BRPI0611787A2 - preparação de fermento lìquido estabilizada, um método para a produção da mesma, e o seu uso - Google Patents

Abstract

PREPARAçãO DE FERMENTO LìQUIDO ESTABILIZADA, UM MéTODO PARA A PRODUçãO DA MESMA, E O SEU USO. A presente invenção refere-se a uma preparação de fermento líquido estabilizada que contenha um composto poliidróxi, preferivelmente o glicerol, e uma goma, compreendendo a alfarroba, o guar, o tragacanto, a goma arábica, a goma xantana, preferivelmente a goma xantana. A presente invenção refere-se também a um método para produção das ditas preparações bem como o uso das mesmas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PREPARA- ÇÃO DE FERMENTO LÍQUIDO ESTABILIZADA, UM MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DA MESMA, E O SEU USO".

Pedidos Relacionados

Esse pedido solicita a prioridade do Pedido Provisório de Paten- te US Número de Série 60/694.098 arquivado em 24 de junho de 2005, a completa divulgação do qual é que especificamente incorporada por referência.

Campo da Invenção

A presente invenção se refere a uma preparação de fermento líquido estabilizada que contém um composto poliidróxi, preferivelmente gli- cerol, e uma goma, compreendendo a goma de alfarroba, goma de guar, goma de tragacanto, goma arábica ou a goma xantana, preferivelmente a goma xantana. A presente invenção também se relaciona a um método para produção da dita preparação bem como com o uso da mesma.

Antecedentes da Invenção

A produção de combustível de etanol tem ganhado significativa- mente em popularidade nos últimos anos. Atualmente mais de 80 de tais plantas de produção de etanol estão em operação somente nos EUA. Esse entusiasmo tem sido dirigido pela necessidade de uma troca em relação ao MTBE e ao desejo de se tornar menos dependente energeticamente de ou- tros países. Uma planta típica de produção de etanol utilizará levedura (tipi- camente Saccharomyces) para produção em média de 189,21 milhões de litros de etanol puro por ano, a maior parte, mas não exclusivamente a partir da hidrólise do amido de milho em grande fermentadores com mais de 2 mi- lhões de litros.

As fontes primárias de carbono e energia para a levedura são os açúcares. O amido não modificado não pode ser utilizado porque as levedu- ras não contêm as enzimas adequadas para hidrolisar esse substrato em açúcares fermentáveis. Os melaços de beterraba e de cana são normalmen- te utilizados como matéria-prima da fermentação por que os açúcares pre- sentes nos melaços, uma mistura de sacarose, frutose e glicose, são pron- tamente fermentáveis. Adicionalmente ao açúcar, as leveduras também ne- cessitam de certas quantidades de minerais, vitaminas e sais minerais para o crescimento. Alguns desses produtos podem ser adicionados à mistura de melaço de beterraba e cana antes da estabilização rápida enquanto outros produtos são alimentados separadamente para a fermentação.

Alternativamente, um nutriente separado alimentado o tanque pode ser hostilizado para misturar e liberar algumas vitaminas e sais mine- rais necessários. A necessidade de nitrogênio é suprimida através da amô- nia e o fosfato é suprimido a partir do ácido fosfórico. Cada um desses nutri- entes de alimentado separadamente à fermentação de modo a permitir um melhor controle do pH do processo. Os melaços esterilizados, normalmente referidos como massas ou mostos, são armazenados em um tanque sepa- rado de aço inoxidável. A massa armazenada nesse tanque é então utilizada para abastecer o açúcar e outros nutrientes nos vasos de fermentação adequados.

Em grandes volumes comerciais de produção de etanol, o amido de milho é o substrato de escolha devido ao seu baixo custo e disponibilida- de. Durante a utilização do amido de milho, freqüentemente uma primeira etapa de hidrólise parcial (utilizando alfa amilase) precede uma etapa de fermentação de co-sacarificação (na presença de glicoamilase) que é então destinada para a destilação.

Uma preparação de levedura é utilizada para inoculação em vá- rios fermentadores, incluindo aqueles denominados de propagadores, nor- malmente isso ocorre em uma etapa de fermentação de co-sacarificação. A fermentação de co-sacarificação assegura uma hidrólise controlada e pro- gressiva das dextrinas produzidas na etapa anterior de hidrólise parcial. Es- se mecanismo de hidrólise e fermentação simultâneas fornece uma libera- ção mais lenta de açúcares e asseguram que a levedura não estará subme- tida a uma pressão osmótica pontual, muito intensa, que poderia existir se todas as dextrinas já fossem hidrolisadas no início da fermentação antes da inoculação da levedura.

A produção de leveduras para utilização em fermentação comer- ciai é, por si própria, um processo de múltiplas etapas. Em muitos casos, a produção comercial necessita de que a levedura seja empacotada, armaze- nada e enviada em grandes quantidades através de um processo que garan- ta sua pureza e disponibilidade do produto final de levedura.

