Ácido etanóico _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ USOS 9 produção de politereftalato de etila (PET) 9 acetato de celulose utilizado na película fotográfica 9 acetato de polivinil utilizado na cola de madeira 9 para limpeza e desinfecção 9 como condimento em saladas ( vinagre ) 9 como solvente 9 síntese de perfumes e corantes 9 preparação da seda artificial 9 tinturaria, imprensa 9 obtenção de sais metálicos para a fabricação de tintas e inseticidas 9 produção da aspirina. 9 em exames diagnósticos - detectar H.P.V. (Papiloma Vírus Humanus) CARACTERÍSTICAS 9 líquido incolor 9 ponto de ebulição: 118,1°C 9 baixo ponto de fusão: 16,5°C 9 ácido fraco, corrosivo, com cheiro penetrante Ácido Acético _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ pelas leis que determinam a pureza do alimento estipula-se que o vinagre usado na alimentação deve ser de origem biológica Produção por via biológica ~ 10% da produção mundial catalisador: ródio T = 150-200°C P = 30 atm ~ 75% do ácido acético para uso na indústria química é produzido pela carbonilação do metanol: Demanda global - cerca de 6,5 milhões ton/ano Produção mundial total - estimada em 5 milhões ton/ano ~ a metade é produzida nos Estados Unidos Produção Mundial de Ácido Acético _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ AGRIN - marca fantasia de uma mistura composta por 90% de fermentado acético de álcool e 10% de fermentado acético de vinho tinto ou branco, puro, com acidez volátil mínima de 4,0g/100ml. 9 Fermentados Acéticos Aromatizados: os vinagres podem ser aromatizados com ervas, especiarias, frutas ou alho 9 Fermentado Acético de Xerez: produto típico da Espanha possui sabor delicado e exclusivo 9 Fermentado Acético de Champanhe (ou de cava na Espanha ou de espumante no Brasil): trata-se de um produto de cor pálida e sabor elegante, como a bebida da qual procede 9 Fermentado Acético de Álcool: o mais forte de todos, apresenta elevada % de álcool 9 Fermentado Acético de arroz: é o vinagre japonês obtido a partir da fermentação do arroz Mais suave e ligeiramente adocicado. O chinês é mais forte e ligeiramente ácido 9 Fermentado Acético de malte: é um produto escuro fermentado, feito a partir do malte da cevada 9 Fermentado Acético de Sidra (ou de maçã): obtida a partir do suco fermentado de uma variedade de maçã. É o menos ácido 9 Vinagre de Vinho: é o mais comum e elaborado a partir do vinho tinto ou branco 9 Vinagre Balsâmico (aceto balsâmico): escuro e bastante aromático, é feito com uvas Trebbiano selecionadas da região de Modena, Itália. O autêntico vinagre balsâmico passa por um longo processo de fermentação feito em barris de madeira, O tempo necessário para a elaboração do vinagre balsâmico é de, no mínimo, 20 anos Tipos de Vinagre: Composição do Vinagre: vinho arroz sidra e malte álcool álcool de cana-de-açúcar e vinho _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Itália, Espanha, França e Grécia China e Japão Estados Unidos e Inglaterra Alemanha Brasil Matérias-Primas Empregadas: 6,5 % 6,6 % até 11% 11 % 11 % 30 34 24 20-25 28 17-38 5-42 6-35 15-30 8-36 7,5 – 37 delgada contínua delgada em ilhas espessa Faixa de Película Tolerância Tolerância a Temperatura o o a álcool ácido acético ótima ( C) Temperatura( C) A. rances** * Para processo rápido ** Para vinagre de cerveja (Holanda) _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ A. curvum* A. aceti A. xylinoides A. orleanenses A. acetigenum A. schuetzenbachii Microrganismo 9 Bactérias acéticas pertencem à família Pseudomonodaceae Principais espécies: Acetobacter aceti, A. pasteurianus, A. xylinum, A. schützenbachii e Gluconobacter oxydans 9 Polimorfismo: bastonetes e cocos, Gram negativos 9 Temperatura: 25°C a 30°C 9 pH: 3 a 4 9 Estritamente Aeróbias: na parte superior do mosto é formado um véu, "mãe do vinagre“, espessura função da bactéria Agentes: _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Bioquímica do Processo: _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ 9 Químicos – acidez (titulação, HPLC, etc.), etanol (titulação, HPLC, dosagem enzimática, etc.) e O2 9 Físicos – temperatura, nível, espuma, ... 