Biocompatibilidade in vivo do BR3G: Vitrocerâmico com cristais de anortita (CaAl2Si2O8

Volume 1‫׀‬ Número 1‫׀‬ Outubro-Dezembro de 2011 RESVISTA CITNO
P e r i ó d i c o d a A s s o c i a ç ã o N a c i o n a l H e s t i a d e
C i ê n c i a , T e c n o l o g i a , I n o v a ç ã o e O p o r t u n i d a d e
O u t u b r o - D e z e m b r o d e 2 0 1 1

Outubro-Dezembrode2011
Volumes publicados
Edição : Volume 1‫׀‬ Número 1‫׀‬ Outubro-Dezembro de 2011
Neste lançamento, artigos de revisão e textos originais em
bioengenharia, biotecnologia, materiais e educação. A figura
da capa é uma foto de MET – Microscopia Eletrônica de
Transmissão, mostrando um cristal vitrocerâmico, crescendo
a partir de uma matriz vítrea. Esta imagem foi obtida no
Centro de Microscopia Eletrônica, CME – Universidade
Federal do Rio Grande do Sul, UFRGS, pelos pesquisadores
Prof. Etney Neves e Profa
. Ruth Hinrichs.

Outubro-Dezembro de 2011
Revista aberta,
organizada pela
Associação Nacional
Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia
CITINO - Revista Eletrônica Hestia
Travessa Campo Grande, 138- Bucarein
CEP 89202-202 – Joinville – SC – BRASIL
Fax: 47 4009-9002
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CORPO EDITORIAL
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Editor
e-mail citino@hestia.org.br
Profa. Luciana Reginado Dias – UFSC
Revisora da redação em língua portuguesa
Profa. Judith Abi Rached Cruz – UNEMAT
Revisora da redação em língua inglesa
Prof. Marcelo Franco Leão – IFMT e UNEMAT
Assessor de Arte Final em Textos e Ilustrações
Prof. Eng. Marcell Duarte Wanderley - UNEMAT
Assessor de Arte Final em Gráficos e Figuras
CONSULTORES EDITORIAIS
Profa
. Dra. Mariana Beraldo Masutti – CPEA
Profa
. Dr. Claudia Roberta Gonçalves – UNEMAT
Prof. Dr. Rodrigo Tognotti Zauberas – UNIMONTE
Prof. MSc. Luciano Matheus Tamiozzo – UNEMAT
Prof. MSc. Cristiano José de Andrade – UNEMAT
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Eng. Osny do Amaral Filho – HESTIA

CARTA DO EDITOR
É com grande satisfação que, em nome do Conselho Editorial, dou as boas-vindas a
todos. A Revista CITINO é um periódico para um novo e surpreendente Brasil, inserido
em um mercado mundial e necessitando inovar e ser competitivo a qualquer tempo.
Despertar e integrar pensamentos especializados e empreendedores, faz parte da nossa
proposta e representa boa parte do nosso desejo de resultado social. Para ir é necessário
pensar para onde ir, e a CITINO ousa ser este veículo inspirador responsável em unir
idéia - inovação – conhecimento científico e tecnológico, de uma forma diferenciada.
Aos nossos autores, parabéns por verem onde ninguém viu, por se doarem a um
trabalho de transformação de uma idéia em um futuro bem social. Aos empreendedores,
nos curvamos perante a coragem de abrir um novo caminho, de investir e dominar uma
nova idéia, transformando-a em resultado para um país e para as pessoas que
diretamente as necessitam. Desejo que tenham muito sucesso, que possamos ser
humildemente úteis com a “nossa revista”, que levem saúde aos que dependem de uma
inovação e que levem comida a mesa de muitos brasileiros, através de uma idéia que
virou produto, emprego, renda e qualidade de vida a pais e suas famílias.
ETNEY NEVES
Editor

GLOSSÁRIO
SEÇÃO BIOENGENHARIA – subdividida em biomateriais, análises de respostas a
tratamentos inovadores e novos fármacos ou aplicações.
SEÇÃO BIOTECNOLOGIA – subdividida em bioprospecção e bioquímica de
alimentos.
SEÇÃO MATERIAIS – subdividida em materiais poliméricos, metálicos e cerâmicos,
tratando em cada subitem das estruturas e processos de obtenção, caracterização ou
aplicação.
SEÇÃO EDUCAÇÃO – manuscritos que direta ou indiretamente auxiliem o
profissional no desenvolvimento de suas atividades pedagógicas, e na valorização das
relações humanas dentro do processo de ensino e aprendizagem. Auxiliará também os
educadores da área técnica na criação e implementação de novas metodologias de
ensino.
OUTRAS SEÇÕES – Novas seções serão abertas, mesmo contendo inicialmente um
único manuscrito, se ficar comprovado o mérito inovador do trabalho, vinculado a um
conteúdo científico ou tecnológico que descreva uma nova oportunidade.

SUMÁRIO
Pág.
1 - 7 EDITORIAL
ARTIGOS
09 Biocompatibilidade in vivo do BR3G: Vitrocerâmico com cristais de
anortita (CAAL2SI2O8)
18 Biocompatibilidade e Bioatividade do biovidro genérico 45S5 cristalizado
sob condições controladas
27 Extração e avaliação do rendimento de óleo de Baru
33 A produção da cerveja no Brasil
43 Aspectos da produção industrial de enzimas
51 Análise das enzimas peroxidase e fosfatase em amostras de leite cru,
pasteurizado e longa vida
58 Materiais vitrocerâmicos inteligentes
65 A ética profissional exercida na psicanálise e na educação

SEÇÃO BIOENGENHARIA
BIOENGINEERING SECTION
BIOMATERIAIS
BIOMATERIALS
Pág.
9. BIOCOMPATIBILIDADE IN VIVO DO BR3G: VITROCERÂMICO
COM CRISTAIS DE ANORTITA (CaAl2Si2O8)
18. BIOCOMPATIBILIDADE E BIOATIVIDADE DO BIOVIDRO
GENÉRICO 45S5 CRISTALIZADO SOB CONDIÇÕES CONTROLADAS

Vol. 1, No. 1, outubro-dezembro 2011, Página 9
Vol. 1, No. 1,
ORIGINAL ARTICLE
BR3G IN VIVO BIOCOMPATIBILITY:
VITROCERAMIC WITH ANORTHITE CRYSTALS (CaAl2Si2O8)

Karla Regina Pereira¹, Etney Neves2,3
,
Carlos Alberto Fortulan4
, João M. D. de A. Rollo4
1
Departamento Engenharia Mecânica, Universidade de São Paulo, Rua Dr. Emílio Ribas, 1121,
Araraquara (SP), CEP 14806-055.
2
Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado
de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT.
3
Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.-
Brasil.
4
Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de São Paulo, Av. Trabalhador Sãocarlense, 400
São Carlos (SP), CEP 13560 -000.
Abstract
This work evaluated the systemic toxicity of the extracts produced through the material
in test: glass ceramic (Anorthite base). The analysis verified the systemic/biological
behavior of the animals in experimentation, where local or systemic toxicity of the
material in test was not observed. The obtained results indicate the possibility of the
material to be biocompatible, favoring its application as a biomaterial.
Keywords: systemic toxicity, biocompatibility, glass ceramic.

e-mail: pereirakarla@yahoo.com.br

Vol. 1, No. 1,
ARTIGO ORIGINAL
BIOCOMPATIBILIDADE IN VIVO DO BR3G:
VITROCERÂMICO COM CRISTAIS DE ANORTITA
(CaAl2Si2O8)

Karla Regina Pereira¹, Etney Neves2,3
,
Carlos Alberto Fortulan4
, João M. D. de A. Rollo4
1
Departamento Engenharia Mecânica, Universidade de São Paulo, Rua Dr. Emílio Ribas, 1121,
Araraquara (SP), CEP 14806-055.
2
de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT.
3
Brasil.
4
Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de São Paulo, Av. Trabalhador Sãocarlense, 400
São Carlos (SP), CEP 13560 -000.
Resumo
Este trabalho avaliou a toxicidade sistêmica dos extratos produzidos através do material
em teste: vitrocerâmico (de base anortita). A análise pôde verificar o funcionamento
biológico/sistêmico das cobaias, onde não foi observada toxicidade local ou sistêmica
do material em teste. Os resultados obtidos indicam a possibilidade do material ser
biocompatível, viabilizando a sua aplicação como um biomaterial.
Palavras-chaves: toxicidade sistêmica, biocompatibilidade, vitrocerâmico.
1. Introdução
O vitrocerâmico com cristais de anortita como fase principal foi a base
experimental para produção e divulgação do artigo “Materiais Vitrocerâmicos
Inteligentes”.1
Esse material foi obtido para testes e estudado anteriormente, através da
cristalização controlada de um vidro.2,3,4
Os estudos de degradação desta nanoestrutura
cerâmica revelou uma potencialidade do uso do material para fins biomédicos.5
Outras possibilidades tecnológicas vêm sendo também discutidas: revestimentos
cerâmicos (pisos), placas para fabricação de pias e balcões, material para fabricação de
componentes especiais para indústria têxtil entre outros e uma possível aplicação como
uma base adequada para produção de lentes especiais. Muitas das aplicações citadas são
alvos de testes iniciais, em outras palavras, esta cerâmica vem apresentando
versatilidade e bons resultados em testes tecnológicos (industriais). Mas no que se refere

e-mail: pereirakarla@yahoo.com.br

ao uso biomédico, foram realizados testes toxicológicos in vitro em amostra deste
vitrocerâmico, a conclusão dessa avaliação foi uma “reatividade citotóxica não
detectada” possibilitando a o material cerâmico ser considerado biocompatível.6
Os
estudos iniciais com cobaias reforçaram os experimentos in vitro, apresentando
resultados favoráveis à continuação dos estudos.7,8,9,10
Em 2006 foi desenvolvida uma
versão sintética de elevada pureza do material vitrocerâmico. 1,11,12,13
Desta forma, esta vitrocerâmica é considerada mais adequada para possíveis
aplicações biomédicas. Dentre os estudos de biocompatibilidade, insere-se a toxicidade
sistêmica, a qual é analisada através dos possíveis efeitos dos componentes químicos
liberados por um material, que podem vir interagir com o organismo vivo,
desestabilizando ou não o funcionamento sistêmico geral ou de certos órgãos-vitais
(fígado, cérebro, intestino, rins), que podem estar distante do local de contato.
O teste de toxicidade sistêmica aguda é determinado pelas normas ISO 10993-
1114
, compreende no efeito adverso, com curta observação de tempo, originado após a
administração de uma dose única. Os resultados do teste estendem-se a uma observação,
do comportamento dos animais, em intervalos pré-determinados contados a partir de
aplicação única. Para o teste de toxicidade sistêmica, pode se utilizar extratos de
aplicação como: salina fisiológica, saliva artificial 15
e óleos vegetais com adições do
material em teste.
A interpretação desses resultados baseia-se nas diferenças apresentadas entre os
grupos de testes e os controles. Neste trabalho, a via de administração escolhida para
aplicação foi a via intraperitoneal, devido a importância anato-fisiológica da cavidade e
do líquido peritoneal. Essa região é muito vascularizada e liga-se ao sistema fisiológico
(ao qual está localizada) como um todo. Os ensaios in vivo toxicidade sistêmica seguem
a ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity. 14
2. Materiais e Métodos
O veículo de extração utilizado foi saliva artificial fórmula de Fusayama
conforme demonstra a Tabela 1.
Para a confecção dos extratos seguiu-se a norma ISO 10993-11 Tests for
systemic toxicity, onde para cada 20 mL de veículo de extração usa-se 2-4 g de
material. Esse experimento tem a intenção de demonstrar o comportamento do material,
quando em contato direto a um fluido biológico. A saliva artificial foi filtrada em filtros
puradisc dentro da capela de fluxo laminar. Após filtrar a saliva artificial, adicionou-se à
mesma, as amostras do material em teste (também estéreis). Os frascos contendo os
veículos com e sem as amostras do material foram condicionados a 37 °C (± 2 °C) por
72 horas (± 2 h). Esse procedimento também foi realizado dentro da capela de fluxo
laminar.
Dividiu-se as amostras em 4 frascos estéreis, identificados na Tabela 2 abaixo:

