Acessibilidade / Reportar erro

Aumento da produção de etanol a partir de melaço de cana-de-açúcar pela adição de benzoato

Enhancement in ethanol production prom cane molasses by benzoate addition

Resumos

O efeito da adição de benzoato de sódio sobre a fermentação alcoólica de meio de melaço de cana-de-açúcar com 15% de açúcares redutores totais foi estudado utilizando a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Foram adicionados 7,5 miligramas de benzoato de sódio para 0,8 gramas de levedura seca durante 0, 2, 4 e 6 ciclos fermentativos. Com a adição de benzoato ocorreu aumento na produção de etanol, redução do crescimento da levedura e dos teores de glicerol e dos álcoois n-propílico, isobutílico e isoamílico. O inibidor não provocou redução da viabilidade celular e após a retirada do inibidor a levedura voltou a apresentar crescimento. Este fato sugere a possibilidade do uso do benzoato em destilarias de álcool combustível.

etanol; fermentação alcoólica; benzoato; melaço


The effect of the addition of sodium benzoate on alcoholic fermentation of molasses medium with 15% total reducing sugars was studied by using industrial yeast Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Sodium benzoate was added at the rate of 7.5 miligram to 0,8 grams of dry yeast during 0, 2, 4 e 6 fermentative cycles. The addition of sodium benzoate resulted in an increase in ethanol production and a reduction of yeast growth and glycerol and n-propylic, isobutylic and isoamylic alcoholic contents. The inhibitor did not reduce cell viability; soon after its removal the yeast returned to grow. This fact suggests the possibility of using the benzoate in distilleries.

ethanol; alcoholic fermentation; benzoate; molasses


BIOQUÍMICA BIOCHEMISTRY

L.E. Gutierrez; A.V.K.O. Annichino; L. Lucatti; S.B. Leite da Silva

Departamento de Química da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" da Universidade de São Paulo, 13400 - Piracicaba - SP e CEBTEC/FEALQ

RESUMO

O efeito da adição de benzoato de sódio sobre a fermentação alcoólica de meio de melaço de cana-de-açúcar com 15% de açúcares redutores totais foi estudado utilizando a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Foram adicionados 7,5 miligramas de benzoato de sódio para 0,8 gramas de levedura seca durante 0, 2, 4 e 6 ciclos fermentativos. Com a adição de benzoato ocorreu aumento na produção de etanol, redução do crescimento da levedura e dos teores de glicerol e dos álcoois n-propílico, isobutílico e isoamílico. O inibidor não provocou redução da viabilidade celular e após a retirada do inibidor a levedura voltou a apresentar crescimento. Este fato sugere a possibilidade do uso do benzoato em destilarias de álcool combustível.

Termos para Indexação: etanol, fermentação alcoólica, benzoato, melaço.

ABSTRACT

The effect of the addition of sodium benzoate on alcoholic fermentation of molasses medium with 15% total reducing sugars was studied by using industrial yeast Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Sodium benzoate was added at the rate of 7.5 miligram to 0,8 grams of dry yeast during 0, 2, 4 e 6 fermentative cycles. The addition of sodium benzoate resulted in an increase in ethanol production and a reduction of yeast growth and glycerol and n-propylic, isobutylic and isoamylic alcoholic contents. The inhibitor did not reduce cell viability; soon after its removal the yeast returned to grow. This fact suggests the possibility of using the benzoate in distilleries.

Index Terms: ethanol, alcoholic fermentation, benzoate, molasses.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALTERTHUM, F. & CRUZ, M.R.M. Aumento do rendimento da fermentação alcoólica pela adição de óleo de soja. Revista de Microbiologia. São Paulo, 18 (1): 52-7, 1987.

AMIN, G.; P. STANDAERT & H. VERACHTERT. Effects of metabolic inhibitors on the alcoholic fermentation by several yeasts in batch or in immobilized cell systems. Applied Microbiology, Berlin, 19: 91-9, 1984 .

AMORIM, H.V.; ZAGO, E.A.; GUTIERREZ, L.E. Método rápido para o controle da fermentação e destilação. Saccharum STAB, São Paulo, 4: 31-43, 1979.

AMORIM, H.V.; ZAGO, E.A.; OLIVEIRA, A.J. Novos métodos para o controle da fermentação alcoólica. São Paulo, Socieda de Brasileira de Microbiologia, 1982. 58p.

