BR102020011317A2 - PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY THE OXIDATIVE BACTERIA ACETOBACTER ACETI FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH WASTE RAW MATERIALS - Google Patents

Abstract

processo de produção de ácidos orgânicos pela bactéria oxidativa acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias. a referida patente de invenção apresenta um método intitulado processo de produção de ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado). esta inovação pertence ao campo da biotecnologia, e tem como objetivo empregar fonte de carbono e nitrogênio assimiláveis pelos microrganismos desta etapa fermentativa, estes, podem ser oriundos de diferentes leveduras produtoras de etanol, uma vez que o interesse é a obtenção da matéria-prima alcoólica, a ser aplicada na obtenção dos ácidos orgânicos. para que este processo biotecnológico ocorra, na fermentação oxidativa, obrigatoriamente deve haver a adição de oxigênio em quantidades assimiláveis pela bactéria, já que, a fabricação destes compostos orgânicos é pela oxidação da matéria-prima alcoólica à presença de oxigênio no interior do reator, o qual permite que as bactérias oxidativas se proliferem/multiplicam-se sob o mosto fermentativo.process of production of organic acids by the oxidative bacterium acetobacter aceti from alcoholic fermentation produced with waste raw materials. said invention patent presents a method entitled process of production of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium acetobacter aceti from alcoholic fermentation produced with waste raw materials (deproteinized whey permeate and inactivated sugar cane yeast). This innovation belongs to the field of biotechnology, and aims to use a source of carbon and nitrogen that can be assimilated by microorganisms in this fermentation stage, these can come from different ethanol-producing yeasts, since the interest is in obtaining the alcoholic raw material , to be applied to obtain organic acids. for this biotechnological process to occur, in oxidative fermentation, there must be the addition of oxygen in quantities assimilable by the bacteria, since the manufacture of these organic compounds is through the oxidation of the alcoholic raw material to the presence of oxygen inside the reactor, which which allows oxidative bacteria to proliferate/multiply under the fermentative wort.

Description

PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BACTÉRIA OXIDATIVA ACETOBACTER ACETI A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESIDUÁRIASPROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY THE OXIDATIVE BACTERIA ACETOBACTER ACETI FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH WASTE RAW MATERIALS CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION

[001] A referida Patente de Invenção refere-se a um processo de produção de ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado). Esta invenção pertence ao campo da Biotecnologia, área de Processos Químicos e Bioquímicos, mais especificamente, a área de bioprocessos fermentativos[001] Said Patent of Invention refers to a process of production of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti from alcoholic fermented produced with residual raw materials (permeated with deproteinized whey and inactivated sugarcane yeast). This invention belongs to the field of Biotechnology, area of Chemical and Biochemical Processes, more specifically, to the area of fermentative bioprocesses.

[002] Particularmente, está patente tem como objetivo à formação de ácidos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) utilizando fermentados alcoólicos produzidos com matérias-primas residuárias sendo o permeado de soro de leite desproteinizado e o levedo de cana-de-açúcar inativado. Os ácidos formados nesta patente de invenção são possíveis de serem explorados em uma ampla gama de produtos nos mais diversos segmentos industriais, como componente primário, ou também como um precursor ou um intermediário na produção de outros produtos.[002] Particularly, this patent aims at the formation of acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) using alcoholic fermented products produced with residual raw materials, being the deproteinized whey permeate and the cane yeast - inactivated sugar. The acids formed in this invention patent can be exploited in a wide range of products in the most diverse industrial segments, as a primary component, or also as a precursor or an intermediate in the production of other products.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO E ESTADO DA TÉCNICAFUNDAMENTALS OF THE INVENTION AND STATE OF THE ART

[003] A origem da produção dos ácidos orgânicos inicialmente era realizada por síntese química, contudo, este tipo de processo demandava altos investimentos operacionais e ocasionava baixa lucratividade. Em decorrência deste fato, alternativas, foram pesquisadas, e dentre elas, a produção de ácidos orgânicos via bioprocesso, mostrou-se viável, pois ocorre pela ação de microrganismos, o que faz com que haja redução nos custos processuais, possibilidade de ampliação de escala, obtenção de mais de um tipo de ácido ao mesmo tempo, o que melhora a rentabilidade do processo industrial.[003] The origin of the production of organic acids was initially carried out by chemical synthesis, however, this type of process demanded high operational investments and caused low profitability. As a result of this fact, alternatives were researched, and among them, the production of organic acids via bioprocess, proved to be viable, as it occurs by the action of microorganisms, which causes a reduction in procedural costs, possibility of scale expansion , obtaining more than one type of acid at the same time, which improves the profitability of the industrial process.

[004] A produção de ácidos orgânicos é considerada recente por esta via tecnológica, seu início em escala industrial ocorreu a pouco mais de um século, tendo sido registrada pela primeira vez em 1881 na cidade de Massachusetts nos Estados Unidos, com a produção de lactato de cálcio por bactérias seguida da fermentação com fungos do gênero Citromyces (atualmente corresponde ao fungo Penicilium), para formação do ácido cítrico (PENNA et al., 2001).[004] The production of organic acids is considered recent by this technological route, its beginning on an industrial scale occurred just over a century ago, having been recorded for the first time in 1881 in the city of Massachusetts in the United States, with the production of lactate of calcium by bacteria followed by fermentation with fungi of the genus Citromyces (currently it corresponds to the fungus Penicillium), for the formation of citric acid (PENNA et al., 2001).

[005] O ácido cítrico é o principal ácido orgânico obtido pelas reações biotecnológicas empregando fungos do gênero Aspergillus, usualmente o mais utilizado é o da espécie niger. Este ácido pode ser formado pelos processos Koji, fermentação em superfície e por cultura submersa.[005] Citric acid is the main organic acid obtained by biotechnological reactions using fungi of the genus Aspergillus, usually the most used is the species niger. This acid can be formed by the Koji processes, surface fermentation and by submerged culture.

[006] Posteriormente, destacam-se a produção de ácidos, tais como acético, lático, fórmico, oxálico, valérico, butírico, succínico, entre outros (EVANGELISTA, 2000; BORZANI et al., 2001; HASHIZUME, 2001; SACHS, 2001; SPINOSA, 2002), estes produtos resultantes da fermentação conferem aroma ao final do processo e variam de acordo com as condições processuais como temperatura, pH, vazão da aeração, agitação, tipo de bactéria fermentativa, entre outras condições de processo.[006] Subsequently, the production of acids such as acetic, lactic, formic, oxalic, valeric, butyric, succinic, among others stand out (EVANGELISTA, 2000; BORZANI et al., 2001; HASHIZUME, 2001; SACHS, 2001 ; SPINOSA, 2002), these products resulting from fermentation impart aroma at the end of the process and vary according to process conditions such as temperature, pH, aeration flow, agitation, type of fermentation bacteria, among other process conditions.

[007] Para que haja a formação dos ácidos orgânicos via biotecnológica, se faz necessário a etapa de fermentação alcoólica para produzir o substrato alcoólico (mosto) a ser empregado na fermentação oxidativa, a qual produz os ácidos orgânicos. Na etapa de fermentação alcoólica, os microrganismos produtores de etanol empregados são leveduras, já as fontes de substrato, estas podem ser as mais diversas, desde que liberem fonte de carbono em concentrações suficientes para a levedura se reproduzir, e não falte fonte de nitrogênio.[007] For the formation of organic acids via biotechnology, the alcoholic fermentation step is necessary to produce the alcoholic substrate (wort) to be used in oxidative fermentation, which produces organic acids. In the alcoholic fermentation step, the ethanol-producing microorganisms used are yeasts, and the substrate sources can be the most diverse, as long as they release a carbon source in sufficient concentrations for the yeast to reproduce, and there is no lack of nitrogen source.

[008] Dentre os microrganismos produtores de etanol as leveduras comumente utilizadas, são do gênero Saccharomyces e sua subespécie S. cerevisiae (LIMA et al., 2001; SUZART & DIAS, 2007; BACH et al., 2014; GABARDO et al., 2016). Esta levedura é a mais empregada, por resistir à altas concentrações de etanol e assimilar fontes de açúcares diversas, demandar elevada seletividade no meio de cultivo, apresentar alto rendimento tanto na conversão de etanol quanto de biomassa celular, ter boa habilidade de adaptação ao meio de cultivo, possuir faixa de temperatura entre 30 a 40ºC, com temperatura ótima de crescimento em 32,3ºC e pH na faixa de 4,5 a 6,5 (DASHKO et al., 2014).[008] Among the ethanol-producing microorganisms, the yeasts commonly used are of the genus Saccharomyces and its subspecies S. cerevisiae (LIMA et al., 2001; SUZART & DIAS, 2007; BACH et al., 2014; GABARDO et al., 2016). This yeast is the most used, as it resists high concentrations of ethanol and assimilates different sources of sugars, demands high selectivity in the culture medium, presents high yields in both ethanol and cellular biomass conversion, has a good ability to adapt to the medium of cultivation, have a temperature range between 30 and 40ºC, with an optimal growth temperature of 32.3ºC and a pH in the range of 4.5 to 6.5 (DASHKO et al., 2014).

[009] As leveduras probióticas Saccharomyces boulardii (McFARLAND & BERNASCONI, 1993; MARTINS et al., 2005; MULLER, 2006; MULLER et al., 2007) e Kluyveromyces marxianus (SMITH et al., 2016; PENDÓN et al., 2020) por apresentaram características comportamentais similares a S. cerevisiae também podem ser utilizadas para a produção de etanol.[009] The probiotic yeasts Saccharomyces boulardii (McFARLAND & BERNASCONI, 1993; MARTINS et al., 2005; MULLER, 2006; MULLER et al., 2007) and Kluyveromyces marxianus (SMITH et al., 2016; PENDÓN et al., 2020) ) because they showed similar behavioral characteristics to S. cerevisiae can also be used for ethanol production.

