BRPI1003290A2 - produtos obtidos a partir de um derivado de fermentação alcoólica da batata e processo para obtenção dos mesmos - Google Patents

Abstract

>UM>PRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE UM DERIVADO DE FEPMENTAçãO ALCOóLICA DA BATATA, E PROCESSO PARA OBTENçAO DOS MESMOS<MV>. A presente invenção refere-se a produtos obtidas a partir da fermentação alcoólica da batata e processo para obtenção dos mesmos. Após a fermentação, o mosto é destilado e bidestilado, obtendo-se álcool etílico (etanol). Posteriormente, a partir do mesmo, obtém-se uma bebida alcoólica espirituosa, O produto sem álcool restante líquido desta destílacão foi avaliado como biofertilizante orgânico. O mesmo produto liquido, após secagem, transformado em matéria seca foi aproveitado como farelo para ração animal. Se utilizado pelo homem, comporta-se como imunoestímulante.

Description

PRODUTOS OBTIDOS A PARTIR DE XJM DERIVADO DE FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA DA BATATA, E PROCESSO PARA OBTENÇÃO DOS MESMOS

A presente invenção refere-se a produtos obtidos a partir da fermentação alcoólica da batata. Após a fermentação, o mosto é bidestilado, obtendo-se álcool etilico (etanol). Posteriormente, a partir do mesmo, obtém-se uma bebida alcoólica espirituosa. 0 produto liquido sem álcool restante desta destilação foi avaliado como biofertilizante orgânico. 0 mesmo produto liquido, após secagem, transformado em produto sólido, foi aproveitado como farelo para ração animal. Se utilizado pelo homem, comporta-se como imunoestimulante. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Produtos obtidos através da fermentação de carboidratos e cereais vêm sendo pesquisados e desenvolvidos em todo o mundo, a fim de se ampliar as fontes de obtenção de combustíveis, fertilizantes e outros.

Uma das matérias primas mais pesquisadas é a batata inglesa, antiga fonte de alimentação do ser humano, que possui alto teor nutritivo, adaptando-se facilmente aos vários tipos de solo, sendo assim cultivada no mundo inteiro.

São questões muito discutidas atualmente uma busca por maior oferta de alimentos pelo conjunto da população de um país e a garantia de que tais alimentos cumpram efetivamente seu papel nutricional, bem como o aumento da produção de alimentos para atender à crescente demanda mundial.

Pelo fato da batata ser facilmente cultivada em todas as regiões do planeta, a produção mundial atingiu em 2005 a expressiva marca de 300.000.000 (trezentos milhões) de toneladas, em 18.000.000 (dezoito milhões) de hectares cultivados, com uma produtividade de 16,7 toneladas por hectare.

Entretanto, aproximadamente 35% da batata produzida são descartadas no processo de industrialização. Além disso, estima-se que do total da produção, em torno de 25% a 30% são desclassificados para o comércio ou rejeitados na colheita, por falta de tamanho adequado, sendo descartados.

Adicionalmente, o descarte de certos resíduos no meio ambiente, provenientes do processamento da batata, pode trazer problemas de poluição ambiental.

Sendo assim, universidades, centros de pesquisa e organizações governamentais passaram a estudar a possibilidade do aproveitamento da parte da produção de carboidratos e cereais que são descartados.

Uma revisão do desenvolvimento tecnológico moderno revelou que diversas tecnologias correntes são capazes de contribuir para a solução das questões anteriormente discutidas.

Por exemplo, no documento de patente JP11178519 refere-se a um alimento gelatinoso produzido a partir da destilação do resíduo do licor japonês em que é empregada a batata ou um cereal como matéria-prima em que é realizada a sacarificação da matéria-prima e uma fermentação alcoólica para então proceder à destilação de um produto fermentado (licor não fermentado) para destilar as principais frações alcoólicas para obtenção de um tipo secundário de licor, adição de um agente adoçante no resíduo de destilação restante após a destilação, moagem do resíduo e então adição de um agente geleificante na dispersão líquida obtida para solidificação.

