III

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JLIO DE MESQUITA FILHO

FACULDADE DE CINCIAS AGRONMICAS

CAMPUS DE BOTUCATU

PRODUO DE RESDUOS SLIDOS DE MATRIAS-PRIMAS AMILCEAS

NA FABRICAO DE BIOETANOL PARA ANALISE DE SEGURANA

EM ALIMENTAO DE RATOS WISTAR.

ILEANA ANDREA ORDOEZ CAMACHO

Tese apresentada Faculdade de

Cincias Agronmicas da UNESP -

Campus de Botucatu, para obteno

do ttulo de Doutor em Agronomia

(Energia na Agricultura).

BOTUCATU SP Junho 2013

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JLIO DE MESQUITA FILHO

FACULDADE DE CINCIAS AGRONMICAS

CAMPUS DE BOTUCATU

PRODUO DE RESDUOS SLIDOS DE MATRIAS-PRIMAS AMILCEAS

NA FABRICAO DE BIOETANOL PARA ANALISE DE SEGURANA

EM ALIMENTAO DE RATOS WISTAR.

ILEANA ANDREA ORDOEZ CAMACHO

Orientador: Prof. Dr. CLAUDIO CABELLO

Tese apresentada Faculdade de

Cincias Agronmicas da UNESP -

Campus de Botucatu, para obteno do

ttulo de Doutor em Agronomia

(Energia na Agricultura).

BOTUCATU SP Junho 2013

III

Dedico esse trabalho aos meus pais, que mesmo longe sempre me acompanham.

Juntos conquistamos mais um sonho...

IV

AGRADECIMENTOS

A Deus muito obrigado!

Ao Prof. Dr. Claudio Cabello, pela orientao do presente trabalho

e pelos ensinamentos com sua experincia acadmica.

Ao Professor Dr. Luis Fernando Barbisan, sempre que precisei

estava pronto para ensinar e ajudar em todas as minhas dvidas e anlises com os

animais de laboratrio.

Ao PC e a equipe do Biotrio pela ajuda com os cuidados dos

animais estudados.

A minha amiga Maira pela ajuda com as analises estatsticas.

A equipe do CERAT pelos auxlios na utilizao do laboratrio e

pela colaborao em todas as atividades decorridas.

A toda minha famlia pelo apoio e incentivo em todas as fases

desse trabalho, especialmente ao meu filho Nicolas, pelo simples fato de existir e por

trazer muita alegria a minha vida.

A todos que de alguma forma contriburam e me incentivaram, para

a execuo deste trabalho.

V

SUMARIO

LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................... VII

LISTA DE TABELAS ....................................................................................................... IX

LISTA DE ABREVIATURAS ......................................................................................... X

RESUMO ........................................................................................................................... 1

ABSTRACT ....................................................................................................................... 2

1. INTRODUO ............................................................................................................. 3

2. REVISO DE LITERATURA .................................................................................... 5

2.1. Bioetanol .................................................................................................................... 5

2.2 Matrias-Primas .......................................................................................................... 12

2.2.1 Mandioca ................................................................................................................ 14

2.2.2 Sorgo ...................................................................................................................... 17

2.2.3 Arroz ....................................................................................................................... 19

2.2.4 Milho ...................................................................................................................... 20

2.2.5 Batata-doce ............................................................................................................. 21

2.3 Resduos do Processamento ........................................................................................ 23

2.4. Experimentao Animal ............................................................................................. 27

2.4.1 Condies ambientais ................................................................................................. 28

2.4.2 Rato ............................................................................................................................ 29

2.4.2.1 Requerimentos Nutricionais .................................................................................... 32

2.4.2.2 Eutansia ................................................................................................................. 33

2.4.3 Anlises Laboratoriais ................................................................................................ 34

2.4.3.1 Histologia .......................................................................................................... 34

2.4.3.2 Perfil Sanguneo ................................................................................................ 36

3. MATERIAL E MTODOS .......................................................................................... 38

3.1 Matria-Prima .............................................................................................................. 38

3.2 Processamento ............................................................................................................. 39

3.3 Experimentao Animal .............................................................................................. 40

4. RESULTADOS E DISCUSSO .................................................................................. 47

4.1 Matrias-Primas .......................................................................................................... 47

4.2. Resduos Slidos ........................................................................................................ 48

4.3. Experimentao Animal ............................................................................................. 49

4.3.1 Raes .................................................................................................................... 50

4.3.2. Analise Comportamental dos Ratos ...................................................................... 56

4.3.3. Desempenho .......................................................................................................... 62

4.3.3. Funo Renal ......................................................................................................... 63

4.3.4. Funo Heptica .................................................................................................... 64

4.3.5. Histologia .............................................................................................................. 65

5. CONSIDERAES FINAIS ....................................................................................... 71

6. CONCLUSES ............................................................................................................. 72

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................ 74

VII

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Estgios da produo de etanol a partir de matrias-primas de origem

vegetal...........................................................................................................

6

Figura 2. Processo para obteno de etanol a partir de matrias-primas de origem

vegetal............................................................................................................

7

Figura 3. Pontos de ao das enzimas na hidrlise do amido....................................... 9

Figura 4. Rendimento mdio de bioetanol para diferentes culturas.............................. 13

Figura 5. Balanos de massa do Etanol, gua, CO2 e Efluentes no processamento

industrial da mandioca para produo de etanol...........................................

16

Figura 6. Calendrio Bioenergtico.............................................................................. 18

Figura 7. Rato Wistar.................................................................................................... 30

Figura 8. Passos para obteno dos resduos slidos de matrias-primas amilceas

na produo de lcool....................................................................................

39

Figura 9 Fluxograma para produo dos resduos slidos de matrias-primas

amilceas na produo de lcool...................................................................

43

Figura 10 Marcao dos animais................................................................................... 45

Figura 11 Valores mdios dos valores, por animal, dos pesos e consumo da rao

formulada como testemunha........................................................................

56

Figura 12 Valores mdios dos valores, por animal, dos pesos e consumo da rao

formulada com incluso de resduo slido do procesamento de mandioca..

57

Figura 13 Valores mdios dos valores, por animal, dos pesos e consumo da rao

formulada com incluso de resduo solido do procesamento de milho.......

58

Figura 14 Valores mdios dos valores, por animal, dos pesos e consumo da rao

formulada com incluso de resduo solido do procesamento de batata-

doce................................................................................................................

59

Figura 15 Valores mdios dos valores, por animal, dos pesos e consumo da rao

formulada com incluso de resduo solido do procesamento de sorgo.......

60

Figura 16 Valores mdios dos valores, por animal, dos pesos e consumo da rao

formulada com incluso de resduo solido do procesamento de arroz........

60

Figura 17 Valores mdios dos valores, por animal, dos pesos e consumo da rao

usada como testemunha comercial................................................................

61

Figura 18. Fotomicrografias representativas de cortes de estmago (poro

glandular) dos diferentes grupos experimentais, 1 a 7 respectivamente

(objetiva de 10x). ..........................................................................................