[0010] As fontes de carbono correspondem as matrizes de energia (BORZANI et al., 2001). Com a premissa de haver a conversão em etanol, devem-se utilizar como substrato fermentativo e/ou fonte de carbono uma matéria-prima que contenha algum tipo açúcar e/ou glicose, para ser responsável pelo fornecimento do esqueleto carbônico ao meio e mosto fermentativo, podendo ser classificado como fontes açucaradas e amiláceas (LIMA et al., 2001; GAVA, 2002).[0010] The carbon sources correspond to the energy matrices (BORZANI et al., 2001). With the premise of converting into ethanol, a raw material that contains some type of sugar and/or glucose must be used as a fermentation substrate and/or carbon source, to be responsible for supplying the carbon skeleton to the fermentation medium and must. , which can be classified as sugary and starchy sources (LIMA et al., 2001; GAVA, 2002).

[0011] As fontes açucaradas podem ser classificadas em fermentescíveis e não fermentescíveis, sendo as fermentescíveis as constituídas por monossacarídeos, presentes nos sucos de frutas. Enquanto as não fermentescíveis, compostas por açúcares dissacarídeos, destaca-se que nem todas as leveduras apresentam a habilidade de converter os dissacarídeos de forma direta, dessa forma, dependendo do microrganismo faz-se necessário a etapa de hidrólise enzimática a fim de disponibilizar os monossacarídeos que compõe o dissacarídeo utilizado, ou seja, fornecer os açúcares fermentáveis. Tem-se ainda, as fontes amiláceas ou feculenta, estas, obrigatoriamente devem passar pelo processo de hidrólise, conhecida por sacarificação (LIMA et al., 2001).[0011] The sugary sources can be classified as fermentable and non-fermentable, being the fermentable ones constituted by monosaccharides, present in fruit juices. While the non-fermentable ones, composed of disaccharide sugars, it is noteworthy that not all yeasts have the ability to convert disaccharides directly, thus, depending on the microorganism, the enzymatic hydrolysis step is necessary in order to make the monosaccharides available. that makes up the disaccharide used, that is, to supply the fermentable sugars. There are also starchy or starchy sources, which must go through the hydrolysis process, known as saccharification (LIMA et al., 2001).

[0012] Nessa perspectiva, com o intuito de disponibilizar glicose ao meio de cultivo, uma alternativa é a utilização do subproduto lácteo gerado em indústrias de processamento de concentrados proteicos e produtos lácteos ultrafiltrados, o permeado de soro de leite desproteinizado. Este resíduo apresenta composição nutricional similar à do soro de leite, sendo constituído por sais minerais (potássio, cálcio, fósforo, magnésio, zinco), vitaminas hidrossolúveis (complexo B), baixa concentração de proteína e alta de lactose (GONZÁLEZ-SISO, 1996; DINIZ et al., 2014; HU & DICKSON, 2015). O reaproveitamento do permeado e seus nutrientes como fonte de carbono (lactose) em processos biotecnológicos, torna-o uma matéria - prima atrativa, barata e nutricionalmente rica para processos de conversão de etanol (GONZÁLEZ-SISO, 1996; DINIZ et al., 2014; HU & DICKSON, 2015; MURARI et al., 2018). Ainda, possibilita reduzir os impactos ambientais que podem vir a ser causados por este subproduto caso seja liberado na natureza sem tratamento prévio adequado. E, portanto, sendo uma alternativa viável ao aproveitamento integral deste subproduto da indústria de lácteos[0012] From this perspective, in order to make glucose available to the culture medium, an alternative is the use of the dairy by-product generated in industries that process protein concentrates and ultra-filtered dairy products, the deproteinized whey permeate. This residue has a nutritional composition similar to whey, consisting of mineral salts (potassium, calcium, phosphorus, magnesium, zinc), water-soluble vitamins (B complex), low concentration of protein and high concentration of lactose (GONZÁLEZ-SISO, 1996). ; DINIZ et al., 2014; HU & DICKSON, 2015). The reuse of permeate and its nutrients as a carbon source (lactose) in biotechnological processes makes it an attractive, cheap and nutritionally rich raw material for ethanol conversion processes (GONZÁLEZ-SISO, 1996; DINIZ et al., 2014). ; HU & DICKSON, 2015; MURARA et al., 2018). It also makes it possible to reduce the environmental impacts that may be caused by this by-product if it is released into nature without adequate prior treatment. And, therefore, being a viable alternative to the full use of this by-product of the dairy industry

[0013] Outro resíduo industrial com potencial de aplicação é uma fonte de nitrogênio conhecida por levedo de cana-de-açúcar inativado, que na atualidade tem sido empregado em composições de suplementos proteicos devido a alta concentração de lisina, contudo, ainda apresentam elevado potencial para novas aplicações biotecnológicas.[0013] Another industrial residue with potential application is a source of nitrogen known as inactivated sugarcane yeast, which currently has been used in protein supplement compositions due to the high concentration of lysine, however, they still have high potential. for new biotechnological applications.

[0014] O levedo é constituído por matéria orgânica ≈90%, extrato etéreo na levedura de 0,9 a 1,6% sendo similares as de triglicerídeos e fosfolipídeos, elevado teor mineral 9,5-14,5% como cálcio 0,16%, fósforo 1,5%, potássio 1,7% e magnésio 0,2%, baixa concentração de sódio, sendo rico em aminoácidos e vitaminas do complexo B, destacando tiamina, niacina, riboflavina, ácido pantotênico e inositol. Estes componentes são essenciais ao crescimento celular e na manutenção dos nucleotídeos, representados pelos ácidos nucléicos das leveduras (CAMPOS NETO, 1987; PADUA, 1997; MARTINS, 2009). Além disso, dispõe de carboidratos em torno de 45 a 55% da composição da levedura (BATTISTI et al., 1985). Segundo LIMA et al. (2001) concentrações adequadas de nitrogênio e potássio auxiliam no processo de sensibilidade aos compostos ácidos orgânicos e são essenciais a síntese de proteínas.[0014] The yeast consists of organic matter ≈90%, ethereal extract in yeast from 0.9 to 1.6% being similar to triglycerides and phospholipids, high mineral content 9.5-14.5% as calcium 0, 16%, phosphorus 1.5%, potassium 1.7% and magnesium 0.2%, low sodium concentration, being rich in amino acids and B vitamins, especially thiamine, niacin, riboflavin, pantothenic acid and inositol. These components are essential for cell growth and maintenance of nucleotides, represented by yeast nucleic acids (CAMPOS NETO, 1987; PADUA, 1997; MARTINS, 2009). In addition, it has carbohydrates around 45 to 55% of the yeast composition (BATTISTI et al., 1985). According to LIMA et al. (2001) adequate concentrations of nitrogen and potassium help in the process of sensitivity to organic acid compounds and are essential for protein synthesis.

[0015] A produção de levedo inativo é em torno de 80000 toneladas por ano, contudo disponibiliza poucas aplicações, não ultrapassando 20% desse volume. Visto que está utilização, em maior parte é na nutrição animal por meio da fabricação de ração para suínos, aves, bovinos, peixes entre outros. Contudo, devido a composição nutricional ser enriquecida por sais minerais, aminoácidos e vitaminas os quais são primordiais o para o crescimento celular, são responsáveis por promovem melhorias metabólicas nas células microbianas como proteção das membranas e paredes células, estabilização célula-célula, facilitam a digestão de modo auxiliar eliminação de patógenos, permitem atividade prebiótica, entre outras.[0015] The production of inactive yeast is around 80000 tons per year, however it has few applications, not exceeding 20% of this volume. Since this use is mostly in animal nutrition through the manufacture of feed for swine, poultry, cattle, fish, among others. However, due to the nutritional composition being enriched by minerals, amino acids and vitamins which are essential for cell growth, they are responsible for promoting metabolic improvements in microbial cells such as protection of cell membranes and walls, cell-cell stabilization, facilitating digestion. in order to help eliminate pathogens, allow prebiotic activity, among others.

[0016] Diante do exposto, esta alternativa proteica disponibiliza uma variabilidade de possibilidade de aplicações em processos biotecnológicos, de modo a propiciar aproveitamentos diversos para a obtenção de novos produtos comerciais, agregando valor a este subproduto pouco apreciado, promovendo alimentação proteica mais saudável e advinda de processos ambientalmente adequados e economicamente possíveis de serem implementados as indústrias existentes ou novas instalações.[0016] In view of the above, this protein alternative provides a variability of possibility of applications in biotechnological processes, in order to provide different uses to obtain new commercial products, adding value to this underappreciated by-product, promoting healthier and coming protein diets. of environmentally appropriate and economically possible processes to be implemented in existing industries or new facilities.

[0017] Durante as fermentações, outros fatores também devem ser considerados para que haja alto rendimento e produtividade de etanol, pois afetam significativamente a eficiência de conversão, como os: físicos sendo a temperatura e pressão osmótica; químicos o pH, oxigenação, nutrientes e inibidores; e microbiológicos em detrimento a espécie, linhagem, concentração celular e contaminações adversas (LIMA et al., 2001).[0017] During fermentations, other factors must also be considered so that there is a high yield and productivity of ethanol, as they significantly affect the conversion efficiency, such as: physical being the temperature and osmotic pressure; chemicals pH, oxygenation, nutrients and inhibitors; and microbiological to the detriment of species, lineage, cell concentration and adverse contamination (LIMA et al., 2001).

[0018] Pela via metabólica a produção de ácidos ocorre na fermentação oxidativa pelo consumo de oxigênio, com consequente liberação de energia pela ação das bactérias do gênero Acetobacter (MORETTO et al., 1988; EVANGELISTA, 2000; SACHS, 2001; SPINOSA, 2002; KRUSONG et al., 2014; KRUSONG & TANTRATIAN, 2014; GUIDICI et al., 2015; KRUSONG et al., 2015; MOUNIR et al., 2015; SAMUEL et al., 2016), tendo destaque para a espécie Acetobacter aceti.[0018] Through the metabolic pathway, the production of acids occurs in the oxidative fermentation by the consumption of oxygen, with consequent release of energy by the action of bacteria of the genus Acetobacter (MORETTO et al., 1988; EVANGELISTA, 2000; SACHS, 2001; SPINOSA, 2002). ; KRUSONG et al., 2014; KRUSONG & TANTRATIAN, 2014; GUIDICI et al., 2015; KRUSONG et al., 2015; MOUNIR et al., 2015; SAMUEL et al., 2016), with emphasis on the species Acetobacter aceti .