No documento de patente GB832918 é ensinada a produção de um alimento aeróbio a partir da mistura de um material de carboidrato, por exemplo, milho moído, o resíduo da prensagem de sementes oleaginosas, flocos secos de batata, com o produto secundário líquido de uma ração para peixes livre de óleo e concentrada a pelo menos 40% do teor de sólido. A fermentação pode ser acelerada por meio de inoculação com bactéria aeróbica. A fermentação pode ser interrompida pela absorção de água, por exemplo, pela adição de carbonato de cálcio ou ração fresca para peixe. 0 ácido produzido durante a fermentação pode ser feita pela incorporação de cálcio ou carbonato de magnésio

0 documento de patente JP2008229599 refere-se a um método de tratamento de drenagem do processo de produção do amido de batata, o pH da drenagem do decantador é regulado para 2,5 a 3,5, teores sólidos tais como proteínas são submetidos à separação por precipitação por tratamento no ponto isoelétrico e separação por centrifugação, a drenagem restante após a recuperação dos teores sólidos é submetida à neutralização com um condicionador de solo alcalino, como por exemplo, rejeito da planta de cana a solução sobrenadante é transformada em um fertilizante orgânico e então os precipitados podem ser submetidos a recirculação liquida como um condicionador de solo enriquecido com cálcio.

O documento de patente PI 0801439-6 descreve um processo produtivo de etanol de batata doce e resíduo protéico objetivando a implantação de um sistema integrado de produção de etanol de cereais e a utilização de efluentes na produção de ração animal. A partir de uma tonelada de batata doce se leva à usina de fermentação alcoólica que produz 160 litros de etanol, gerando ainda três sub-produtos: 0,80 kg de glucano; 300 kg de resíduo úmido; e 150 kg de resíduo seco.

Os ensinamentos mostrados acima são plenamente ilustrativos do estado da técnica, entretanto, nenhum deles contempla uma solução conjunta para as questões inicialmente enunciadas. Possivelmente deve-se ao fato de tais ensinamentos priorizarem apenas um produto industrial em detrimento de outros produtos desejados. Além disso, o custo da matéria prima também deve ser considerado. Por empregar matéria-prima de especificação de maior custo, os processos do estado da técnica acabam por optar pelo produto de maior retorno, ou empregar matéria-prima residual originária de outra indústria ou processo. OBJETIVOS DA INVENÇÃO

A presente invenção tem como objetivo proporcionar novos produtos obtidos a partir da fermentação alcoólica da batata inglesa (Solanum tuberosum), tais como álcool etilico (etanol), produto liquido com atividade biofetilizante e produto seco (farelo) utilizado como imunoestimulante para ser humano ou como ração animal.

Outro objetivo da invenção é proporcionar um processo para obtenção de novos produtos a partir da fermentação alcoólica da batata inglesa. DESCRIÇÃO DETALAHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção descreve um processo de obtenção de produtos a partir da fermentação alcoólica da batata. Após a fermentação, pela destilação do mosto obtém-se álcool etilico (etanol), que pode ser utilizado para obtenção de uma bebida alcoólica espirituosa. O produto liquido (sem álcool) restante deste processo tem demonstrado significativa atividade biofertilizante; se o mesmo for seco, obtém-se um produto sólido que pode ter aproveitamento como farelo para ração animal ou ser utilizado pelo homem como agente imunoestimulante.

O processo emprega como matéria-prima a batata inglesa, possuindo ela (ou não) especificação comercial para consumo humano, portanto, parte do produto deixa de ser um descarte da atividade agroindustrial para se tornar matéria- prima na produção de: a) álcool etilico(etanol) ; b) produto liquido com atividade biofertilizante; c) Produto seco (farelo) utilizado como imunoestimulante para o ser humano ou como ração animal.

A uma massa conhecida (kg) de batata é adicionado determinado volume de água. A seguir, adiciona-se açúcar, fermento biológico (Sacharomyces cerevisae) e deixa-se fermentar durante 3 (três) a 5 (cinco) dias, dependendo da temperatura ambiente.