66

Figura 19. Fotomicrografias representativas de cortes de fgado dos diferentes grupos

experimentais, 1 a 7 respectivamente (objetiva de 10x)................................

67

Figura 20. Fotomicrografias representativas de cortes de intestino delgado (poro

jejuno/leo) dos diferentes grupos experimentais, 1 a 7 respectivamente

(objetiva de 10x)............................................................................................

68

Figura 21. Fotomicrografias representativas de cortes de intestino grosso dos

diferentes grupos experimentais, 1 a 7 respectivamente (objetiva de 10x)...

69

Figura 22. Fotomicrografias representativas de cortes de rim dos diferentes grupos

experimentais, 1 a 7 respectivamente (objetiva de 10x)................................

70

Figura 23. Planta piloto para fabricao de etanol CIAT-Colmbia.............................. 71

IX

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Principais tipos de carboidratos usados na fabricao de etanol................ 11

Tabela 2. Capacidade de produo de amido de culturas amilceas no Brasil. ......... 13

Tabela 3. Parmetros Fisiolgicos de ratos................................................................ 32

Tabela 4. Requerimentos nutricionais de ratos Wistar............................................... 42

Tabela 5. Distribuio dos animais no biotrio.......................................................... 44

Tabela 6. Composio centesimal das matrias-primas............................................. 47

Tabela 7. Composio fsico-qumica dos resduos slidos do processamento das

matrias-primas...........................................................................................

48

Tabela 8. Composio porcentual e bromatolgica da rao usada como

Testemunha ................................................................................................

50

Tabela 9 Composio porcentual e bromatolgica da rao com incluso de

resduo a partir da matria-prima Mandioca...............................................

51

Tabela 10. Composio porcentual e bromatolgica da rao com incluso de

resduo a partir da matria-prima Milho.....................................................

52

Tabela 11. Composio porcentual e bromatolgica da rao com incluso de

resduo a partir da matria-prima Batata-doce............................................

53

Tabela 12. Composio porcentual e bromatolgica da rao com incluso de

resduo a partir da matria-prima Sorgo.....................................................

54

Tabela 13. Composio porcentual e bromatolgica da rao com incluso de

resduo a partir da matria-prima Arroz.....................................................

55

Tabela 14. Resultados do desempenho mdio dos grupos de consumos das raes

formuladas..................................................................................................

56

Tabela 15. Valores mdios dos valores, por grupo, dos pesos dos rins e fgado.......... 57

Tabela 16. Valores mdios da concentrao de ALT e AST no plasma de indivduos

dos grupos de ensaio ..................................................................................

58

Tabela 17 Valores mdios da concentrao de ureia e creatinina no plasma de

indivduos dos grupos de ensaio ................................................................

59

X

LISTA DE ABREVIATURAS

ABAM: Associao Brasileira dos Produtores de Amido de Mandioca

ABEGS: Associao Brasileira das Empresas Distribuidoras de Gs Canalizado

ALT: Alanina transaminase

ANP: Agncia Nacional do Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis

AST:Aspartato transaminase

ATR: acar total recupervel

BioTGA: Frum Nacional de Batata-Doce Industrial para produo de Etanol e

Derivados

CA: Converso Alimentar

CR: Consumo de Rao

CEPEA: Centro de Estudos Avanados em Economia Aplicada ESALQ/USP

CERAT: Centro de Razes e Amidos Tropicais

CONAB: Companhia Nacional de Abastecimento

EMBRAPA: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria.

FAPEMAT: Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de Mato Grosso

FAO: Organizao das Naes Unidas para Agricultura e Alimentao (sigla em ingls)

FMB: Faculdade de Medicina de Botucatu

FMVZ: Faculdade de Medicina Veterinria e Zootecnia

GP: Ganho de Peso

IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e estatstica

LTF: Laboratrio de Tecnologia Farmacutica

UFPB: Universidade Federal da Paraba

SECITEC: Secretaria de Estado de Cincia e Tecnologia

UFT: Universidade Federal do Tocantins

UNICA: Unio da Industria De Cana de Acar

1

RESUMO

A produo de bioetanol utilizando matrias-primas amilceas d

origem a um resduo lignocelulsico que junto com o vinho esgotado nas colunas de

destilao so os principais resduos do processo. O resduo lquido segue para

tratamento em lagoas de estabilizao enquanto o slido descartado no ambiente. O

presente trabalho teve como objetivo caracterizar os resduos slidos de mandioca,

sorgo, milho, arroz e batata-doce obtidos em ensaios numa planta piloto de fabricao

de bioetanol e verificar os efeitos de sua incluso em raes para ratos de linhagem

Wistar. Cada matria-prima foi processada separadamente e o resduo slido foi secado

em estufa para posteriores estudos. A produo dos resduos teve inicio com adio de

gua aos resduos estocados para formao de uma polpa com 20% de amido, sendo

adicionadas em duas etapas as enzimas alfa-amilase (90C / 2 horas / pH 6.0), seguida

de amiloglucosidase (60C/ 14 horas /pH 4.5). Na sequencia o hidrolisado foi

submetido a fermentao (28C / 24 horas) com levedura Sacharomyces cerevisiae,

seguida da separao das partes slidas e lquidas com filtro a vcuo; a parte slida

coletada formou o resduo estudado, que para melhor conservao foi em seguida seco e

modo. Os cinco tipos de resduos foram caracterizados com anlises fsico-qumicas

(protenas, lipdios, fibras, acares e amido). Na fase experimental com animais foram

formuladas raes para ratos da linhagem Wistar com 10% de incluso dos resduos,

cujos animais provenientes do Biotrio Central da Administrao Geral do Campus da

UNESP (Botucatu), foram instalados no Biotrio da Patologia por um perodo de 42

dias, durante os quais foram realizadas as colheitas dos dados referentes a consumo e

peso. Aps este perodo os ratos foram sacrificados e foram tomadas amostras de

sangue para analises de transaminases (ALT/AST), ureia e creatinina, e coletados

rgos (rins, fgado, estmago, intestino) para analise de lminas histolgicas.

Nas condies em que os experimentos foram realizados, os resultados permitiram

concluir que ocorreram diferenas significativas no desempenho dos animais quando

alimentados com resduo proveniente de batata-doce (maior consumo 12,98g/dia, menor

ganho de peso 4,10g/dia e menor converso alimentar 2,02); as outras matrias-primas

estudadas no apresentaram diferenas comparando-as com rao comercial. Nenhuma

das raes experimentais apresentou efeitos adversos nas funes hepticas e/ou renais.

Nenhuma alterao histolgica foi encontrada.

Palavras-chave: bioetanol, amido, resduo, rato, roedor, Wistar.

SOLID WASTE PRODUCTION IN THE MANUFACTURE OF ETHANOL

WITH STARCHSTO ANALYZES SECURITY IN FEEDING WISTAR RATS.