Para o teste foram utilizados 20 ratos - Wistar com peso médio de 250 g, divididos
em 4 grupos, sendo cada grupo com 5 animais. Os animais foram condicionados em
gaiolas próprias, com alimentação e água ad libitum. Este teste avaliou sistemicamente a
resposta do organismo dos animais frente ao extrato do material em teste e dos
controles. Cada grupo específico entrou em contato com o inóculo demonstrado na
Tabela 2 acima. Após separação dos animais em grupos, realizou-se tricotomia
abdominal e identificação em todos os animais. Foi realizada a primeira pesagem, os
animais foram pesados também nos momentos 24, 48 e 72 horas pós inoculação.
Concluída a tricotomia e pesagem deu-se início a inoculação intraperitoneal dos extratos
nos animais. A inoculação foi feita através de uma injeção na região da linha média
abdominal (Figura 1). A dose de aplicação foi de 50 mL/Kg de peso corpóreo do
animal. Os animais foram observados a partir do momento de inoculação dos extratos,
no momento 0, 24, 48 e 72 horas. As reações são avaliadas segundo Tabela 3 a seguir:

Figura 1. Aplicação dos extratos na linha média abdominal (intraperitoneal) do rato.
Todos os resultados obtidos através das reações que os animais tiveram após
inoculação dos extratos em teste (período de 72 horas) foram anotados e comparados
aos controles. Finalizado o período de observação de 72 horas, foi realizada a última
pesagem, cada animal individualmente foi sedado e anestesiado. Confirmado o estado
de anestesia do animal, usando um bisturi de lâmina, foi feita uma incisão na linha
média abdominal, objetivando a região peritoneal. Injetou-se 5 mL de salina fisiológica
dentro da cavidade peritônio-abdominal e em seguida foi feita a aspiração do líquido. O
líquido aspirado de cada animal foi analisado no aparelho Coulter T-890. A intenção de
analisar o lavado peritoneal é de verificar se houve, durante o tempo de contato do
animal com o extrato, migração celular na área de inoculação. A contagem celular
global do lavado peritoneal, sinaliza possível reação tóxica local ou sistêmica que possa
ter gerado um processo inflamatório. Como valor de referência usou-se os indicativos
da Tabela 4 abaixo baseada na contagem celular global do Grupo 4, pois as cavidades
peritoneais dos animais desse grupo não tiveram quaisquer tipos de inóculos a elas
inseridos.
3. Resultados e discussões
A Tabela 5 demonstra os resultados de comparação entre os animais e os
respectivos índices de observação após inoculação dos extratos (composição dos
extratos, vide Tabela 2). Observou-se, que para o grupos 1 (inoculados com Extrato A)
e o grupo 4 (sem inóculo), não houve nenhuma reação adversa notada em qualquer das
observações, sendo considerada, portanto, como normalidade para os testes, ou seja, o
grupo 1 é o controle para a inoculação da saliva artificial e o grupo 4 controle total do
teste, o grupo 3 é um controle em relação a utilização de material cerâmico ( no caso
alumina) e o grupo 2 é o do material em teste. Para a avaliação geral dos grupos, o nível
sérico é igual a 0 – NORMAL, com ganho de peso dos animais ensaiados (Tabela 6).

Os animais chegaram ao final das 72 horas de experimentação sem anormalidades,
significando que o extrato inoculado não causou qualquer tipo de disfunção nos órgãos
adjacentes à inoculação ou de nível sistêmico. Os resultados observados em relação ao
índice de toxicidade no grupo 2 (Tabelas 5 e 6), demonstraram que o extrato B não
causa toxicidade aos animais. O resultado obtido no grupo 3, também são semelhantes
aos dos grupo 1 e 2, como controle total, os animais (grupo 4) sem qualquer tipo de
inóculo na cavidade intraperitoneal, também foram observados e os resultados obtidos
nesse grupo, validam as afirmações acima citadas, conforme demonstram as Tabelas 5 e
6.

O resultado do teste sobre o lavado peritoneal foi obtido através de análise de
contagem celular global no aparelho Coulter T-890. As análises macroscópicas do
lavado peritoneal de todos as amostras coletadas, foram negativas, pois não
apresentaram turbidez e estavam inodoras. Essa observação indica que não houve
processo inflamatório local devido aos extratos injetados (Tabela 7). Como confirmação
de que não houve migração celular excessiva devido à reação dos extratos inoculados,
usou-se a contagem celular global do lavado peritoneal, como controle utilizou-se o
lavado obtido do Grupo 4 (sem inoculação de extrato).
Pode-se observar através da Tabela 8, a presença de raras hemácias na contagem
celular dos lavados peritoneais de todos os grupos em teste. Essa presença celular é
devido à incisão cirúrgica abdominal (com bisturi de lâmina) realizada para se fazer e
coletar o lavado peritoneal. Como confirmação da presença celular não ser decorrente
de processo inflamatório, devido a presença dos extratos, tem-se os resultados obtidos
do controle total do ensaio (Grupo 4 - sem inóculo). A quantidade de leucócitos global
do lavado em todos os grupos esteve dentro dos padrões de normalidade (Tabela 8).

4. Conclusão
Após os extratos do vitrocerâmico com cristais de anortita (CaAl2Si2O8) serem
absorvidos pelo sistema biológico (cobaias), intraperitonealmente, não foi observado
indícios de toxicidade. Os ensaios preliminares de biocompatibilidade, representados
pelo teste de toxicidade sistêmica e análise do lavado peritoneal, demonstraram que o
material em teste é um material com fatores biocompatíveis, pois não causa efeitos
destrutivos quando absorvidos sistemicamente. Salienta-se assim, a possibilidade do
BR3G, em usos biomédicos.
5. Referências
[1] NEVES, Etney and SPILLER, Andre. Intelligent Glass Ceramic Materials. GLASS
ODISSEY: 6th European Congress on Glass. Montpellier – France. June, 168p, 2002.
[2] NEVES, Etney, SPILLER, A. L., TRIDAPALLI, D., RIELLA, H. G.,
“Desenvolvimento de Cristais de Anortita em Vidros”, Simpósio Brasileiro de
Estruturologia, Tiradentes / MG, Setembro 2001.
[3] TOROPOV, N. A., TIGONEN, G. V., “Investigation of the Linear Rate of Growth
of Anorthite Crystals in Glass at 1000C”, Neorganicheskie Materialy, v. 1, n. 5, p. 775-
779, 1965a.
[4] TOROPOV, N. A., TIGONEN, G. V., “The Influence of Primary Heat Treatment on
the Crystallization of Anorthite-Wollastonite Glasses Containing Chromic Oxide”,
Neorganicheskie Materialy, v. 1, n. 11, p. 2014-2019, 1965b.
[5] FERNANDES, B. L., NEVES, Etney, “In vitro Degradation Analysis of Intelligent
Glass Ceramic”, CLAEB – III Congresso Latino - Americano de Engenharia Biomédica
– João Pessoa – João Pessoa – PB, 2004.
[6] TECPAR, “Laudo Técnico 05008607”, Laboratório de Microbiologia e Toxicologia,
Paraná, 2005.
[7] CAVALHEIRO, L. B. B. H., FERNANDES, B. L., NEVES, Etney, “Anorthite
Glass Ceramic To Biomaterial”, 3rd International Symposium on non-crystalline solids
and the 7th Brazilian Symposium on glass and related materials - Maringá, PR - Brazil -
November 2005.
[8] CAVALHEIRO, L. B. B. H., “Estudo da Biocompatibilidade e da Degradacão do
Vitrocerâmico de Anortita”, Mestrado, PUCPR, 2005.
[9] SILVEIRA, J. C. C. da, “Proposta de Utilização do Vitrocerâmico anortita como um
Sistema de Liberação Controlada de Fármacos”, Mestrado, PUCPR, 2006.
[10] HISAO SATOH, et. all., In-situ measurement of dissolution of anorthite in Na-Cl-
OH solutions at 22°C using phase-shift interferometry, American Mineralogist;92:503-

509, 2007.
[11] NEVES, Etney. Obtenção de Material Vitrocerâmico a Partir de Cinza Pesada de
Carvão Mineral. Tese UFSC. junho 2002.
[12 ]NEVES, Etney e SPILLER, Andre. Produção e Utilização da Fase Mineralógica
anortita (CaAl2Si2O8), a partir da Cristalização Controlada de Vidros, para Utilização
como Material Inteligente. Instituto Nacional da Propriedade Industrial. Patente de
Invenção: PI02022410-9 de 4 de junho de 2002.
[13] NEVES, E., BERGMANN, C. P., BUENO, L. A., PEVZNER, B. “Synthesis of
Ca2+ Aluminosilicates Crystals – Part 1”, V Encontro da SBPMat – Sociedade
Brasileira de Pesquisa em Materiais, Florianópolis, outubro 2006.
[14] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 10993-
11. Tests for systemic toxicity:. biological evaluation of medical devices, Switzerland,
ISO,1992.
[15] FUSAYAMA,T.; KATAYORI, T.; NOMOTO, S. Corrosion of gold and amalgam
placed in contact with each other. Journal Dentistic Research,v. 42, p.1183-1197, 1963.

Vol. 1, No. 1,
ORIGINAL ARTICLE
BIOCOMPATIBILITY AND BIOACTIVITY
THE GENERIC 45S5 BIOGLASS
CRYSTALLIZED UNDER CONTROLLED CONDITIONS
*
Emiliano Rodrigo de Barros Arruda1
,
João Manoel Domingos de Almeida Rollo2
, Paulo Sergio Pizani3
e Etney Neves4,5
1
Programa de Pós Graduação Interunidades em Bioengenharia EESC/FMRP/IQSC-USP
2
Professor do Engenharia Mecânica USP São Carlos
3
Professor do Física da UFSCar
4
de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT
5
Brasil.
Abstract
The present study evaluated the effects caused by low level laser therapy, on the
glass-ceramic osteoconductor behavior drafted from generic bioglass in bone drillings
of rats’ tibia. Drillings were made below the tuberosity of the right tibia of 32 males,
Wistar rats (Rattus Norvericus Albinus), in adult age. They were randomly divided into
2 groups: a control and another submitted to implant and low level laser radiation
experimental procedure. The birefringence values showed a better tissue organization of
irradiated groups with or without glass-ceramic implant. The glass-ceramic group
showed a more diffuse tissue, even in the injury most central area on the thirteenth day.
The glass-ceramic stimulated the osteoblast proliferation as well as laser radiation. Thus
it is possible to conclude that the glass-ceramic has osteoconductive capacity and that
laser radiation accelerated the repairing process in the presence or not of glass-ceramic.
Keywords: low-level laser, bioglass, glass ceramic, bone repair, rats.
*
e-mail: emiliano@sc.usp.br

