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  • CLEIDE MARIA SENRA VENOSA

    CONTRIBUIO AO ESTUDO DO CULTIVO DE

    Aspergillus niger NRRL 337 EM MEIO CONTENDO

    FARINHA DE MANDIOCA COMO PRINCIPAL

    FONTE DE CARBONO

    - INFLUNCIA DA CONCENTRAO DE FARINHA DE MANDIOCA

    E DA TEMPERATURA DE FERMENTAO

    D s s e r t a p o a p r e s e n t a d a a E s c o l a

    P o l i t c n i c a da U n i v e r s i d a d e de

    S o P a u l o para a o b t e n o d o

    T t u l o de "Mest re e m E n g e n h a r i a "

    SO PAULO

    1972

  • CLEIDE MARIA SENRA VENOSA

    CONTRIBUIO O ESTUDO DO CULTIVO DE

    A*-r.;:* niger NRRL 337 EM MESO CONTENDO

    FARINHA DE MANDIOCA COMO PRINCIPAL

    FONTE DE CARBONO

    - INFLUNCIA DA CONCENTRAO DE FARINHA DE MANDIOCA

    E DA TEMPERATURA DE FERMENTAO

    D i s s e r t a o apresentada a E s c o l a P o l i t c n i c a da U n i v e r s i d a d e de

    S o P a u l o para a obteno do

    T t u l o d e " M e s t r e e m E n g e n h a r i a "

    Orientador:

    Prof. Dr. Walter Borzani

    SAO PAULO

    1 9 7 2

  • AGRADECIMENTOS

    Agradeo

    Ao orientador Prof. Dr. Walter Borzani, Professor Titular do

    Departamento de Engenharia Qumica da E.P..U.S.P. pela segurana e dedi-

    cao com as quais conduziu este trabalho.

    Fundao de Amparo n Pesquisa do Estado de So Paulo, pela

    Bolsa de estudos concedida durante a execuo deste trabalho.

    Ao Prof Dr. Giovanni Hrunello, Chefe do Departamento de Enge

    nharia Qumica da E.P.U.S.P. por ter permitido o uso dos laboratrios

    do Departamento para a realizao dos trabalhos experimentais e dos ser

    rios de datilografia do Departamento.

    Aos companheiros Eng. Eduardo Walter Leser e Eng. Vernica

    Maria Negreiros do Couto Martins pelas sugestes e colaborao na execu

    ao de todos os trabalhos experimentais.

    Ao Eng Antonio Maria Francisco Luiz Jos Bonomi pela elabora-

    o da programao de computador utilizada neste trabalho.

    Ao moinho OCllM pelo fornecimento da farinha de raspa de mandi

    oca.

    Ao Dr Willibaldo Schmidell Netto, Dra. Marina Lia Ribeiro

    Vairo e ao Eng, Jos Luiz Magnnni pelas sugestes emitidas.

    Ao Prof. Dr. Miguel Falcone, Professor Adjunto do Departamento

    de Engenharia Qumica da E.P.U . S. P . por sugestes emitidas durante a

    execuo das experincias e pala reviso dos origina is.

    Ao Prof, Dr. Robert Wasicky do Departamento de Farmac ia da Fa-

    culdade de Cincias Farmacuticas da U.S.P. pela realizao das a n l i -

    ses de identificao dos aucares.

    Ao Riof. Dr. Franco Maria Lajolo do Departamento de Alimentos

    e Nutrio Experimental da U.S.P. por efetuar os ensaios de determinao

    do teor de nitrognio.

    Ao Professor Antonio C. de Matos Paiva da Escola Paulista de

    Medicina, pelas determinaes de aminocidos

  • Ao Laboratrio Flrury de Anlises Clinicas pela permisso do .

    uso do contador eletrnico de partculas*

    A Srtas. Sxel Ribeiro de Lima e fiaria das Graas Henriques

    de Araujo pelos servios de datilografia.

    Ao Sr Smanoel Robles dp Departamento de Engenharia Naval

    pela execuo dos desenhos.

    Aos funcionrios Maria de Lourdes Guedes Dutra. Euclides Go-~

    ro.es de Lima e Benedito Candido de Oliveira pela colaborao prestada

    durante a realizao deste trabalho.

    http://ro.es

  • R E S U M O :

    Estudou-se a influncia da temperatura de fermentao (25,

    30. 35. 40 e 45C) e da concentrao de farinha de mandioca (20, 30,

    40 e 50 g/l) no cultivo do Aspergillus niger NRRL 337 em frascos

    agitados e em meios contendo farinha de mandioca como principal fon-

    te de carbono. Apresenta-se um modelo cintico que explica as varia

    es de concentraes de glicdeos durante o crescimento do microrga

    nismo. 0 modelo permite calcular diversos parmetros do processo fer

    mentativo estudado.

    A B S T R A C T .

    The author studied the influence of the temperature ( 25 ,

    30, 35, 40 and 15oc) and of the cassava meal concentration (20, 30,

    40 and 50 g/l) on shaken flaks cultures of Aspergillus niger NRRL -

    337 carried out in culture media containing cassava meal as the

    main carbon source. A kinetic model is presented to explain the vari-

    ation of carbohydrate concentrations during the cell growth. The

    proposed model permits to calculated several parameters of the fer

    mentation process.