SUMMARY: The production of ethanol using starches produces two residues, a solid

lignocellulosic and a liquid coming from the distillation columns. The following liquid

waste treatment in stabilization ponds while the solid is discarded into the environment.

This study aimed to produce and characterize solid waste of cassava, sorghum, maize,

rice and sweet potatoes processed in a pilot plant production of ethanol and verify the

effects of its inclusion in diets for rats Wistar.

Each material was processed separately. The production of waste started with addition

of water and formation of a pulp with 20% starch, were added alpha-amylase enzyme

(90 C / 2 hr / pH 6.0), followed by amyloglucosidase (60 C / 14 hours / pH 4.5) the

hydrolyzate was subjected to fermentation (28 C / 24 hours) with yeast Saccharomyces

cerevisiae were separated solid and liquid parts with vacuum filter, the solid residue

formed was studied (for the better conservation was dried and ground). The five types

of waste were characterized with physicochemical analysis (proteins, lipids, sugars and

starches).

In the phase experimental with animals were formulated diets for rats Wistar with 10%

waste inclusions, the animals from the Central Animal Laboratory of the General

Administration Campus of UNESP (Botucatu/SP) settled in the Animal Pathology for a

period of 42 days, was made to collect data relating to consumption and weight, after

this period the rats were sacrificed and samples were taken to analyze blood

transaminases (ALT / AST) and creatinina/urea and collected organs (kidneys, liver,

stomach, intestine) for analysis of histological slides.

With these experimental conditions, the results showed significant differences in the

performance of animals when fed with sweet potato waste (higher consumption 12.98

g/day, less weight gain 4.10 g/day and lower feed conversion 2.02), other materials did

not alter performance comparing with commercial feed. None experimental diets had

adverse effects on liver function and/or kidney. None histological abnormality was

found.

Keywords: Ethanol, starch, waste, rat, rodent, Wistar.

INTRODUO

A partir da crise energtica da dcada de 1970 e das principais

conferncias sobre o meio ambiente, as questes sobre a eficincia da gerao e do uso

da energia foram intensificadas e ampliadas, considerando, principalmente, os seus

impactos ambientais, buscando cada vez mais o uso de fontes renovveis de energia,

que possam contribuir para reduzir as emisses de gs carbonico(CORTEZ, 2010).

As matrias primas amilceas como as tuberosas tropicais,

representam uma fonte alternativa para a produo de etanol (CABELLO, 2005).

Nos sistemas de produo de etanol por fermentao onde se

utilizam matrias primas amilceas h a formao de um resduo slido que juntamente

com o vinho esgotado nas colunas de destilao, constituem-se nos principais resduos

gerados no processo(CEREDA, 2001).

Normalmente os resduos lquidos seguem para tratamento em

lagoas de estabilizao, enquanto que, os resduos slidos so descartados no ambiente

incorporando esta biomassa ao solo;entre as alternativas encontradas para o uso de este

tipo de resduos esto a sua aplicao nas reas de adubao, alimentao animal e na

cogerao de energia.

Alm do aspecto ambiental o descarte indevido constitui

desperdcio de uma matria-prima que poderia ser aproveitada(CEREDA, 2001).

A crescente preocupao com a questo ambiental associado

busca por novas fontes de energia renovvel ampliou as pesquisas ligadas ao

aproveitamento deste tipo de resduo agroindustrial, proporcionando o aproveitamento

dos materiais, assim como um ganho econmico e ambiental (SAITO, 2005).

O presente trabalho teve como objetivos a produo e

caracterizao de resduos slidos gerados em sistemas de produo de etanol a partir de

mandioca, batata-doce, sorgo, milho e arroz (matrias-primas amilceas) para analise de

segurana em alimentao de ratos WISTAR.

2. REVISO DE LITERATURA

2.1 Etanol

O etanol usado de diversas formas h milhares de anos e,

recentemente, emergiu como combustvel para motores de combusto interna,

(ABRAMOVAY, 2009). O Brasil pioneiro na utilizao do etanol como combustvel

veicular (VIEIRA, 2006).

O pas utilizou etanol em automveis pela primeira vez na dcada

de 1920, mas a indstria produtora de etanol ganhou grande impulso somente na dcada

de 1970, com o lanamento do PROGRAMA NACIONAL DO LCOOL - Prolcool,

programa federal de estmulo criado como resposta crise mundial do petrleo

(PENIDO, 1981).

O etanol comercialmente conhecido como lcool etlico, tem

frmula molecular: C2H5OH ou C2H6O.

Quando fabricado a partir de matrias-primas vegetais,

considerado um biocombustvel, ou seja, um combustvel renovvel, que no utiliza

materiais de origem fssil como o petrleo (DORADO, 2009).

produzido desde os tempos antigos pela fermentao dos

acares encontrados em produtos vegetais, embora tambm possa ser feito

sinteticamente de fontes como o eteno derivado do petrleo (BASTOS, 2007)

Etanol pode ser produzido a partir de qualquer material que

contenha quantidades significativas de carboidratos, particularmente amido ou acares

como sacarose, glicose, frutose e maltose (MENEZES, 1980).

O processo de fabricao de etanol a partir de matrias-primas de

origem vegetal consiste em trs grandes estgios descritos na Figura 1.

Figura 1. Estgios da produo de etanol a partir de matrias-primas de origem vegetal.

Durante o Prolcool havia diversas condies favorveis para

investir no aperfeioamento das tecnologias nas diversas etapas do processo, desde a

produo e tratamento da matria-prima at o reaproveitamento dos resduos da

fabricao do lcool, o programa era representado por um expressivo setor aucareiro.

Muitas inovaes foram introduzidas para que fossem alcanados

os resultados que alavancaram o Brasil posio de maior produtor mundial de lcool

combustvel derivado de cana-de-acar (ABRAMOVAY, 2009).

Na etapa de produo da matria-prima, foram introduzidos novos

equipamentos de colheita, novas variedades selecionadas de cana-de-acar, novas

tecnologias de manejo da plantao, dos resduos e o reaproveitamento do vinhoto para

adubagem do solo (CABELLO, 2005).

Na etapa industrial, foram aperfeioados os processos e

equipamentos de extrao do caldo e de destilao do produto, foi usado o controle

biolgico da fermentao e foram reduzidos os gastos de energia com o

reaproveitamento dos resduos da matria-prima para queima (SALLAS, 2008).

Com o fim dos subsdios o uso do lcool foi reduzido at quase

desaparecer. Porm a mistura do lcool anidro gasolina passou a ser obrigatria pelo

decreto 19.717, de 20 de fevereiro de 1931, que estabeleceu a aquisio obrigatria de

lcool anidro de procedncia nacional, na proporo de 5% da gasolina importada,

revigorando o setor.

1 Preparo da matria-prima.

Converso de carboidratos (quando necessrio) em aucares fermentveis.

2 Fermentao de acares em lcool

3 Separao e purificao do lcool.

Os resultados alcanados pelo Brasil na produo de etanol

demonstram a validade dos esforos empreendidos em pesquisa e desenvolvimento

(VIEIRA, 2006).