CAZZULO, J.J. & STOPPANI, A.O.M. The regulation of yeast pyruvate carboxylase by acetyl-coenzyme-A and L-aspartate. Archive of Biochemistry and Biophysics, New York, 127: 563-7, 1968.

DESROSIER, N.W. The technology of food preservation. Westport, AVI, 1970. 493p.

DOMBEK, K.M. & INGRAM, L.O. Magnesium limitation and its role in apparent toxicity of ethanol during yeast fermentation. Applied and Environmental Microbiology. Baltimore, 52:975-81, 1986.

DURO, A.F. & SERRANO, R. Inhibition of succinate production during yeast fermentation by deenergization of the plasma membrane. Current Microbiology. New York, 6: 111-3, 1981.

ERNANDES, J.R.; MATULIONIS, M.; CRUZ, S.H.; BERTOLINI, M.C.; LALUCE, C. Isolation of new ethanol-tolerant yeasts for fuel ethanol production from sucrose. Biotechnology Letters, Kew, 12. (6): 4 63-8, 1990.

GIUDICI, P.; GUERZONI, M.E.; CONTE, L. Relationship of cellular fatty acid compositor to the ethanol productivity in Saccharomyces cerevisiae. Vini D'ltalia, 25: (145):147-53, 1983.

GOMES, F.P. Curso de Estatística Experimental São Paulo, Nobel, 1970. 485p.

GRIFFITH, A. D.; CYR, D.M.; EGAN, S.G.; TREMBLAY, C.C. Inhibition of pyruvate carboxylase by sequestration of coenzyme A with sodium benzoate. Archives of Biochemistry and Biophysics. San Diego, 269 (1): 201-7, 1989.

GUTIERREZ, L.E. Efeito dos ácidos fórmico e propiônico sobre a produção de álcoois superiores durante a fermentação alcoólica Anais da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz". Piracicaba, 45 (2): 369-379, 1988.

GUTIERREZ, L.E. Estudo comparativo da fermentação alcoólica por linhagens de Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces uvarum. Piracicaba, 1989. 160p. (Livre-Docência - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP).

LARUE, F., LAFON-LAFOURCADE, S.; GAYON, P.R. Relationship between the sterol content of yeast cells and their fermentation activity in grape must. Applied and Environmental Microbiology, Baltimore, 39 (4): 808-11, 1980.

LEHNINGER, A.L. Biochemistry. New York, Worth, 1970. 833p.

MENON, S.; FLECK, R.W.; YONG, G.; STROTHKAMP, KG. Benzoic acid inhibition of the alpha, beta and gama isozymes of Agaricusbisporus tyrosinase. Archives____of Biochemistry and Biophysics. New York, 280 (1 ) : 27-32 . 1990.

NABAIS, R.C.; CORREIA, I.S.; VIEGAS, C.A.; NOVAIS, J.M. Influence of calcium ion on ethanol tolerance of Saccharomyces bayanus and alcoholic fermentation by yeast. Applied and Environmental Microbiology, Baltimore, 54 (10): 2439-46, 1988.

NAGAR-LEGMANN,R.; MARGALITH, P. A comparative study of the lipid composition of yeasts with different fermentative capacities. Applied Microbiology and Biotechnology, Berlin, 26:49-54, 1987.

NORDSTROM, K. Yeast growth and glycerol formation. Acta Chemica Scandinavica. Copenhagen, 20 (4). 1016-25, 1966.

NORDSTROM, K. Yeast growth and glycerol formation. II. Carbon and redox balances. Journal of the Institute of Brewing, London, 74: 429-32, 1968.

ODERINE, R.A.; NGOKA, L.C.; ADESOGAN, E.K. Comparative study of the effect of ferrocyanide and EDTA on the production of ethyl alcohol from molasses by Saccharomyces cerevisiae. Biotechnology and Bioengineering. New York, 28: 1462-5, 1986.

OHTA, K. & HAYASHIDA, S. Role of tween 80 and monoolein in a lipid-sterol-protein complex which enhances ethanol tolerance os sake yeasts. Applied and Environmental Microbiology. Baltimore, 46(4):824-5.1983. OURA, E. Reaction products of yeast fermentations. Process Biochemistry. Rickmansworth, 12: 19-35, 1977.

PALACIAN, E.; TORRONTEGUI, G.; LOSADA, M. Inhibition of yeast pyruvate carboxylase by L-aspartate and oxaloacetate. Biochemical and Biophysical Research Communications, San Diego, 24 (5): 644-9, 1966.