Vol. 1, No. 1,
ARTIGO ORIGINAL
BIOCOMPATIBILIDADE E BIOATIVIDADE
DO BIOVIDRO GENÉRICO 45S5
CRISTALIZADO SOB CONDIÇÕES CONTROLADAS
*
Emiliano Rodrigo de Barros Arruda1
,
João Manoel Domingos de Almeida Rollo2
, Paulo Sergio Pizani3
e Etney Neves4,5
1
Programa de Pós Graduação Interunidades em Bioengenharia EESC/FMRP/IQSC-USP
2
Professor do Engenharia Mecânica USP São Carlos
3
Professor do Física da UFSCar
4
5
Brasil.
Resumo
O presente trabalho avaliou os efeitos provocados pela laserterapia de baixa intensidade,
sobre o comportamento osteocondutor do vitrocerâmico derivado de um biovidro
genérico, em perfurações ósseas em tíbias de ratos. Foram realizadas perfurações abaixo
da tuberosidade da tíbia direita de 32 machos, de ratos da raça Wistar (Rattus
norvegicus albinus), na idade adulta. Os mesmos foram divididos aleatoriamente em
dois grupos, sendo eles: um controle e um submetido a procedimento experimental de
implante e irradiação a laser de baixa intensidade. Os valores de birrefringência
demonstraram uma melhor organização tecidual do grupo irradiado, com ou sem o
implante de vitrocerâmico. O grupo com vitrocerâmico apresentou o tecido mais difuso,
até mesmo nas regiões mais centrais da lesão aos 13 dias. O vitrocerâmico estimulou a
proliferação osteoblástica, assim como a radiação laser. Pode-se concluir que o
vitrocerâmico utilizado apresenta capacidade osteocondutora e que a radiação laser
acelerou o processo de reparo na presença ou não do vitrocerâmico.
Palavras-chaves: laser de baixa intensidade, vitrocerâmico, reparo ósseo, ratos.
1. Introdução
A busca por novos materiais sintéticos para o tratamento de alterações ósseas,
incentiva o estudo de uma técnica apoiada no desenvolvimento tecnológico, ainda
pouco explorado, de implantação de biomateriais. Estes materiais são desenvolvidos
para uso em áreas da saúde, com a finalidade de substituir a matéria viva que teve a
*
e-mail: emiliano@sc.usp.br

função perdida, neste caso o tecido ósseo. Um biomaterial é então, qualquer substância
sintética ou natural que possa ser utilizada para substituição total ou parcial de qualquer
tecido, ou órgão do organismo. Excluem-se aqui os fármacos 1.
Para que os materiais possam realizar suas funções, precisam possuir pelo menos
duas propriedades: a biocompatibilidade e biofuncionalidade. A primeira é a capacidade
de um material desencadear uma resposta apropriada do hospedeiro, em uma aplicação
específica e, a segunda está relacionada ao conjunto de propriedades, que dá a um
determinado dispositivo a capacidade de desempenhar uma função semelhante a qual
está substituindo. Os materiais sintéticos atualmente considerados bioativos, são o
biovidro e os compostos da família dos fosfatos de cálcio como a hidroxiapatita 2
.
O biovidro genérico mostrou ser um biomaterial não tóxico e biocompatível,
com características de um material osteocondutor 3
. As propriedades mecânicas dos
biovidros, podem ser fortemente afetadas por fases de transformação (nucleação e
crescimento da fase cristalina), causada por tratamento térmico 4
. O vitrocerâmico
utilizado no presente estudo, foi obtido a partir do biovidro 45S5 Genérico por suas
propriedades osteocondutoras teoricamente previstas. As cerâmicas, como alumina
(Al2O3) e zircônia (ZrO2), dopada com ítrio (Y), são biomateriais com aplicações
clássicas na bioengenharia. Podem ser utilizadas, por exemplo, como revestimento para
próteses metálicas, melhorando assim, a interação da superfície do implante com o
organismo 5
, o que torna ainda mais importante o estudo de materiais bioativos como o
biovidro e seus derivados.
2. Materiais e Métodos
2.1. Caracterização de biomateriais
Inicialmente, o Biovidro 45S5 Genérico, foi planejado usando NaPO3 como
fonte exclusiva de fósforo. Uma mistura de matérias-primas P.A., foi fundida em
cadinho de platina a 1340ºC. Um vidro homogêneo foi obtido e conformado em uma
base de inox. Buscando a cristalização do vidro, um tratamento térmico foi realizado
acima de sua temperatura de transição vítrea, a 620ºC por 30 minutos e,
subsequentemente, mantido à 790ºC por 60 minutos. O resultado foi um
biovitrocerâmico, chamado de Biovitrocerâmico 45S5 Genérico.
A análise térmica diferencial traz informações sobre o comportamento térmico
do biovidro, revelando informações úteis para a realização do tratamento térmico. Este
material foi projetado para ser um biomaterial de preenchimento em perfurações ósseas,
com propriedades osteocondutoras.
Figura 1. Análise térmica diferencial do biovidro 45S5.

Para caracterizar o biovitrocerâmico, foi utilizada a técnica de Micro Raman e
Difração de Raios-X.
Os picos formados no gráfico da amostra cristalizada, estão presentes apenas em
materiais que apresentam um grau de cristalinidade. Na amostra vítrea os picos não
aparecem, o que caracteriza um material amorfo.
Figura 2. Espectroscopia Raman comparando as amostras antes
e após o tratamento térmico: vítrea = vidro ou material amorfo;
cristalizada = aumento da ordem de longe alcance do material
com surgimento de picos indicando a formação de cristais.
No espectro da Figura 3, é visível a formação de picos que indicam o estado
semicristalino e a formação de fases compatíveis com cristais de Silicato de Sódio e
Cálcio, enquanto na amostra vítrea os picos estão ausentes, o que é característica de um
material amorfo, confirmando a espectroscopia Raman.
Figura 3. A DRX evidencia picos de cristalinidade na amostra do vitrocerâmico (A), já a amostra
vítrea (B) não apresenta picos de cristalinidade. Destacando a eficiência do tratamento térmico
empregado.
2.2. Animais Experimentais
Foram utilizados 32 ratos, machos da raça Wistar (Rattus norvegicus albinus),
na idade adulta pesando entre 280 e 320 gramas. Estes permaneceram em gaiolas de
polipropileno, agrupados em quatro indivíduos por gaiola, mantidos em ambiente
higienizado a cada dois dias, com iluminação ciclo claro/escuro de 12 horas, recebendo
água e ração balanceada ad libitum.
INTENSIDADE
2-Theta (°)
(b)(a)
INTENSIDADE
2-Theta (°)

2.3. Grupos Experimentais
Os animais, com suas tíbias direitas perfuradas cirurgicamente, foram divididos
aleatoriamente em dois subgrupos, dos quais um foi utilizado como controle e um
submetido a procedimento experimental de implante e irradiação laser de baixa
intensidade. Os grupos utilizaram 16 animais. Posteriormente, os animais de cada grupo
foram subdivididos em dois subgrupos cada, de acordo com o tempo de vida antes da
eutanásia, que ocorreu com 7 e 13 dias P.O..
Grupo Experimental 1 (n=16) - Os animais não foram submetidos a nenhum
procedimento após a cirurgia, permanecendo em suas gaiolas durante todo o período
experimental, desta forma o reparo ósseo ocorreu sem interferências. Grupo
representado pela sigla GC.
Grupo Experimental 2 (n=16) - Os animais tiveram a lesão submetida à aplicação de
vitrocerâmico. Grupo representado pela sigla GV.
2.4. Procedimento Experimental
Todo o procedimento foi realizado de acordo com as normas para a prática
didático-científica da vivissecção de animais (lei 6638/08 de maio de 1979) e com os
princípios éticos na experimentação animal (COBEA 1991) sob condições padrão de
assepsia e sob anestesia geral, e foi aprovado pelo comitê de ética de experimentação
animal da Universidade Federal de São Carlos – CCEA/UFSCAR através do parecer
006/2007.
Antes do procedimento cirúrgico foi realizada a pesagem dos animais e
determinada a dose de anestésicos. Esta composta da combinação de cloridrato de
Ketamina 10% e cloridrato de Xilazina 2%, com dose proporcional ao peso do animal e
utilizada em cada indivíduo de todos os grupos com aplicação intraperitoneal.
A pele circunjacente à tuberosidade da tíbia da pata direita foi previamente
tricotomizada e limpa com álcool etílico iodado. Foi realizada uma pequena incisão
longitudinal sobre a pele, e uma incisão na musculatura tornando possível a perfuração
da tíbia.
Para facilitar a colocação do vitrocerâmico na perfuração confeccionada, foi
necessário utilizar um veículo líquido. No caso, o sangue do animal, o que permitiu
apossibilidade do uso de um portal-amálgama.
O fio utilizado para sutura interna foi escolhido como sendo não reabsorvível,
pelo motivo do fio absorvível causar um processo inflamatório inicial mais intenso, o
que poderia prejudicar a avaliação das características da lesão, e então a pele foi limpa
com solução de álcool iodado, proporcionando desta forma higienização local.
3. Resultados
Abaixo estão dispostas imagens submetidas à coloração de Picro Sirius,
utilizadas para uma descrição qualitativa do padrão dos grupos aos 7 e aos 13 dias. O
grupo controle apresenta pouca anisotropia, porém o colágeno depositado já se encontra
numa fase de reorganização.

Figura 4. O grupo controle no 7º dia apresentou pouco brilho em
comparação com o grupo irradiado (A); no 13º dia, o grupo controle
apresentou brilho moderado e as fibras localizam-se às margens da lesão
(B). O grupo irradiado, no 7º dia, apresentou brilho moderado (C) e no
13º diaapresentou um brilho mais intenso e difuso pelo sítio de lesão (D).
A Figura 5 mostra os referidos dados quantitativos da organização estrutural
do tecido.
Para a análise quantitativa da anisotropia, a diferença foi estatisticamente
significativa (p <0,005) na comparação entre os grupos.
Figura 5. Médias (em pixels) da intensidade da coloração dada pela
Picro Sirius Red; O grupo GC apresenta uma melhor
organização tecidual, em comparação com o GV em ambos os
períodos analisados, e aumenta a anisotropia com o passar do tempo,
demonstrando a substituição do vitrocerâmico por um tecido anisotrópico.
4. Discussão
A avaliação das lâminas tem como objetivo quantificar a organização da matriz
extracelular, e verificar qualitativamente a disposição da deposição de tecido
BRILHO DE BIRREFRIGÊNCIA
INTENSIDADE(EMPIXELS)
GRUPOS EXPERIMENTAIS

anisotrópico no foco de lesão. Na avaliação qualitativa do brilho de birrefringência,
nota-se que no período de sete dias o tecido anisotrópico está presente em menor
quantidade no grupo com vitrocerâmico, se comparados com o grupo controle, e que a
radiação laser fornece um estímulo positivo na organização da matriz extracelular.
Os resultados quantitativos obtidos com sete dias demonstram um retardo inicial
na organização do tecido formado no grupo que recebeu o implante em relação ao
controle, possivelmente, pelo fato das partículas do vitrocerâmico não terem sido
reabsorvidas numa taxa que permitisse uma formação de lamelas mais espessas e
anisotrópicas.
Na avaliação quantitativa do período de 13 dias, os resultados demonstraram que
houve um aumento na maturação do tecido em todos os grupos em relação aos de sete
dias, porém, o grupo que recebeu o implante apresentou menor brilho de birrefringência
que o controle, o motivo parece ser que o tempo para a ocorrência da reabsorção das
partículas de vitrocerâmico não tenha ocorrido numa taxa suficiente para permitir maior
maturação tecidual.
Em termos de aplicações clínicas, o biovidro mais utilizado é o biovidro
genérico® 45S5 6
, que mostrou promover uma rápida formação óssea, quando
comparado a Hidroxiapatita.
Os resultados obtidos com esta análise no presente estudo demonstram tendência
a uma maior neoformação óssea sob a influência da radiação laser nos dois períodos
avaliados (7 e 13 dias).
5. Conclusão
O vitrocerâmico empregado apresentou potencial osteocondutor estimulando os
osteoblastos e favorecendo a deposição de tecido nas regiões mais centrais da lesão com
aumento na formação de tecido ósseo no período de 13 dias, apesar da anisotropia um
pouco inferior neste período inicial, explicada pelo fato do curto período disponível para
a reabsorção das partículas, e corroborado por vários estudos 1,7,8,9,10
.
A partir dos resultados parciais apresentados, é possível concluir que o biovidro
genérico 45S5, após ser recozido em cuba de inox acima de sua temperatura de
transição vítrea, a 620ºC por 30 minutos e mantido a 790ºC por 60 minutos, apresenta
características de material de preenchimento e potencial osteocondutor.
A laserterapia de baixa intensidade mostrou-se um eficiente meio bioestimulante
e que quando o tecido é irradiado com laser na presença do biomaterial em estudo, a
interação é otimizada melhorando a qualidade do tecido ósseo neoformado e sua
interação com o material.
6. Referências
[1] Guastaldi, A.C. (2004) Biomaterial– ponderações sobre as publicações científicas.
Rev. assoc. paul. Cir. Dent., São Paulo, v.58, n.3, p.205-206.
[2] BOSCHI, A.O., O que é necessário para que um material seja considerado
biomaterial? In: Seminário Regional de Biomateriais, Santa Catarina (1996) Anais.
Santa Catarina, UDESC. p.4-16 1996.
[3] Reyes, L. C. V. (2000) Aplicação de um vidro bioativo em tíbias de coelho. 70p.
Dissertação de Mestrado UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - São Carlos - SP.