A fabricao de etanol a partir de matrias-primas de origem

vegetal como apresentada na Figura 2, pode ser realizada utilizando matrias-primas

aucaradas diretamente fermentescveis,como o caso da cana-de-acar e a beterraba

ou matrias-primas amilceas, cujo amido deve ser convertido em acar antes da

fermentao como o caso de mandioca, trigo e milho entre outras.

Figura 2. Processo para obteno de etanol a partir de matrias-primas de origem

vegetal.

Liquefao

Sacarificao

-Hidrlise-

Fermentao

-Micro-organismos-

Destilao

Etanol

Matria-prima aucarada:

Cana-de-acar, beterraba.

Matria-prima amilcea:

Trigo, cevada, mandioca etc.

Resduos

slidos

CO2 - calor

Licor Resduos

Lquidos.

Matria-prima

Desintegrao

Lavagem

Resumidamente as operaes unitrias ilustradas na Figura 2podem

ser descritas como:

1. Lavagem: Elimina impurezas que possam interferir no processamento.

2. Desintegrao: Aumenta a superfcie de contato da matria-prima, expondo

mais facilmente ao calor e aos agentes sacarificantes, de modo a tornar mais

eficientes as operaes posteriores de hidrlise e fermentao.

3. Liquefao: Em esta operao so liberados os gros de amido ligados aos

compostos lignocelulsicos facilitando a reao entre os agentes sacarificantes

e o amido nas etapas seguintes, como resultado do aquecimento, o gro de

amido absorve gua, intumesce, a parede celular se rompe e o amido se

gelatiniza, no final desse processo, a massa torna-se liquefeita pela ao do

calor combinado com a enzima alfa-amilase (LEONEL, 2001).

4. Sacarificao: Os materiais amilceos contm carboidratos mais complexos

como amido que podem ser quebrados em glicose pela hidrlise cida ou ao

de enzimas num processo denominado sacarificao (FILHO, 2003).

A hidrlise realiza-se por via qumica ou biolgica. O processo qumico utiliza

cido para a quebra do amido. J a hidrlise biolgica (mais empregada

atualmente), faz-se por ao enzimtica ou pela ao de microbiana de certos

fungos (LIMA, 1987).

A enzima alfa-amilase rompe as ligaes alfa 1-4, de maneira que se formam

pequenas cadeias de dextrose denominadas dextrinas tornando a pasta

gelatinizada do amido menos viscosa e fornecendo maior numero de terminais

de cadeias para a ao das enzimas sacarificantes, nesta fase um 85% do amido

e convertido em aucares fermentescveis (LEONEL, 1998).

A amiloglucosidase ataca as ligaes alfa 1-6 das molculas de maltose, e, em

menor grau, as dextrinas formando glicose. Com o trabalho conjunto dessas

enzimas possvel hidrolisar completamente a molcula do amido.

A Figura 3 apresenta a hidrlise do amido gelatinizado, que envolve o

desdobramento das ligaes alfa 1-4, que ligam as molculas de glicose em

longas cadeias e as ligaes alfa 1- 6, que formam os pontos de ramificao do

componente amilopectina do amido.

Figura3. Pontos de ao das enzimas na hidrlise do amido.

A velocidade de hidrlise depende do tipo (linear ou ramificada) e da extenso

da cadeia de amido: as ligaes alfa 1-4 se hidrolisam mais facilmente que as

ligaes alfa 1-6, porm a maltotriose, e especialmente a maltose, hidrolisa

mais lentamente que os oligosacardeos. (LEONEL, 1998).

5. Fermentao: O processo de fermentao alcolica caracteriza-se como uma

via catablica, na qual h a degradao de molculas de acar (glicose ou

frutose), no interior da clula de microrganismos (leveduras ou bactrias), ate

a formao de etanol e CO2, havendo liberao de energia qumica e trmica

(FILHO, 2003).

A via fermentativa com uso de leveduras o mtodo utilizado na obteno de

etanol no Brasil e na maior parte dos pases do mundo (VIEIRA, 2006). Apesar

de no ser o nico microrganismo capaz de produzir lcool, propriedades

especficas das leveduras como a tolerncia a altas concentraes de lcool e

gs carbnico, o crescimento rpido e a capacidade de fermentao as tornam

os micro-organismos mais adequados para a operao em escala industrial

(PENIDO,1981).

Existem vrias linhagens desse micro-organismo, que foram selecionadas ao

longo do tempo, para maior tolerncia a variaes de pH, maior resistncia ao

lcool e rendimento da fermentao porem as leveduras mais importantes para

a produo de lcool so as Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces

carlsbergensis (CAMILI, 2009)

Diversos fatores fsicos (temperatura, presso osmtica), qumicos (pH,

oxigenao, nutrientes minerais e orgnicos, inibidores) e microbiolgicos

(espcie, linhagem e concentrao da levedura, contaminao bacteriana),

afetam o rendimento da fermentao, ou seja, a eficincia da converso de

acar em etanol (CAMILI, 2009).

A biomassa das leveduras pode ser recuperada como subproduto da

fermentao e transformada em levedura seca, que se constitui em matria-

prima para fabricao de rao animal ou suplemento vitamnico

(CAMACHO, 2009).

6. Destilao: O mosto fermentado (vinho) que vem da fermentao possui, em

sua composio, 7 a 10 % em volume de lcool, alm de outros componentes

de natureza lquida, slida e gasosa (PENIDO, 1981).

O lcool presente no vinho recuperado pela destilao, processo de

separao de componentes de uma mistura baseado nas suas capacidades de

evaporao em uma dada temperatura e presso.

Na destilao, a mistura aquecida at a fervura, sendo que os vapores so

resfriados at se tornar lquido novamente.Assim, o efeito final o aumento da

concentrao do componente mais voltil (lcool) no vapor e do componente

menos voltil (caldo fermentado) no lquido. Por este processo obtm-se, a

partir de um vinho de 7 a 9% de teor alcolico, um teor prximo a 96% em

etanol (PENIDO, 1981).

O lcool hidratado, produto final dos processos de destilao e retificao,

uma mistura binria lcool-gua que atinge um teor da ordem de 96GL. Este

lcool hidratado pode ser comercializado desta forma para ser utilizado em

carros a lcool e bicombustveis ou pode sofrer um processo de desidratao

para se tornar anidro, utilizado como mistura carburante na gasolina.

Considerando a produo com base em matrias-primas aucaradas

como o caso da cana-de-acar, o processo mais simples, envolvendo menos

operaes unitrias, uma vez que os acares disponveis so diretamente fermentveis,

dispensando etapas de hidrlise (MENEZES, 1980)

Matrias-primas ricas em carboidratos podem ser agrupadas em

duas categorias, as diretamente fermentescveis que no necessitam de converso prvia

do carboidrato, e as indiretamente fermentescveis que precisam sofrer essa converso

previa antes da fermentao, de modo a torn-lo assimilvel pela levedura alcolica

(MENEZES, 1980)

Os principais tipos de carboidratos, sua principal fonte fornecedora

e a categoria en que so enquadrados esto descritos na Tabela 1.