[0019] A bactéria oxidativa A. aceti é gram negativa e tolerantes às condições ácidas (BARUFFALDI & OLIVEIRA, 1998; GAVA, 2002; RIZZON, 2006; SAMUEL et al., 2016), desenvolvem-se em temperatura ideal na faixa de 25°C a 30°C (RIZZON, 2006; KRUSONG et al., 2015; SAMUEL et al., 2016), e pH na faixa de 2,2 a 3,5 (BARUFFALDI & OLIVEIRA, 1998; GUIDICI et al., 2015).[0019] The oxidative bacterium A. aceti is gram negative and tolerant to acidic conditions (BARUFFALDI & OLIVEIRA, 1998; GAVA, 2002; RIZZON, 2006; SAMUEL et al., 2016), they develop at an ideal temperature in the range of 25 °C to 30 °C (RIZZON, 2006; KRUSONG et al., 2015; SAMUEL et al., 2016), and pH in the range of 2.2 to 3.5 (BARUFFALDI & OLIVEIRA, 1998; GUIDICI et al., 2015).

[0020] Entretanto, um requisito nutricional é o oxigênio, pois com o contato direto as bactérias se multiplicam na parte superior do mosto fermentativo oxidando o etanol para produzir ácidos orgânicos (BARROS, 1990; SHREVE, 1997; GAVA, 2002; SPINOSA, 2002; RIZZON, 2006). Estes microrganismos apresentam crescimento celular em diferentes substratos, desde que as necessidades nutricionais sejam asseguradas (ZANCANARO, 2001; SPINOSA, 2002; RIZZON, 2006).[0020] However, a nutritional requirement is oxygen, because with direct contact the bacteria multiply in the upper part of the fermentation must, oxidizing ethanol to produce organic acids (BARROS, 1990; SHREVE, 1997; GAVA, 2002; SPINOSA, 2002). ; RIZZON, 2006). These microorganisms present cell growth on different substrates, provided that nutritional needs are ensured (ZANCANARO, 2001; SPINOSA, 2002; RIZZON, 2006).

[0021] O processo biotecnológico produtor de ácidos orgânicos deve proporcionar as condições ideais para haver a formação satisfatória destes produtos, sendo essencial para que a fermentação ocorra em tempo e concentração de nutrientes adequada, além da natureza da matéria-prima usada como substrato fermentativo (PENNA et al., 2001; MAESTRE, 2018).[0021] The biotechnological process that produces organic acids must provide the ideal conditions for the satisfactory formation of these products, being essential for fermentation to occur in time and adequate concentration of nutrients, in addition to the nature of the raw material used as a fermentation substrate ( PENNA et al., 2001; MAESTRE, 2018).

[0022] Na busca de anterioridade verificou-se que há patentes que visam a obtenção de ácidos orgânicos, contudo, nada consta quanto a produção de ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado). Então, citam-se as patentes. A patente US 2006/0222585 A1 intitulada por “Production of organic acid and ammonium nitrate” datada 05/10/2006, que vislumbraram um processo para a recuperação de ácidos orgânicos de soluções diluídas obtidas por fermentação, quando os ácidos orgânicos estão diluídos como soluções de sal. Outra patente nomeada foi a “Production of organic acids from oxyenated organic compounds” US 2 833 804 datada em 06/05/1958, método que almejava aumentar a concentração de ácidos orgânicos presentes nas misturas mantendo outros compostos orgânicos oxigenados. Ainda, a patente PI0700421-4 A2 intitulada “Processo de produção e recuperação de sorbitol e ácidos orgânicos ou seus sais, preparação de elevada pureza isomérica de ácidos orgânicos ou seus sais” de 13/01/2009 que empregaram bactérias do gênero Zymomonas imobilizadas ou não em suportes físicos com conversão de frutose em sorbitol e ácidos orgânicos. E a patente BR 14/00108-9 intitulada por “Processo fermentativo e sistema integrado para a produção de ácidos orgânicos” datada em 19/12/2017 que pretendiam obter álcoois secundários racêmicos por reações de desracemização ao utilizarem células íntegras de microrganismos. Além da patente nomeada por “Processo para a produção de um ácido orgânico a partir de um material de partida lignocelulósico” de 21/05/2019 BR 11 2019 003648 2 A2, que apresentaram a produção de ácidos orgânicos a partir de usina de polpa.[0022] In the search for prior art, it was found that there are patents aimed at obtaining organic acids, however, nothing is said about the production of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti from alcoholic fermented product produced with residual raw materials (deproteinized whey permeate and inactivated sugarcane yeast). Then, patents are cited. Patent US 2006/0222585 A1 entitled “Production of organic acid and ammonium nitrate” dated 10/05/2006, which envisioned a process for the recovery of organic acids from dilute solutions obtained by fermentation, when organic acids are diluted as solutions of salt. Another patent named was the “Production of organic acids from oxyenated organic compounds” US 2 833 804 dated 05/06/1958, a method that aimed to increase the concentration of organic acids present in the mixtures while maintaining other oxygenated organic compounds. Also, patent PI0700421-4 A2 entitled "Process of production and recovery of sorbitol and organic acids or their salts, preparation of high isomeric purity of organic acids or their salts" of 01/13/2009 that used immobilized or immobilized Zymomonas bacteria not on physical supports with conversion of fructose to sorbitol and organic acids. And patent BR 14/00108-9 entitled “Fermentation process and integrated system for the production of organic acids” dated 12/19/2017 which intended to obtain racemic secondary alcohols by deracemization reactions when using intact cells of microorganisms. In addition to the patent named “Process for the production of an organic acid from a lignocellulosic starting material” of 05/21/2019 BR 11 2019 003648 2 A2, which presented the production of organic acids from a pulp mill.

[0023] Em relação a busca na literatura, tem-se o artigo intitulado por “Cheese whey recycling in traditional dairy food chain: effects of vinegar from whey in dairy cow nutrition.” de autoria LUSTRATO, G.; SALIMEI, E. ALFANO, G.; BELLI, C.; FANTUZ, F., publicado em Acetic Acid Bacteria; v. 2, n. 8, p. 47-53, 2013. Os autores estudaram o reuso do soro de leite/fonte de carbono e nutrientes na produção de ácido acético, visando obter aplicabilidade deste ácido na alimentação de vacas leiteiras. Concluíram que houve produção de ácido acético de 8,70 g L -1 , cuja condição experimental foi 32ºC, 250 rpm, razão de fluxo de ar 2:1 vvm e adição de 10% v/v de inóculo de Acetobacter aceti. Disponibilizando dessa forma, uma fonte alimentar alternativa para ruminantes, tanto pela palatabilidade quanto pelo valor nutritivo do fermentado.[0023] Regarding the literature search, there is the article entitled “Cheese whey recycling in traditional dairy food chain: effects of vinegar from whey in dairy cow nutrition.” authored LUSTROTO, G.; SALIMEI, E. ALFANO, G.; BELLI, C.; FANTUZ, F., published in Acetic Acid Bacteria; v. 2, no. 8, p. 47-53, 2013. The authors studied the reuse of whey/carbon source and nutrients in the production of acetic acid, aiming to obtain applicability of this acid in the feeding of dairy cows. They concluded that there was a production of acetic acid of 8.70 g L -1 , whose experimental condition was 32ºC, 250 rpm, air flow ratio 2:1 vvm and addition of 10% v/v of Acetobacter aceti inoculum. Thus providing an alternative food source for ruminants, both for palatability and for the nutritional value of the fermented.

[0024] Já no artigo “Characterisation of volatile compounds in an alcoholic beverage produced by whey fermentation.”, escrito por DRAGONE, G.; MUSSATTO, S.I.; OLIVEIRA, J.M.; TEIXEIRA, J.A., publicado no periódico Food Chemistry, v. 4, n.112, p. 929 – 935, 2009. Empregaram a levedura Kluyveromyces marxianus na obtenção de compostos voláteis a partir da fermentação de soro de leite/fonte de carbono e nutrientes. Os autores detectaram os compostos voláteis álcool isoamílico, isobutírico e 1-propanol, nas concentrações de 887, 542 e 266 mg L -1 , respectivamente. Segundo os autores, reaproveitar o soro de leite no cultivo destes compostos por fermentações contínuas trata-se de uma alternativa viável de agregação de valor a este subproduto.[0024] Already in the article “Characterization of volatile compounds in an alcoholic beverage produced by whey fermentation.”, written by DRAGONE, G.; MUSSATTO, S.I.; OLIVEIRA, J.M.; TEIXEIRA, J.A., published in the journal Food Chemistry, v. 4, no. 112, p. 929 – 935, 2009. They used the yeast Kluyveromyces marxianus to obtain volatile compounds from the fermentation of whey/carbon source and nutrients. The authors detected the volatile compounds isoamyl, isobutyric alcohol and 1-propanol at concentrations of 887, 542 and 266 mg L -1 , respectively. According to the authors, reusing whey in the cultivation of these compounds by continuous fermentation is a viable alternative for adding value to this by-product.