No decorrer desses dias de repouso, deve ser conferida, medida da concentração de açúcares (em graus brix) desse composto. Quando a concentração de açúcares estiver em torno de zero, transfere-se o mosto para o alambique para que ocorra a primeira destilação.

O mosto é submetido a aquecimento entre 900C e IOO0C durante 6 a 8 hs. O álcool destilado apresenta concentração em torno de 40°gl; esta concentração tende a redução até chegar a 9°gl. No final da operação, obtém-se álcool-etilico com concentração em torno de 20° gl. A seguir, este álcool é novamente colocado no destilador para a bi- destilação, agora, acrescentando-se o tempero Alcarávia para dar sabor a bebida espirituosa. Caso não se empregue o tempero, teremos álcool etilico (etanol) a 92° gl, que poderá ser usado como biocombustivel alternativo ou em indústrias farmacêuticas que usam álcool de cereais. O produto líquido sem álcool restante da destilacão e bidestilação do álcool etllico(etanol), resulta em dois produtos:

a)um produto líquido com atividade biofertilizante;

e

b)produto sólido (farelo) que pode ser utilizado como ração animal ou como imunoestimulante para seres humanos.

0 produto de fermentação alcoólica

0 produto de fermentação alcoólica, obtido por destilacão e que compreende uma solução alcoólica com teor que varia entre 20° GL e 92 °GL. , é uma bebida bidestilada que possui um teor alcoólico real de cerca de 37,5600% a 20°C, uma acidez volátil de cerca de 14,2000mg/100mL de solução, um teor de aldeídos de cerca de 4 ,5400mg/100mL de solução, um teor de ésteres de cerca de 28,3300mg/IOOmL de solução, um teor de álcool superior de cerca de 2 0 0,350 Omg/10 OmL de solução, um teor de álcool metílico de cerca de 0,0450mg/100mL de solução, uma densidade de cerca de 0,9536 e um teor de componentes secundários não alcoólicos de cerca de 247,4200mg/IOOmL de solução.

Efeito de clone e de tamanho de tubérculo de batata no rendimento de álcool

Objetivo - O presente estudo foi conduzido para avaliar o efeito de clone e de tamanho de tubérculos para a produção de álcool visando à redução das perdas na produção da batata.

Tabela 1: Teores nutricionais inorgânicos de uma solução aquosa de batata

Amostra Elementos Amostra 1 N P K Ca Mg S B Cu Fe Mn Zn g.kg"1 mg.kg 1 0,45 0,04 0,67 0,02 0,03 0,02 n/a 1,26 1,87 0,46 7,63

n/a = nao analisado.

Materiais e Métodos - Os tratamentos foram as combinações de clones (SMIJ461-1 e SMINIA90244-3) e tamanhos de tubérculos (diâmetro maior ou menor do que 2 3mm). Nos clones selecionados, foram avaliados os teores de matéria seca, açúcares redutores e amido. Os teores de açúcares redutores e amido foram avaliados antes e depois da destilação. O teor de matéria seca foi determinado em estufa à temperatura de 600C até atingirem massa da matéria seca constante. Os teores de açúcares redutores foram determinados após modificações da metodologia de LONG & CHISM. 0 amido foi quantificado em açúcares redutores, obtidos pro hidrólise ácida. Após estas determinações foram realizadas as etapas de fermentações e posteriores destilações até a obtenção do álcool. 0 álcool foi determinado em alcoômetro de Gay Lussac a 20°C. 0 delineamento experimental foi o inteiramente casualizado em três repetições. Tabela 2 - Matéria seca, açúcares redutores, amido e álcool em amostras de tubérculo de batata in natura de dois clones de tamanhos diferentes.