Tabela 1. Principais tipos de carboidratos usados na fabricao de etanol.

Categoria Tipo de Sacardeo Principais Fontes

Diretamente Fermentescveis

Glicose Polpa de frutas

Frutose

Sacarose Cana-de-aucar, beterraba,

sorgo sacarino (colmo)

Indiretamente Fermentescveis

Amido

Mandioca, batata-doce,

milho, gras de cereais em

geral, babau, batata,

tuberculos em geral.

Celulose

Madeira, bagao de cana,

palha de arroz, casca de

amendoim, sabugo de milho.

Fonte. MENEZEZ, 1980

Qualquer produto que contenha uma quantidade considervel de

carboidratos (acares) constitui-se em matria-prima para obteno de lcool pela via

fermentativa. Entretanto, para que seja vivel economicamente, preciso que se

considere o seu volume de produo, rendimento industrial e o custo de fabricao.

Embora no Brasil o uso de cana acar para produo de lcool

seja muito bem sucedido, outras matrias-primas podem ser consideradas, bem seja para

possibilitar a produo em regies sem vocao agrcola de alguma cultura ou pelo

aproveitamento das perdas resultantes da produo agrcola existente, tanto na colheita

como na classificao final (FILHO, 2003).

2.2. Matrias-primas amilceas

O amido o polissacardeo de reserva dos vegetais e est

armazenado sob a forma de grnulos, que apresentam certo grau de organizao

molecular, o que confere aos mesmos um carter parcialmente cristalino, ou

semicristalino, com graus de cristalinidade que variam de 20 a 45% (YOUNG, 1984).

O amido constitui-se em grnulos compactados de amilose e

amilopectina. A amilose um polissacardeo composto de unidades de glicose unidas

em longas cadeias predominantemente lineares atravs de ligaes alfa 1-4. A

amilopectina formada por unidades de glicose com ligaes alfa 1-4 nas pores

retilneas e apresenta ramificaes devidas presena de ligaes alfa 1-6 entre as

cadeias de glicose (ELLIS, 1998).

O amido pode ser obtido de diversas fontes vegetais, como cereais,

razes e tubrculos, e tambm de frutas e legumes, no entanto, a extrao em nvel

comercial de amido se restringe aos cereais, razes e tubrculos (LIMA, 2004).

As principais fontes de amido comercial no mundo so milho,

arroz, trigo e mandioca e batata (ELLIS, 1998; LEONEL, 2001).

Culturas como arroz, batata, batata-doce, taro, inhame, mandioca e

milho so produzidas no Brasil. A Tabela 2 apresenta a capacidade de produo de

amidopor hectare e por ano de estas culturas, permitindo visualizar o potencial de uso

das mesmas na produo de alcool (CABELLO, 2010)

Tabela 2. Capacidade de produo de amido de culturas amilceas no Brasil.

Matria-prima Amido

%

Amido/rea

t/ha

Arroz 0,77 2,93

Batata 0,12 2,68

Batata-doce 0,15 3,0

Taro 0,15 7,5

Inhame 0,17 6,8

Mandioca 0,30 9,0

Milho 0,56 5,0

Fonte: CABELLO, 2010.

O balano energtico de cada matria-prima ou a relao entre a

energia produzida e a energia consumida para produzir etanol um fator altamente

importante para a adequao e seleo dos materiais a serem usados. (EMBRAPA,

2009).Na Figura 4 mostrada uma relao comparativa entre etanol obtido a partir de

diferentes matrias-primas.

Figura 4. Rendimento mdio de bioetanol para diferentes culturas.

Fonte: EMBRAPA, 2009

Pode-se observar que o rendimento mdio maior quando se

utiliza matria-prima composta por acares diretamente fermentescveis como o caso

da cana-de-acar e da beterraba. Das matrias-primas amilceas o milho apresenta

rendimento superior.

2.2.1 Mandioca

A palavra mandioca deriva do vocbulo manioc (palavra de origem

tupi), mas sua denominao cientfica Manihot esculenta Crantz, a espcie de maior

interesse agronmico. O gnero Manihot apresenta cerca de 180 espcies descritas, a

maioria das quais nativas do Brasil (LIMA, 2001).

A mandioca uma planta perene, helifila, herbcea quando nova,

lenhosa, subarbustiva ou raramente arbrea na maturidade, no ramificada ou

ramificando-se de vrios modos, arbustiva, de razes tuberosas, folhas pecioladas,

inflorescncia em panculas onde se encontram separadas, flores masculinas e

femininas. A cultura tem grande importncia tanto agronmica como cultural, pois essa

planta a principal fonte de alimento nas regies pobres do pas, alm de ter seu centro

de origem e domesticao na regio Amaznica (SAMPAIO, 2005).

O sistema radicular da mandioca tem uma baixa densidade de

razes, porm tem uma penetrao profunda, o que d planta parte da capacidade para

resistir a longos perodos de dficit hdrico, suportar o clima quente, tolerar seca e

adaptam-se s mais variadas condies de clima e de solo (LIMA, 2001).

A mandiocultura no Brasil encontra-se em diferentes condies,

variando desde a cultura tradicional, de subsistncia, com pouca ou nenhuma tecnologia

e de baixa produtividade (8 a 12 t/ha), at polos na regio oeste do Paran, Mato Grosso

do Sul e noroeste de So Paulo, com plantios de mandioca empresarial, mecanizados,

com tecnologia, visando alcanar produtividades de 40 t/ha (SCHWENGBER, 2009).

A abundancia do cultivo em todo o territrio nacional, sua

robustez, facilidade de propagao, elevada tolerncia estiagem e ao excesso de

chuvas, bons rendimentos mesmo em solos de baixa fertilidade, baixa exigncia em

insumos modernos, potencial resistncia/tolerncia a pragas e doenas, elevado teor de

amido nas razes, possibilidade de consorcio com inmeras plantas, resistncia

propagao do fogo, alternativa para reutilizao das reas degradadas, cultivo e

colheita em qualquer poca do ano so alguns atributos para a gerao de energia de

baixo impacto ambiental (SALLA, 2008).

Dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica IBGE

mostraram que para 2012 o Brasil teve uma rea colhida de 1,72 milhes de hectares

com produtividade agrcola de 14,6t/hectare, com isto a produo para 2012 foi de 25,2

milhes de toneladas 3,7% inferior obtida na safra 2011 onde foram produzidas 26,1

milhes de toneladas.Atualmente, seis dos dez maiores municpios produtores do

tubrculo do Brasil esto na regio norte onde a maior parte do cultivo realizada em

pequenas propriedades.

A mandioca um vegetal considerado como matria-prima para

produo de lcool (CABELLO, 2005). Basicamente, cinco grupos de substncias so

encontrados nas plantas: carboidratos (87%), protenas (3%), lipdeos (1%), lignina

(3%) e cidos orgnicos (3%) (PEREIRA, 1989).