[0025] Enquanto o artigo “Influence of calcium chloride in the high temperature acetification by strain Acetobacter aceti WK for vinegar.” de autoria KRUSONG, W.; KERDPIBOON, S.; JINDAPRASERT, A.; YAIYEN, PORNPUKDEEWATANA, S.; TANTRATIAN, S. publicado no Journal of Applied Microbiology, v.119, p. 1291—1300. 2015. Avaliaram a influência da temperatura do cloreto de cálcio na acetificação do vinagre produzido pela bactéria A. aceti. A etapa de fermentação alcoólica foi conduzida de modo natural e espontâneo pelas leveduras presentes no vinho de milho (30ºC), formando etanol a 5% (v/v). Seguida da fermentação acética (semi-contínua) a 36°C, com adição de 0 - 15% de cloreto de cálcio. Em 18 dias, produziram 30g L -1 de ácido acético no ensaio com adição de 0,15% de cloreto de cálcio.[0025] While the article “Influence of calcium chloride in the high temperature acetification by strain Acetobacter aceti WK for vinegar.” authored KRUSONG, W.; KERDPIBOON, S.; JINDAPRASERT, A.; YAIYEN, PORNPUKDEEWATANA, S.; TANTRATIAN, S. published in the Journal of Applied Microbiology, v.119, p. 1291—1300. 2015. They evaluated the influence of calcium chloride temperature on the acetification of vinegar produced by the bacterium A. aceti. The alcoholic fermentation step was carried out naturally and spontaneously by the yeasts present in the corn wine (30ºC), forming 5% ethanol (v/v). Followed by acetic fermentation (semi-continuous) at 36°C, with the addition of 0 - 15% of calcium chloride. In 18 days, they produced 30g L -1 of acetic acid in the assay with the addition of 0.15% of calcium chloride.

[0026] E por fim, há ainda a publicação do artigo “Volatile metabolites produced from agro-industrialwastes by Na-alginate entrapped Kluyveromyces marxianus” de GUNESER, O.; YUCEER, Y. K.; WILKOWSKA, A.; KREGIEL, D., publicado no Brazilian Journal of Microbiology, v. 47, n. 4, p.965-973, 2016. Neste artigo, utilizaram as matérias-primas residuais industriais (soro de leite, polpas de tomates, uva e pimentões) como substrato fermentativo/fonte de carbono e nutrientes na produção de metabólitos voláteis. O subproduto soro de leite teve destaque na formação de bioetanol. Detectaram a produção de ésteres (acetato de etila, acetato de isoamílico e acetato de fenil-etila), álcoois (isoamílico, isoamilacetato, isobutirato de 2- feniletil, acetato de feniletil e álcool fenil etílico) e ácido isovalérico.[0026] Finally, there is the publication of the article “Volatile metabolites produced from agro-industrialwaste by Na-alginate entrapped Kluyveromyces marxianus” by GUNESER, O.; YUCEER, Y.K.; WILKOWSKA, A.; KREGIEL, D., published in the Brazilian Journal of Microbiology, v. 47, no. 4, p.965-973, 2016. In this article, they used industrial residual raw materials (whey, tomato pulp, grapes and peppers) as a fermentative substrate/source of carbon and nutrients in the production of volatile metabolites. The whey by-product was highlighted in the formation of bioethanol. They detected the production of esters (ethyl acetate, isoamyl acetate and phenyl ethyl acetate), alcohols (isoamyl, isoamylacetate, 2-phenylethyl isobutyrate, phenylethyl acetate and phenyl ethyl alcohol) and isovaleric acid.

[0027] Diante da busca de anterioridade e literatura, destaca-se o teor inventivo da presente inovação, sendo que, não há menção de produção de ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado). Assim, proporcionando benefícios para a sociedade pela valorização das matérias-primas residuárias industriais empregadas por este processo.[0027] In view of the search for prior art and literature, the inventive content of the present innovation stands out, and there is no mention of the production of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti a from an alcoholic fermented product produced with residual raw materials (deproteinized whey permeate and inactivated sugarcane yeast). Thus, providing benefits to society by valuing industrial waste raw materials used in this process.

DESCRIÇÃO DA ABORDAGEM DO PROBLEMA TÉCNICO E DIFERENCIAL INOVATIVODESCRIPTION OF APPROACHING THE TECHNICAL PROBLEM AND INNOVATIVE DIFFERENTIAL

[0028] O problema resolvido pelo presente invento está relacionado a uma nova alternativa de produção de ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado) assimilável pelos microrganismos (Kluyveromyces marxianus; Saccharomyces cerevisiae; Saccharomyces boulardii), ou seja, com resíduos/matérias-primas residuárias, passo a produzir novos produtos de valor agregado para os mais diversos segmentos industriais e ainda, minimizar impactos ambientais que podem vir a ser causados em caso de descarte incorreto destes subprodutos. O custo do substrato na fermentação influência significativamente na economia da produção de etanol. As fontes de carbono e nitrogênio utilizadas neste processo de produção são oriundas de resíduos agroindustriais que possuem baixo valor comercial ou irrisória aplicabilidade em escala industrial, ao transformá-las em compostos voláteis orgânicos, tais como ácido propiônico, ácido butírico, ácido acético, ácido lático e ácido fórmico, dá-se um destino mais nobre a estas matérias-primas, contudo, diminuiu-se o custo final de produção dos ácidos orgânicos, pois não utilizam-se fontes sintéticas de nutrientes nos bioprocessos, as duas fontes, permeado e levedo, por si só, possuem todos os nutrientes necessários para que o processo de fermentação alcoólica se desenvolva, o que “barateia” o custo final do processo, e, portanto, sendo está uma grande inovação, o uso de resíduos/matérias-primas residuárias no processo de fermentação alcoólica com alto rendimento, para posterior oxidação em ácidos orgânicos.[0028] The problem solved by the present invention is related to a new alternative for the production of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti from alcoholic fermented produced with waste raw materials (permeated of deproteinized whey and inactivated sugar cane yeast) that can be assimilated by microorganisms (Kluyveromyces marxianus; Saccharomyces cerevisiae; Saccharomyces boulardii), that is, with residual waste/raw materials, I start to produce new value-added products for the several industrial segments and also minimize environmental impacts that may be caused in case of incorrect disposal of these by-products. The substrate cost in fermentation significantly influences the economics of ethanol production. The sources of carbon and nitrogen used in this production process come from agro-industrial residues that have low commercial value or negligible applicability on an industrial scale, by transforming them into volatile organic compounds, such as propionic acid, butyric acid, acetic acid, lactic acid and formic acid, these raw materials are given a nobler destination, however, the final cost of production of organic acids has been reduced, since synthetic sources of nutrients are not used in bioprocesses, both sources, permeate and yeast , by themselves, have all the nutrients necessary for the alcoholic fermentation process to develop, which “cheaps” the final cost of the process, and therefore, being a great innovation, the use of residual waste/raw materials in the process of alcoholic fermentation with high yield, for later oxidation in organic acids.

[0029] Ao comparar os produtos disponíveis no mercado, assim como, as tecnologias para a produção deste, o processo de produção de ácidos orgânicos com A. aceti e o uso de resíduos no processo de fermentação alcoólica (permeado e levedo), diferencia-se dos processos tradicionais por valorizar matérias-primas residuárias pouco empregadas e com destinação rentáveis, que apresentam potencial para aplicabilidade devido a composição química nutricional. Além do uso de uma bactéria oxidativa que não causa danos ao corpo humano e proporciona conversões de etanol em ácidos orgânicos de modo eficiente, assim sendo, percebe-se por meio do que foi até aqui apresentado que não há nada similar que possa contrariar o que foi exposto, nem no formato de patente nem no meio científico.[0029] When comparing the products available on the market, as well as the technologies for its production, the process of producing organic acids with A. aceti and the use of residues in the alcoholic fermentation process (permeated and yeast), differentiated if from traditional processes for valuing waste raw materials that are little used and with profitable destination, which have potential for applicability due to their nutritional chemical composition. In addition to the use of an oxidative bacterium that does not cause damage to the human body and provides efficient conversion of ethanol into organic acids, therefore, it is clear from what has been presented so far that there is nothing similar that can contradict what was exposed, neither in the form of a patent nor in the scientific environment.

[0030] Do ponto de vista econômico, os resíduos representam uma matéria-prima vantajosa tanto do ponto de vista ambiental, quanto econômico. Os produtos oriundos da etapa acética têm aplicações em diversas áreas industriais, como farmacêutica, cosmetologia, química fina, conservantes, sanitizantes, desinfectantes, entre outros, ou seja, são produtos de valor agregado, por isso, rentáveis economicamente. Os recursos financeiros obtidos pelas empresas produtoras de ácidos orgânicos por esta inovação podem gerar múltiplas vantagens incluindo a redução dos custos econômicos do processo além da criação de novos empregos.[0030] From an economic point of view, waste represents an advantageous raw material from both an environmental and an economic point of view. Products from the acetic stage have applications in several industrial areas, such as pharmaceuticals, cosmetology, fine chemicals, preservatives, sanitizers, disinfectants, among others, that is, they are value-added products, therefore, economically profitable. The financial resources obtained by companies producing organic acids through this innovation can generate multiple advantages, including the reduction of the economic costs of the process in addition to the creation of new jobs.

[0031] Do ponto de vista ambiental, valorizar os processos biotecnológicos de forma associada com o uso das matérias-primas residuárias poucos exploradas, como o permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado, vem de encontro com o que hoje conhecemos como processos biológicos chamados de biorrefinarias. Seu funcionamento visa aprimorar o uso dos recursos, além de minimizar os desperdícios. Essas são medidas para tornar os bioprocessos mais competitivos e vantajosos frente aos processos químicos tradicionais. O desenvolvimento das biorrefinarias são assunto prioritário na agenda de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I) de diversos países interessados na geração ambientalmente consciente de compostos relevantes.[0031] From the environmental point of view, valuing biotechnological processes in association with the use of residual raw materials that are little explored, such as deproteinized whey permeate and inactivated sugarcane yeast, is in line with the what we now know as biological processes called biorefineries. Its operation aims to improve the use of resources, in addition to minimizing waste. These are measures to make bioprocesses more competitive and advantageous compared to traditional chemical processes. The development of biorefineries is a priority issue in the Research, Development and Innovation (RD&I) agenda of several countries interested in the environmentally conscious generation of relevant compounds.