A produção de levedura de panificação, por exemplo, freqüen- temente é iniciada com o tubo de cultura pura ou com frascos congelados de uma determinada cepa adequada de levedura. Essa levedura serve como o inóculo para o tanque de cultura pré-pura, um pequeno vaso de pressão on- de sementes são crescidas em um meio de condições de esterilidade bem estritas. Após o crescimento, os conteúdos desses tanques são transferidos para um fermentador maior de cultura pura onde a propagação é realizada com alguma aeração, novamente sob condições estéreis. Esses estágios iniciais são conduzidos como fermento ações e batelada. Numa fermentação em batelada, todo o meio de crescimento e os nutrientes são introduzidos no tanque a antes da inoculação.

A partir dos vasos de cultura pura, as células crescida e são transferidas para uma série de fermentadores progressivamente maiores para semeadura e semi-semeadura. Esses estágios posteriores são condu- zidos como fermentações de batelada alimentada. Durante uma fermentação de batelada alimentada, o melaço, o ácido fosfórico, a amônia e os sais mi- nerais são abastecidos às leveduras e uma taxa controlada. Essa taxa é cal- culada para fornecer somente açúcar e nutrientes suficientes para a levedu- ra maximizar a sua multiplicação e evitar a produção de álcool. Adicional- mente, essas fermentações por batelada alimentada não são completamente estéreis. Não é econômico utilizar tanques pressurizados para garantir a es- terilidade dos grandes volumes necessários de ar para esses fermentadores ou para se atingir condições estéreis durante toda a transferência através de muitas tubulações, bombas e centrífugas. É praticada uma limpeza extensi- va de todo o equipamento, utilizando vapor nas tubulações de nos tanques, juntamente com a filtragem do ar para assegurar condições tão assépticas quanto possíveis.

Ao final da fermentação semi-semeada, o conteúdo dos reserva- tórios é bombeado para uma série de separadores que separam a levedura do melaço consumido. A levedura é então lavada com água gelada e bom- beada para os tanques de armazenamento de leveduras semi-semeadas onde o creme de leveduras é mantido a aproximadamente 1,1 9C até que seja utilizado para inocular os tanques de fermentação comercial. Esses fermentadores comerciais são a etapa final do processo de fermentação e são freqüentemente referidos como fermentação final ou fermentação co- mercial.

As fermentações comerciais são realizadas em grande fermen- tadores com volumes de trabalho de até 189.200 litros. Para se iniciar uma fermentação comercial, um volume de água, referida como água de partida, é bombeada para dentro do fermentador. Depois, em um processo referido como lançamento, as leveduras semi-semeadas no tanque de armazena- mento são transferidas para o fermentador. Após a adição das leveduras semeadoras é iniciada a aeração, a refrigeração e a adição de nutrientes a fim de dar início a um processo de fermentação de 15 a 20 horas. Início da fermentação, o líquido de sementes de levedura e a água adicional podem ocupar somente de um terço à metade do volume do fermentador. As adi- ções constantes de nutrientes durante o curso da fermentação levam o fer- mentador ao seu volume final. A taxa de adição de nutrientes aumenta du- rante a fermentação porque uma maior quantidade de nutrientes deve ser fornecida para suportar o aumento da população celular crescente. O núme- ro de células de levedura aumenta cerca de 5 ou 8 vezes durante essa fer- mentação.

O ar é fornecido no fermentador através de uma série e de tubos perfurados localizados no fundo do vaso. A taxa de fluxo de ar em torno de um volume de ar por volume do fermentador por minuto. Uma grande quan- tidade de calor é gerada durante o crescimento das leveduras e a refrigera- ção a realizada através de serpentinas internas de refrigeração ou através do bombeamento do líquido de fermentação, também conhecido como cal- do, através de um tocador de calor externo. Adição de nutrientes e a regula- ção do pH, da temperatura e do fluxo de ar são cuidadosamente monitorado de controlados por sistemas de computador durante todo o processo de pro- dução. Durante a fermentação a temperatura é mantida em aproximadamen- te 30°C e o pH está geralmente em uma faixa de 4,5 a 5,5.