O lcool de mandioca j foi produzido no Brasil no perodo de

1932 a 1945, quando a disponibilidade energtica da poca da guerra era bastante

limitada. Naquele tempo, tcnicos j apregoavam a fabricao do lcool carburante,

tendo o Pas produzido 60 milhes de litros anuais para mistura com gasolina, produo

que superava de lcool para bebidas (MENEZES, 1980).

Atualmente o Programa Biolcool, iniciativa do Instituto

Ecolgica, Organizao da Sociedade Civil de Interesse Pblico que desenvolve planos

de orientao a pequenos produtores nortistas tem como foco a produo de lcool

retificado ou neutro, com baixo grau de impurezas, utilizado em indstrias

farmacuticas, de cosmticos e de tintas. (COSTA, 2010).

Quando considerada a produtividade por tonelada da mandioca em

relao cana-de-acar na fabricao do etanol, a mandioca tem um melhor

desempenho, enquanto uma tonelada de cana-de-acar, com 140 kg de acar total

recupervel (ATR), produz 85 litros de lcool, uma tonelada de mandioca, com 25% de

amido, pode produzir 170 litros de lcool. Considerando a produtividade agrcola mdia

em torno de 18 toneladas por hectare, implica um rendimento industrial de 3.060 litros

de bioetanol por hectare. (CABELLO, 2005).

Com a tecnologia atual, cada tonelada de mandioca pode produzir

200 litros de lcool. Ou seja, a cada 5 quilos da raiz se produz um litro de combustvel

(PEDUZZI, 2009). Para cada quilograma de massa produzida pela desintegrao das

razes de mandioca foram obtidas 166 gramas de etanol, 99,5 GL (SALLAS, 2008).

A Figura 5 ilustra os balanos de massa do etanol, gua, CO2 e

efluentes no processamento industrial da mandioca para produo de etanol.

Figura 5. Balanos de massa do etanol, gua, CO2 e efluentes no processamento

industrial da mandioca para produo de etanol.Fonte: SALLAS, 2008

Foi determinado que a quantidade mnima de gua necessria para bom

funcionamento dos processos de sacarificao foi de 1,6 litros de gua para cada

quilograma de massa gerada pela desintegrao das razes (SALLAS, 2008).

A gua adicionada para fazer a diluio da massa ralada, somada quela

contida naturalmente nos tecidos das razes de mandioca (62%) produziu efluentes na

ordem de 2,27 kg para cada quilograma de razes desintegradas (SALLAS, 2008).

Durante o processo de fermentao de um quilograma de razes

desintegradas de mandioca foram gerados 154 gramas de CO2 (SALLAS, 2008).

2.2.2Sorgo

A origem do sorgo tem sido motivo de muita controvrsia entre

pesquisadores. Existem relatos de sua explorao em runas de Egito, na China, e na

ndia, onde era cultivado muito antes da Era Crista. Entretanto, tem-se como provveis

centros de origem do sorgo o Centro-Leste da frica e partes da sia (BRINHOLI,

1996).

No continente Americano existe registros da sua introduo por

sementes trazidas de navios que transportavam escravos. No Brasil a introduo do

sorgo relativamente recente e efetivou-se no Rio Grande do Sul, onde a cultura

desenvolveu-se a partir do inicio da dcada de 70 (BRINHOLI, 1996).

O sorgo uma planta anual, pertencente famlia Poaceae e

caracteriza-se pela grande produo de massa e gros de constituio semelhantes aos

do milho. A altura da planta varia de 1,00 a 1,70 m, dependendo do cultivar e do

ambiente (SHERTZ & DALTON, 1980).

Existe cultivares de duplo propsito (gros e forragem) com altura

media em torno dos 2,00 m. O colmo formado de ns internos, com uma folha em

cada n. As folhas assim como o caule, apresentam uma fina camada de cera em sua

superfcie, que no so recobertas por pelos, permitindo a identificao da planta nos

estgios iniciais de desenvolvimento. No pice do colmo encontra-se a pancula que

pode variar de 20 a 40 cm de comprimento (SHERTZ & DALTON, 1980).

O sorgo o quinto cereal mais importante no mundo e seus gros

tambm podem ser utilizados para a produo de farinha para panificao, amido

industrial e lcool (LIMA, 2012).

No Brasil, as zonas de adaptao da cultura se concentram no Sul

(regio de fronteira) em plantios de vero, no Brasil Central em sucesso a plantios de

vero (safrinha) e no Nordeste em plantios nas condies do semirido com altas

temperaturas e precipitao inferior a 600 mm anuais; uma cultura com custo

significativamente mais baixo quando comparado ao milho, com poucos problemas de

pragas e doenas e, muito tolerante condio de stress hdrico (LIMA, 2012).

Segundo a Companhia Nacional de Abastecimento - CONAB. No

ano de 2012, Gois,foi o Estado com maior representao na produo total do sorgo

com rea estimada em 325,8 mil hectares e produo de 1,0 milho de toneladas,

seguido por Minas Gerais, com rea de 134,8 mil hectares e produo de 419,6 mil

toneladas, e por Mato Grosso, com 308,7 mil toneladas produzidas, em uma rea de

154,1 mil hectares.

Pesquisas da Embrapa Milho e Sorgo, de Sete Lagoas, na Regio

Central de Minas Gerais, estudam 25 novos cultivares de sorgo sacarino para produo

de lcool, os trabalhos comearam ainda na dcada de 1970(SHAFERT, 2010).

Todo o processo, da colheita ao produto pronto, leva trs dias, e o

resultado um lcool puro, sem aditivos ou corantes e com graduao entre 95 e 96

graus GL, que pode ser consumido diretamente nos motores, inclusive de carrosdia

(SHAFERT, 2010).

O etanol produzido a partir de sorgo vem suprir uma lacuna na

plantao de cana,onde a colheita acontece entre abril e novembro. A falta de etanol

entre dezembro e maro eleva o preo na entressafra. H diversos tamanhos de

refinarias e a produo pode variar entre 500 litros e 5000 litros por dia (OLIVEIRA,

2012).A Figura 6 mostra o calendrio Bioenergtico com uma proposta de introduo

da cultura Sorgo na matriz energtica Brasileira.

Figura 6. Calendrio Bioenergtico. Fonte: OLIVEIRA, 2012

De perodo curto de crescimento, em no mximo 120 dias o sorgo

plantado e colhido, uma cultura que pode ser semeada ocupando reas de renovao

da terra na plantao de cana, que deve acontecer a cada cinco anos, ou na constituio

de novas lavouras, principalmente em terrenos antes dedicados a pastagem de bovinos,

situao presente no noroeste paulista, no norte paranaense, em Mato Grosso do Sul e

Gois (LIMA, 2012).