MS ( % ) AÇÚCARES REDUTORES1 AMIDO1 ÁLCOOL2 ANTES DA DESTIL- AÇÃO SMIJ4 61-1* 17, 3ab 15,4 a 512,5 a * * 18,2a 8, 4d 442,0 b SMINIA90244- 3* 16,Ob 12, 9b 452,1 b * * 17, 5ab 10,4° 4 72 , 1 ab APÓS A DESTILA- ÇÃO SMIJ461-1* - 4, 4e 486, 6 ab 69,9 a * * - 4 , 4e 490,2 ab 74, 1 b SMINIA9 02 44- 3* - 2 , 2f 469,5 ab 78,4 ab * * - 5, 5e 516,1 a 6 9,3 ab CV (%) 2,00 5,89 4,34 4,29

Médias seguidas pela mesma letra diferem pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade de erro. (*) tubérculo pequenos (**) tubérculos grandes !-Expresso em mg de glicose + frutose/g MS 2 - Expresso em gl (-grau Gay Lussac)

Do processo fermentativo acima descrito é gerado um produto farináceo de alto valor nutricional, conforme mostrado na Tabela 3 abaixo:

Tabela 3: Composição bioquimico-estrutural do produto de fermentação alcoólica por Saccaromyces cerevisae

Componente

Quantificaçao Manose 22% p/p % ramificação em manose 19% p/p % ramificação em manoproteinas 27% p/p %mananopeptídeos 8% p/p Mananas em α 1,6 13% p/p Manose em α 1,2 5% p/p Manose em α 1,3 0,5% p/p Unidades de manose em cadeias laterais 2-3% (95%) Fosfomonoéster em cadeias laterais 35% (v/p. μg-l) Monobiosilfosfodiésteres em cadeias laterais 19% (v/p. μΐ,-ΐ) N-acetiIglucosamina 0,44% (p/p) Glucanas 41% p/p (30-60%) Cadeia principal β 1,3 35% (v/p. μg-l) Cadeias laterais β 1,6 5% (v/p .μ]1-1) β-glucanas livres 0,6% (v/p) β-glucanas combinadas 68% (p/p) Nitrogênio 11,3 μg.g-1 Fósforo 0,9 6μg.g"1 Potássio 3 , 95μg. g"1

A tabela 4 ilustra os teores nutricionais contidos na matéria formadora do substrato alimentar. Tabela 4 - Informaçao nutricional a respeito da matéria formadora do substrato alimentar.

Necessidade diária de uma pessoa de 80kg 50g do resíduo, possui % da necessidade diária NITROGÊNIO 21.16 g/kg 1. 08g 1. Og 100 POTÁSSIO 7.98g/kg 2 . Og 399mg 20 FÓSFORO 1.53g/kg 8 OOmg 7 6.5mg 9.5 CÁLCIO 1.2 Og/kg 8 OOmg 60.Omg 7.5 MAGNÉSIO 1.18g/kg 3 5 Omg 50.Omg 16.85 SÓDIO 1.25g/kg 0 . 5mg _ BORO 9.39mg/kg _ COBRE 2.80mg/kg 3. Omg 0.14mg 4.66 FERRO 107.lmg/kg 5 . 5mg 36 . 0 MANGANÊS 9.70mg/kg 5. Omg 4 . 9 mg 98.0 ZINCO 14.19mg/kg 15mg 0. 7mg 4 . 6 VITAMINAS EM 50g VITAMINA A 22,5U.I TIAMINA OU VIT. Bl 82,5mg RIBOFLAVINA OU VIT. B2 16 Omg NIACINA OU ACIDO NICOTÍNICO 0, 5mg ACIDO ASCÓRBICO VIT. C 7, 5mg

Siibstrato Alimentar- Nutrição Animal

Um estudo feito em gado leiteiro mostrou um aumento da produtividade na lactação Tabela 5 - Teste na alimentaçao de vacas leiteiras com substrato úmido e biofertilizante

Número do Média de Média de Diferença da animal Lactacão o Lactacão o com média em Anterior biofertilizante litros de leite 155 11,20 12,63 1,43 62 12,60 13, 15 0,55 151 10,50 10, 77 0,27 154 10,70 11,95 1,25 139 9,50 9,19 -0,31 163 15,00 15,42 0,42 Número do Média de Média de Diferença da animal Lactacão Lactacão com média em Anterior biofertilizante mililitros de leite 155 11,20 12,70 500 62 12,60 13,00 400 151 10,50 11,00 500 154 10,70 11,20 500 139 9,50 9,80 300 163 15,00 15,80 800

0 animal 151 rejeitou durante o tratamento 50% do produto úmido. Segundo os proprietários do laticínio, houve um aumento substancial na gordura do leite, chegando ao ponto que o leite só dos animais tratados não era mais adequado para a fabricaçao de queijos, pois pela quantidade de gordura não havia agregação das partículas.