PATIL, S.G.; GOKHALE, D.V.; PATIL, B.G. Enhancement in ethanol production from cane molaasses by skim milk supplementation. Enzyme and Microbial Tecnology, Guildford, 8 : 481-4, 1986.

PIERCE, J.S. Institute of Brewing: analysis committee measurement of yeast viability. Journal of the Institute of Brewing. London, 76 (5):442-3, 1970.

SAIGAL, D. & VISWANATHAN, L. Effect of oils and fatty acids on the tolerance of distiller's yeast to alcohol and temperature. International Sugar Journal. Port Talbot, 85 (1017): 266-9, 1983.

SANTOS, M. N. G. Seleção de leveduras termotolerantes para a produção de etanol. Viçosa, 1988. (Dissertação - Universidade Federal de Viçosa).

WATSON, K. Unsaturated fatty acid but not ergosterol is essential for high ethanol production in Saccharomyces. Biotechnology Letters. Kew, 4 (6): 197-402, 1982.

ZAGO, E.A.; AMORIM, H.V.; BASSO, L.C.; GUTIERREZ. L.E.; OLIVEIRA, A.J. Métodos analíticos para o controle da produção de etanol. Piracicaba, ESALQ, Centro de Biotecnologia Agrícola, 1989, 144p.

Entregue para publicação em 29.01.91

Aprovado para publicação em 25.02.91

  • ALTERTHUM, F. & CRUZ, M.R.M. Aumento do rendimento da fermentação alcoólica pela adição de óleo de soja. Revista de Microbiologia São Paulo, 18 (1): 52-7, 1987.
  • AMIN, G.; P. STANDAERT & H. VERACHTERT. Effects of metabolic inhibitors on the alcoholic fermentation by several yeasts in batch or in immobilized cell systems. Applied Microbiology, Berlin, 19: 91-9, 1984 .
  • AMORIM, H.V.; ZAGO, E.A.; GUTIERREZ, L.E. Método rápido para o controle da fermentação e destilação. Saccharum STAB, São Paulo, 4: 31-43, 1979.
  • AMORIM, H.V.; ZAGO, E.A.; OLIVEIRA, A.J. Novos métodos para o controle da fermentação alcoólica São Paulo, Socieda de Brasileira de Microbiologia, 1982. 58p.
  • CAZZULO, J.J. & STOPPANI, A.O.M. The regulation of yeast pyruvate carboxylase by acetyl-coenzyme-A and L-aspartate. Archive of Biochemistry and Biophysics, New York, 127: 563-7, 1968.
  • DESROSIER, N.W. The technology of food preservation Westport, AVI, 1970. 493p.
  • DOMBEK, K.M. & INGRAM, L.O. Magnesium limitation and its role in apparent toxicity of ethanol during yeast fermentation. Applied and Environmental Microbiology Baltimore, 52:975-81, 1986.
  • DURO, A.F. & SERRANO, R. Inhibition of succinate production during  yeast fermentation by deenergization of the plasma membrane. Current Microbiology New York, 6: 111-3, 1981.
  • ERNANDES, J.R.; MATULIONIS, M.; CRUZ, S.H.; BERTOLINI, M.C.; LALUCE, C. Isolation of new ethanol-tolerant yeasts for fuel ethanol production  from sucrose. Biotechnology Letters, Kew, 12 (6): 4 63-8, 1990.
  • GIUDICI, P.; GUERZONI, M.E.; CONTE, L. Relationship of cellular fatty acid compositor to the ethanol productivity in Saccharomyces cerevisiae Vini D'ltalia, 25: (145):147-53, 1983.
  • GOMES, F.P. Curso de Estatística Experimental São Paulo, Nobel, 1970. 485p.
  • GRIFFITH, A. D.; CYR, D.M.; EGAN, S.G.; TREMBLAY, C.C. Inhibition of pyruvate carboxylase by sequestration of coenzyme A with sodium benzoate. Archives of Biochemistry and Biophysics San Diego, 269 (1): 201-7, 1989.
  • GUTIERREZ, L.E. Efeito dos ácidos fórmico e propiônico sobre a produção de álcoois superiores durante a fermentação alcoólica Anais da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" Piracicaba, 45 (2): 369-379, 1988.
  • GUTIERREZ, L.E. Estudo comparativo da fermentação alcoólica por linhagens de Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces uvarum. Piracicaba, 1989. 160p. (Livre-Docência - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP).
