na região espectral de 4000 a 450 cm-1, com resolução de 4 cm-1 utilizando o modo transmissão com pastilhas de KBr.
Resultados
pHLb. agilis
pHLb. spp
Densidade óticaLb. agilis
Densidade ÓticaLb. spp
AcidezLb. agilis
Acidez Lb. spp
Consumo de açúcares Lb. agilis
Consumo de açúcares Lb. spp
FTIRLb. agilis
Deformação A autora (2015) Stein (2011) Silverstein (2007)
Axial O-H 3400 cm-1 3400 cm-1 (leve) 3550-3200 cm-1
Angular O-H 1420 cm-1 1430 cm-1 1420-1330 cm-1
Axial C-H 2900 cm-1 2950 cm-1 3000-2840 cm-1
Axial C=O 1700 cm-1 1700 cm-1 1720-1706 cm-1
Axial C-O 1070 cm-1 1075 cm-1 1260-1000 cm-1
FTIRLb. spp
Deformação A autora (2015) Stein (2011) Silverstein (2007)
Axial O-H 3400 cm-1 3400 cm-1 (leve) 3550-3200 cm-1
Angular O-H 1420 cm-1 1430 cm-1 1420-1330 cm-1
Axial C-H 2900 cm-1 2950 cm-1 3000-2840 cm-1
Axial C=O 1700 cm-1 1700 cm-1 1720-1706 cm-1
Axial C-O 1070 cm-1 1075 cm-1 1260-1000 cm-1
Conclusão
Todas as amostras produziram ácido lático; O consumo de açúcares e acidez total
evidenciaram a incapacidade de quebra dos açúcares complexos da vinhaça pelo Lb. spp;
O Lb. agilis produziu bastante ácido lático, quase 270 g/l em seu melhor resultado, e ainda não havia chegado em seu ponto máximo de produção.
Os estudos de Karp (2010) 154,2 g/l de ácido lático e Sanada (2009), 73,65 g/l de ácido lático.
Os melhores resultados foram obtidos com a cepa Lb. agilis, concentração de sólidos solúveis 15º Brix.
A suplementação de extrato de levedura pouco influenciou no resultado final.
Sugestões para trabalhos futuros
Investigação de parâmetros cinéticos da fermentação rx , rp e rs, para poder testar o método em escala piloto.
Muito obrigada!
ESTUDO DA PRODUÇÃO DE ÁCIDO LÁTICO A PARTIR DE VINHAÇA DE SOJA
Aluna: CAMILA CAROLINA KerstenEGQ 300 – TCC IOrientadora:karine Queiroga bucholdz