[0032] A presente invenção consiste numa nova alternativa de processo de produção de ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias - primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado), consideradas matérias-primas de baixo custo e fácil aplicação. Fortalecendo o conceito de biorrefinarias, ou seja, promover a diversificação de produtos, impactando de forma positiva as diversas cadeias produtivas envolvidas e repercutindo em benefícios para a sociedade, como geração de empregos e renda, na conquista de mercados externos, na diminuição de importações, dentre outros (EMBRAPA AGROENERGIA, 2011). Ademais, a implementação de biorrefinarias no Brasil é oportuna considerando o aproveitamento completo dos resíduos gerados ao longo do processamento, com diversificação de produtos entre outros benefícios, implica em ter um maior número de processos, produtos, matérias-primas e/ou maior grau de integração entre os processos.[0032] The present invention consists of a new alternative for the production process of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti from alcoholic fermented produced with waste raw materials (permeated with deproteinized milk and inactivated sugarcane yeast), considered raw materials of low cost and easy application. Strengthening the concept of biorefineries, that is, promoting the diversification of products, positively impacting the various production chains involved and resulting in benefits for society, such as the generation of jobs and income, the conquest of foreign markets, the reduction of imports, among others (EMBRAPA AGROENERGIA, 2011). Furthermore, the implementation of biorefineries in Brazil is opportune considering the complete use of the waste generated during the processing, with diversification of products among other benefits, it implies having a greater number of processes, products, raw materials and/or a greater degree of integration between processes.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOSDESCRIPTION OF DRAWINGS

[0033] A invenção será, a seguir, descrita em uma forma de realização, sendo que, para melhor entendimento, referências serão feitas ao desenho anexo, no qual está representada:
FIGURA 1: Vista geral do método segundo a invenção “Processo de produção de ácidos orgânicos pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias”.[0033] The invention will now be described in an embodiment, and, for better understanding, references will be made to the attached drawing, in which it is represented:
FIGURE 1: Overview of the method according to the invention “Process of production of organic acids by the oxidative bacterium Acetobacter aceti from alcoholic fermented products produced with waste raw materials”.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0034] O objetivo da presente patente de invenção é produzir ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir de fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado).[0034] The purpose of the present invention patent is to produce organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti from an alcoholic fermented product produced with waste raw materials (permeate of deproteinized whey and inactivated sugarcane yeast).

[0035] Dependendo da levedura Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces cerevisiae e/ou Saccharomyces boulardii, empregada na etapa de fermentação alcoólica, há necessidade em realizar o processo de hidrólise enzimática das fontes de substratos, de modo, a permitir que todos os açúcares possam ser fermentados, assim como a fonte de nitrogênio e aminoácidos, essas hidrólises são realizadas com β-galactosidades e proteases.[0035] Depending on the yeast Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces cerevisiae and/or Saccharomyces boulardii, used in the alcoholic fermentation step, there is a need to carry out the process of enzymatic hydrolysis of the sources of substrates, in order to allow all the sugars to be fermented , as well as the source of nitrogen and amino acids, these hydrolysis are carried out with β-galactosities and proteases.

[0036] Salienta-se que no processo fermentativo alcoólico, o objetivo é metabolizar os nutrientes contidos nas matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado), ou seja, meio de cultivo e/ou meio reacional para a produção de etanol. Somente após esta etapa é que ocorre a etapa de fermentação oxidativa, na qual há conversão em ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti.[0036] It should be noted that in the alcoholic fermentation process, the objective is to metabolize the nutrients contained in the residual raw materials (deproteinized whey permeate and inactivated sugarcane yeast), that is, culture medium and/or or reaction medium for the production of ethanol. It is only after this step that the oxidative fermentation step occurs, in which there is conversion into organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti.

[0037] Para a fermentação alcoólica, pode ser que se faça necessário uma suplementação do meio de cultivo/meio reacional, com elementos traços e/ou micronutrientes, macronutrientes, aditivos promotores de crescimento celular, sais minerais, vitaminas e aminoácidos.[0037] For alcoholic fermentation, it may be necessary to supplement the culture medium/reaction medium, with trace elements and/or micronutrients, macronutrients, additives that promote cell growth, mineral salts, vitamins and amino acids.

[0038] Na etapa de fermentação alcoólica pode ser necessário ou não a adição de aeração no meio de cultivo/meio reacional, em caso de necessidade de inserção de oxigênio dissolvido, ar comprimido ou agitação mecânica, esta deve ser realizada de modo estéril, iniciando a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias.[0038] In the alcoholic fermentation step, it may or may not be necessary to add aeration to the culture medium/reaction medium, in case of need to insert dissolved oxygen, compressed air or mechanical agitation, this must be carried out in a sterile way, starting from 1vvm to non-inhibitory concentrations.

[0039] Todas as etapas devem ser realizadas em meio estéril (autoclavado por 15 min a 121ºC) ou isento de contaminantes microbiológicos, por meio de no mínimo uma pasteurização, podendo esta ser realizada por processo lento (5ºC por 30 min com agitação constante) ou rápido (aquecimento variável de 71 a 75ºC por 15 s, seguido de resfriamento com água gelada 2 - 3ºC).[0039] All steps must be carried out in a sterile medium (autoclaved for 15 min at 121ºC) or free from microbiological contaminants, through at least one pasteurization, which can be performed by a slow process (5ºC for 30 min with constant agitation) or fast (variable heating from 71 to 75ºC for 15 s, followed by cooling with ice water 2 - 3ºC).

[0040] As fermentações devem ser monitoradas a fim de verificar o tempo que antecede o final da fase exponencial de crescimento celular, de modo a evitar a transferência células de microrganismos/células mortas ou danificadas e/ou contaminadas[0040] Fermentations must be monitored in order to verify the time leading up to the end of the exponential phase of cell growth, in order to avoid the transfer of microorganisms/dead or damaged and/or contaminated cells

[0041] Ressalta-se que todas as exposições aqui citadas são essenciais para realização do processo biotecnológico alcoólico e posterior fermentação oxidativa, uma vez que empregar condições processuais adequadas permitem que os processos ocorrem com o máximo de eficiência e conversão na etapa subsequente.[0041] It is noteworthy that all the exposures mentioned here are essential for carrying out the alcoholic biotechnological process and subsequent oxidative fermentation, since employing appropriate procedural conditions allow the processes to occur with maximum efficiency and conversion in the subsequent step.