  • LARUE, F., LAFON-LAFOURCADE, S.; GAYON, P.R. Relationship between the sterol content of yeast cells and their fermentation activity in grape must. Applied and Environmental Microbiology, Baltimore, 39 (4): 808-11, 1980.
  • LEHNINGER, A.L. Biochemistry New York, Worth, 1970. 833p.
  • MENON, S.; FLECK, R.W.; YONG, G.; STROTHKAMP, KG. Benzoic acid inhibition of the alpha, beta and gama isozymes of Agaricusbisporus tyrosinase. Archives____of Biochemistry and Biophysics New York, 280 (1 ) : 27-32 . 1990.
  • NABAIS, R.C.; CORREIA, I.S.; VIEGAS, C.A.; NOVAIS, J.M. Influence of calcium ion on ethanol tolerance of Saccharomyces bayanus and alcoholic fermentation by yeast. Applied and Environmental Microbiology, Baltimore, 54 (10): 2439-46, 1988.
  • NAGAR-LEGMANN,R.; MARGALITH, P. A comparative study of the lipid composition of yeasts with different fermentative capacities. Applied Microbiology and Biotechnology, Berlin, 26:49-54, 1987.
  • NORDSTROM, K. Yeast growth and glycerol formation. Acta Chemica Scandinavica Copenhagen, 20 (4). 1016-25, 1966.
  • NORDSTROM, K. Yeast growth and glycerol formation. II. Carbon and redox balances. Journal of the Institute of Brewing, London, 74: 429-32, 1968.
  • ODERINE, R.A.; NGOKA, L.C.; ADESOGAN, E.K. Comparative study of the effect of ferrocyanide and EDTA on the production of ethyl alcohol from molasses by Saccharomyces cerevisiae. Biotechnology and Bioengineering New York, 28: 1462-5, 1986.
  • OHTA, K. & HAYASHIDA, S. Role of tween 80 and monoolein in a lipid-sterol-protein complex which enhances ethanol tolerance os sake yeasts. Applied and Environmental Microbiology Baltimore, 46(4):824-5.1983.
  • OURA, E. Reaction products of yeast fermentations.  Process Biochemistry Rickmansworth, 12: 19-35, 1977.
  • PALACIAN, E.; TORRONTEGUI, G.; LOSADA, M. Inhibition of yeast pyruvate carboxylase by L-aspartate and  oxaloacetate. Biochemical and Biophysical Research Communications, San Diego, 24 (5): 644-9, 1966.
  • PATIL, S.G.; GOKHALE, D.V.; PATIL, B.G. Enhancement in ethanol production from cane  molaasses  by skim milk supplementation. Enzyme and Microbial Tecnology, Guildford, 8 : 481-4, 1986.
  • PIERCE, J.S. Institute of Brewing: analysis committee measurement of yeast viability. Journal of the Institute of Brewing London, 76 (5):442-3, 1970.
  • SAIGAL, D. & VISWANATHAN, L. Effect of oils and fatty acids on the tolerance of distiller's yeast to alcohol  and temperature. International Sugar Journal Port Talbot, 85 (1017): 266-9, 1983.
  • SANTOS, M. N. G. Seleção de leveduras termotolerantes para a produção de etanol. Viçosa, 1988. (Dissertação - Universidade Federal de Viçosa).
  • WATSON, K. Unsaturated fatty acid but not ergosterol is essential for high ethanol production in Saccharomyces Biotechnology Letters Kew, 4 (6): 197-402, 1982.
  • ZAGO, E.A.; AMORIM, H.V.; BASSO, L.C.; GUTIERREZ. L.E.; OLIVEIRA, A.J. Métodos analíticos para o controle da produção de etanol Piracicaba, ESALQ, Centro de Biotecnologia Agrícola, 1989, 144p.
  • Aumento da produção de etanol a partir de melaço de cana-de-açúcar pela adição de benzoato

    Enhancement in ethanol production prom cane molasses by benzoate addition
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      06 Maio 2009
    • Data do Fascículo
      1991

    Histórico

    • Recebido
      29 Jan 1991
    • Aceito
      25 Fev 1991
    Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura Av.Páduas Dias, 11, C.P 9 / Piracicaba - São Paulo, Brasil, tel. (019)3429-4486, (019)3429-4401 - Piracicaba - SP - Brazil
    E-mail: scientia@esalq.usp.br