Ao final da fermentação, o caldo do fermentador é separado por centrífugas do tipo com um orifício, lavado com água e novamente centrifu- gado para produzir um creme de leveduras com uma concentração de sóli- dos em uma faixa de 15% a 24%, em freqüentemente em torno de 18%. O creme de leveduras é resfriado até aproximadamente 7,2°C I armazenada em um tanque de aço inoxidável separado e refrigerado para armazenamen- to do creme de leveduras. Esse trem de leveduras pode ser abastecido dire- tamente a caminhões tanque e enviado aos consumidores equipado com sistema adequado de manuseio do creme de leveduras. Alternativamente, o creme de leveduras pode ser bombeado para o filtro prensa de placa ou de moldura para ter seu nível de água reduzido até uma consistência semelhan- te a uma torta contendo aproximadamente de 27% a 36% de leveduras. Es- sa torta prensada de levedura é cortada em pedaços e empacotada em em- balagens de 22,7 kg e armazenada sobre um pallet. A levedura se aquece durante as operações de prensagem e empacotamento e as embalagens com pedaços da torta de levedura devem ser resfriadas em um refrigerador por um determinado período de tempo com ventilação adequada e coloca- ção dos pallets de modo a permitir o livre acesso do ar de refrigeração. As embalagens contendo os pedaços da torta de levedura são então distribuí- das aos clientes consumidores nos próprios pallets de armazenamento utili- zando caminhões refrigerados. O creme de leveduras pode então ser adicio- nalmente processado em levedura seca (com 92% a 97% de sólidos) pela utilização de um secador de leito fluidizado ou tipos similares de secadores.

Em contraste, a produção de leveduras para plantas industriais de etanol combustível é significativamente diferente. Muito embora as plan- tas de etanol combustível sejam muito grandes, elas consomem muito me- nos levedura do que as panificadoras industriais. Uma grande panificadora industrial, por exemplo, a qualquer momento irá consumir em torno de 1 e 4 caminhões de carga de 20.000 litros de creme de levedura (média de 18% de sólidos) por semana.

Conseqüentemente, é comum serem observados sistemas de creme de leveduras instalados naquelas panificadoras; esses sistemas são geralmente compreendidos por dois grandes receptores refrigerados e agi- tados que podem receber pelo menos um caminhão de levedura líquida ca- da um, um anel de distribuição para os misturadores de massa de pão e um sistema de limpeza local. Por analogia, uma grande planta de que etanol combustível utilizará tipicamente de 200 kg a 500 kg de levedura seca por semana ou o equivalente de 1.500 litros a 2.500 litros de creme de levedura por semana. Tal utilização reduzida, entretanto, não pode justificar a instala- ção de sistemas sofisticados de creme de levedura que são comuns na in- dústria de panificação.

As plantas .. etanol combustível, contrariamente, utilizam leve- dura seca e uma série de tanques de propagação para multiplicar e ativar a levedura. A utilização :ie tais tanques de propagação reduz a quantidade de levedura necessária e efetivamente elimina a necessidade de armaze- namento refrigerado. A levedura seca possui benefício adicional uma vida útil de armazenamento relativamente longa (até cerca de 3 meses). Infeliz- mente, a levedura seca perde parte de sua atividade fermentativa durante o processo de secagem tem como durante a reidratação. Além disso, a leve- dura seca está em um estado de dormência (e desse modo, na etapa de propagação normalmente observada nas plantas de etanol combustível) e não é tão rápida quanto a levedura fresca (de 27% a 33% de sólidos).

A indústria do etanol também utiliza levedura fresca mais a Ieve- dura fresca comprimida ou esfarelada necessita de refrigeração para arma- zenamento e possui uma vida útil de armazenamento de 2 a 3 semanas. A levedura comprimido pode, obviamente, se mantida por um período de tem- po maior (por até 6 semanas), mas isso resultaria em uma perda significante da atividade e também permitiria a possibilidade de crescimento de mofo na superfície da levedura. Os cremes líquidos de levedura (de 15% a 24%) so- frem dos mesmos problemas de envelhecimento e refrigeração e necessitam de agitação porque a tendência natural da levedura é sedimentar-se. Nenhuma das formas mencionadas acima através das quais a levedura é atualmente fornecida é completamente satisfatória. Mesmo as pequenas quantidades de leveduras necessárias nas instalações comerciais de etanol, em comparação com o tamanho das operações, não tornam eco- nômica a entrega de pequenas quantidades de levedura seguindo um es- quema mais freqüentemente para aquelas plantas industriais. Em muitos casos, a levedura fresca pode não estar disponível ou levedura comprimida pode se tornar_seca, mofada ou inativa. Contrariamente, o produto a base de levedura seca permanece ativo o longo período de tempo mas, em qualquer caso, ela deve ser reativada de modo adequado e não é tão rápida em ter- mos de ação e quanto a levedura fresca essa é uma das principais razões do porque os propagadores são comuns na indústria. Já com creme de le- veduras, ele possui a tendência de sedimentar e acumular-se no fundo do reservatório em que está sendo transportado. Conseqüentemente, o creme de leveduras deve ser agitado antes do uso.

Assim, a presente invenção está direcionada a eliminação das desvantagens descritas acima.

