POLISSACARÍDEOS PRESENTES EM MOSTO DE CANA-DE-AÇÚCAR

Campo da invenção

A presente patente de privilégio de invenção pertence ao campo da bioquímica e tem por objeto um produto biológico constituído basicamente por enzimas capazes de hidrolisarem polissacarídeos, a fim de transformá- los em açúcares fermentescíveis em meio ao mosto derivado da cana-de- açúcar, de forma a auferir maior taxa de produção de álcool na indústria alcooleira.

Portanto o produto em apresentação pode ser aplicado em todos os setores da produção de açúcar e álcool como as indústrias sucroalcooleiras e mesmo, em indústrias de bebidas, farmacêuticas e congéneres.

É objetivo do presente pedido de patente, apresentar um produto para converter polissacarídeos complexos em açúcares fermentescíveis.

Histórico da invenção

No caldo de cana-de-açúcar são encontrados alguns açúcares complexos, como a dextrana e o amido, os quais não são passíveis de serem fermentados pelas leveduras utilizadas na fermentação alcoólica.

O produto em apresentação é utilizado na etapa de fermentação na usina de cana-de-açúcar e tem como objetivo o aumento do rendimento da produção de álcool.

Basicamente o produto é composto pelas enzimas dextranase (EC 3.2.1.11 ; EC 3.2.1.61), alfa-amilase (EC 3.2.1.1 ; EC 3.2.1.98) e amiloglucosidase (EC 3.2.1.3 ; EC 3.2.1.20) que podem ser de origem bacteriana ou fúngica.

Pontos deficientes do estado da técnica

Quando a safra de cana-de-açúcar é climaticamente ou mecanicamente prejudicada, os microrganismos poderão aderir em porções prejudiciais, produzindo a dextrana, um polissacarídeo.

Dextranas são polímeros de glucose produzidos a partir da sacarose por microrganismos, especialmente pela ação de bactérias do género Leuconostoc. Na industria sucroalcooleira a presença de dextrana é um problema que afeta tanto a qualidade do açúcar e do álcool como a produtividade industrial.

Ocorre perda de sacarose, aumento da viscosidade do caldo de cana e dificuldade na filtração durante o processamento industrial.

As dextranas são formadas quando a cana é contaminada antes mesmo do corte, através de rachaduras no colmo, que permite a penetração de microrganismos e deterioração da cana em função do tempo decorrido entre a queima, o corte e a moagem.

Sumário da invenção

Pela vantagem económica e industrial em se melhorar o desempenho de conversão de polissacarídeos complexos em açúcares fermentescíveis em indústrias alcooleiras e afins, levou o inventor com notórios conhecimentos setoriais, a criar e desenvolver o objeto da presente patente de invenção intitulada de PRODUTO BIOQUÍMICO PARA HIDROLISAR POLISSACARÍDEOS PRESENTES EM MOSTO DE CANA-DE-AÇÚCAR, a qual concebem diferentes misturas de compostos bioquímicos, definidos pela dextranase (EC 3.2.1.11 ; EC 3.2.1.61), alfa- amilase (EC 3.2.1.1 ; EC 3.2.1.98) e amiloglucosidase (EC 3.2.1.3 ; EC 3.2.1.20) que podem ser de origem bacteriana ou fúngica.

Tal composto atua na conversão de polissacarídeos complexos presentes no mosto da cana-de-açúcar, em açúcares passíveis de serem convertidos, principalmente em etanol, mas também em açúcar de consumo. Descrição detalhada da invenção

O PRODUTO BIOQUÍMICO PARA HIDROLISAR POLISSACARÍDEOS PRESENTES EM MOSTO DE CANA-DE- AÇÚCAR, objeto da presente patente, é um produto bioquímico, constituído por enzimas que hidrolisam polissacarídeos complexos e os transformam em açúcares fermentescíveis. No caldo de cana-de-açúcar são encontrados alguns açúcares complexos como dextrana e amido, os quais não são fermentados pelas leveduras utilizadas na fermentação alcoólica.

Denominado de produto bioquímico para hidrolisar polissacarídeos presentes em mosto de cana-de-açúcar, é utilizado na etapa de fermentação na usina de cana-de-açúcar e tem como objetivo o aumento do rendimento da produção de álcool.