[0042] O PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BACTÉRIA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESIDUÁRIAS, objeto desta solicitação de Patente de Invenção, conforme ilustrado na Figura 1, compreende as etapas necessárias para a produção dos ácidos orgânicos, sendo a primeira etapa - Fermentação alcoólica (I) representada pelas etapas de (I-A) até (I-K). Seguida da fermentação oxidativa (II) pelas etapas de (II-A) até (II-H). (I) - Primeira etapa - Fermentação alcoólica. A fermentação alcoólica deve ser iniciada pela (I-A) - Triagem, recebimento e armazenamento da matéria-prima (substrato), a matéria - prima a ser empregada após recebida deve ser armazenada de forma segura, podendo apresentar-se nas formas liquidas, pastosas ou em pó, se líquida ou pastosa armazenar em temperatura de refrigeração de 4-7ºC, se sólida manter em ambiente limpo, sem umidade e a temperatura ambiente, evitando-se assim, perdas e contaminações por processos de degradação e proliferação de contaminantes biológicos. (I-B) - Preparo e caracterização da matéria-prima, com o intuito de conhecer a composição nutricional da matéria-prima realizar a caracterização por meio de técnicas colorimétricas, analíticas convencionais, em equipamento de medição de brix, kits de determinação e quantificação de componentes, métodos espectrométricos ou cromatográficos, por cromatografia líquida de alta eficiência (HLPC) ou de UltraPerformance (UHPLC), em conformidade com a natureza da matéria-prima. (I-C) - Hidrólise enzimática da matéria-prima (se necessário) realizar o processo enzimático de hidrólise a fim de permitir que os açúcares e/ou fonte de nitrogênio tornem-se disponível para ser assimiláveis no metabolismo do microrganismo escolhido (Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces cerevisiae e ou Saccharomyces boulardii). Para tanto, a matéria-prima permeado de soro de queijo desproteinizado empregar a enzima β-galactosidase conhecida por lactase (β-Gal; βd-galactoside galactohidrolase; EC 3.2.1.23), advindas de diferentes origens microbianas, plantas e/ou animais, operar com condições processuais 30°C, 100 rpm e pH 6,5, não se restringindo a apenas estas. Levedo de cana-de-açúcar inativado, utilizar proteases, as quais podem ser de origem animal, plantas ou microbianas, proceder conforme ficha técnica do tipo de enzima escolhida. (I-D) - Suplementação nutricional do meio de cultivo/meio reacional/fermentação alcóolica (inóculo/processo fermentativo), caso seja detectado que as matérias-primas a serem utilizadas (permeado e levedo) apresentam baixa concentração de nutrientes essenciais ao metabolismo celular, deve-se realizar a suplementação do meio de cultivo (elementos traços e/ou macronutrientes, micronutrientes, aminoácidos, vitaminas, aditivos de crescimento, como, extrato de levedura, peptona de carne, triptona de soja, sulfato de magnésio e de amônio, fosfato monobásico de potássio, fosfato dibásico de potássio, ureia), não se restringindo a apenas estes. (I-E) - Ativação celular da levedura cada levedura deve-se ativada de acordo com suas demandas nutricionais, para as cepas oriundas de coleções nacionais ou internacionais respeitar a ficha técnica do microrganismo escolhido e suas condições nutricionais e processuais. Para as cepas selvagens ou mistas avaliar as necessidades nutricionais, não se restringindo a apenas estes. (I-F) - Inóculo/meio de cultivo/meio reacional tem como intuito reduzir a fase de adaptação dos microrganismos ao meio de crescimento. Deve ser formulado com as matérias-primas, com ou sem adição de suplementos e com condições operacionais iguais ou similares, às empregadas nas fermentações. A levedura ativa (I-E) deve ser acrescida no inóculo (I-F), não se restringindo a apenas estes. (I-G) - Sistema do Inóculo/meio de cultivo/meio reacional composto por matéria-prima em concentração variável a partir de 8 g L -1 até concentrações não inibitórias, respeitando as condições de armazenamento (I-A), preparo (I-B), reação de hidrólise (I-C), suplementação (I-D) e ativação celular (I-E). Sendo as condições processuais podendo ser realizadas em temperatura variável de 5 a 47ºC, pH variável de 1 a 8 (tamponado ou não), agitação variável a partir de 5 rpm até o necessário para promover uma homogeneização completa do meio, sem causar danos na célula, sem promover excesso de formação de célula, com ou sem aeração/inserção por oxigênio dissolvido/ar comprimido ou agitação mecânica a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias de produção de etanol e célula, o tempo de inóculo é variável devendo ser observado o máximo crescimento celular, não se restringindo a apenas estes. (I-H) - Sistema reacional/fermentação alcoólica/mosto fermentativo/reator compreende a fermentação alcoólica sendo desenvolvida em concentração das matérias-primas variável de 2 g L - 1 até concentrações não inibitórias, com ou sem adição de suplementação, se necessário realizar hidrólise das matérias-primas (I-C) em condições processuais variáveis sendo a temperatura de 5 a 47ºC, pH variável de 1 a 8 (tamponado ou não), agitação variável a partir de 2 rpm até o necessário para haver homogeneização do meio sem danos celulares, com ou sem aeração/inserção por oxigênio dissolvido/ar comprimido ou agitação mecânica a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias e com tempo variável de 5 h, até obter concentrações máximas desejadas de etanol, não se restringindo a apenas estes. O sistema reacional deve conter válvula para exaustão de gases como o dióxido de carbono, e ou alívio da pressão interna de ambos garantindo esterilidade do processo. (I-I) - Fermentação alcoólica para obtenção do etanol, compreende as etapas (I-A) a (I-H) monitorada durante toda a conversão das matérias-primas (substrato e nutrientes) em etanol. (I-J) - Produtos da fermentação alcoólica na produção de etanol etapas (IA) a (I-H) há produção de células. (I-K) - Recuperação dos produtos da fermentação alcoólica ocorre de modo a não haver perdas por evaporação pelos métodos de separação por filtração simples ou por sistemas de membranas, além dos processos de centrifugação, destilação, pasteurização, ou ainda, pasteurização com precipitação das células seguida de filtração ou outros métodos que promovam a separação do etanol das células. (II) - Segunda etapa - Fermentação oxidativa. A fermentação oxidativa deve ser iniciada pela etapa (II-A) - Matéria-prima alcoólica, empregar o mosto alcoólico após processo de redução de contaminantes microbiológicos de no mínimo uma pasteurização, sem promover perdas por evaporação, utilizar em sua forma íntegra, fracionada, diluída ou purificada. (II-B) - Caracterização da matéria-prima quantificação de componentes do mosto por métodos cromatográficos, cromatografia líquida de alta eficiência (HLPC) ou de UltraPerformance (UHPLC). (II-C) - Suplementação nutricional do meio de cultivo do inóculo e processo fermentativo oxidativo, se necessário poderá haver a necessidade de suplementação do meio de cultivo/mosto fermentativo alcoólico conforme etapa (I-D) ou adição de cloreto de cálcio para garantir a estabilidade e permeabilização da membrana celular da bactéria, ou ainda, adição de etanol puro ou diluído, não se restringindo a apenas estes. (II-D) - Ativação celular da bactéria oxidativa realizada de acordo com a ficha técnica do microrganismo. (II-E) - Inóculo para o processo fermentativo oxidativo a bactéria oxidativa ativa (II-D) deve ser acrescida no inóculo, considerando as condições processuais alteráveis nas faixas de temperatura de 5 a 40ºC, pH de 1 a 8 (tamponado ou não), agitação superior a 5 rpm até o necessário para haver homogeneização, com ou sem aeração/inserção por oxigênio dissolvido/ar comprimido ou agitação mecânica a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias, o tempo de inóculo é variável até o máximo crescimento celular, não se restringindo a apenas estes. (II-F) - Sistema reacional/fermentação oxidativa/ processo fermentativo oxidativo compreende a fermentação oxidativa a partir do mosto alcoólico obtido na primeira fermentação (I) proceder com aeração/inserção por oxigênio dissolvido ou ar comprimido a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias, de modo estéril e com controle de vazão. O pH pode ser controlável manualmente ou automaticamente, tamponado ou não, na faixa de 1 a 8. Uso de temperatura alterável na faixa adequada para a bactéria oxidativa Acetobacter aceti entre 20 a 45ºC, se necessário empregar agitação mecânica a partir de 5 rpm a fim de promover a homogeneização do meio até concentrações que não inibem o crescimento celular, nem desestabilizem a formação de película protetora. O processo deve ser monitorado o tempo todo da fermentação oxidativa, até obter concentrações desejáveis ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico), não se restringindo a apenas estes. Ainda, o sistema operacional, deve dispor de controle estéril para esgotamento de gases formados e/ou alívio da pressão interna. (II-G) - Produtos da fermentação oxidativa a segunda fermentação denominada por oxidativa, compreende as etapas (I-A) até (II-G). (II-H) - Recuperação e purificação dos produtos da fermentação oxidativa ao final das etapas realizadas, o fermentado é filtrado por filtração simples ou por membranas, se necessário passa pelo processo de clarificação, e ainda, destilação para obtenção dos ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) e separação da biomassa celular proteica, a qual pode ser aplicado em outros produtos.[0042] THE PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY THE OXIDATIVE BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS, object of this Invention Patent application, as illustrated in Figure 1, comprises the necessary steps for the production of acids organic, being the first step - Alcoholic fermentation (I) represented by the steps from (IA) to (IK). Followed by oxidative fermentation (II) by steps (II-A) to (II-H). (I) - First stage - Alcoholic fermentation. Alcoholic fermentation must be started by (AI) - Sorting, receiving and storing the raw material (substrate), the raw material to be used after receipt must be stored safely, and may be in liquid, pasty or in powder, if liquid or pasty, store at a refrigeration temperature of 4-7ºC, if solid, keep in a clean environment, without humidity and at room temperature, thus avoiding losses and contamination by degradation processes and proliferation of biological contaminants. (IB) - Preparation and characterization of the raw material, in order to know the nutritional composition of the raw material, carry out the characterization through colorimetric, conventional analytical techniques, in brix measurement equipment, kits for the determination and quantification of components , spectrometric or chromatographic methods, by high performance liquid chromatography (HLPC) or by UltraPerformance (UHPLC), depending on the nature of the raw material. (IC) - Enzymatic hydrolysis of the raw material (if necessary) carry out the enzymatic hydrolysis process in order to allow the sugars and/or nitrogen source to become available to be assimilated in the metabolism of the chosen microorganism (Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces cerevisiae and or Saccharomyces boulardii). Therefore, the deproteinized whey permeate raw material employs the enzyme β-galactosidase known as lactase (β-Gal; βd-galactoside galactohydrolase; EC 3.2.1.23), coming from different microbial, plant and/or animal origins, operate with process conditions of 30°C, 100 rpm and pH 6.5, not limited to these. Inactivated sugarcane yeast, use proteases, which can be of animal, plant or microbial origin, proceed according to the technical sheet of the chosen enzyme type. (ID) - Nutritional supplementation of the culture medium/reaction medium/alcoholic fermentation (inoculum/fermentation process), if it is detected that the raw materials to be used (permeate and yeast) present a low concentration of essential nutrients for cellular metabolism, it must - supplementation of the culture medium (trace elements and/or macronutrients, micronutrients, amino acids, vitamins, growth additives such as yeast extract, meat peptone, soy tryptone, magnesium and ammonium sulfate, monobasic phosphate) potassium, dibasic potassium phosphate, urea), not limited to just these. (I-E) - Cellular activation of yeast each yeast must be activated according to its nutritional demands, for strains from national or international collections to respect the technical file of the chosen microorganism and its nutritional and procedural conditions. For wild or mixed strains, assess nutritional needs, not restricting yourself to just these. (I-F) - Inoculum/culture medium/reaction medium aims to reduce the adaptation phase of microorganisms to the growth medium. It must be formulated with the raw materials, with or without the addition of supplements and with the same or similar operating conditions as those used in the fermentations. Active yeast (I-E) must be added to the inoculum (I-F), not being restricted to just these. (IG) - Inoculum System/culture medium/reaction medium composed of raw material in a variable concentration from 8 g L -1 to non-inhibitory concentrations, respecting the conditions of storage (IA), preparation (IB), reaction of hydrolysis (IC), supplementation (ID) and cell activation (IE). The process conditions can be carried out at a variable temperature from 5 to 47ºC, pH variable from 1 to 8 (buffered or not), variable agitation from 5 rpm to what is necessary to promote complete homogenization of the medium, without causing damage to the cell , without promoting excess cell formation, with or without aeration/insertion by dissolved oxygen/compressed air or mechanical agitation from 1vvm to non-inhibitory concentrations of ethanol and cell production, the inoculum time is variable and the maximum cellular growth, not being restricted to just these. (IH) - Reaction system/alcoholic fermentation/fermentative wort/reactor comprises the alcoholic fermentation being carried out in a variable concentration of raw materials from 2 g L - 1 to non-inhibitory concentrations, with or without the addition of supplementation, if necessary to carry out hydrolysis of the raw materials (IC) under variable process conditions, the temperature being from 5 to 47ºC, pH variable from 1 to 8 (buffered or not), variable agitation from 2 rpm to what is necessary for homogenization of the medium without cellular damage, with or without aeration/insertion by dissolved oxygen/compressed air or mechanical agitation from 1vvm up to non-inhibitory concentrations and with a variable time of 5 h, until obtaining maximum desired concentrations of ethanol, not being restricted to these only. The reaction system must contain a valve for exhausting gases such as carbon dioxide, and or relieving the internal pressure of both, ensuring sterility of the process. (I-I) - Alcoholic fermentation to obtain ethanol, comprising steps (I-A) to (I-H) monitored throughout the conversion of raw materials (substrate and nutrients) into ethanol. (I-J) - Products of alcoholic fermentation in ethanol production stages (IA) to (I-H) there is cell production. (IK) - Recovery of alcoholic fermentation products occurs in such a way that there are no losses by evaporation by the methods of separation by simple filtration or by membrane systems, in addition to the processes of centrifugation, distillation, pasteurization, or even pasteurization with cell precipitation followed by filtration or other methods that promote separation of the ethanol from the cells. (II) - Second stage - Oxidative fermentation. The oxidative fermentation must be started by step (II-A) - Alcoholic raw material, use the alcoholic must after a process of reducing microbiological contaminants of at least one pasteurization, without promoting losses by evaporation, use it in its integral, fractionated, diluted or purified. (II-B) - Characterization of raw material quantification of must components by chromatographic methods, high performance liquid chromatography (HLPC) or UltraPerformance (UHPLC). (II-C) - Nutritional supplementation of the inoculum culture medium and oxidative fermentation process, if necessary, there may be a need to supplement the culture medium/alcoholic fermentation wort according to stage (ID) or addition of calcium chloride to ensure stability and permeabilization of the bacterial cell membrane, or even the addition of pure or diluted ethanol, not limited to these alone. (II-D) - Cellular activation of the oxidative bacteria performed according to the microorganism's technical file. (II-E) - Inoculum for the oxidative fermentation process the active oxidative bacteria (II-D) must be added to the inoculum, considering the changeable process conditions in the temperature ranges from 5 to 40ºC, pH from 1 to 8 (buffered or not ), agitation greater than 5 rpm until necessary for homogenization, with or without aeration/insertion by dissolved oxygen/compressed air or mechanical agitation from 1vvm to non-inhibitory concentrations, the inoculum time is variable until maximum cell growth, not limited to just these. (II-F) - Reaction system/oxidative fermentation/oxidative fermentation process comprises the oxidative fermentation from the alcoholic must obtained in the first fermentation (I) proceed with aeration/insertion by dissolved oxygen or compressed air from 1vvm to non-inhibitory concentrations , sterile and with flow control. The pH can be manually or automatically controllable, buffered or not, in the range from 1 to 8. Use of alterable temperature in the range suitable for the oxidative bacterium Acetobacter aceti between 20 to 45ºC, if necessary employ mechanical agitation from 5 rpm in order to to promote the homogenization of the medium to concentrations that neither inhibit cell growth nor destabilize the formation of a protective film. The process must be monitored throughout the oxidative fermentation, until obtaining desirable concentrations of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids), not being restricted to these only. Also, the operating system must have a sterile control for exhausting formed gases and/or relieving the internal pressure. (II-G) - Products of oxidative fermentation the second fermentation called oxidative, comprises steps (I-A) to (II-G). (II-H) - Recovery and purification of the products of oxidative fermentation at the end of the steps performed, the fermented is filtered by simple filtration or membranes, if necessary goes through the clarification process, and still, distillation to obtain organic acids (acids propionic, butyric, acetic, lactic and formic) and separation of protein cell biomass, which can be applied in other products.