Sumário da Invenção

Um dos objetivos da presente invenção é fornecer uma nova preparação de fermento líquido estabilizada (FLE), facilmente utilizável em batelada, possuindo uma vida útil de armazenamento acima da levedura lí- quida padrão de até 90 dias.

Um outro objetivo da presente invenção é fornecer uma prepara- ção de fermento líquido estabilizada com elevada reatividade possuindo uma fase Iag mais curta e um melhor desempenho geral do que a levedura com- primida correspondente.

Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer uma pre- paração de fermento líquido estabilizada para o arremesso direto nos fer- mentadores de produção para a produção de álcool, se desviando desta forma da etapa de propagação, tal como sugerido por uma fase Iag mais curta.

Os objetivos acima mencionados são atingidos pelo novo méto- do de produção de uma preparação de fermento líquido estabilizada pela utilização de uma combinação de um composto poliidróxi, preferivelmente o glicerol e uma goma, preferivelmente a goma xantana. O glicerol estabiliza a vitalidade das leveduras e a goma xantana estabiliza a consistência, evitan- do assim a sedimentação da levedura.

Um objetivo adicional da presente invenção é a utilização de uma preparação de fermento líquido estabilizada (FLE) para a produção de quantidades comerciais e de uma levedura de alta atividade e/ou alta taxa de brotamento. Particularmente, o que é contemplado é uma formulação compreendendo uma levedura com uma alta concentração de nitrogênio, de proteína e com uma alta atividade ou capacidade de brotamento juntamente com uma goma e um composto poliidróxi, preferivelmente o glicerol.

Um objetivo adicional da presente invenção é um novo processo para a produção de etanol que compreende a adição direta ou o arremesso de uma preparação de fermento líquido estabilizada com uma alta capacida- de de brotamento em um fermentador de produção, removendo assim a ne- cessidade de uma etapa de propagação.

Descrição dos Desenhos

A figura 1 ilustra a atividade fermentadora relativa de uma prepa- ração de fermento líquido estabilizada contra aquela atividade de bolsas (le- vedura prensada) que a levedura líquida regular.

A figura 2 ilustra um desempenho melhor da preparação de fer- mento líquido estabilizada contra a levedura prensada regular e contra uma levedura seca durante as primeiras 12 horas da fermentação da massa de milho.

A figura 3 mostra um rendimento de etanol da levedura líquida estabilizada sobre a levedura prensada.

Descrição Detalhada da Invenção

A levedura fresca quer esteja na forma líquida (creme) ou na forma prensada ou na forma esfarelada, possui diversos benefícios. Tal le- vedura é utilizada para a atividade, não necessitando de reidratação, e pos- sui uma curta fase Iag no fermentador. A levedura fresca é geralmente utili- zada para cepas que não podem tolerar a secura.

A levedura seca, que esteja na forma ativa ou inativa, possui um conjunto de diferentes benefícios. Ela é geralmente otimizada para a estabi- lidade, não necessita de refrigeração e é boa para uso intermitente (fermen- tação de inicialização contínua). Ela é geralmente utilizada para cepas que são utilizadas em pequenos volumes.

O que se necessita, entretanto é de uma preparação de fermen- to líquido estabilizada (FLE) que possuam muitos dos benefícios tanto da levedura líquida quanto da levedura seca. Particularmente, o que é necessá- rio é uma formulação de levedura a que possui uma atividade maior do que a levedura fresca convencional; uma estabilidade maior do que a levedura fresca convencional; uma fase Iag menor no fermentador; não necessite de agitação; e forneça a possibilidade de arremesso direto sem necessidade do propagador.

A presente invenção fornece uma FLE que atende a todas essas necessidades ainda não sanadas. A FLE de acordo com a presente inven- ção é compreendida por um creme de leveduras ou um líquido de leveduras, em combinação com um ou mais gomas e uma ou mais compostos poliidróxi.

Mais especificamente, a presente invenção compreende um creme ou líquido de levedura (de 15% a 24% de sólidos), que também com- preende uma goma e um composto poliidróxi. A goma está adequadamente presente no creme de leveduras e uma concentração de 0,03% até 1% em peso em relação ao creme de levedura, e é preferivelmente goma de alfar- roba, goma de guar, goma de tragacanto, goma arábica ou goma xantana. O termo goma inclui as gomas que podem ser obtidas a partir de plantas ou que são de origem microbiológica ou misturas das mesmas.

A formulação da presente invenção também e inclui um ou mais compostos poliidróxi. Os compostos poliidróxi preferidos são propileno glicol, glicerol, oligossacarídeos não fermentáveis, monossacarídeos não fermen- táveis, tais como a xilose, ou álcoois de açúcar não fermentável, tal como manitol e sorbitol, carboidratos solúveis oligoméricos ou poliméricos tal como o amido, celulose ou agarose parcialmente hidrolisados e o polietileno glicol ou misturas dos mesmos. Preferivelmente a presente invenção contém de 1% a 5% de glicerol em peso em relação creme de leveduras. Em uma mo- dalidade altamente preferida é utilizada na fermentação aproximadamente 0,5 g/kg de massa de FLE, em que a FLE é compreendida por 3,2% (pe- so/volume) de glicerol a 95% e 1,1% (peso/volume) de goma de xantana.

