Evolução do pH durante a fermentação alcoólica dos mostos de uva: modelização e interpretação metabólica


Abstract

Este trabalho apresenta uma análise metabólica e interpretação da evolução do pH durante a fermentação alcoólica dos mostos de uva por Saccharomyces cerevisiae. A variação na composição do meio durante a fermentação não é suficiente para explicar as variações de pH observadas experimentalmente. Embora a influência do metabolismo do azoto amoniacal no pH esteja bem desenvolvida na literatura, os resultados são mais incertos no que diz respeito à assimilação de aminoácidos. A fim de discriminar entre diferentes hipóteses, foi desenvolvido um modelo de cálculo de pH. O pH é calculado através da resolução de um sistema de equações algébricas não lineares que consiste nas equações de conservação da matéria, nos equilíbrios químicos e no princípio da electroneutralidade da solução. A constante de dissociação dos ácidos orgânicos é uma função do álcool e da temperatura. Os coeficientes de actividade média e iónica são determinados pela lei de Debye-Hückel. Uma formulação original baseada na noção de invariantes de reacção facilitou a etapa de inicialização do sistema. O modelo foi validado em meios sintéticos que são perfeitamente controlados. A aplicação do modelo ao caso de fermentação em meios onde a fonte de azoto é apenas o azoto amoniacal deu resultados muito satisfatórios. Foi possível explicar a queda no pH observada na primeira fase através da assimilação da fonte de azoto. Uma vez esgotado o substrato de azoto, o aumento do pH está directamente relacionado com a produção de álcool. Os ácidos orgânicos produzidos durante a fermentação têm apenas uma influência muito pequena sobre a evolução do pH. A utilização do modelo permitiu-nos invalidar duas hipóteses relativas ao impacto da assimilação de aminoácidos no pH. A hipótese mais provável é que a assimilação de moléculas de aminoácidos com carga positiva leva à emissão de prótons para o meio extracelular.

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