[0043] Assim sendo, a presente invenção descreve as etapas necessárias para o processo de produção de ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti a partir fermentado alcoólico produzido com matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado), com o intuito de aplicar estes ácidos formados em escala comercial e/ou industrial em aplicações diversas, como na indústria de alimentos para antioxidantes, acidulantes em bebidas e na conservação de alimentos, na indústria farmacêutica em medicamentos, indústria cosmética devido as propriedades nutritivas, antioxidantes e adstringentes e indústria química.[0043] Therefore, the present invention describes the necessary steps for the production process of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti from alcoholic fermented produced with residual raw materials (permeated of deproteinized whey and inactivated sugarcane yeast), with the aim of applying these formed acids on a commercial and/or industrial scale in various applications, such as in the food industry for antioxidants, acidulants in beverages and in the conservation of food, in the pharmaceutical industry in medicines, in the cosmetic industry due to the nutritional properties, antioxidants and astringents and in the chemical industry.

[0044] Outrossim, todas as etapas em sua totalidade conforme descritas acima não se restringem a apenas ao citado, qualquer alteração, inclusão ou aperfeiçoamento, faz parte do escopo do estado da técnica inventiva.[0044] Furthermore, all steps in their entirety as described above are not restricted to just the aforementioned, any change, inclusion or improvement is part of the scope of the inventive state of the art.

[0045] Nessa perspectiva, a produção dos produtos por meio do novo processo, objetiva reduzir os custos operacionais e/ou processuais para indústria, minimizar o tempo gasto para os processos tradicionais, possibilitando aumento de produção em detrimento a este tempo e propor melhorias nas etapas de produção, atuando diretamente no desenvolvimento econômico, bem como indústrias ambientalmente adequadas.[0045] From this perspective, the production of products through the new process, aims to reduce operational and / or procedural costs for the industry, minimize the time spent for traditional processes, allowing an increase in production to the detriment of this time and propose improvements in the production stages, acting directly on economic development, as well as environmentally appropriate industries.

EXEMPLOS DEMONSTRATIVOSDEMONSTRATIVE EXAMPLES

[0046] Visando a utilização das matérias-primas residuárias (permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana-de-açúcar inativado) empregadas como fonte de carbono e nitrogênio, respectivamente, para produzir os ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) pela bactéria oxidativa Acetobacter aceti de modo sustentável, ecologicamente adequado e de forma consciente, valorizando os subprodutos industriais, reduzindo os efeitos ambientais causados por eles se não tratados ou os custos de tratamento, se forem tratados, atuando no modo de uma biorrefinaria, ou ciclo consciente de uso da matéria-prima.[0046] Aiming at the use of residual raw materials (deproteinized whey permeate and inactivated sugarcane yeast) used as a source of carbon and nitrogen, respectively, to produce organic acids (propionic, butyric, acetic acids , lactic and formic) by the oxidative bacterium Acetobacter aceti in a sustainable, ecologically appropriate and conscious way, valuing industrial by-products, reducing the environmental effects caused by them if not treated or treatment costs, if treated, acting in the way of a biorefinery, or conscious cycle of raw material use.

[0047] Nessa vertente, com o objetivo de exemplificar as formas de utilização desta invenção ambientalmente consciente, são demonstrados quatro exemplos.[0047] In this aspect, with the objective of exemplifying the ways of using this environmentally conscious invention, four examples are demonstrated.

[0048] Primeiro exemplo de condição processual da fermentação alcoólica desenvolvida a 29°C, pH 4,54 e 87g L - 1 de lactose contida na matéria-prima residuária permeado de soro de leite desproteinizado com a levedura Kluyveromyces marxianus, em 45 h obteve 50,65 g L -1 de etanol. Seguindo com a fermentação oxidativa a 30ºC, com aeração de 1 vvm, pela bactéria A. aceti atingindo 40,35 g L -1 de ácido acético.[0048] First example of process condition of alcoholic fermentation developed at 29°C, pH 4.54 and 87g L - 1 of lactose contained in the residual raw material permeated with deproteinized whey with the yeast Kluyveromyces marxianus, in 45 h obtained 50.65 g L -1 of ethanol. Following with the oxidative fermentation at 30ºC, with aeration of 1 vvm, by the bacterium A. aceti reaching 40.35 g L -1 of acetic acid.

[0049] Segundo exemplo demonstrativo, processo fermentativo alcoólico conduzido a 45°C, pH 5,5, com concentração de 6 g L -1 de levedo de cana-de-açúcar inativado e 90 g L -1 de lactose (permeado de soro de leite desproteinizado) empregando a levedura produtora de etanol K. marxianus em 40 h produziu 35,60 g L -1 de etanol. A fermentação oxidativa pela bactéria A. aceti foi realizada com agitação de 10 rpm e inserção de oxigênio dissolvido de 2 vvv, a 32 ºC produziu 20,60 g L -1 de ácido acético.[0049] Second demonstrative example, alcoholic fermentation process conducted at 45°C, pH 5.5, with a concentration of 6 g L -1 of inactivated sugarcane yeast and 90 g L -1 of lactose (permeated with whey of deproteinized milk) using the ethanol-producing yeast K. marxianus in 40 h produced 35.60 g L -1 of ethanol. Oxidative fermentation by the bacterium A. aceti was carried out with agitation of 10 rpm and insertion of dissolved oxygen of 2 vvv, at 32 ºC it produced 20.60 g L -1 of acetic acid.

[0050] Terceiro exemplo empregando a levedura probiótica Saccharomyces boulardii na fermentação alcoólica a 26ºC e pH 4 em substrato fermentativo permeado de soro de leite desproteinizado (264 g L - 1 de lactose) atingiu 30 g L -1 de etanol após 43 h de fermentação. Seguidamente, realizou-se a fermentação oxidativa com a bactéria oxidativa A. aceti com agitação de 100 rpm e inserção de oxigênio dissolvido de 1 vvv, a 30 ºC, obteve 8,23 g L -1 de ácido lático em 60 h de processo.[0050] Third example employing the probiotic yeast Saccharomyces boulardii in the alcoholic fermentation at 26ºC and pH 4 in a fermentation substrate permeated with deproteinized whey (264 g L - 1 of lactose) reached 30 g L -1 of ethanol after 43 h of fermentation . Then, the oxidative fermentation was carried out with the oxidative bacterium A. aceti with agitation of 100 rpm and insertion of dissolved oxygen of 1 vvv, at 30 ºC, obtaining 8.23 g L -1 of lactic acid in 60 h of process.