Além disso, a presente invenção contempla a formulação de uma preparação de fermento líquido estabilizada em que a levedura tenha alta concentração de nitrogênio, alta concentração de proteína, alta atividade e elevado brotamento. Tal elevada atividade ou brotamento e inclui, mas não está limitada a, células de levedura viva tais como aquelas do gênero Sac- charomyces, Kluyveromyces, Torulaspora, particularmente a Saeeharomy- ces cerevisae. O termo também compreende combinações de uma ou mais espécies de levedura.

Um objetivo adicional da presente invenção é um novo processo para a produção de etanol, compreendendo a adição direta ou o arremesso de uma levedura líquida estabilizada de alta taxa de brotamento a um fer- mentador de produção, eliminando assim necessidade de uma etapa de propagação.

Tais preparações líquidas estabilizadas de leveduras não são somente do interesse da indústria de etanol combustível (não somente limi- tada pela fermentação da massa de milho, mas também incluindo a "bio- massa" os substratos de celulose ou quaisquer outros substratos utilizados na produção de etanol combustível), mas também são aplicáveis ao álcool potável (destilarias), bebidas, panificações, bebidas fermentadas em geral e quaisquer processos de fermentação que necessitem das características da dita preparação de fermento líquido estabilizada.

Os auxiliares de processo podem ser adicionados na composi- ção da presente invenção em uma determinada quantidade que as proprie- dades do produto final sejam melhoradas quando as ditas composições são adicionados na mistura fermentativa ou na massa de farinha. Tal como des- crito acima os auxiliares de processo podem ser divididos em nutrientes, adi- tivos químicos e enzimas.

Os componentes nutrientes podem incluir o nitrogênio inorgânico (tal como a uréia e os sais de nitrogênio), nitrogênio orgânico (tal como a levedura, a levedura autolisada, o extrato de levedura ou os solúveis da fer- mentação), fósforo (tal como os sais de nitrogênio e fósforo), minerais (como os sais) e vitaminas.

Os aditivos químicos adequados são os agentes de oxidação tais como o ácido ascórbico, o bromato, e a azodicarbonamida e/ou os agen- tes de redução tais como a L-cisteína e a glutationa. O agente de oxidação preferido freqüentemente utilizado para a panificação é o ácido ascórbico, que é adicionado na composição em uma quantidade tal que resulta em uma quantidade entre 5 mg e 300 mg/kg de farinha. Outros aditivos químicos a- dequados são os emulsificantes que agem como condicionadores da massa de farinha tais como os ésteres diacetil tartárico de mono e diglicerídios (DATEM), o Iactato estearoil de sódio (SSL), o Iactato estearoil de cálcio (CSL), ou agentes tais como atenuantes de esfarelamento tais como o mo- noestearato de glicerol (GMS) ou sais biliares, materiais graxos tais como triglicerídios (gordura) ou Iecitina e outros. Os emulsificantes preferidos são DATEM, SSL, CSL ou GMS. Os sais biliares preferidos são os colatos, de- soxicolatos e taurodesoxicolatos.

As enzimas adequadas são as enzimas de degradação do ami- do, as enzimas de degradação da arabinoxilanose e de outras hemicelulo- ses, enzimas de degradação da celulose, enzimas de oxidação, as enzimas de dispersão de material graxo, as enzimas de degradação de proteína. As enzimas de degradação do amido preferida de são as amilases endoativas tal como a alfa amilase e as amilase exoativas tais como a beta-amilase e a glicoamilase. As enzimas preferidas de degradação da arabinoxilanose são as pentosanases, as hemicelulases, as xilanases e/ou as arabinofuranosida- ses, particularmente as xilanases do Aspergillus da espécie Bacillus. As en- zimas preferidas de degradação da celulose são as celulases (ou seja, as endo-1,4-beta-glucanases) e as celobioidrolases particularmente aquelas provenientes das espécies Aspergillus, Tricoderma e Humicola. As enzimas de oxidação preferidas são as lipoxigenases, as glico oxidases, as sulfidril oxidases, as hexoses oxidases, as piranose oxidases e as lacases. As enzi- mas preferidas de dispersão de material graxo são as lipases, principalmen- te as lipases de origem fúngica a partir das espécies Aspergillus ou Humico- la, e as fosfolipases tais como as fosfolipase A1 e/ou A2. As enzimas de de- gradação de proteína preferidas são as proteinases endoativas tais como aquelas pertencentes às classes das tiolproteases, das metaloproteases, das serina proteases e aspartil proteases, bem como as proteinases exoati- vas, também referidas como peptidases, pertencente às classes das amino peptidases e carbóxi peptidases. Adicionalmente, as peptidases de origem microbiológica e vegetal para a produção de nitrogênio amino livre a partir das proteínas nos grãos, também podem ser adicionadas.