9 Microbiológico – ausência de contaminantes Controles do processo: Acidificação inicial do vinho com vinagre forte (vinagre de boa qualidade, não pasteurizado): - inibir o crescimento de microrganismos prejudiciais, como fungos e bactérias láticas; - introduzir as bactérias acéticas; - ajustar a concentração inicial de ácido acético e álcool. Etanol – 4 a 10% em volume (NH4)2SO4 – 1,0 g/L K2HPO4 – 0,1 g/L KH2PO4 – 0,9 g/L MgSO4.7H2O – 0,25 g/L FeCl3 – 0,005 g/L Acidez inicial – 2 a 3% Oxigenação – 0,69 kg de O2 (~ 3,5 kg de ar) / kg etanol Meio de Cultura Típico: _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Processo semi-contínuo Tempo de processo = 2 a 3 meses Concentração máxima de álcool residual = 7,8 g/L Obtém vinagre de melhor qualidade, praticamente límpido 1. Processo Lento (Orleans ou Francês) - 1670 Sistemas de Produção: _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Problemas: Perda de substâncias voláteis por evaporação (10%) Proliferação de Acetobacter xilynum, produtora de material gelatinoso (zooglea) Infestações por insetos e nematóides Tempo de processo = 2 semanas Materiais de enchimento: bagaço de cana, sabugo de milho, tiras de madeira, cortiça em pedaços, bagaço de uvas, carvão vegetal, cerâmica em pedaços, vime, junco, plástico, isopor, etc. Inoculação com vinagre forte - 7 a 10 dias Concentração de álcool residual = 0,3% v/v 2. Processo Rápido ou Alemão - 1832 Sistemas de Produção: _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Gerador por Cavitação: processo contínuo em que a aeração e a agitação são realizadas por um rotor localizado no fundo do tanque, criando uma agitação vigorosa e intensa transferência de oxigênio Gerador de mergulho: cesto contendo o material de enchimento é mergulhado e levantado num tanque contendo a mistura vinho-vinagre forte 4. Outros Métodos Problemas: vinagre turvo qualidade inferior àquela obtido pelo método lento Tempo de processo = 30 a 40 h Baseia-se na presença da bactéria acética submersa no vinho saturado constantemente por ar Concentração de álcool residual = 0,2% v/v 3. Processo Submerso - 1932 Sistemas de Produção: Acetificador de Frings Comparação entre os processos: _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ 9 Microrganismos diversos: existem várias espécies de bactérias, fungos e alguns ácaros que podem contaminar o vinagre, tornando-o, em casos extremos, impróprio para o consumo. 9 Elementos químicos: Fe e Cu, quando em concentrações elevadas, causam escurecimento e turvação e transmitem um gosto metálico ao vinagre; 9 Mosquinha do vinagre (Drosophylla melanogaster): éresponsável pela transmissão de vários microrganismos infectantes do vinagre; 9 Anguilula do vinagre (Anguillula aceti): pequeno nematóide (1 a 2 mm de comprimento) que se desenvolve principalmente nos vinagres fracos, causando-lhes odores desagradáveis e aspecto indesejável; Alterações do vinagre Clarificação (albumina, argilas, bentonita, caseína, etc.) Filtração (filtração a cartucho; filtração com extrato filtrante; membrana filtrante; filtro rotativo a vácuo e filtração por meio de fibras vegetais) Envelhecimento – reações de esterificação (fornece aromas); diminuição da acidez fixa; transformações dos taninos Diluição (ajuste da acidez) Pasteurização e Envase (65oC / 5 min) _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ • • • • • Processamentos finais do vinagre _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Processo Produtivo do Vinagre _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ “poucos materiais têm a qualidade de poder ser utilizados da engenharia aeroespacial a implantes neurológicos” “Desconheço material com tantas possibilidades” “Nunca vi material tão versátil em termos de propriedades e características” Estudos preliminares detectaram que com a celulose bacteriana é possível fabricar de coletes à prova de bala a material para preservação de documentos históricos: pura microfibrilar biossintética, não oriunda de árvores ou plantas, obtida por biossíntese de bactérias do gênero Acetobacter. Biofill® - trata-se de uma película de celulose Celulose Bacteriana