Tecnologia BioCon possui características típicas de um Mercado 4.0, unificando métodos, processos e técnicas avançadas. Sua eficácia e aplicabilidade, em equipamentos novos ou já em operação, conferem-lhe o estado de disponível.
Biocon é tecnologia patenteada e licenciada à LSData Tecnologia Ltda, vigorando em diversos países: Brasil, Estados Unidos, Alemanha, Itália, França, Austrália, África do Sul, Guatemala, Colômbia, entre outros.
BioCon é marca registrada da LSData Tecnologia Ltda.
Base Teórica
As reações bioquímicas intracelulares, no microrganismo eucarionte unicelular, que caracterizam a levedura, do gênero dos fungos, seguem a rota glicolítica, composta de 10 (dez) reações enzimáticas desenvolvidas no citoplasma celular, que é o processamento da glicose até a produção de ácido pirúvico. Em função da disponibilidade de oxigênio no meio, pode-se ter a fermentação ou rota de fermentação, caracterizada pela produção de gás carbônico e etanol, ou a respiração aeróbica, com catabolismo da glicose, produzindo gás carbônico, água e energia, mediante a atuação do ciclo de Krebs, em meio mitocondrial. Essa é a realidade científica até então conhecida.
Na rota glicolítica, na sua sequência, ou noutra paralela, como na rota das pentoses, pode-se conjecturar sobre o comportamento das reações enzimáticas diante da influência de potenciais redutores induzidos. Isso no que se diz respeito às reações conhecidas e, eventualmente, em outras até então não observadas. Afirma-se, que as alterações induzidas pelas ações de Equivalentes Redutores-RE acarretam na alteração de suas eficácias e nas necessidades orgânicas de se manter equilíbrios de concentrações de coenzimas interagentes, como foi intensamente observado em ensaios e testes laboratoriais e em piloto industrial. Essas alterações nas reações enzimáticas, de um lado, podem repercutir no aumento ou redução no aproveitamento do carbono (C) na produção de etanol, em condições anaeróbicas. De lado contrário, uma pequena alteração na rota glicolítica, ou em outra paralela, no sentido de diminuir ou inibir aquelas reações, pode-se não chegar, ao piruvato, acarretando o menor aproveitamento do carbono (C) na conversão a etanol.
Como exemplo, além de qualificar o player |H+| nas reações glicolíticas e fermentativas, a Rota do Glicerol, exibida abaixo, que poderia desempenhar a perda de carbono no mecanismo de manutenção do equilíbrio das concentrações (|NAD+|/|NADH|), foi analisada como um fator importante na caracterização e no entendimento do rendimento fermentativo, como se verá abaixo.
Rota do Glicerol – Recuperação da NAD+
Com as melhorias nos microscópios no início do século XIX, as leveduras eram vistas como organismos, embora alguns cientistas famosos ridicularizassem a ideia e sua influência impedisse o desenvolvimento da microbiologia.
Nas décadas de 1850 e 1860, as leveduras foram estabelecidas como micróbios e responsáveis pela fermentação alcoólica, o que levou ao estudo do papel das bactérias na fermentação lática e outras, bem como a patogenicidade bacteriana. Nessa época, havia dificuldades em distinguir entre as atividades dos micróbios e das enzimas extracelulares.
Entre 1884 e 1894, estudo de Emil Fischer sobre a utilização de açúcar por leveduras gerou a compreensão da especificidade enzimática e da natureza do complexo enzima-substrato.
| Substrato & Produtos | Lavoisier (1789) | Gay-Lussac (1815) | Estado da Arte C6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2 |
|---|---|---|---|
| Açúcar | 100 | 100 | 100 |
| Álcool | 60,1 | 51,34 | 51,19 |
| Ácido Carbônico | 37,0 | 48,66 | 48,90 |
A conhecida equação geral para a fermentação alcoólica, C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2 é muitas vezes erroneamente atribuída a Gay-Lussac, físico e químico francês, em particular à sua publicação de 1815. No entanto, Gay-Lussac não poderia tê-la descrito, porque a fórmula empírica para a glicose não foi estabelecida até que Dumas (1843) a publicou. Além disso, a fórmula molecular não era conhecida antes das publicações de Baeyer (1870) e Fittig (1871).