As enzimas podem ser de origem animal, vegetal ou microbioló- gica e elas podem ser obtidas a partir dessas fontes por processos clássicos conhecidos na técnica, ou, alternativamente podem ser produzidas através da tecnologia de DNA recombinante. Um processo preferido de produção compreende um processo de fermentação no qual os fungos, leveduras, ou bactérias são cultivados e produzem as enzimas desejadas, ou inerentemen- te ou como resultado de modificações genéticas (tecnologia de DNA recom- binante).

Esses processos são bem-conhecidos na técnica. Preferivel- mente, as enzimas são as secretadas por microorganismos no caldo de fer- mentação. Ao final do processo de fermentação a biomassa de células é normalmente separada e, dependendo da concentração de enzimas do cal- do, esse último pode ser adicionalmente concentrado e opcionalmente lava- do por técnicas conhecidas tais como a ultrafiltração. Opcionalmente, os concentrados de enzima ou uma mistura de tais concentrados pode ser se- cos por técnicas conhecidas tais como secagem por atomização.

A presente invenção não está restrita a quaisquer tipos específi- cos de levedura e, particularmente, a invenção não está restrita a formulação do FLE em que a levedura é o Saccharomyces. De fato, seria óbvio para qualquer pessoa versada na técnica que a presente invenção poderia incluir todos os tipos de levedura bem como bactérias utilizadas em processos de fermentação comercial, incluindo as bactérias utilizadas para a produção do etanol.

Além disso, embora a presente invenção contemple a utilização da preparação de fermento líquido estabilizada em fermentadores comerci- ais, ela não está limitada a mesma. O FLE porém, pode ser adicionado o em qualquer etapa do processo, incluindo aos propagadores.

Exemplos

Amostras de massa de milho e leveduras.

Foi utilizada uma massa de milho industrial em todos os testes de bancada comparativos com a fermentação. A massa sedimentada foi an- teriormente adicionada e cerca de 60% de líquido foi utilizado para formar a massa de trabalho. A massa foi feita a partir do milho de Dakota do Sul e foi cozida por jato de vapor a 130°C por 2 minutos. A massa de milho foi toma- da exatamente depois da liquefação. Não foi adicionada nenhuma glicoami- lase ou uréia na massa. O total de sólidos da massa de milho foi determina- do como estando em aproximadamente 30%.

A levedura utilizada foi uma cepa para o etanol combustível da Saccharomyces cerevisae produzida pela Lallemand Inc., e distribuída pela Ethanol Technology. A levedura comprimida foi feita a partir da mesma cepa. Experimentos de fermentação da massa em frascos.

Utilizado um protocolo de fermentação padrão de laboratório pa- ra a massa de milho. 100 g de massa de milho industrial tal como descrita acima foi precisamente transferida para frascos Erlenmeyer de 125 ml. A cada frasco, foram adicionados 20 microgramas de glicoamilase e 16 mmols de uréia. Para os experimentos a taxa de arremesso foi de 0,5 g por kg (no estado). As amostras de levedura industrial foram primeiramente retratadas em água potável a 37°C por 15 minutos antes da inoculação. Após a inocu- lação de cada frasco as fermentações das massas de milho foram conduzi- das em um agitador rotativo a 35°C e 150 RPM. Todos os experimentos de agitadores rotativos de frascos foram realizados em triplicata.

A fundamentação do método gravimétrico está baseada na per- da de peso durante o processo de fermentação da massa do milho. Durante a fermentação é produzido o dióxido de carbono que é liberado, resultando em uma perda de peso do frasco. A produção de etanol é então determinada com base na relação estequiométrica entre o dióxido de carbono e etanol.

Pelo registro da perda de peso durante determinados intervalos de tempo durante o processo de fermentação, a taxa de produção de etanol e o ren- dimento podem ser determinados. O método gravimétrico fornece um méto- do confiável, conveniente e sem custos para a determinação de etanol.

Exemplo 1:

Teste de estabilidade:

Comparação com o Tempo de Armazenamento.

A estabilidade o tempo de armazenamento da preparação de fermento líquido estabilizada foram comparados com a levedura líquida tra- dicional e os produtos de levedura prensada. A atividade da fermentação foi medida pelo método gravimétrico.

Tal como mostrado na Tabela abaixo e na Figura 1, a prepara- ção estabilizada possui uma melhor vida útil de armazenamento e não mos- tra qualquer sinal significante de decantação.