Experimentos com a produo de etanol com sorgo, tambm na

entressafra da cana, realizados na Colmbia mostraram bons resultados, outra vantagem

para o sorgo que o caldo extrado de seus colmos se adapta bem ao processo industrial

das usinas de cana onde o etanol produzido, as modificaes nos equipamentos so

mnimas, em ajustes pontuais (OLIVEIRA, 2012).

As mquinas para a colheita usadas na cana tambm servem para

colher o sorgo. Assim, as usinas reduzem o perodo de entressafra, principalmente entre

maro e abril (OLIVEIRA, 2012).

Considerando uma produtividade industrial de 40 litros de etanol

por tonelada de sorgo processado e os valores de produtividade agrcola de 50 toneladas

por hectare, foi observado em reas plantadas com o cultivar BR 505, desenvolvido pela

Embrapa, no Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo, objetivando a produo de

bioetanol, uma produtividade agroindustrial de 2.500 litros de bioetanol por

hectare(REDDY, 2004).

O uso do sorgo sacarino ainda apresenta dificuldades que precisam

ser superadas antes de sua efetiva adoo como matria-prima para obteno de etanol,

como sua reduzida resistncia degradao aps a colheita, a limitada base de

germoplasma, a pouca adaptabilidade ambiental e a baixa resistncia a pragas e doenas

(SIMON, 2009; OLIVEIRA, 2012; LIMA, 2012).

2.2.3 Arroz

O arroz constitudo por sete espcies, Oryza barthii, Oryza

glaberrima, Oryza latifolia, Oryza longistaminata, Oryza punctata,Oryza

rufipogoneOryza sativa; uma das plantas alimentcias mais antigas. Na literatura

chinesa e no vale de Yang Ts Kiang existem restos de arroz de 4000 anos de

antiguidade (ANGLADETTE, 1969).

O arroz considerado o produto de maior importncia econmica

em muitos pases em desenvolvimento, constituindo-se em alimento bsico para cerca

de 2,4 bilhes de pessoas, quando comparado com as demais culturas, se destaca em

segundo lugar em extenso de rea cultivada no mundo, superado apenas pelo trigo

(FAO, 2012).

O arroz a fonte primria de energia e protena para os povos das

naes mais populosas da sia, frica e Amrica Latina, considerado um dos alimentos

com melhor balanceamento nutricional, fornecendo 20% da energia e 15% da

protena per capita necessria ao homem (DOS SANTOS, 2004).

O arroz uma cultura que apresenta ampla adaptabilidade s

diferentes condies de solo e clima, sendo a espcie com maior potencial de aumento

de produo e, possivelmente, de combate fome no mundo (ANGLADETTE, 1969).

Aproximadamente 90% de todo o arroz do mundo cultivado na

sia por mais de 250 milhes de pequenas propriedades, no sistema irrigado, onde a

maioria da populao alimenta-se deste cereal (FAO, 2012).

A produo mundial de arroz deve ter aumento na safra 2012/2013,

chegando a 735 milhes de toneladas base casca, significa um aumento de 2,2% em

relao safra 2011/2012.O crescimento concentrado principalmente nos principais

produtores asiticos, como China, ndia e Indonsia.(FAO, 2012).

A produo brasileira de arroz na safra 2011/2012 foi de 9,9

milhes de toneladas, este volume 4,6% menor em relao produo da safra

passada, de 11,4 milhes de toneladas.(CONAB, 2012).

Duas empresas de agroindstria no Rio Grande do Sul comearam

a produzir etanol do arroz, em escala experimental. A perspectiva criar uma

alternativa para a produo do combustvel e no futuro ter mais uma destinao para o

arroz no consumido como alimento (DIOS, 2012).

O arroz tem uma produtividade para etanol que pode se equivaler

ao rendimento da cana de acar, e superior a do sorgo e do trigo. Com 420 litros de

etanol por tonelada de arroz, contra 400 litros de etanol por tonelada de trigo como

produzido na Rssia, Canad e Inglaterra (DIOS, 2012).

2.2.4. Milho

O milho (Zea mays L.) uma planta que pertence famlia

Gramineae/Poaceae. O carter monico e a sua morfologia caracterstica resultam da

supresso, condensao e multiplicao de vrias partes da anatomia bsica das

gramneas (MAGALHES et al., 2002).

O milho especialmente rico em carboidratos (acares),

essencialmente o amido, o que o caracteriza como alimento energtico. Essa frao

corresponde, em mdia, a 72% dos gros, porm outros importantes nutrientes esto

presentes, como os lipdios e as fibras dietticas, que constituem 4,5 e 2,0% dos gros,

respectivamente (FRANCO, 1992).

O gro de milho utilizado principalmente para consumo humano

e animal, sendo um alimento essencialmente energtico, pois seu principal componente

o amido (FRANCO, 1992).

A cultura do milho encontra-se amplamente disseminada no Brasil.

Isto se deve tanto sua multiplicidade de usos na propriedade rural quanto tradio de

cultivo desse cereal pelos agricultores brasileiros (MAGALHES et al., 2002).

Dentre os cereais cultivados no Brasil, o milho o mais expressivo,

com duas safras, normal e safrinha. No Brasil, a rea total de milho plantada nas duas

safras de 2012 foi de 15.12 mil hectares, com uma produo de 67.79 mil milhes de

toneladas.O maior crescimento se deu no Mato Grosso que acrescentou 732,7 mil

hectares cultivados na safra 2012.(CONAB, 2012). Nos ltimos anos, Mato Grosso tem

exportado grande parte do milho produzido.

O milho passou a ser uma cultura importante para a sobrevivncia

dos produtores de Mato Grosso, o Brasil s consome 74% do milho produzido e no caso

de Mato Grosso apenas 30% do total produzido consumido no mercado interno, os

produtores se veem obrigados a exportar, mas a cada duas sacas enviadas ao porto uma

delas se perde em frete (SILVEIRA,2012).

No municpio de Campos de Jlio, em Mato Grosso comeou a

funcionar uma usina flex,alm da cana, tambm usa o milho para produzir lcool, a

usina produz etanol de cana desde 2006 e comeou os testes com milho em 2011.

Foram investidos quase R$ 20 milhes em novos equipamentos e adaptaes, parte das

mquinas usadas no processamento da cana tambm serve para a moagem e

fermentao do milho (GLOBO, 2012).

Na atualidade existem 95 refinarias nos Estados Unidos, as quais

utilizam o milho como a principal matria-prima para a produo de lcool. Para

cumprir a cota de substituio deste produto, o governo norte-americano estabeleceu

uma meta de produo de combustveis renovveis de 132,5 bilhes de litros at 2017,

dos quais, em grande parte, ser cumprida pelo etanol (BRITO, 2008).

Para cada tonelada de milho produzido em mdia 401 litros de

etanol, 323 kg de CO2 e 323 kg de resduos secos de destilaria, conhecidos como

DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles) que esto sendo considerados como

subproduto a ser utilizado na alimentao animal (BRITO, 2008).