Gay-Lussac morreu em 1850 e a equação não foi, de fato, trabalhada até o início do século 20. Com o advento da bioquímica e da química enzimática, na abordagem da fermentação alcoólica, nos anos 1920-30, chegou-se à sequência de Glicose a Piruvato, frequentemente chamada de Rota Embden-Meyerhof. A Rota Glicolítica ou Glicólise.
Rota Glicolítica - Glicólise
Desde a formatação do modelo teórico para o entendimento da influência no processo fermentativo de açúcares sujeito a aplicação energética diretamente sobre o sistema mosto-levedura, em 2012, Lourenço e Lopes buscam pela comprovação da possibilidade de estímulo a uma nova rota fermentativa, a que se denomina Rota Lourenço-Lopes ou L-L.
Esse modelo fundamenta-se na redução do dióxido de carbono, produto da descarboxilação do ácido pirúvico, como primeira de duas reações enzimáticas na fase fermentativa, seguindo do Ciclo Glicolítico. Abaixo, ilustram-se essas reações:
Descarboxilação do Piruvato e Redução do Acetaldeído
A alternativa de se considerar o aumento da possibilidade de produção de etanol passa por alterações na rota de fermentação, como conhecida, ou pela ocorrência de outra adicional.
Nesse momento poderia ocorrer, por reduções sucessivas, a síntese do etanol pela ação da entrega de hidrogênio, atuando via Redutores Equivalentes, como NADH e NADPH.
Esse efeito parece induzir a necessidade de concepção dessa outra rota de fermentação alternativa, inferindo na redução de dióxido de carbono. Com isso, surge desse formalismo, tendo como consequência final a reação abaixo, ainda considerando que os RE atuam sobre o microrganismo ou, mais precisamente, nas enzimas nele presente.
|C6H12O6| + RE*|Levedo| → |C2H6O| + |CO2| + ∑i |Pi|
O caractere `*´ é usado simbolizando um atuador ou um operador, envolvido com transferência de energia que, embora de forma global, objetiva o particular do nível energético de cada enzima ou coenzima na sua demanda natural ou característica. O termo ∑|Pi| representa o conjunto, a somatória, de concentrações mássicas de outros metabólitos ou subprodutos do processo fermentativo, como |Glicerol|, ou o próprio Levedo, visto como um dos produtos da reação fermentativa.
Complementando, entende-se, nessa equação, que a reação de fermentação toma outros conceitos, no que se refere à conversão de açúcares em etanol e dióxido de carbono, juntamente com outros metabólitos. Daí nasce o termo produção seletiva de metabólitos, através do que se pode priorizar o etanol. Enquanto a concentração de |etanol – C2H6O|, aumenta, a concentração de |dióxido de carbono – CO2|, diminui.
Figura 04 - Produtos de Fermentação
Em adição, o gráfico abaixo exibe a relação dos produtos de fermentação, em etanol e dióxido de carbono.
Figura 05 – Etanol e Dióxido de Carbono
Essa ação infere em outras duas características de grande importância para o entendimento e formulação do processo fermentativo. O que se tinha pelo determinismo absoluto, na expressão atribuída a Gay-Lussac, agora a possibilidade torna-se móvel e, adicionalmente, pode ser controlada ou gerenciada.
(Açúcar) C6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2 Determinismo (1)
|C6H12O6| + RE*|Levedo| → ↑|C2H6O| + ↓|CO2| + ∑i |Pi| Possibilidade (2)
A simples e clássica presença de metabólitos no vinho fermentado de Glicerol e Acetaldeído, entre outros, deixam claras evidências de que a expressão (1) sucumbe originariamente nos seus princípios, enquanto que a expressão (2) é completa para o entendimento e a formulação estequiométrica da reação fermentativa de açúcares.
Para saber mais sobre nossa tecnologia e contratar entre em contato agora.