Tabela 1: Comparação da Vida Útil de Armazenamento.

<table>table see original document page 15</column></row><table>

Exemplo 2:

Desempenho Comparativo da Preparação de fermento líquido estabilizada (PLEL) na Produção do Etanol. Foi realizada uma comparação da capacidade de produção de etanol em que a levedura seca ativa, a levedura prensada ativa e a prepara- ção de fermento líquido estabilizada. Tal como mencionado acima, todas as leveduras utilizadas nesse experimento são cepas da Saccharomyces cere- visae para produção de etanol combustível produzidos pela Lallemand Inc., e distribuídas pela Ethanol Technology. A atividade foi medida pelo método gravimétrico descrito acima. A preparação de fermento líquido estabilizada compreendeu 3,2% (em peso/volume) de glicerol a 95% e 0,1% (em pe- so/volume) de goma xantana.

A levedura foi incubada com a massa de milho e a produção de etanol foi medida a intervalos de 2 horas durante 12 horas. A tabela 2 e a figura 2 mostram que a preparação de fermento líquido estabilizadas mos- trou uma capacidade de fermentação mais rápida do que ambas as levedu- ras pensadas ou as leveduras secas ativas.

A massa de milho é de origem industrial, e contém 60% de se- dimentação anterior e já havia sido tratada com alfa amilase. Veja acima. Isso ilustra como o glicerol contribui para a estabilização da vitalidade de uma levedura "muito ativa", que por sua vez, se traduz em uma fase Iag mais curta. Embora a presente invenção abarque as leveduras em cada estado fisiológico (fase exponencial do crescimento, fazem estacionada do cresci- mento, etc.), o termo levedura muito ativa significa uma levedura com mais do que 3% de células de brotamento e/ou uma levedura com um conteúdo de proteína (Ν χ 6,25) maior do que 40% e/ou com um conteúdo de fosfato (como P2O5) maior do que 2%. Essa fase Iag mais curta também contribui para a redução do impacto de uma inerente contaminação bacteriana que poderia vir juntamente com a massa e permite ao produtor de etanol com- bustível se desviar da etapa de propagação e adicionar a levedura (etapa de arremessamento) diretamente nos fermentadores. Isso também contribui para a redução da utilização de antibióticos normalmente utilizados nessa indústria. <table>table see original document page 17</column></row><table> <table>table see original document page 18</column></row><table> Exemplo 3:

Rendimento Melhorado de Etanol da Preparação de fermento líquido estabilizada.

A tabela 3 e a figura 3 também ilustram como a estabilização do processo permite que uma preparação líquida de levedura possa realizar o melhor desempenho (ou seja, possuir um melhor rendimento de etanol). A preparação de fermento líquido estabilizada foi comparada com a levedura prensada para a mesma quantidade de sólidos (como tal). O utilizada a mesma composição de massa de milho do exemplo 2.

Tal como mencionado acima, todas as leveduras utilizadas nes- se experimento são cepas da Saccharomyces cerevisae para produção de etanol combustível produzidos pela Lallemand Inc., e distribuídas pela Etha- nol Technology. A atividade foi medida pelo método gravimétrico descrito acima. A preparação de fermento líquido estabilizada compreendeu 3,2% (em peso/volume) de glicerol a 95% e 0,1% (em peso/volume) de goma xantana.

Fica aparente a partir desses resultados que o processo de es- tabilização permite que a levedura possa fornecer um melhor rendimento de etanol do que a forma não estabilizada. A pequena diferença observada se traduz em uma dramática melhoria em uma plena capacidade industrial. <table>table see original document page 20</column></row><table> Continuacao...

<table>table see original document page 21</column></row><table>

Etanol Produzido

<table>table see original document page 21</column></row><table> Exemplo 4:

Comparação do desempenho de fermentação após 8 semanas de armaze- namento.

Tal como mencionado acima, todas as leveduras utilizadas nes- se experimento são cepas da Saccharomyces cerevisae para produção de etanol combustível produzidos pela Lallemand Inc., e distribuídas pela Etha- nol Technology. A atividade foi medida pelo método gravimétrico descrito acima. A preparação de fermento líquido estabilizada compreendeu 3,2% (em peso/volume) de glicerol a 95% e 0,1% (em peso/volume) de goma xantana.

Tabela 4:

Desempenho da fermentação após 8 semanas de armazenamento.

<table>table see original document page 22</column></row><table>

Exemplo 5:

Atividade após 8 semanas de armazenamento.