Portanto, é composto pelas enzimas dextranase (EC 3.2.1.11 ; EC 3.2.1.61), alfa-amilase (EC 3.2.1.1 ; EC 3.2.1.98) e amiloglucosidase (EC 3.2.1.3 ; EC 3.2.1.20) que podem ser de origem bacteriana ou fúngica.

A dextranase (EC 3.2.1.11 ; EC 3.2.1.61) é uma enzima produzida pela fermentação de uma cepa selecionada do Chaetomium erraticum, ou outros microrganismos produtores, ou enzimas da mesma família obtidas através de técnicas de biologia molecular, que hidrolisa as ligações a-1,6 glicosídicas da dextrana, o qual é um polissacarídeo produzido por microrganismos como o Leuconostoc mesenteroides.

Quando a safra de cana de açúcar é climaticamente ou mecanicamente prejudicada, os microrganismos poderão aderir em porções prejudiciais, produzindo a dextrana. Na refinação da cana de açúcar o caldo contendo dextrana, apresenta baixa taxa de filtração e pobre cristalização da sacarose.

A alfa-amilase (EC 3.2.1.1 ; EC 3.2.1.98) utilizada neste produto é uma enzima produzida por uma cepa selecionada de Aspergillus oryzae, ou outros microrganismos, ou enzimas da mesma família obtidas através de técnicas de biologia molecular e caracterizada, tanto por liquefazer quanto sacarifícar o amido.

A amiloglucosidase (ou glucoamilase) (EC 3.2.1.3 ; EC 3.2.1.20) que compõe o produto em apresentação é de origem fúngica ou bacteriana, ou enzimas da mesma família obtidas através de técnicas de biologia molecular e se caracteriza pela produção de unidades de glicose a partir da extremidade não redutora das cadeias de dextrina e oligossacarídeos. Isto acontece através do rompimento das ligações a-l,4-D-glicosídicas e a-1,6- D-glicosídicas.

Para o desenvolvimento desse produto, foram testadas várias doses das três enzimas em um planejamento experimental.

A hidrólise ocorreu entre 25 a 35 °C, em pH de 2 a 6, no mosto de cana-de-açúcar, que é composto por caldo e mel provenientes da usina de cana-de-açúcar.

O blend de enzimas funciona em mostos de diferentes proporções de caldo e mel e em mostos de diferentes concentrações (10 a 25 °Brix).

A hidrólise ocorreu em até 4 horas podendo ser prolongada pelo tempo da fermentação.

Para composição do produto foram testadas as enzimas em diferentes doses, a dextranase de 30 a 180 g/ 1000 L de mosto, a alfa-amilase de 100 a 600 g/ 1000 L de mosto e a amiloglucosidase de 400 a 2100 g/ 1000 L de mosto.

Em qualquer combinação de doses testadas, a quantidade de açúcares redutores liberados na hidrólise foi significativa.

O mínimo liberado foi 19 % maior que o branco (sem nenhuma enzima submetida às mesmas condições) (dextranase: 86 g/ 1000L de mosto, alfa-amilase: 0 g/ 1000L de mosto, amiloglucosidase: 1031 g/ 1000 L de mosto) e o máximo liberado foi 217 % maior que o branco (dextranase: 86 g/ 1000L de mosto, alfa-amilase: 580 g/ 1000L de mosto, amiloglucosidase: 1031 g/ 1000 L de mosto).

O presente relatório descritivo de patente tratou de uma nova concepção em produto bioquímico para conversão de polissacarídeos em açúcares fermentescíveis que apresenta, conforme se podem evidenciar pelas análises realizadas, inúmeras diferenças sobre os produtos convencionais existentes no mercado, além de características técnicas e funcionais completamente diferentes dessas pertinentes ao estado da técnica.

Pelas vantagens que oferece, e ainda, por revestir-se de características verdadeiramente inovadoras que preenchem todos os requisitos de novidade e originalidade no género, o presente PRODUTO BIOQUÍMICO PARA HIDROLISAR POLISSACARÍDEOS PRESENTES EM MOSTO DE CANA-DE-AÇÚCAR reúne condições necessárias e suficientes para merecer o privilégio de invenção.