[4] P. Li, Q. Yang, F. Zhang and Kobuko (1992), the effect of residual glassy phase in a
bioactive glass-cerâmic on the formation of its surface apatite layer in vitro, J. Mater.
Sci. Mater. Med., v.3 n.6, p.452-456.
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metálicas.São Carlos. 67p Dissertação (Mestrado) Escola de Engenharia de São Carlos,
1978.
[6] Clark AE, Hench LL, Paschall HA (1976). The influence of surface chemistry
on implant interface histology : A theorical basis for implant materials selection. J
Biomed Mater Res v.10 n.4 p.161-74.
[7] BECKER W, BECKER B.E., CAFFESSE R. A comparison of desmineralized
freeze-dried bone and autologous bone to induce bone formation in human extraction
sockets. J Periodontol; 65(2):1128-33, 1994.
[8] PINTO L.P.; Brito J.H.M.; Oliveira M.G. Avaliação histológica do processo de
reparo ósseo na presença da proteína morfogenética óssea (Gen-Pro®) associada com
membrana biológica (Gen-Derm®). RevBrasCirProteseImplant; 10(37):25-32, 2003.
[9] ARTZI Z, TAL H, DAYAN D. Porous bovine bone mineral in healing of human
extraction sockets. Part 1; Histomophometric evaluation at 9 months.J Periodontol;
71(6):1015-25, 2000.
[10] LIMEIRA JÚNIOR FA. Estudo do reparo de defeitos ósseos irradiados com laser
830nm submetidos ou não a implante de hidroxiapatita sintética e/ou membrana de
osso bovino. [Tese]. Salvador: Universidade Federal da Bahia, 2004.

SEÇÃO BIOTECNOLOGIA
BIOTECHNOLOGY SECTION
BIOPROSPECÇÃO: SUBSTRATO E PROCESSO
BIOPROSPECTING: SUBSTRATE AND PROCESS
Pág.
27. EXTRAÇÃO E AVALIAÇÃO DO RENDIMENTO DE ÓLEO DE BARU
BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS
FOOD BIOCHEMISTRY
Pág.
33. A PRODUÇÃO DA CERVEJA NO BRASIL
43. ASPECTOS DA PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE ENZIMAS
51. ANÁLISE DAS ENZIMAS PEROXIDASE E FOSFATASE EM
AMOSTRAS DE LEITE CRU, PASTEURIZADO E LONGA VIDA

Vol. 1, No. 1,
ORIGINAL ARTICLE
STUDY OF BARU OIL EXTRACTION

Lizandra Carla Pereira de Oliveira1
, Marcell Duarte Wanderley1
,
Alexandre Gonçalves Porto2
, Fabrício Schwanz da Silva2
,
Flávio Teles Carvalho da Silva 2
e Etney Neves3,4
¹ Acadêmica do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato
Grosso, Campus Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000.
2
Professor do Departamento de Engenharia de Produção Agroindustrial, UNEMAT.- Universidade do
Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres – MT;
3
4
Brasil.
Abstract
The Brazilian biodiversity holds many opportunities. For example, the possibility of
obtaining new raw material and manufactured materials. Fruits of native trees in the
Brazilian Cerrado, are a huge variety of species. The baru, Dipteryx alata, was selected
as a palm for these studies. A review was conducted, indicating that the oil extracted
from baru is very thin, its composition has α-tocopherol and high content of unsaturated
lipids. The use of this oil has many industrial and medical applications. This work is the
first step of a new research group, which seeks to understand the baru, the extraction of
its oil and has a goal, innovate conceptually by modifying the structure of natural oil.
Key word: oil baru, dipteryx alata, extraction.

e-mail: carlalcpo@gmail.com

Vol. 1, No. 1,
ARTIGO ORIGINAL
ESTUDO DA EXTRAÇÃO E AVALIAÇÃO DO
RENDIMENTO DE ÓLEO DE BARU
*Lizandra Carla Pereira de Oliveira1
, Marcell Duarte Wanderley1
,
Alexandre Gonçalves Porto2
, Fabrício Schwanz da Silva2
,
Flávio Teles Carvalho da Silva2
e Etney Neves3,4
2
Professor do Departamento de Engenharia de Produção Agroindustrial, UNEMAT.- Universidade do
Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres – MT;
3
4
Brasil.
Resumo
A biodiversidade brasileira reserva muitas oportunidades, por exemplo, a possibilidade
de obtenção de novos insumos e materiais. Frutos de árvores nativas do cerrado
brasileiro, constituem uma gigantesca variedade de espécies. O baru, Dipteryx alata, foi
selecionado como palmeira de interesse para estudos. Uma revisão foi inicialmente
realizada, indicando que o óleo extraído do baru é muito fino, sua composição apresenta
α-tocoferol e elevado teor de lipídios insaturados. A utilização deste óleo tem aplicações
medicinais e industriais consolidadas (produtos). Este trabalho é o primeiro passo de um
novo grupo de pesquisa, que busca entender o baru, a extração de seu óleo e que tem
como meta, inovar conceitualmente através da modificação da estrutura do óleo natural.
Palavras-chaves: óleo de baru, dipteryx alata, extração.1
1. Introdução
A biodiversidade brasileira reserva muitas possibilidades, para estudos e
desenvolvimento de novos insumos, materiais e oportunidades. Frutos de árvores
nativas da região cerrado, ecossistema característico do centro-oeste do Brasil, por si só,
constituem uma gigantesca variedade de espécies para observações e desenvolvimento
de novos produtos inovadores conceitualmente.
O baru, Dipteryx alata, também conhecido como barujó, cumaru, cumbaru,
castanha-de-ferro, coco-feijão, cumarurana, cumbary, emburena-brava, feijão-coco,
pau-cumaru, meriparajé1
, é uma árvore pertencente à família Leguminosae, com altura
média de 15 m, podendo alcançar mais de 25 m em solos férteis. Sua floração ocorre de
* e-mail: carlalcpo@gmail.com

novembro a fevereiro, sendo que a formação dos frutos inicia-se em dezembro. ² O fruto
se constitui por amêndoa e polpa, comestíveis, ricas em carboidratos, proteína e óleo
possuindo assim um alto valor nutricional. 1,2,3
Em cada fruto há apenas uma semente,
de comprimento e largura variando de 1,0 a 3,5 cm e de 0,9 a 1,3 cm, respectivamente. 4
O óleo extraído do baru é muito fino, possuindo em sua composição α-tocoferol
e 81 % de lipídios insaturados, se comparado com o azeite de oliva. 2,4
O óleo extraído é
muito utilizado em fins medicinais e industriais como: anti-reumático, regulador de
menstruação, lubrificante para equipamentos e cosméticos. 2
Existem vários métodos para extração do azeite de vegetais. Os principais são
por prensagem mecânica, fermentação, extração por Soxhlet e Goldfish. A extração por
prensagem é a mais comum, sendo seguida por extrações com solventes. 5
Estas duas
vias são utilizadas, por exemplo, em conjunto na produção do azeite de oliva. O azeite
extravirgem é originário da primeira extração, por prensagem mecânica, originando um
produto com acidez mínima. Um azeite com maior acidez é, posteriormente, obtido da
torta de prensagem utilizando solventes.
Uma revisão da literatura foi realizada. Frutos foram colhidos como amostras e
as morfologias avaliadas. As partes dos frutos foram separadas para o estudo
experimental. A literatura e os resultados experimentais são comparados e comentados.
O mesocarpo com a semente e a semente isolada, foram avaliados em seus teores de
óleo. Dois tipos de solventes foram utilizados e as eficiências discutidas
comparativamente.
2. Óleos Vegetais
Os óleos vegetais são constituídos em sua maioria de triglicerídeos. 4,5
Geralmente os óleos vegetais são obtidos por sementes oleaginosas, de polpa de frutas e
germe de cereais. A extração dos óleos ocorre principalmente por destilação e extração
por solventes. 5
Os óleos vegetais são alternativas naturais e renováveis. Eles podem ser
utilizados na produção de resinas, plastificantes, produção de combustíveis, entre outros
insumos e produtos. 4
2.1. O Óleo de Baru
A polpa do baru produz óleo, mas é na amêndoa que se encontra uma quantidade
significativa do mesmo. 4
O óleo extraído da amêndoa é fino, possui um elevado grau de
insaturação, alto teor de ácido oléico e linoléico. 2
O óleo de baru é utilizado nas áreas medicinais e industriais como: anti-
reumático e regulador de menstruação. Devido ao ácido oléico presente no óleo, o
mesmo é utilizado como lubrificante para equipamentos, cosméticos e intermediários
químicos.
2.2. Extrações de óleos por Sohxlet
O extrator de Soxhlet é usado para extração de substâncias sólidas por solventes
quentes. 6
Nessa extração, o sistema permite que certa quantidade de solvente, puro,
passe várias vezes na amostra formando um ciclo. Cada ciclo corresponde a uma
lavagem, teoricamente total da amostra sólida. A vantagem desse extrator, é que as
substâncias da amostra entram em contato com o solvente a elevada temperatura. A
temperatura do processo na câmara de extração é constante e, dependente das

propriedades do solvente. 7
Este método é muito utilizado para extrair óleos vegetais em
pesquisas científicas.
Os lipídeos são biomoléculas composta principalmente por carbono, hidrogênio
e oxigênio. São normalmente insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos. 8,9
Dentre os solventes utilizados para extração de óleos, podem ser citados os éteres, pois
são pouco reativos. 6,8
O éter de petróleo e éter etílico são, geralmente, os solventes
usados nas práticas de extração com Soxhlet.
O éter de petróleo é uma mistura de diversos hidrocarbonetos, dentre eles o
pentano, que é o composto mais apolar com ponto de ebulição de 65-70°C. 10
Neste
solvente, os carboidratos são insolúveis, sendo possível a extração dos lipídeos e da
clorofila. 8
O éter etílico ou etoxi-etano é usado como solventes de resinas e óleos (são
pouco polares) e na extração de óleos, gorduras e essências. Na extração de óleos
vegetais o éter etílico é eficaz, mas sua venda e seu uso são controlados rigorosamente
por ser muito volátil e inflamável. 9
Figura 1. Ilustração do equipamento Extrator Soxhlet, destacando
o ponto de posicionamento da amostra e os três pontos principais
do fluxo do solvente.
3. Extração Experimental do Óleo de Baru
Os frutos do Baru são classificados como do tipo dupra, com comprimento
aproximado de 4,5 cm. Os frutos foram divididos nas frações mesocarpo, endocarpo e
semente. O endocarpo é lenhoso e uma retífica, com disco cerâmico de corte, foi
utilizada para liberar a semente. As sementes são elipsóides e tinham aproximadamente
2,3 cm de comprimento. Mesocarpos e sementes foram cominuídos, misturados e
homogeneizados (MS), formando a massa para o experimento de extração de óleo,
Tabela 1.
As seis massas MS foram utilizadas separadamente, Tabela 2. As colunas de
extração receberam dois tipos de solventes. Três colunas do extrator Soxhlet foram
preparadas, com o solvente éter etílico e as outras três com éter de petróleo. As amostras
foram lavadas em ciclos contínuos por 8 horas. O rendimento de óleo das misturas MS é
apresentado na Tabela 2. Durante o experimento de extração, constatou-se uma
mudança de cor dos solventes, devido à formação de uma mistura homogênea solvente-
óleo. A mudança dos líquidos, de incolor para amarelo, foi mais intensa nas amostras 4,
5 e 6. Isso se deve a uma reação mais eficiente de extração do éter etílico, em função de