A quantidade de leite que normalmente era produzida pelo laticínio fabricava 10 queijos; após a mistura com leite das vacas tratadas, passou-se a produzir 12 queijos.

O sabor do queijo dos animais tratados é completamente diferenciado dos existentes nos mercados da região.

Biofertilizante

1° Os teores nutricionais apresentados anteriormente

são também altamente absorvidos pela planta, o que contribui significativamente para o crescimento da planta. A Tabela 3 ilustra a composição bioquímico-estrutural do produto de fermentação alcoólica por Saccaromyces cerevisae.

Tabela 6 - Laudo de Propriedades Físico-Químicas contidas no Biofertilizante

Parâmetro Método/Norma Resultado /Unidade Limite de Detecção Data do Ensaio Boro M. A-IN n.28, de 27/07/2007 (Método espectrofotométrico da azometina - H) 0,083% 0,01% 08/06/2010 CTC/C Capacidade de Troca Catiônica para o Carbono M.A-IN n.28, de 27/07/2007 72,6 09/06/2010 Capacidade de Troca Catiônica (CTC) M.A-IN n.28, de 27/07/2007 (Capítulo III - Método 11 - pág. 123 a 125) 4554,3 mmol/Kg 0,1 mmol/Kg 07/06/2010 Carbônico Orgânico M.A-IN n.28, de 27/07/2007. (Capítulo III - Método 10 - pg. 120) 24,4% 0,01% 09/06/2010 Cálcio M.A-IN n.28, de 27/07/2007 (Espectrofotometria de Absorção Atômica 43,4 ppm 0,028 ppm 08/06/2010 Fósforo Total em P2O5 M.A-IN n.28, de 27/07/2007 (Método Gravimétrico do Quimociac) 0,03% 0,01% 07/06/2007 Magnésio M.A-IN n.28, de 27/07/200 7 (Espectrofotometria de Absorção Atômica) 53,0 ppm 0,027 ppm 08/06/2010 Manganês M.A-IN n.28, de 27/07/2007 (Espectrofotometria de Absorção Atômica) Não detectado 0,008 ppm 08/06/2010 Nitrogênio Total MAPA-IN n.28 de 27/07/200 7 (Método de Oxidação com Ácido Perclórico 0,34% 0,01% 14/06/2010 Potássio (K2O) Solúvel em Água M.A-IN N.28, de 27/07/2007 (Método Volumétrico do Tetrafenilborato de Sódio) 0,067% 0,01% 09/06/2010 Umidade 61,1% 0,01% IN. 28 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (27/07/2007) - Método Gravimétrico - Pag. 107 07/06/2010 Zinco M.A-IN n.28, de 27/07/2007. (Espectrofotometria de Absorção Atômica) 12,3 ppm 0,013 ppm 08/06/2010 pH "in natura" Potenciometria a 20°C 3,2 0,01 14/06/2010

Tabela 7 - Resultado da aplicagao do biofertilizante em soja

Número da Propriedade Adição do Biofertilizante Peso Total Peso de 1000 grãos 1 Sem adubo 103g 103g 1 Com adubo 22 Og 160g 2 Sem adubo 200g 170g 2 Com adubo 540g 190g

Discussão - As xiloglucanas da batata que é uma enzima que vem a ser uma B.glucana combinada que está presente em nosso produto em concentração bastante alta 68% p/p não é destruída pelo calor conforme literatura consultada. Essa glucana sendo uma enzima fraciona o RNA como, por exemplo, a enzima sintética ribonuclease que quando em contato com o mesmo fraciona o RNA em moléculas de outros aminoácidos.

