APLICAÇÃO DE MICRORGANISMO PARA A GERAÇÃO DE METABOLICOS NA INDUSTRIA

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Na etapa montante ocorre o tratamento da matéria-prima, o preparo do meio e a esterilização. Já no estágio de transformação onde o microrganismo é inserido no meio sob condições ótimas ocorrem fenômeno físicos, químicos e biológicos onde promovem a síntese dos compostos desejados.

Tanto para a obtenção do produto desejado, quanto para o crescimento microbiano é necessário um controle de vários parâmetros, como a temperatura, o pH, a pressão osmótica e o meio de cultivo. No caso do meio, utiliza-se os nutrientes apropriados que passarão por rotas metabólicas e resultarão na síntese do composto alvo.

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Fungos

São microrganismo eucariontes que possuem parede celular, heterotróficos de nutrição absortiva. Através dessa capacidade de nutrição absortiva, excretam enzimas extracelulares que tem como papel fundamental a degradação da matéria vizinha. Essas características pode ser aproveita para a na indústria geração de diversos produtos.

São ótimos produtores de metabólicos primários como o etanol, ácido cítrico, ácido glucônico, aminoácidos, vitaminas, nucleotídeos e polissacarídeos. Metabólicos secundários como os antibióticos.

No caso do Rhizopus e o Mucor produzem enzimas amilolíticas. As amilases hidrolisam moléculas de amido liberando diversos produtos, incluindo dextrinas e progressivamente pequenos polímeros compostos de unidades de glicose. Estas enzimas apresentam grande importância em biotecnologia com aplicações desde alimentos, fermentação, têxtil e indústrias de papel, se tratam de enzimas microbianas que geralmente encontram grande demanda industrial. Atualmente, grandes quantidades de amilases microbianas estão disponíveis comercialmente e têm aplicação quase completa na hidrólise do amido em indústrias de processamento do amido. Os Rhizopus também produzem enzimas pécticas, que são capazes de degradar substâncias pépticas. Estas enzimas são comercialmente importantes no tratamento de sucos de frutas e bebidas, auxiliando na filtração e clarificação e em proporcionar rendimentos crescentes. As enzimas também podem ser usadas para a produção de baixas pectinas de metoxil e ácidos galacturônicos.

Temos também a fermentação de produtos lácteos utilizando Penicillium para a produção de queijo camembert, roquefort, brie e entre outros.

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Leveduras

A levedura Saccharomyces cerevisiae, conhecida como levedura, levedo de cerveja ou fermento biológico, o fungo Saccharomyces cerevisiae é utilizado na preparação de alimentos (pão, biscoitos, fermento de padaria) e de bebidas (cerveja, vinho e destilados), assim como na produção de outras substâncias de importância industrial (etanol, vitaminas e outros metabólitos).

Na presença de oxigênio (aerobiose), as leveduras respiram, degradando a glicose em água e dióxido de carbono. Na ausência de oxigênio (anaerobiose), as leveduras fermentam, degradando parcialmente a glicose em etanol e dióxido de carbono. Do ponto de vista energético, a respiração é mais eficiente que a fermentação.

Respiração:

C6H12O6 + 6 O2 →6 H2O + 6 CO2 + 36 ATP

Fermentação:

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP

As leveduras podem utilizar outros açúcares, tais como a sacarose ou a frutose, mas não fermentam nem a lactose nem o amido. Tanto as matérias-primas amiláceas como as celulósicas devem ser degradadas antes por compostos químicos ou por enzima, até a obtenção de um açúcar fermentável.

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Bactérias

Embora as bactérias sejam mais conhecidas como microrganismos patogênicos, a grande maioria é inofensiva e inclusive benéfica a outros seres vivos. Como exemplo, a tarefa fundamental da fixação do nitrogênio atmosférico molecular é levada a efeito por bactérias dos gêneros Rhizobium, Bradyrhizobium e Frankia, que vivem em associações simbióticas com plantas leguminosas, como o feijão e a soja. Estas bactérias, que são encontradas no solo, plantas hospedeiras infectam naturalmente formando nódulos nas raízes onde proliferam.

São também de grande importância biotecnológica cepas selvagens ou modificadas geneticamente de bactérias dos gêneros Corynebacterium, Bacillus e Microbacterium pela capacidade de excretar produtos do seu metabolismo primário, como aminoácidos.

Muito utilizada na produção do vinagre é a Acetobacter aceti. As bactérias acéticas constituem um dos grupos de microrganismos de maior interesse econômico, de um lado pela sua função na produção do vinagre e, de outro, pelas alterações que provocam nos alimentos e bebidas. Essas bactérias acéticas necessitam do oxigênio do ar para realizarem a acetificação.

O Bacillus thuringiensis é utilizado na produção de bioinseticidas, que durante o processo de esporulação, produz um cristal proteico tóxico para insetos. Estas proteínas, chamadas de δ-endotoxinas, formam cristais que somam entre 20 a 30% da proteína total da bactéria na fase de esporulação. Essa forma de combate de pragas pode substituir os inseticidas químicos, que sua vez não provocam impactos aos lenções freáticos, animais e nem plantas devido sua especificidade.

Algumas bactérias possuem um papel fundamental na produção de biogás. No caso do Clostridium realizam a fermentação dos açúcares. A hidrólise utiliza enzimas para separar a celulose e a hemicelulose, liberando os açúcares simples, de modo que a bactéria pode fermentá-los em três produtos: Acetona, Butanol e Etanol.

Algumas do gênero Lactobacillus, como o Lactobacillus acidophilus é utilizado para produção de coalhada, Lactobacillus delbrueckii para a produção de ácido lático, onde ocorre a partir do metabolismo de carboidratos. O ácido lático é um composto orgânico que pode ser utilizado em vários setores industriais, tais como: o alimentício, funcionando como preservativo, acidulante, flavorizante, aromatizante e emulsificador; em indústrias farmacêuticas, na produção de cosméticos, formulação de pomadas, loções, no transporte de fármacos, sendo empregado na produção de bases químicas e solventes orgânicos na indústria química, tendo aplicação na área médica com a utilização de seus polímeros e ambiental na manufatura de plásticos