Tabela 1. Massas dos frutos do baru e das frações respectivas do mesocarpo, endocarpo,
semente e mistura MS.
Fruto
Massa
total*
(gramas)
Endocarpo
Endocarpo
+
Semente
Mesocarpo Massa da semente
1 24,3 9,8 10,6 13,5 0,9
2 20,7 9,7 11,1 9,4 1,4
3 26,4 11,6 11.6 14,7 1,1
4 27,8 11,7 12,9 14,7 1,2
5 17,6 7,7 8,8 8,6 1,1
6 22,3 8,3 9,5 12,7 1,2
Média
Desvio Padrão
23,2
 3,8
9,8
 1,6
10,7
 1,5
12,3
 2,6
1,1
 0,2
*
Massa em gramas.
sua reatividade superior para liberação de substâncias, comparativamente ao éter de
petróleo.
Após as 8 horas de ciclo e lavagem contínua das amostras, as misturas líquidas
resultantes foram levadas a uma estufa, com temperatura de aproximadamente 60°C,
para uma remoção total do solvente e separação dos óleos.
Tabela 2. Massas das amostras MS, com rendimentos da extração de óleo
respectivos para cada amostra, em função do tipo de solvente.
Amostras
Amostras
Utilizadas (MS)*
Rendimento
do Óleo
Solventes
Utilizados
1 11,929 0,109 Éter de Petróleo
4 12,14 0,189 Éter Etílico
*Massa em gramas.
O rendimento de cada amostra de óleo e o desvio padrão foram calculados, logo
após as amostras terem resfriado em dessecador (Tabela 3). A extração do óleo,
utilizando o éter de petróleo como solvente, foi 29,5% menos eficiente que com éter
etílico.
É necessário considerar que este resultado, é para um mesmo tempo de extração
para ambos os solventes (padrão = 8 horas). Em uma primeira análise, duas hipóteses
são consideradas como responsáveis por esta diferença: (a) cinética de extração das
substâncias diferentes para cada solvente; (b) seletividade do solvente na remoção de
espécies químicas.

Tabela 3. Rendimento e desvio padrão do óleo em função da natureza do solvente.
Solventes (%) Média Desvio Padrão
Éter Petróleo 0,91 1,07 1,1 1,03 0,10
Éter de Etílico 1,74 1,56 1,07 1,46 0,35
4. Conclusão
A massa média de um fruto Baru, com comprimento aproximado de 4,5 cm, é de
23,2  3,8 gramas.
Segundo a literatura, o óleo extraído do baru deve ser rico em α-tocoferol e
possuir elevados teores de lipídios insaturados.
Quantidades de óleos diferentes foram obtidas, em função do tipo de solvente
utilizado, com tempo de extração padrão de 8 horas para ambos os solventes.
A extração do óleo, utilizando o éter de petróleo como solvente, foi 29,5%
menos eficiente que com éter etílico. Duas hipóteses foram propostas como
responsáveis por este resultado: (a) cinética de extração diferente dos solventes; (b)
maior seletividade do éter de petróleo, na remoção de espécies químicas.
5. Referências bibliográficas
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Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa Cerrados, Primeira Edição, 2004.
[3] AVIDOS, M. F. D.; FERREIRA, L. T.; Frutos dos Cerrados: Preservação gera
muitos frutos. Revista: Biotecnologia, Ciência e Desenvolvimento.
[4] DRUMMOND, A. L.; Compósitos poliméricos obtidos a partir do óleo de baru –
Síntese e Caracterização. Brasília, 2008.
[5] CORSO, M. P.; Estudo da extração de óleo de semente de gergelim ( Sesamun
indicum L.) empregando os solventes dióxidode carbono supercrítico e n-propano
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[6] LIMA, C. A.; SILVA, C. A. M.; COSTA, D. S. O.;SCIENZA, M. R.; SILVA, M. V.
C.; SILVA, R. A. M.; Extração em extrato de Soxhlet e percolação a temperatura
ambiente das substâncias contidas nas amêndoas do bacuri. Belém – PA
[7] BRUM, A. A. S.; ARRUDA, L. F.; REGITANO-D’ARCE, M. A. B.; Métodos de
extração e qualidade da fração lipídica de matérias-primas de origem vegetal e
animal. Piracicaba – SP, 2009.
[8] PARK, K. J.; ANTONIO, G. C.; Análises de materiais biológicos. Campinas – SP,
2006.
[9] FARIAS, F. M. C.; Funções Orgânicas. Disponível em: < http://web.ccead.puc-
rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_funcoes_organicas.pdf >
Acesso 10/08/2011.

Vol. 1, No. 1,
REVIEW
BEER PRODUCTION IN BRAZIL

Jéssica Francieli Mega1
, Etney Neves2,3
e Cristiano José de Andrade2,3
¹ Acadêmica do curso de engenharia de alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso,
Campus Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000.
2
Professor do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado de Mato
Grosso, Campus Barra do Bugres - MT.
3
Brasil.
Abstract
Beer is a beverage which wide production and consumption worldwide, it has known
since the ancient times in many countries. During the late antiquity was widespread
among the peoples of Sumer, Babylon and Egypt. This beverage was brought to Brazil
for the Portuguese Real-Family at 1808. Currently, the sensory profile of beer produced
in the country has been changed gradually. That result is a beer more smooth and
refresh, low bodied and bitter. Beer can be defined as a beverage of low alcohol content.
This beverage is produced by fermentative way, using the genus Saccharomyces and
culture medium, which is composed by lupulus, water and malted cereals such as:
barley, wheat and rice. This review has concepts and technology aspects of beer and its
production process, types and consumption at Brazil.
Keywords: beer, fermentation, yeast, malt, hops.

e-mail: jessica_mega@hotmail.com

Vol. 1, No. 1,
REVISÃO
A PRODUÇÃO DA CERVEJA NO BRASIL
*Jéssica Francieli Mega1
, Etney Neves2,3
2
3
Brasil.
Resumo
A cerveja é uma bebida de ampla produção e consumo no mundo, conhecida desde os
tempos remotos em diversos países. Na antiguidade difundiu-se entre os povos da
Suméria, Babilônia e Egito. A bebida chegou ao Brasil, trazida pela família real
Portuguesa em 1808. Atualmente, o perfil sensorial da cerveja produzida no país tem
sido gradualmente modificado. O resultado é uma cerveja mais leve e mais refrescante,
menos encorpada e amarga. A cerveja pode ser definida como uma bebida de baixo teor
alcoólico. Esta bebida é preparada via fermentativa, usando o gênero Saccharomyces e o
mosto, composto por lúpulo, água e cereais malteados tais como: cevada, trigo e arroz.
Esta revisão aborda conceitos e aspectos tecnológicos da cerveja e do seu processo de
fabricação, tipos e consumo no Brasil.
Palavras-chaves: cerveja, fermentação, leveduras, malte, lúpulo.
1. Introdução
Estima-se que o homem começou a utilizar bebidas fermentadas há 30 mil anos.
Estudos indicam que a produção da cerveja teve seu início por volta de 8000 a.C. Esta
bebida foi desenvolvida paralelamente aos processos de fermentação de cereais. Na
Antiguidade, difundiu-se lado a lado com as culturas de milho, centeio e cevado, entre
os povos da Suméria, Babilônia e Egito. Também foi produzida por gregos e romanos
durante o apogeu destas civilizações. 1
Dentre os povos bárbaros que ocuparam a Europa durante o Império Romano, os
de origem germânica destacaram-se na arte de fabricar a cerveja. Na Idade Média,
século XIII, os cervejeiros germânicos foram os primeiros a empregar o lúpulo na
cerveja, conferindo as características básicas da bebida atual. 1
Com a Revolução Industrial, o modo de produção e distribuição sofreu
mudanças decisivas. Estabeleceram-se, então, fábricas cada vez maiores na Inglaterra,
Alemanha e no Império Austro-Húngaro. 1

A cerveja chegou ao Brasil em 1808, trazida pela família real portuguesa de
mudança para o então Brasil colônia. Com a abertura dos portos às nações amigas de
Portugal, a Inglaterra foi a primeira a introduzir a cerveja na antiga colônia. 2
A legislação brasileira vigente define cerveja como sendo a bebida obtida pela
fermentação alcoólica de mosto, oriundo de malte de cevada e água potável, por ação de
levedura, com adição de lúpulo. Parte do malte da cevada poderá ser substituído por
adjuntos (arroz, trigo, centeio, milho, aveia e sorgo, todos integrais, em flocos ou a sua
parte amilácea) e por carboidratos de origem vegetal, transformados ou não. 3
Os
principais tipos de cervejas existentes são: Altbier, Barley Wine, Belgian Ale, Bitter,
Brown, Ale, Pale Ale, Porter, Stout, Scottish, Abadia, Bock Doppelbock, Münchener e
Pilsen.
De acordo com o Sindicato Nacional da Indústria da Cerveja, o Brasil ocupa o
quarto lugar no ranking mundial de produção da bebida, com mais de 10,34 bilhões de
litros por ano, perdendo apenas, em volume, para a China (35 bilhões de litros/ano),
Estados Unidos (23,6 bilhões de litros/ano) e Alemanha (10,7 bilhões de litros/ano) . 4
2. Consumo de cerveja no Brasil
O perfil sensorial da cerveja no Brasil tem sido gradualmente modificado. O
resultado é uma cerveja mais leve e mais refrescante, menos encorpada, menos amarga
e com menor teor alcoólico. Essa medida foi adotada como tendência pelas principais
cervejarias no Brasil, fazendo uma combinação entre o perfil da cerveja européia e
americana. 5
A idéia do “padrão de cerveja” deve ser mantida uma vez que esse perfil
representa 94% do mercado nacional. A variação no consumo de cervejas Standard e
Premium, em diferentes regiões do país, reflete aspectos de renda disponível,
distribuição e informação. Geralmente, cervejas Premium são mais consumidas nas
regiões Sul e Sudeste. Já a cerveja em barril ou chopp (cerveja não pasteurizada), tem
50% do consumo concentrado nessas duas regiões, devido à distribuição e aos
investimentos nos pontos de venda. 5
É previsto que as cervejas especiais (importadas ou artesanais) no Brasil tenham
uma taxa de crescimento maior, se comparada às taxas previstas para o mercado da
tradicional Pilsen. Em 2007, cervejas especiais cresceram 12%, enquanto cervejas em
geral apenas 6,7%. Algumas cervejarias já promovem planos de marketing relacionados
à sofisticação do consumo de cerveja. Basicamente, o foco é a promoção da cultura
cervejeira e a apresentação de diferentes estilos, com a finalidade de atrair novos nichos
de mercado. 5
O mercado brasileiro de cerveja é caracterizado por ter um público alvo jovem
(61% entre 25 a 44 anos), mas, em virtude do baixo poder aquisitivo deste grupo, o
consumo per capita (por volta de 51,9 litros/habitante em 2006) ainda é considerado
relativamente baixo, se comparado a outros países (por exemplo, o consumo per capita
do Reino Unido chega a ser de 97 litros/ano), principalmente levando-se em conta sua
tropicalidade7
. As classes C e D são responsáveis por 72% das vendas erca de 56% do
público consumidor de cervejas é do sexo masculino. O segmento de cervejas sem
álcool responde por 1% do mercado, mas apresenta um crescimento de cerca de 5% ao
ano, mais que o dobro da tradicional (2%), e movimenta mais de R$ 110 milhões por
ano. A marca líder do segmento é a Kronenbier da Ambev. 8
O aumento do consumo de cerveja no Brasil esta atribuída em grande parte a
inovação nas embalagens. 9