[0051] Quarto exemplo demonstrativo, consiste na fermentação alcoólica da matéria - prima residuária permeado de soro de leite desproteinizado com concentração da fonte de carbono lactose em 150 g L - 1 , metabolizada pela levedura S. boulardii, a processo reacional se deu por 30 h, a 32ºC, pH 5 produzindo 14,22 g L - 1 de etanol. A fermentação oxidativa empregando o mosto oriundo da primeira fermentação com a bactéria A. aceti, a 29ºC, agitação de 80 rpm e adição de oxigênio dissolvido de 1 vvv, quantificou produção de ácido propiônico em 12 h de 2,25 g L -1[0051] Fourth demonstrative example, consists of the alcoholic fermentation of the residual raw material permeated with deproteinized whey with a concentration of the carbon source lactose in 150 g L - 1 , metabolized by the yeast S. boulardii, the reaction process took place for 30 h, at 32°C, pH 5 yielding 14.22 g L - 1 of ethanol. Oxidative fermentation using the must from the first fermentation with the bacterium A. aceti, at 29ºC, stirring at 80 rpm and adding dissolved oxygen at 1 vvv, quantified the production of propionic acid in 12 h of 2.25 g L -1

[0052] Conquanto, mesmo que a descrição tenha sido desenvolvida em detalhes e apresentação de exemplos. Destaca-se que as mudanças e adaptações do processo inventivo aqui descrito e apresentado, podem ocorrer aos peritos na arte. Evidenciando que fica expressamente abrangido que tais modificações e adaptações estão dentro do espírito e do escopo da presente invenção.[0052] However, even if the description has been developed in detail and presentation of examples. It should be noted that changes and adaptations of the inventive process described and presented herein may occur to those skilled in the art. Evidencing that it is expressly covered that such modifications and adaptations are within the spirit and scope of the present invention.

Claims (14)

PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS caracterizado por empregar como matérias-primas residuárias como fonte de carbono permeado de soro de leite desproteinizado e a fonte de nitrogênio levedo de cana-de-açúcar inativado em qualquer quantidade e concentração;PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM FERMENTED ALCOHOLIC PRODUCED WITH RAW MATERIALS characterized by using as residual raw materials as a source of carbon permeated by deproteinized whey and the source of nitrogen sugar cane yeast inactivated sugar in any amount and concentration; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por realizar a fermentação alcoólica com as leveduras Kluyveromyces marxianus; Saccharomyces cerevisiae; Saccharomyces boulardii;PROCESS FOR PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS according to claim 1, characterized by carrying out the alcoholic fermentation with the yeasts Kluyveromyces marxianus; Saccharomyces cerevisiae; Saccharomyces boulardii; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as matérias - primas permeado de soro de leite desproteinizado e levedo de cana - de - açúcar inativado dependendo da composição nutricional, passar ou não por processo de hidrólise enzimática específica;PROCESS FOR PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS according to claim 2, characterized in that the raw materials permeate deproteinized whey and sugar cane yeast inactivated depending on the nutritional composition, whether or not to undergo a specific enzymatic hydrolysis process; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por empregar as enzimas β-galactosidades e proteases de qualquer origem;PROCESS FOR PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RESIDUE RAW MATERIALS according to claim 3, characterized by employing β-galactosidase enzymes and proteases of any origin; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS caracterizado por quando se fazer necessário realizar uma suplementação do inóculo/meio de cultivo/meio reacional/fermentação alcóolica/fermentação oxidativa, com elementos traços e/ou micronutrientes, macronutrientes, aditivos promotores de crescimento celular, sais minerais, vitaminas e aminoácidos em qualquer quantidade, e não se restringindo a apenas estes;PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS, characterized by when it is necessary to carry out a supplementation of the inoculum/culture medium/reaction medium/alcoholic fermentation/oxidative fermentation, with traces and/or micronutrients, macronutrients, cell growth promoting additives, mineral salts, vitamins and amino acids in any amount, and not limited to these only; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS caracterizado por ativar a levedura fermentativa de acordo com a reivindicação 2, de acordo com a ficha técnica do microrganismo em meio e condições operacionais adequadas;PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RESIDUE RAW MATERIALS characterized by activating the fermentative yeast according to claim 2, according to the microorganism's technical sheet in suitable medium and operating conditions ; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS caracterizado por preparar e desenvolver o inóculo/meio de cultivo/meio reacional e sistema reacional/fermentação alcoólica/mosto fermentativo/reator, respeitando o armazenamento, preparo, reação de hidrólise, suplementação e ativação celular, considerando as condições processuais podendo ser realizadas em temperatura variável de 5 a 47ºC, pH variável de 1 a 8 (tamponado ou não), agitação variável a partir de 5 rpm até o necessário para promover uma homogeneização completa do meio, com ou sem aeração/inserção por oxigênio dissolvido/ar comprimido ou agitação mecânica a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias;PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS, characterized by preparing and developing the inoculum/culture medium/reaction medium and reaction system/alcoholic fermentation/fermentative wort/reactor, respecting storage, preparation, hydrolysis reaction, supplementation and cell activation, considering the process conditions and can be carried out at a variable temperature from 5 to 47ºC, pH variable from 1 to 8 (buffered or not), variable agitation from 5 rpm to the necessary to promote complete homogenization of the medium, with or without aeration/insertion by dissolved oxygen/compressed air or mechanical agitation from 1vvm to non-inhibitory concentrations; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS caracterizado por recuperar os produtos da fermentação alcoólica, etanol e célula por qualquer processo existente que promova a máxima eficiência de recuperação, exemplo, centrifugação, filtração, destilação, separação por membrana, não se restringindo a apenas estes;PRODUCTION PROCESS OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS characterized by recovering the products of alcoholic fermentation, ethanol and cell by any existing process that promotes maximum recovery efficiency, for example, centrifugation , filtration, distillation, membrane separation, not limited to these; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS caracterizado por na etapa de Fermentação oxidativa empregar bactérias oxidativas, as do gênero Acetobacter espécie Acetobacter aceti;PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM FERMENTED ALCOHOLIC PRODUCED WITH RAW MATERIALS, characterized by employing oxidative bacteria in the stage of Oxidative Fermentation, those of the genus Acetobacter species Acetobacter aceti; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS caracterizado por ativar a bactéria oxidativa de acordo com a ficha técnica do microrganismo em meio e condições operacionais adequadas;PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS, characterized by activating the oxidative bacterium according to the microorganism's technical sheet in suitable medium and operating conditions; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS de acordo com as reivindicações 9 e 10, caracterizado por preparar o inóculo da bactéria oxidativa nas faixas de temperatura de 5 a 40ºC, pH de 1 a 8 (tamponado ou não), agitação superior a 5 rpm até o necessário para haver homogeneização, com ou sem aeração/inserção por oxigênio dissolvido/ar comprimido ou agitação mecânica a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias, o tempo de inóculo é variável até o máximo crescimento celular, não se restringindo a apenas estes;PROCESS FOR PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS according to claims 9 and 10, characterized by preparing the inoculum of the oxidative bacteria in the temperature ranges from 5 to 40ºC, pH from 1 to 8 (buffered or not), agitation greater than 5 rpm until necessary for homogenization, with or without aeration/insertion by dissolved oxygen/compressed air or mechanical agitation from 1vvm to non-inhibitory concentrations, the inoculum time it is variable up to the maximum cellular growth, not being restricted to these only; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS de acordo com as reivindicações 9 e 10, caracterizado por elaborar o sistema reacional/fermentação oxidativa/ processo fermentativo oxidativo a partir do mosto alcoólico obtido na primeira fermentação (reivindicação 8), com aeração/inserção por oxigênio dissolvido ou ar comprimido a partir de 1vvm até concentrações não inibitórias, de modo estéril e com controle de vazão, pH na faixa de 1 a 8, tamponado ou não, temperatura alterável na faixa adequada para a bactéria oxidativa Acetobacter aceti entre 20 a 45ºC, se necessário empregar agitação mecânica a partir de 5 rpm a fim de promover a homogeneização do meio;PRODUCTION PROCESS OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS according to claims 9 and 10, characterized by elaborating the reaction system/oxidative fermentation/oxidative fermentation process from the alcoholic must obtained in the first fermentation (claim 8), with aeration/insertion by dissolved oxygen or compressed air from 1vvm to non-inhibitory concentrations, in a sterile manner and with flow control, pH in the range of 1 to 8, buffered or not, temperature changeable in the range suitable for the oxidative bacterium Acetobacter aceti between 20 and 45ºC, if necessary employ mechanical agitation from 5 rpm in order to promote the homogenization of the medium; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS de acordo com as reivindicações 9 e 12, caracterizado por realizar a fermentação oxidativa por processo em batelada ou batelada alimentada;PROCESS FOR PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS according to claims 9 and 12, characterized by carrying out the oxidative fermentation by a batch or fed batch process; PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELA BÁCTERIA ACÉTICA OXIDATIVA Acetobacter aceti A PARTIR DE FERMENTADO ALCOÓLICO PRODUZIDO COM MATÉRIAS-PRIMAS RESÍDUARIAS de acordo com as reivindicações 9 e 13, caracterizado por recuperar e purificar os produtos da fermentação oxidativa ao final das etapas realizadas, para obtenção dos ácidos orgânicos (ácidos propiônico, butírico, acético, lático e fórmico) e separação da biomassa celular proteica, por qualquer processo existente que promova a máxima eficiência de recuperação, exemplo, centrifugação, filtração, destilação, separação por membrana, não se restringindo a apenas estes, para posterior aplicação dos mesmos em outros produtos.PROCESS OF PRODUCTION OF ORGANIC ACIDS BY OXIDATIVE ACETIC BACTERIA Acetobacter aceti FROM ALCOHOLIC FERMENTED PRODUCED WITH RAW MATERIALS according to claims 9 and 13, characterized by recovering and purifying the products of oxidative fermentation at the end of the steps carried out, to obtain of organic acids (propionic, butyric, acetic, lactic and formic acids) and separation of protein cell biomass, by any existing process that promotes maximum recovery efficiency, for example, centrifugation, filtration, distillation, membrane separation, not restricted to only these, for later application in other products.

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