  • ndice

    1 a I n t P O d U Q . e . . , s 9 o e o * fl , e ^ ^ 1

    2* Etapas do trabalho 5

    3 Reviso bibliogrfica 8

    4. Materiais e mtodos 10

    4.1 Microrganismo 10

    4.2 Conservao da cultura do A. niger NRRL 337 11

    4.3 Matria prima . 12

    4.4 Determinao da umidade da farinha 13

    4.5 Determinao da porcentagem de amido na farinha 13

    4.6 Determinao do teor de acares redutores na farinha . . 15

    4.7 Determinao do teor de acares redutores totais na fari-

    nha 16

    4.8 Preparo dos meios de fermentao base de farinha de man-

    5 . O C & . . . . . , 9 O 10

    4.9 Evaporao do meio de fermentao na esterilizao . . , , 17

    4.10 Evaporao do meio de fermentao em agitador rotativo 18

    4.11 Determinao das concentraes de A.R. e de A,R,T, do

    meio de fermentao 18

    4.12 Determinao da concentrao celular . 19

    4.13 Preparo do inoculo 22

    4.14 Ensaios visando o estudo da influncia da temperatura e

    da concentrao de farinha de mandioca na hidrlise do

    araido da farinha de mandioca pelo A. niger 22

    4.15 Determinao do rendimento do processo fermentativo . . 26

    4.16 Identificao dos acares formados . 28

    4.17 Determinao do teor de nitrognio . . . . 28

    4.18 Determinao do teor de aminocidos 28

    4.19 Receitas dos meios de cultura 29

  • 5. Resultados 32

    5.1 Verificao qualitativa do poder amiloltico do microrga-

    5.2 Conservao da cultura do A.niger NRUL 337 32

    5.3 Determinao da umidade da farinha de mandioca 32

    5.4 Determinao de percentagem de amido da farinha . . . . 33

    5.5 Determinao do t

  • -1 -

    CAPTULO - I

    Os laboratrios de Engenharia Bioqumica da Escola Pol i tcni_

    ca (Universidade de so Paulo) , da Escola de Engenharia Mau ( Institu

    to Mau de Tecnologia) e da Faculdade de Engenharia Industrial ( Ponti

    fcia Universidade Catlica de so Paulo) vm, aproximadamente h trs

    anos, trabalhando em conjunto sobre tpicos relativos a produo de

    concentrados proteicos de origem microbiana ("single cell protein") .

    A importncia do assunto, os diversos problemas direta ou in

    diretamente ligados produo e a utilizao desses concentrados, bem

    'como o que poder vir a ser a contribuio dessa tecnologia a soluo

    do grave problema da escassez mundial de protenas, so aspectos que

    j foram por diversas vezes destacados em excelentes trabalhos de rovi

    sao. Neste particular, parece-nos desnecessria uma indicao de to

    das as revises conhecidas, bastando citar as recentes publicaes de

    Mateles e Tannenbaum ( 1 ) , Tannenbaum (2) e de Mc Loughlin (3) .

    Os trabalhos em realizao nas trs Escolas citadas esto

    distribudos da seguinte maneira:

    1. Na Escola Politcnica: obteno de concentrados proteicos a

    partir de mandioca pela ao de Aspergillus niger e Asper

    gillus oryzae;

  • 2

    a) Temperatura (em C) : 25, 30, 35, 40 e 45.

    b) Concentrao de farinha de mandioca (em g/litro) : 20, 30, 40 e

    50 .

    Outros fatores constituem objeto de estudo de Dissertaes de

    Mestrado em andamento.

    Cumpre, neste ponto, justificar a escolha da matria prima e

    do microrganismo utilizados nos ensaios.

    2. Na Escola de Engenharia Mau e na Faculdade de Engenharia Indus

    trial: obteno de concentrados proteicos a partir de leo die

    sei bahiano pela ao de Cndida guilllermondii;

    abrangendo atividades de pesquisa de oito Engenheiros Qumicos cndida

    tos ao Mestrado*

    Esta Dissertao apresenta os resultados obtidos em um desses

    trabalhos de Mestrado e se bem que, de per si, conduza a concluses v

    lidas, evidente que um exame mais geral do problema s poder ser efe

    tuado quando tiverem sido publicadas as outras duas Dissertaes rela_

    cionadas aos trabalhos com mandioca*

    A presente Dissertao tem por finalidade estudar a influen

    cia da temperatura e da concentrao de farinha de mandioca no desenvol^

    vimento do Aspergillus niger NRRL 337. Foram estudados os seguintes

    nveis?

  • ~3~

    O objetivo, a mais longo prazo, dos trabalhos em desenvolvi

    mento com mandioca, o estabelecimento de um processo de tratamento

    de resduos de fecularias que conduza a dois resultados prticos, a

    saber reduo dos problemas de poluio provocados por aquelas indus

    irias e obteno de um concentrado proteico que possa ser utilizado ,

    pelo menos, na alimentao de animais. Nesta primeira etapa dos traba

    lhos, pretende-se estudar o processo de um ponto de vista fundamental,

    medindo-se velocidades, calculando-se parmetros e examinando-se a in

    fluncia de fatores na transformao da matria prima em material ce

    lular. Os resultados desses trabalhos fundamentais permitiro, com

    maior segurana, estudar o processo de tratamento dos resduos em

    apreo

    A escolha de um bolor se deve ao fato de que, em comunica

    oes recentes ( 4 a 7) , os bolores tm sido apontados como uma prova

    vel boa soluo para o problema dos concentrados proteicos. Particu

    lar ateno vem sendo dev