3. Produção de cerveja
Todo o processo começa com a adição de água ao malte e adjuntos já moídos.
Normalmente os adjuntos são produtos do beneficiamento de cereais ou de outros
vegetais ricos em carboidratos. Esta mistura é então cozida e, durante o processo, o
amido do malte é transformado em açúcar. O resultado é um líquido turvo e grosso,
chamado de mosto. O mosto é filtrado e novamente fervido. Neste momento é
adicionado o lúpulo, o responsável pelo sabor amargo da cerveja. Para seguir para seu
próximo estágio, o mosto é resfriado.
Em quantidade, a água é o principal componente da cerveja e suas propriedades
é um dos fatores mais significativos na qualidade final do produto. A atual disposição
tecnológica, favorece a possibilidade do uso de água com teor de pureza e sais minerais
adequado a produção de cerveja. A AmBev, por exemplo, realiza tratamento físico-
químicos na água a ser utilizadas na produção de algumas cervejas, objetivando torná-la
identica a encontrada na região de Pilsen, na República Tcheca. O malte usado em
cervejarias é obtido a partir de cevadas de variedades selecionadas, especificamente
para essa finalidade. A cevada é uma planta da família das gramíneas e é nativa de
climas temperados. No Brasil, é produzida em algumas partes do Rio Grande do Sul. Na
América do Sul, a Argentina é grande produtora. 11
Após a colheita, os grãos de cevada são enviados para maltarias, onde são
submetidos à germinação controlada. Este processo, induz os vegetais a produzirem um
arsenal enzimático, entre os quais as amilases. Estas enzimas, são responsáveis por
reduzir o amido em açúcares fermentecíveis e consequente desenvolvimento
microbiano, portanto são fundamentais para para o processo de fabricação de cerveja. 10
O lúpulo (Humulus lupulus L.) é uma trepadeira perene originária de climas
temperados. Na fabricação da cerveja são usadas apenas as flores fêmeas. Suas resinas e
óleos essenciais conferem à bebida o sabor amargo e o aroma característico. O lúpulo é
considerado o “tempero da cerveja” e um dos mais significativos componentes na
produção de cerveja, que os mestres cervejeiros dispõem para diferenciar seus produtos,
sendo a quantidade e o tipo do mesmo um parâmetro dificilmente revelado. No Brasil
não existem condições climáticas adequadas à produção de lúpulo. Por isso, todo o
suprimento nacional é importado da Europa e Estados Unidos. A forma mais comum de
utilização do lúpulo é em pellets, pequenas pelotas de flores prensadas. Assim, é
possível reduzir o volume de lúpulo a transportar e, ao mesmo tempo, manter suas
características originais. Mas, nada impede que a flor seja adicionada à cerveja na sua
forma original, conforme colhida na lavoura. 12
As figuras 1 e 2 apresentam o lúpulo na sua forma original e em pellets.
A descrição tradicional do processo de fermentação em cervejarias é a conversão
processada pela levedura (fermento) de glicose, em etanol e gás carbônico, sob
condições anaeróbicas. Esta conversão se dá com a liberação de calor 12
, como ilustrado
pela equação descrita abaixo.
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + calor

Figura 1. Trepadeira da flor de lúpulo. Fonte: RAINHAS DO
LAR (2010).
Figura 2. Flores de lúpulo após serem prensadas, no formato de
pellets. Fonte: WE Consultoria (2010).
Para a elaboração de uma cerveja de boa qualidade, vários aspectos podem ser
citados dentro da fase fermentativa, tais como: a seleção do micro-organismo, inoculum,
cinética fermentativa 12
, contaminção, temperatura, bioreatores, volume de mosto, etc.
Neste âmbito, o metabolismo de cada linhagem microbiana é responsável por conferir
sabor e aroma característicos ao produto final.

Figura 3. Levedura Saccharomyces Cerevisiae. Fonte:
COOPER (2007).
O desempenho das leveduras cervejeiras na fermentação é influenciado e
controlado por vários fatores tais como:
• Características Genéticas: a escolha da cepa de levedura empregada.
• Fisiologia Celular: a tolerância ao stress pelas células de levedura, a
viabilidade e a vitalidade das células e a concentração celular do inóculo.
• Disponibilidade Nutricional: a qualidade e concentração dos macronutrientes
fermentecíveis, bem como, a presença de íons metálicos no mosto.
• Condições Físicas: temperatura, pH, oxigênio dissolvido e a densidade do
mosto. 13
4. Tipos de cerveja
As cervejas podem ser classificadas de acordo com seu processo fermentativo
em dois grandes grupos, de alta fermentação e de baixa fermentação. A primeira é
referênte as cervejas tradicionais (Ale), em que o micro-organismo utilizado é o da
espécie Sacaromices cerevisae e a fermentação ocorre em temperaturas ao redor de 18
o
C durante 4 ou 5 dias. As cervejas de baixa fermentação são referêntes ao tipo (Lager)
e a espécie utilizada, neste caso, é a Sacaromices uvarum, a uma temperatura ao redor
de 12 o
C durante 8 ou 9 dias. 14
A Figura 4 ilustra um fluxograma das principais etapas do processo cervejeiro,
com suas respectivas entradas (matérias-primas, insumos) e saídas (produtos e resíduos
gerados).
Os principais tipos de cerveja são: 15
Altbier – De aroma leve, com um toque de cacau proveniente do malte torrado. A
receita da Altbier caracteriza-se pela grande quantidade de lúpulo. A cor tende para os
tons mais escuros.
3 µm

Cevada
Limpeza/Seleção
Embebeção
Germinação
Secagem Moagem/Maceração
Caldeira Mostura
Resfriamento
Peneira
Caldeira de fervura
Clarificação
Resfriamento
Dornas de Fermentação
Filtro
Tanque de Maturação
Filtro
Tanque de Pressurizão
Embarilamento Engarafamento
Pasteurização
Gritz
Caldeira Caldas
Maltaria
Malte
Preparo do
Mosto
Lúpulo
Levedura
Fermentação
Envase
CO2
Chopp Ceveja
Bagaço de
Malte
Tub Grosso
Tub Fino
Rotulos
Perdas de
Vasilha
Perdas de
Produtos
Figura 4. Fluxograma de processo genérico da produção de cerveja. Fonte: Cervejas e
Refrigerantes (CETESB, 2005).
Barley Wine – A tradução literal do nome dessa cerveja é “vinho de cevada” porque
pode, ao contrário da maioria das cervejas, ser guardada por muitos anos. É forte e tem
sabor intenso de malte e de lúpulo.
Belgian Ale – É a designação genérica das cervejas produzidas na Bélgica, geralmente
por processos artesanais. Têm cores e sabores variados e dividem-se em vários tipos,
das Witbier, suaves e temperadas com especiarias, às Lambic, à base de trigo e

fermentadas com leveduras selvagens. As Lambic podem ser estocadas por até três
anos.
Bitter – O nome já indica a principal característica desta cerveja: bitter, em inglês, quer
dizer acre, amargo. Essa característica fica mais acentuada à medida que aumenta a
quantidade de lúpulo na receita. A cor vai do âmbar ao cobre.
Brown Ale – Foi à primeira cerveja fabricada na Inglaterra. É escura, tem pouco teor de
lúpulo (sendo, portanto, de baixo amargor) e sabor adocicado de nozes.
Pale Ale – Era o termo utilizado na Inglaterra para descrever as cervejas mais claras do
que as Brown Ale. Tem cor de cobre. Atualmente, vários tipos de cerveja se abrigam
sob a designação Pale Ale. Elas podem ser Mild Ale, mais suaves, ou mais amargas
como a Indian Pale Ale e a American Pale Ale.
Porter – É feito com malte torrado, o que pode transferir para a cerveja aromas de
chocolate e de café. A cor varia do castanho ao preto.
Stout – É uma cerveja muito escura, preta. Pode ser do tipo Dry Irish (cerveja de origem
irlandesa, seca, encorpada e cremosa, com sabores de caramelo e café); Foreign Style
Stout (semelhante à Dry Irish, com maior teor alcoólico) e a Imperial Stout (alto teor
alcoólico e sabor frutado, doce ou semidoce). No Brasil, a referência de Stout é a
Caracu.
Scottish Ale – A cor vai do ouro ao castanho e o sabor pode ser doce, maltado ou até
mesmo defumado.
Abadia – É uma cerveja de alta fermentação. Tem sabor surpreendente, resultado do
equilíbrio ideal entre o amargor, a doçura e o teor alcoólico. Outra característica
marcante é seu aroma de especiarias.
De origem alemã, a cerveja Lager tem como principal característica o fato de sua
fermentação se dar a baixas temperaturas – de até 2º C – em contraste com a Ale, na
qual esse processo pode ocorrer até mesmo à temperatura ambiente. Os principais tipos
são:
Bock – É uma cerveja escura, originária do norte da Alemanha, de sabor mais para o
doce do que para o amargo, e alto teor alcoólico. Uma variedade conhecida como
Doppelbock (bock duplo) tem gradação alcoólica de até 7,5o
. Outra, ainda mais forte –
de até 14o
– é a Eisbock. Essas cervejas são congeladas e depois o gelo é retirado, o que
aumenta a gradação alcoólica.
Münchener – O nome significa “de Munique”. É uma cerveja escura ou preta e pode
ser bem leve. Tem um sabor forte, de malte, puxado para o café.
Pilsen – Cerveja originária da região da Boêmia, hoje parte da República Tcheca. Sua
principal característica é a cor dourada e translúcida. Em sua fórmula original, tem
sabor suave e um aroma acentuado de flores, com presença acentuada do lúpulo.
Comparada com a cerveja do tipo Pilsen, mais popular no Brasil, a variedade tcheca tem
sabor ligeiramente mais amargo.
Mazernbier – O termo “Marzenbier” pode ser traduzido para o português como “cerveja
de março”. A tradicional Marzenbier é produzida a partir de malte tipo Viena, que
confere à bebida a coloração âmbar avermelhada. Utiliza-se levedura de baixa
fermentação, sendo o processo fermentativo derivado do método vienense de produção
de cerveja. Sua maturação é extremamente longa, chegando a mais de três meses de
armazenamento. 15
Cervejas sem álcool – A tecnologia de fabricação da cerveja sem álcool difere das
demais na fase de fermentação, devido a utilização de micro-organismos específicos,

