Avaliação da produção de etanol a partir de sorgo e caracterização dos produtos alimentícios e bebidas - Teixeira, Vitor [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
O cultivo da cultura do sorgo vem crescendo de modo significativo, objetivando o uso desta planta para a produção de etanol combustível e alguns alimentos (xarope, bebidas alcoólicas e vinagre). Sendo assim, a presente pesquisa foi separada em três partes, a primeira teve como objetivo: I) Avaliar o desempenho do sorgo sacarino (Malibu J53) com e sem o uso de fitorregulador etefom no cultivo da matéria-prima, utilizando-se duas estirpes de leveduras (PEDRA-2 e FT-858L) no processo fermentativo para determinar o potencial de produção de etanol combustível e a interação entre o regulador vegetal e os inóculos (Capítulo 2). Neste estudo, foi observado que a aplicação do etefom não restringiu a formação da panícula, apenas retardou o crescimento, resultando em uma panícula 20 centímetros menor e diminuição da massa úmida em 6,8 t.ha-1, com pequeno acrescimento no acúmulo de açúcares. Dentre as leveduras utilizadas no processo fermentativo, a PE-2 apresentou maior adequação ao mosto de sorgo sacarino e ao uso do etefom. Com relação a produtividade de etanol, o uso do etefom resultou em redução da produtividade de etanol em 711,92 L.ha-1, embora não significativa, com produtividade de até 5387,26 litros de etanol.ha-1. Conclui-se que o uso do etefom no cultivo do sorgo sacarino Malibu J53 não favorece uma melhor qualidade químico-tecnológica do caldo e aumento na produção de etanol, com melhor desempenho fermentativo para a levedura PE-2. A segunda parte, teve como objetivo: II) Avaliação e viabilização do processo enzimático e fermentativo, em escala laboratorial, objetivando o uso de grãos de sorgo granífero (branco e roxo) como matéria-prima para produção de etanol (Capítulo 3). De acordo com o tratamento enzimático realizado, a hidrólise do amido foi quase total na primeira etapa com o tratamento físico e uso do TSC (α- amilase). Durante o processo fermentativo, foram obtidas as concentrações de etanol de 5,28% para o farelo roxo e 6,98% para o farelo branco. Conclui-se que os farelos roxo e branco de sorgo granífero apresentam elevado potencial para aplicabilidade para processos fermentativos e o tratamento físico (temperatura) e a enzima α-amilase apresentam potencial para ser utilizados para os farelos. A terceira parte, teve como objetivo: III) Avaliação e caracterização físico-química de produtos alimentícios oriundos de uma biorrefinaria exclusiva de sorgo sacarino, a qual produziu xarope, vodca, uísque e vinagres de sorgo sacarino (claro e escuro), realizado na Heckemeyer Biorefinery nos EUA (Capítulo 4). O xarope de sorgo sacarino apresenta concentração total de 48,07% de açúcares, além disso, elevada concentração de antioxidantes comparado a outros xaropes comerciais. Foram observados para a vodca e uísque a concentração de etanol de 46,67% e 48,61%, respectivamente. Ambos os vinagres produzidos de sorgo sacarino (claro e escuro) destacam-se comparados a outros vinagres comerciais de diferentes matérias-primas, decorrente a elevada concentração de antioxidantes e corantes fenólicos. Sendo assim, conclui-se que o xarope e vinagre produzidos destacam-se perante produtos comerciais com elevada concentração de antioxidantes e a necessidade de mais estudos para comparar a vodca e uísque de sorgo sacarino com outros destilados.

The cultivation of the sorghum crop has been growing significantly, aiming at the use of this plant for the production of fuel ethanol and some foods (syrup, alcoholic beverages, and vinegar). Therefore, the present research was separated into three parts, the first part has the goal: I) Evaluate the performance of sweet sorghum (Malibu J53) with and without the use of phytoregulator etefom in the cultivation of the raw material, using two yeasts (PEDRA-2 and FT-858L) in the fermentation process to determine the potential for fuel ethanol production and the interaction between the plant regulator and the yeast (Chapter 2). In this study, it was observed that the application of etefom did not restrict panicle formation, it only retarded growth, resulting in a 20 cm smaller panicle and a decrease in wet mass of 6.8 t.ha-1 , with a small increase in the accumulation of sugars. Among the yeasts used in the fermentation process, PE-2 was more suitable for sweet sorghum broth and for the use of etefom. Regarding ethanol productivity, the use of etefom resulted in a reduction in ethanol production of 711.92 L.ha-1 , although not significant, with a productivity of up to 5387.26 liters of ethanol.ha-1. It is concluded that the use of etefom in the cultivation of sweet sorghum Malibu J53 does not favor a better chemical-technological quality of the juice and not increase in ethanol production, with better fermentation performance for the PE-2 yeast. The second part has the goal: II) Evaluation and viabilization of the enzymatic and fermentation process, on a laboratory scale, aiming the use of grain sorghum (white and purple) as raw material for ethanol production (Chapter 3). According to the enzymatic treatment performed, starch hydrolysis was almost complete in the first stage with the physical treatment and use of TSC (α-amylase). During the fermentation process, had ethanol concentrations of 5.28% for purple flour and 6.98% for white flour. It is concluded that the purple and white flours from grain sorghum have a high potential for applicability for fermentation processes and the physical treatment (temperature) and the enzyme α-amylase have the potential to be used for the flours. The third part has the goal: III) Evaluation and physico-chemical characterization of food products from an exclusive sweet sorghum biorefinery, which produced syrup, vodka, whiskey, and vinegar (light and dark), held at Heckemeyer Biorefinery in the USA (Chapter 4). The syrup has a total concentration of 48.07% of sugars and a high concentration of antioxidants compared to other commercial syrups. The ethanol concentration of 46.67% and 48.61%, respectively, was observed for vodka and whiskey. Both vinegar produced from sweet sorghum (light and dark) stand out compared to other commercial vinegar from different raw materials, due to the high concentration of antioxidants and phenolic dyes. Therefore, it is concluded that the syrup and vinegar produced stand out in relation to commercial products with a high concentration of antioxidants and had observed the necessity of further studies to compare vodka and whiskey from sweet sorghum with other spirits.
Evaluation of ethanol production using sorghum and characterization of food and beverage products
Keywords: Fermentação; Leveduras (Fungos); Etanol; Alimentos; Bebidas alcoólicas