Nesse experimento, foi utilizada levedura de panificação prove- niente da Lallemand; a preparação de fermento líquido estabilizada foi pro- duzida utilizando 3,2% (em peso/volume) de glicerol a 95% e 0,1% (em pe- so/volume) de goma xantana. Sob condições normais de estresse a levedura foi testada para uma formulação de massa de pão branco contendo, entre outros ingredientes, 3,8% (em peso/peso em relação a farinha) de açúcar, 1,7% (em peso/peso) de sal de mesa (NaCI), e 181 g de água para 275 g de farinha. Sob condições de estresse a levedura foi testada quanto a sua ca- pacidade de produção de gás em um meio contendo massa de farinha com 16,7% (em peso/peso em relação a farinha) de açúcar (sacarose), 16,7% (em peso/peso em relação a farinha) de gordura (banha),2% (peso/peso) de sal e 147 g de água para 300 g de farinha.

A produção de gás foi avaliada colocando-se uma quantidade conhecida de massa de farinha em um fermentógrafo ((SJA, Suécia) ou um Risógrafo (EUA)) e incubando a mesma por 1 hora a 35°C. A mesma quanti- dade de levedura foi utilizada nesse exemplo; ou seja, 4,7% (em peso/peso em relação a farinha) de levedura prensada ou seu equivalente de prepara- ção de fermento líquido estabilizada para condições normais de estresse e 5,0% de levedura prensada ou seu equivalente de preparação de fermento líquido estabilizada do condições elevadas de estresse.

O experimento mostra que a preparação de fermento líquido es- tabilizada realiza uma produção de melhor qualidade que as embalagem de levedura fresca após um longo período de armazenamento (8 semanas). O experimento também nv stra que a preparação de fermento líquido estabili- zada possui caracterís „as de fermentação significativamente melhoradas em condições de estresse elevado.

Tabela 5:

Resultados do Teste de Atividade Após 8 Semanas de Armazenamento.

<table>table see original document page 23</column></row><table>

Claims (21)

1. Composição compreendendo uma levedura, uma ou mais gomas e um ou mais compostos poliidróxi.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, em que a Ieve- dura está na forma de levedura em creme.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, na qual a leve- dura é o Saccharomyces.

4. Composição de acordo com a reivindicação 2, em que o cre- me compreende aproximadamente 15 % a 24 % de sólidos.

5. Composição de acordo com a reivindicação 2, em que a goma está presente de aproximadamente 0,03 % a aproximadamente 1 % em pe- so da levedura em creme.

6. Composição de acordo com a reivindicação 5, em que a goma é selecionada do grupo consistindo em alfarroba, do tragacanto, da goma arábica, do guar e da xantana.

7. Composição de acordo com a reivindicação 2, em que o com- posto poliidróxi está presente de aproximadamente 1 % a aproximadamente 5% em peso da levedura em creme.

8. Composição de acordo com a reivindicação 1, em que o com- posto poliidróxi é selecionado do grupo consistindo do glicerol, do propileno glicol, dos monossacarídeos não fermentáveis, dos oligossacarídeos não fermentáveis, dos álcoois de açúcar não fermentáveis, oligocarboidratos so- lúveis, dos carboidratos poliméricos solúveis e do polietileno glicol.

9. Composição de acordo com a reivindicação 7, em que o mo· nossacarídeo não fermentável é a xilose.

10. Composição de acordo com a reivindicação 7, em que o ál- cool de açúcar não fermentável é selecionado do grupo consistindo do mani- tol e do sorbitol.

11. Composição de acordo com a reivindicação 7, em que o hi- drato de carbono polimérico é selecionado do grupo consistindo em amido, da celulose e da agarose hidrolisada.

12. Composição de acordo com a reivindicação 1, em que a le- vedura é selecionada do grupo compreendendo a levedura com atividade elevada, a levedura com germinação elevada, a levedura com elevado teor de nitrogênio e a levedura com elevado teor de proteína.

13. Composição de acordo com a reivindicação 12, em que a levedura é uma levedura de germinação elevada.

14. Método para produção de etanol compreendendo lançar a composição como definida na reivindicação 1, diretamente no fermentador de produção.

15. Método para produção de etanol compreendendo lançar a composição como definida na reivindicação 13, diretamente no fermentador de produção.

16. Composição líquida compreendendo bactérias, uma ou mais gomas e um ou mais compostos poliidróxi.

17. Composição de acordo com a reivindicação 16, em que a goma está presente de aproximadamente 0,03% a aproximadamente 1% em peso da composição.

18. Composição de acordo com a reivindicação 16, em que o composto poliidróxi está presente em aproximadamente 1% a 5% em peso da composição.

19. Método de fermentação compreendendo a combinação da composição como definida na reivindicação 1, com uma substância fermen- tável.

20. Método de fermentação compreendendo a combinação da composição como definida na reivindicação 16, com uma substância fermen- tável.

21. Método de fermentação compreendendo a combinação da composição como definida na reivindicação 1, com uma massa de pão.