com características de baixa metabolização de álcool, sem no entanto alterar as
características das cervejas tradicionais, além disso, para reduzir o teor de álcool, o
mosto as vezes por ser filtrado por membranas (osmose reversa), destilado ou a
fermentação pode ser interrompida quando é atingido o teor de álcool limite. A Liber,
produzida pela Ambev, é um exemplo de marca brasileira de cerveja sem álcool. 15
5. Conclusão
A cerveja é uma das principais bebidas alcoólicas do mundo. Este líquido
fermentado chegou ao país em 1808, trazido pela família real Portuguesa. Atualmente, se
comparado a países como a Alemanha e Republica Tcheca, o Brasil apresenta baixo
consumo per capita. Porém, o consumo per capita tem aumentado nos últimos anos.
Em função das condições climáticas brasileiras, não serem favoráveis a
agricultura do lúpulo, todo o suprimento utilizado no país é importado da Europa e
Estados Unidos, o que resulta em uma dependência e consequente fragilidade do
segmento cervejeiro. Duas possíveis soluções ao problema supracitado estão na
realização de pesquisas exploratórias na flora brasileira objetivando um vegetal que
forneça características semelhantes ao lúpulo na produção cervejeira ou mudanças
genéticas no lúpulo, de maneira a torná-lo agricultável em solo brasileiro.
Para se obter uma cerveja de boa qualidade, as indústrias cervejeiras devem
analisar com atenção três itens principais: matéria-prima (composição química da água,
tipo de malte, proporção malte/adjunto, variedade, quantidade, forma e pontos de adição
de lúpulo); assiduidade da higiênica dos equipamentos e os parâmetros fermentativos.
[1] AQUARONE, E.; BORZANI W.; SCHMIDELL W.; LIMA; A. U. Biotecnologia
Industrial. 4 ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2001. P.91-143.
[2] CERVESIA <http://www.cervesia.com.br/historia-da-cerveja/411-a-historia-da-
cerveja-no-brasil.html> Acesso em: 30/06/2010.
[3] CURI, R.A.; VENTURINI, W.G.F.; DUCTTI, C.; NOJIMOTO, T. Produção de
cerveja utilizando cevada e maltose de milho como adjunto de malte: análises
físico-química, sensorial e isotópica. UNESP. V.11, p.279-287, out/dez 2008.
[4] CARVALHO et al. (2006) Disponível em:
<http//www.pg.cefetpr.br/setal/docs/artigos/2008/a2/013.pdf>.Acesso em: 05/06/2010.
[5] BEERLIFE (2010) Disponível em:
<http://www.beerlife.com.br/portal/default.asp?id_texto=28> Acesso em:05/07/2010.
[6] SENAD (2010) Disponível em: <http://www.senad.gov.br/releases/
Cerveja_Brasil.pdf>. Acesso em: 05/07/2010.
[7] SINDICERV (2007) Disponível < http://www.sindicerv.com.br/mercado.php>
Acesso em: 05/06/2010.
[8] FERRARI, V. Mercado De Cervejas No Brasil. Pontifícia Universidade Católica
Do Rio Grande Do Sul. Face: Faculdade De Administração, Contabilidade E Economia,
Porto Alegre 2008.
[9] TAPA NA CARA (2010) Disponível em: <http://tapanacara.com.br/blog/2010/01/
consumo_de_cerveja_no_brasil.html tapa na cara 2010>.Acesso em: 30/06/2010.
[10] SOCIEDADE DA CERVEJA (2010) Disponível em:
<http://www.maverick.com.br/historia-cerveja2.html>. Acesso em: 07/07/2010.
[11] ZUPPARDO, B. Uso de goma Oenogum para estabilização coloidal e de
espuma em cerveja. Universidade de São Paulo, Piracicaba 2010.

[12] Venturini Filho, Waldemar G (2000) < http://www.ebah.com.br/processo-de-
fabricacao-de-cerveja-doc-a44521.html>Acesso em: 10/07/2010.
[13] CARVALHO, B.M.; BENTO,C.V.;SILVA,J.B.A. Elementos Biotecnológicos
Fundamentais No Processo Cervejeiro: 1º Parte – As Leveduras. Artigo
Universidade de São Paulo. Departamento de Biotecnologia 2006.
[14] (Cervesia, 2007).Disponível em:<http://www.ebah.com.br/processo-de-fabricacao-
de-cerveja-doc-a44521.html> Acesso em: 10/07/2010.
[15] AMBEV. Cervejas. Disponível em: <http://www.ambev.com.br/Sociedade_.aspx>
Acesso em: 15/07/2010.

Vol. 1, No. 1,
REVIEW
ASPECTS OF INDUSTRIAL PRODUCTION ENZYMES
*
Marcel Duarte Wanderley1
, Etney Neves2,3
¹ Engenheiro de Alimentos e Professor na UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus
Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua A, s/nº - Cohab São Raimundo- Barra do Bugres, MT. CEP
78390000.
2
3
Brasil.
Abstract
Enzymes are products with high aggregated value, largely used for many industries.
Among its obtainment source, stands out itself from microbial way, due to its selectivity
on the substrates used and products formed. The main way for the obtainment, in
industrial scale, is the submerged fermentation, due to it has advantages when compared
with semisolid fermentation, such as: higher control of fermentative process and
consequent possibility of reproduction of microbial kinetic, besides higher yields.
Therefore, the aim of this work is describe about the main consideration in enzymology,
besides the way for enzyme production in industrial scale.
Key word: enzyme, microorganism and submersed ferment.

e-mail: marcell_duarte@hotmail.com

Vol. 1, No. 1,
REVISÃO
ASPECTOS DA PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE ENZIMAS

Marcel Duarte Wanderley1
e Etney Neves2,3
, Cristiano José de Andrade2,3
¹ Engenheiro de Alimentos e Professor na UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus
Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua A, s/nº - Cohab São Raimundo- Barra do Bugres, MT. CEP
78390000.
2
3
Brasil.
Resumo
Enzimas são produtos de alto valor agregados, amplamente empregadas em uma gama
de indústrias. Entre as fontes para sua obtenção, destacam-se as de origem microbiana,
principalmente, devido a elevada seletividades dos substratos utilizados e produtos
formados. A principal forma de obtenção de enzimas, em escala industrial, é a
fermentação submersa, por esta apresentar vantagens em relação a fermentação
semisólida, como: maior controle do proceso fermentativo e consequente reprodução da
cinética microbiana, além de maiores rendimentos. Portanto, o objetivo deste trabalho é
decorrer sobre as principais considerações em enzimologia, bem como as diferenças
entre as formas de produção de enzimas em escala industrial.
Palavras-chave: enzima, micro-organismo e fermentação submersa.
1. Introdução
Desde os primórdios da civilização, o homem vem explorando de forma natural
a utilização de enzimas para a produção de alimentos e bebidas. A produção de bebidas
alcoólicas pela fermentação de grãos de cereias já era conhecida pelos sumérios e
babilônios antes do ano 6.000 a.C. Por volta do ano 2.000 a.C. os egípcios passaram
empregá-la também na fabricação de pão.
Estas aplicações se davam de forma meramente práticas, sem nenhum
conhecimento das reações enzimáticas envolvidas. Estes processos só foram
esclarecidos quando se fez necessário conhecer os mecanismos e reações químicas. Esta
evolução dos conhecimentos técnicos e científicos propiciou a utilização de enzimas em
diversos ramos de atuação da atividade humana.
Van Helmont, no século XVII, considerava a transformação dos alimentos um
processo químico mediado por “fermentos”. 1
Em 1814, Kirchoff demonstrou a

e-mail: marcell_duarte@hotmail.com

conversão do amido em glicose utilizando as enzimas presentes no extrato de trigo.
Johan Kjeldahl em 1833 desenvolveu um método analítico para detectar nitrogênio no
estado trinegativo em certos compostos orgânicos. Este método é utilizado amplamente
na determinação da proteína em alimentos já que a proteína é uma macromolécula feita
de nitrogênio, contendo aminoácidos ligados uns aos outros. O método foi à base para o
desenvolvimento da enzimologia quantitativa e biotecnologia geral. 3
Em 1836, ao investigar processos digestivos, o fisiologista alemão Theodor
Schwann isolou uma substância responsável presente no estômago humano e
denominou-a pepsina, a primeira enzima isolada a partir de tecido animal.
Por volta de 1860 o cientista Von Liebig defendia a idéia de que a fermentação
resultasse de um processo químico comum, no qual os “fermentos” fossem materiais
não vivos. Já Pasteur defendia a idéia de que a fermentação só ocorreria na presença de
organismos viáveis. 1
Em 1876 William Kuhne propôs a utilização do termo enzima para denotar as
substâncias anteriormente conhecidas como “fermentos”. A palavra em si, significa 'na
levedura’ sendo derivada do grego en que significa em, e zyme que significa levedura ou
fermento. 4
Somente em 1897 com o trabalho dos irmãos Buchner, que demonstraram que o
extrato de levedura livre de células podia converter glicose em etanol e dióxido de
carbono exatamente como células de levedura vivas, o impasse entre Liebig e Pasteur
foi resolvido. 2
No mesmo ano, o botânico, micologista e microbiólogo Emil Chr. Hansen
descobriu e desenvolveu um método para propagar levedura que tornou possível
produzir culturas de levedura pura para uso industrial. Seus métodos foram utilizados
sempre desde então na incrementação do processo industrial de fermentações. 3
Em 1894, Emil Fisher descobriu que as enzimas da via glicolítica podem
distinguir enantiómeros (formas D de L), propondo assim ao modelo “chave e
fechadura” para explicar a interação entre enzima e substrato. 5
Em 1926, provou-se pela primeira vez que as enzimas eram proteínas, depois de
se isolar uréase de extratos de feijão. Posteriormente, também se isolaram a pepsina e a
tripsina, que se revelaram proteínas, e a partir daí centenas de enzimas foram
classificadas, purificadas e isoladas. 7
A natureza protéica das enzimas só foi definitivamente aceita em meados de
1930, na sequência dos trabalhos de James Summer e de John Northrop e Moses Kunitz
que demonstraram correlação direta entre a atividade catalítica de preparações
purificadas de enzimas digestivas e o seu conteúdo protéico. 8
Koshland, em 1959, propôs um modelo diferente a que podemos chamar de
“encaixe induzido”. 6
Apenas em meados dos anos de 1950 se deram grandes avanços na tecnologia
das enzimas. O progresso da bioquímica deu origem a uma compreensão mais ampla da
grande variedade de enzimas presentes nas células vivas e de seu modo de ação. 7
Desde o início da década de 1980, as empresas que produzem enzimas vêm
empregando técnicas de modificação genética para aprimorar a eficiência e a qualidade
da produção e para desenvolver novos produtos.
A quimosina recombinante foi à primeira enzima derivada de fonte
geneticamente modificada a receber aprovação para uso alimentar na Suíça em 1988 e
nos Estados Unidos em 1990. 7
Durante os últimos 25 anos a utilização de enzimas em processos industriais
vem se expandindo consideravelmente, embora este campo ainda possa crescer muito

