Classificação dos Processos Fermentativos

    Os processos fermentativos podem ser classificados, quanto ao desenvolvimento do agente microbiano, em: processos de superfície, processos submersos e fermentação em estado sólido ou semissólido.

1- Processos em superfície 
    Nos processos em superfície, a massa de microrganismos desenvolve-se na superfície do meio líquido, retirando oxigênio diretamente do ar. Para oferecer uma grande área superficial para o desenvolvimento do microrganismo, o meio de cultivo é colocado em recipientes rasos. Os nutrientes chegam até a superfície por difusão, à medida em suas concentrações vão diminuindo nas camadas superiores. Também por difusão, os produtos do metabolismo se dispersão no meio em fermentação. Esse método limita-se ao cultivo de fungos filamentosos, que tendem a formar película micelial na superfície do meio. Tais processos apresentam tempos de fermentação longos e possuem alto custo operacional. Apesar disso, encontra aplicação na produção de vinagre pelo processo Orleanense.

2- Processos submersos 
    Nos processos de fermentação submersa, a célula produtora se desenvolve no seio do meio líquido, geralmente sob agitação e, no caso de processos aeróbicos, há suplementação de oxigênio por borbulhamento. Os processos submersos oferecem vantagens em relação aos de superfície, tais como a operação de grandes volumes de meio, distribuição uniforme de nutrientes além da facilidade de controle das variáveis do processo, as quais podem ser ajustadas em valores ótimos, resultando em maior eficiência e produtividade. A maioria das fermentações industriais importantes, é realizada por processo submerso. Dentre as desvantagens, pode-se citar o elevado custo inicial na instalação dos equipamentos na planta e manutenção destes e a baixa concentração das biomoléculas obtidas.

3- Fermentação semissólida 
     Denomina-se fermentação semissólida (FSS) o processo no qual os microrganismos crescem sobre ou dentro das partículas de uma matriz sólida, cujo conteúdo de líquido ligado a ela esteja em um nível de atividade de água que garanta o crescimento e metabolismo celular, mas que não exceda à capacidade máxima de ligação da água com a matriz sólida. Embora a maioria das enzimas comerciais seja obtida por fermentação submersa, que tem como atrativos o alto rendimento, o baixo risco de contaminação e a possibilidade de se utilizar modernos métodos de controle de processos, muitos estudos tem sido realizados com fermentação semissólida devido a algumas de suas vantagens, como a utilização de menor infra-estrutura e matérias-primas mais baratas para a produção enzimática, o que aumenta a economia deste tipo de processo, além da possibilidade de obter-se um produto concentrado, o que é bastante vantajoso.

   Ambos os tipos de processos fermentativos apresentam características importantes, sendo necessário a avaliação das vantagens e desvantagens que cada um apresenta, o que dependerá do tipo de produto desejado e, principalmente, do grupo de microrganismos a ser utilizado. Embora a fermentação semissólida proporcione alta produtividade, alta concentração de produtos e necessite de pouco espaço e energia; tem como desvantagem a dificuldade no controle dos parâmetros do processo fermentativo (pH, temperatura, umidade e crescimento celular) e a necessidade de volumes relativamente grandes de inóculo. Além disso, vários grupos microbianos não conseguem se desenvolver em baixos teores de umidade. Por isso são utilizados fungos filamentosos no processo, pois os mesmos adaptam-se bem a essa condição. 

    No desenvolvimento de um processo de fermentação semissólida é feita uma seleção do substrato e de um microorganismo específico. Além disso, é necessário o controle dos parâmetros da fermentação propriamente dita, tais como pré-tratamento do substrato; tamanho de partícula (espaço inter-partícula e área superficial) do substrato; umidade e atividade de água (aw) do substrato; temperatura da fermentação; período de cultivo; manutenção de uniformidade no ambiente do sistema e taxa de consumo de oxigênio. A fermentação semissólida tem se mostrado promissora na obtenção de diversos bioprodutos, tais como enzimas, ácidos orgânicos, aromas e bioerbicidas. A Figura 01 exibe as etapas de um processo típico de fermentação semissólida.

Figura 01- Etapas de um processo de FSS típico

Fonte: Carlos Bispo