Pois, ao contrário do DNA, não está somente no núcleo da célula, mas em toda a estrutura celular. Assim como no RNA tem em suas bases Adenina, Guanina, Citosina e Uracila e ainda fosfato e ribose em vez de tiamina como no DNA, acredita-se que o RNA fracionado contém material utilizado para a formação de proteínas portadoras de instrução, sendo elas as que dão origem as mais diversas proteínas que irão formar o RNA mensageiro, esse serve de molde para que os aminoácidos se liguem entre si e formem uma cadeia de todas as proteínas.

Quando aplicado o biofertilizante, há uma ação na célula em seu todo, incluindo o núcleo no que resulta então uma mitose (mitose acelerada, formando células novas inalteradas em grande quantidade) ocasionando um crescimento exagerado nas plantas, e por serem células novas que podem ter células tronco.

Adicionalmente, proporciona ao organismo animal que ingere o produto, em sua forma de substrato seco ou úmido uma ação imunoestimulante.

A presente invenção foi descrita em termos de uma modalidade exemplificativa preferida, entretanto, certas modificações e variações se tornarão aparentes para aqueles versados na técnica a partir da presente descrição. Tais variações e modificações estão, portanto, incluídas no escopo presentemente reivindicado.

Claims (3)

1. - Produtos obtidos a partir de um subproduto de fermentação alcoólica da batata, caracterizado por compreender um teor de nitrogênio de cerca de 21,16g/kg; um teor de potássio de cerca de 7,98g/kg; um teor de fósforo de cerca de l,53g/kg; um teor de cálcio de cerca de l,20g/kg; um teor de magnésio de cerca de l,18g/kg; um teor de sódio de cerca de l,25g/kg; um teor de boro de cerca de 9,39g/kg; um teor de ferro de cerca de 107,lmg/kg; um teor de manganês de cerca de 9,70mg/kg; um teor de zinco de cerca de 14,19mg/kg; um teor de vitamina A de cerca de 22,5U.I/50g; um teor de vitamina Bl de 82,5mg/50g; um teor de vitamina B2 de 16Omg/5Og; um teor de ácido nicotinico de 0,5mg/50g; um teor de vitamina C de cerca de 7,5mg/50g.

2. - Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do produto liquido sem álcool ser um biofertilizante que contém a seguinte estrutura fisico- quimica: Elemento/Parâmetro Percentual/ Capacidade Limite de Detecção Boro 0,083% 0,01% CTC/C Capacidade de Troca Catiônica para o Carbono 72,6 Capacidade de Troca Catiônica (CTC) 4554,3 mmol/Kg 0,1 mmol/Kg Carbônico Orgânico 24,4% 0,01% Cálcio 43,4 ppm 0,028 ppm Fósforo Total em P2O5 0,03% 0,01% Magnésio 53,0 ppm 0,027 ppm Manganês Não detectado 0,008 ppm Nitrogênio Total 0,34% 0,01% Potássio (K2O) Solúvel em Água 0,067% 0,01% Umidade 61,1% 0,01% Zinco 12,3 ppm 0,013 ppm pH "in natura" Potenciometria a 20°C 3,2 0,01

3. - Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do produto sólido ser um farelo que compreende as seguintes proporções quantitativas e qualitativas: Manose 22% p/p % ramificação em manose 19% p/p % ramificação em manoproteinas 27% p/p %mananopeptídeos 8% p/p Mananas em α 1,6 13% p/p Manose em α 1,2 5% p/p Manose em α 1,3 0,5% p/p <table>table see original document page 20</column></row><table> 3. - Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do produto sólido ser um farelo que compreende as seguintes proporções quantitativas e qualitativas: <table>table see original document page 20</column></row><table> submeter o mosto à Ia destilação sob um aquecimento na faixa de 90°C a 100°C, durante de 6 a 8 horas, obtendo um álcool etilico com concentração de 20°GL, e um produto liquido sem álcool, que é o biofertilizante e um produto sólido que é o farelo.