mais devido à implementação de novas enzimas em outros ramos das indústrias, o que
permite a oportunidade de desenvolvimento de novas tecnologias.
O desenvolvimento do mercado de enzimas é um bom exemplo de aplicação da
biotecnologia em nosso cotidiano. Os principais produtores são oriundos da Europa: a
Novo Nordisk (Dinamarca), Gist-Brocades (Holanda) e Genecor International
(Finlândia). Destas, o Novo Nordisk detém uma percentagem de aproximadamente 50%
do mercado mundial de enzimas industriais. 9
Para o desenvolvimento do presente artigo foi realizada uma pesquisa
exploratória em livros, revistas eletrônicas e sites de busca a qual teve como objetivo
reunir o máximo de informações pertinentes, para um maior entendimento e
familiarização com o tema. A partir desta base foram selecionados como fontes
literárias artigos, livros, trabalhos, dissertações e teses indexadas produzidas por
entidades confiáveis, e que apresentassem os tópicos que se desejava abordar no
trabalho. Com relação à exclusão não foram utilizados como literaturas informações
provenientes de artigos ou partes de artigos, dissertações e teses que não se informa um
autor ou entidade responsável pela vinculação da mesma.
2. Enzimas
Enzimas são moléculas majoritariamente de carácter protéico, embora,
compostos tais como: ribozimas e abzimas, também sejam assim definidos São
biocatalisadores, logo, possuem a capacidade de de diminuir a energia de ativação
requerida para formar um complexo de transição ativado, este por sua vez, que dará
origem a um produto 9
, portanto, aceleram a reação por um fator de 108
a 1010
em baixa
concentração. Reações químicas podem ocorrer sem enzimas, porém, no caso das
células, estas reações seriam tão lentas, que certamente seria impossível, a vida sem
enzimas. 10
. Portanto, em células, sua função é viabilizar o metabolismo celular
(catabólico e anabólico), logo se trata de um composto de suma importância para o
desenvolvimento microbiano.
A principal vantagem da reações enzimáticas, se deve a elevada especificidade
(regio, quimio e enatiosseletividade) dos substratos utilizados e produtos gerados. Em
relação ao catalisadores inorgânicos apresentam, baixa formação de produtos
secundários, alta sensibilida à temperatura e pH, alto custo, natureza complexa e
principalmente alta eficiência.
Enzimas, são compostos amplamente utilizadas por uma gama de industria tais
como: farmacêutica, saponácea, láctea, etc.
Atualmente, uma das linhas de pesquisa mais atuante em enzimologia, é
referênte imobilização de enzimas. Esse processo, objetiva a utilização contínua das
enzimas (produtos de alto valor agregado), já que as mesmas normalmente são
descartadas durante as estapas de purificação (downstream), sendo que, a maior
dificuldade é de manter os rendimentos catalíticos ou seja não alterar o sítio ativo da
enzima.
As enzimas são codificadas (números) inicialmente em grupos, definidos em
função do tipo de reação em que atuam, sendo: (1) oxidorredutases, (2) transferases, (3)
hidrolases, (4) liases, (5) isomerases e (6) ligases, como determinado pela International
Union of Biochemistry. A nomenclatura é definidade, adicionando-se a terminação ase
ao nome do substrato com o qual realizam reações, como por exemplo, A enzima que
controla a decomposição da uréia recebe o nome de uréase; aquelas que controlam a
hidrólise de proteínas denominam-se proteases assim como as que hidrolisam o amido

são chamadas de amilases. Algumas enzimas como as proteases tripsina e pepsina,
conservaram os nomes utilizados antes que se adotasse esta nomenclatura. 12
Devido ser extremamente sensíveis as enzimas necessitam de condições
especificas para atuarem corretamente. Os fatores que influem sobre a eficiência da
ação enzimática são a concentração de substrato, o pH e a temperatura. Devido a suas
características as enzimas são ativas em uma faixa estreita de pH e são sensíveis às
mudanças de acidez ou alcalinidade em seu meio. Comparadas a reações químicas,
agem muitas vezes sob condições relativamente brandas em termos de temperatura e de
acidez. 10
As enzimas também podem apresentar efeitos secundários indesejados, como a
deterioração de alimentos. Uma das razões pelas quais processamos alimentos consiste
em impedir que as enzimas os decomponham ou deteriorem. Existem métodos de
processamento como a pasteurização, a esterilização e branqueamento, para destruir
quaisquer microorganismos nocivos e inativar enzimas. O processamento também pode
incluir refrigeração e congelamento, para desacelerar a atividade enzimática.
A enzimologia é uma das bases na tecnologia de alimentos, devido a esta
influenciar desde a matéria prima até o produto alimentício acabado. Com base do
conhecimento da ação enzimática tornou-se possível a eliminação de vários processos
desfavoráveis a manutenção das características sensoriais, e a conservação do tempo de
vida útil dos alimentos. Ela também possibilitou o desenvolvimento e melhoria de
produtos alimentícios, os conferindo qualidades agradáveis e especiais ao consumo. 16
Em muitos processos as enzimas podem substituir substâncias químicas
sintéticas e contribuir para processos de produção ou gerar benefícios para o meio
ambiente, por meio da biodegradabilidade e pelo menor consumo de energia. Elas são
mais específicas em sua ação do que as substâncias químicas sintéticas.
Os processos que empregam enzimas, portanto, produzem menos subprodutos
residuais, propiciando a obtenção de produtos de melhor qualidade e diminuindo a
probabilidade de poluição.
3. Produção industrial
Embora existam diversas fontes para a obtenção de enzimas tais como: células
vegetais, células animais, algas, etc., as de origem microbiana, apresenta algumas
vantagens sobre as demais, entre as quais: alta especificidade, possível facilidade de
purificação (extracelular), produção concomitante, independência da sazonalidade, etc.
Enzimas microbianas podem ser obtidas por cultivo superficial em substratos
sólidos, também conhecida por fermentação semisólida (FSS), sólida (FS) ou em estado
sólido (FES), em que se pode utilizar diversos substratos/suportes, como por exemplo:
farelo de trigo, milho, cascas de algumas frutas, preparados à base de soja, farinha de
trigo, cacau em pó, grãos de cereais, legumes, madeira e palha; ou podem ser obtidas
por fermentação submersa (FS), cuja definição é de que o meio de cultura, apresenta
alto teor de água. Portanto, as principais diferenças entre a FSS e FS é que a primeira
ocorre com a quantidade de água mínima para o desenvolvimento microbiano e
normalmente fungos filamentosos são os micro-organismos utilizados, enquanto que na
FS os nutriente, estão dissolvidos em água, e são utilizados principalmente leveduras,
bactérias e algas. 17
O meio de cultura em geral, deve conter macronutrientes fermentecíveis
(assimilaveis metabólicamente pelo micro-organismos), sendo que as fontes de carbono
(energia) e nitrogênio, as mais significantes, além disso, micronutrientes (ferro,

manganês, etc.) e fatores de crescimento (vitaminas) são em geral, essênciais ao
desenvolvimento microbiano.
A produção de enzimas em escala industrial se faz, majoritariamente, por
fermentação submersa, embora nos países orientais exista ainda a tradição da utilização
da fermentação semi-sólida.
Por definição, fermentação submersa é aquela na qual o micro-organismo
produtor se desenvolve no interior do meio de fermentação, geralmente agitado. No
caso de fermentações aeróbias, o oxigênio necessário à população em desenvolvimento
é suprido, através de um compressor, por borbulhamento de ar. 19
.
Majoritariamente, a produção de enzimas em escala industrial é realizada por
processo submerso devido a esta possuir relativa facilidade de cultivo, garantir
homogeneidade do meio e facilidade de parâmetros de controle de processo, entretanto
a maior facilidade de contaminação devido à alta atividade de água e consequente
possibilidade de desenvolvimento de bactérias, leveduras e fungos filamentosos. 18
Na FS, além de um melhor controle em geral do processo (pH, temperatura,
porcentagem de oxigênio dissolvido no meio, concentração do produto e substrato), e a
possibilidade da recuperação de enzimas extracelulares, a determinação de biomassa e
consequente cinética de crescimento é facilitada.. Em que uma amostra, pode ser
utilizada para determinação das células viáveis e totais, e o sobrenadante utilizado para
a identificação da atividade enzimática.
Além dos pontos já citados, quando comparada a outros métodos, a FS oferece
uma de vantagens em relação a FSS tais como: 19
• Facilidade no controle de grandes volumes;
• Os micro-organismos são submetidos as mesmas condições (homogeneidade) físico-
químicas, e principalmente o acesso aos nutirente, facilitando a identificação dos
parâmetros ideais de produção;
• A absorção de nutrientes e excreção de metabólitos é executada com maior eficiência
e, consequentemente, maior produtividade;
• Viabilidade econômica de produtos limitados via FS, tais como: álcool etílico, bebidas
alcoólicas, antibióticos, vitaminas, enzimas, insulina, etc.
A escolha da linhagem e o preparo do inóculo são parâmetros significativos em
todos os processos fermentativos. A elaboração de inoculo de maneira adequado
proporcionará, uma igualdade metabólica entre as células, além do controle do números
de células adicionados em um determinado volume de meio de cultura, a escolha da
linhagem por sua vez, implicará em produção de compostos específicos. Além disso, a
presença de compostos específicos no meio de cultura, pode influênciar nos
rendimentos da eznima-alvo.
A fermentação industrial ocorre no interior de fermentadores, geralmente
operados de modo descontínuo e mecanicamente agitados, podendo estes possuírem
capacidade de 10.000 a 100.000 litros. Estes fermentadores, normalmente possuem um
sistema de controle de temperatura, via serpentina interna ou encamisamento do
bioreator, , sendo a duração do processo fermentativo por batelada na ordem de 30 a
150 horas. 19
Após esse período o bioreator é resfriado próximo a 5o
C, o que garante a
estabilidade do produto e retarda o desenvolvimento microbiano. Em seguida, o pH é
ajustado para o valor ótimo da enzima-alvo, logo, o meio de cultura segue para o
primeiro processo de purificação (downstream), a clarificação, que pode ser realizada
por filtração ou centrifugação. O sobrenadante, segue para a segunda etapa de
purificação, em que a enzima é concentrada, esse processo é realizado via ultrafiltração
ou evaporação a vácuo. Finalmente, o produto remanescente é estabilizado com aditivos
e comercializado. Alternativa, a etapa de concentração supracitada, a secagem via

liofilização, ou spray-dry é uma opção viável, desde que não ocorra desnaturação
enzimática 20
, sendo o estado do produto final, um sólido, com maior estabilidade que a
forma em solução. Este produto, deve apresentar baixa granulometria, devendo-se
realizar a peletização ou aglomeração do mesmo em partículas maiores. Quando se
pretende obter uma preparação com maior grau de pureza submete-se a mesma a uma
série de técnicas de fracionamento e purificação. 18
O teor de pureza de enzimas pode ser medido por eletroforese, técnica embasada na
separação de moléculas em função da existência de uma diferença de potencial. O grau
de pureza esta relacionado com à aplicação do produto. No caso de enzimas utilizadas
em indústrias alimentícias este grau de pureza deve ser elevado para que não ocorra
contaminação ou produção de compostos indesejados no produto final. 20
4. Conclusão
Enzimas são biocompostos com capacidade catalítica de alta especificidade.
Podem ser obtidas através de varias fontes, sendo a mais utilizadas industrialmente as
de origem microbiana, e desta por FS em função de diversas vantagens em relação a
FSS.
Quando obtidas através de FSS, podem ser utilizados resíduos agroindustriais
tais como: farelo de trigo, milho, cascas de algumas frutas, cacau em pó, grãos de
cereais e outros, devido seu teor de nutrientes e baixo custo.
Entre os muitos fatores significativos em um processo fermentativo, destacam-se
a escolha do micro-organismo e meio de cultura, o primeiro em função de seu arsenal
enzimático (metabolismo) e consequente capacidade de síntese do produto alvo, o
segundo, por viabilizar e direcionar as via metabólicas, resultando em possíveis
altereações de rendimento.
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