2.2.5 Batata-doce

A batata-doce (Ipomoea batatas Lam) originria das Amricas

Central e do Sul, sendo encontrada desde a Pennsula de Yucatan, no Mxico, at a

Colmbia. Relatos de seu uso remontam de mais de dez mil anos, com base em anlise

de batatas secas encontradas em cavernas localizadas no Vale de Chilca Canyon, no

Peru, e em evidncias contidas em escritos arqueolgicos encontradas na regio

ocupada pelos Maias, na Amrica Central (SILVA, 2004).

A batata-doce a 4 hortalia mais consumida no Brasil. uma

cultura tipicamente tropical e subtropical, rstica, de fcil manuteno, boa resistncia

contra a seca e ampla adaptao (CARDOSO, 2005).

Apresenta custo de produo relativamente baixo, com

investimentos mnimos, e de retorno elevado, tambm uma das hortalias com maior

capacidade de produzir energia por unidade de rea e tempo [kcal/ha/dia](CARDOSO,

2005)

A batata-doce cultivada em climas tropicais, subtropicais e em

regies temperadas. Apresenta alta tolerncia a seca e baixo custo de produo

(MONTEIRO et al., 2007).

A batata-doce uma planta de grande importncia econmico-

social, participando do suprimento de calorias, vitaminas e minerais na alimentao

humana, as razes apresentam teor de carboidratos variando entre 25% a 30%, dos quais

98% so facilmente digestveis (AZEVEDO, 2002). Comparada com outras estruturas

vegetais amilceas, a batata-doce possui maior teor de matria seca, carboidratos,

lipdios, clcio e fibras que a batata, mais carboidratos e lipdios que o inhame e mais

protena que a mandioca (CABRAL, 2004).

No Brasil, o Rio Grande do Sul o maior produtor de batata-doce,

com uma produo de 158.629 toneladas, que representa 31,4% da produo nacional

de 505.310 toneladas. Os municpios que possuem maior produo so Mariana

Pimentel, com uma produo de 10.314 toneladas, Pelotas, com 7.187 toneladas, e

Santa Maria, com uma produo de 6.267 toneladas (CABRAL, 2004).

A produtividade mdia brasileira, est em torno de 8,7 t/ha.

Entretanto, produtividade superior a 25 t/ha pode ser facilmente alcanada, desde que a

cultura seja conduzida com tecnologia adequada (CABRAL, 2004).

Desde os anos 70 muitos pesquisadores j buscavam desenvolver

combustvel de batata-doce, em mdia, uma tonelada de batata doce rende at 180 litros

de lcool e 300 quilos de resduo, utilizado para produo de farinha e de rao animal.

O lcool de batata-doce um produto de alto valor agregado destinado fabricao de

bebidas, cosmticos, tintas e remdios, utilizados em vrios pases como a Blgica e o

Japo. (CASTRO & EMYGDIO, 2008). A produo de etanol a partir da batata-doce

tem sido alvo de pesquisas e discusses, em Mato Grosso, o tema foi discutido durante

o Frum Nacional de Batata-Doce Industrial para produo de Etanol e Derivados

BioTGA, 2012.

2.3 Resduos do processamento

Um resduo no , por princpio, algo nocivo, muitos resduos

podem ser transformados em subprodutos ou em matrias-primas para outras linhas de

produo (CEREDA, 2001).

A manipulao correta de um resduo tem grande importncia para

o controle do risco que ele representa, pois um resduo relativamente inofensivo, em

mos inexperientes, pode transformar-se num risco ambiental bem mais grave

(BASTOS, 2007).

O Brasil um dos pases que mais produzem resduos

agroindustriais, devido a sua grande atividade agrcola. Produtores e indstrias da rea

enfrentam o problema de descarte dos resduos gerados, que embora sejam

biodegradveis, necessitam de um tempo mnimo para serem mineralizados

constituindo-se numa fonte de poluentes ambientais (CAMPOS, 2005).

Durante a fabricao do lcool, alem do produto desejado,

aparecem certos produtos secundrios, resultado do processo qumico e tecnolgico,

que dificilmente podem ser evitados, a fim de diminuir a desvantagem deste fato,

procura-se sempre uma utilidade para estes produtos compensando a inconvenincia.

(RASOVSKY, 1973).

Um dos grandes desafios das usinas produtoras de etanol a partir de

cana-de-acar reduzir a quantidade dos subprodutos (bagao e vinhaa) gerados

durante a fabricao de etanol. Algumas destilarias utilizam o bagao como combustvel

durante o processo produtivo, tambm realizada a fermentao contnua, reduzindo a

quantidade de vinhaa em at 75% (BASTOS, 2007).

O aproveitamento mais racional de subprodutos poder favorecer

ainda mais o balano energtico. A disposio no ambiente de resduos gerados em

diversas atividades industriais tem resultado em frequentes relatos de problemas de

poluio ambiental. Tais problemas levaram as autoridades a elaborar medidas efetivas

para minimizar a poluio. Entre essas medidas, podem ser citadas as redues da

quantidade de resduo geradas, utilizao de tecnologias que permitam gerar resduos

menos poluentes, tratamento adequado dos resduos antes da disposio no ambiente e

aproveitamento dos resduos em outras atividades (CEREDA, 2001).

Atualmente, as alternativas de valorizao de resduos atravs do

seu aproveitamento tem sido muito incentivadas, j que podem contribuir para a

reduo da poluio ambiental, bem como permitir a valorizao econmica desses

resduos tornando-o um subproduto e deste modo agregando valor ao processo de agro-

industrializao (CAMILI, 2006).

Reduzir custo e o impacto dos resduos no ambiente deve ser a

estratgia a ser intensificada no aproveitamento de materiais. No custo final do processo

fundamental incluir aes que contemplem novos usos, dentro deste contexto, os

resduos deveriam ser vistos e remunerados como subprodutos reduzindo assim o

impacto do preo da matria prima no custo total do produto principal (CAMILI, 2006).

Em virtude da preocupao com a ecologia, no sentido de preservar

o meio ambiente contra o despejo de resduos poluidores, passou-se a motivar o

aproveitamento dos resduos agroindustriais, constitudos principalmente de

carboidratos polimerizados.A energia da planta que permanece aps a fermentao e

destilao do etanol de interesse para o mercado de alimentao animal (MENEZES,

1980).

De forma geral os principais resduos da fabricao de etanol a

partir de materiais vegetais podem ser agrupados em lquidos e slidos, os produtos

gerados,e o volume dos mesmos, dependem em parte da matria-prima utilizada

(SALLAS, 2008).

O principal efluente da destilao de lcool a vinhaa, a qual

apresenta elevada demanda bioqumica de oxignio (DBO), por ser rica em matria

orgnica, caracterizando-se como uma fonte poluente quando descartada diretamente na

gua. Em funo da carga orgnica presente na vinhaa ela tem sido usada como

alternativa parcial para substituio da adubao mineral em lavouras, principalmente

de cana (CRISPIM, 2000; LEONEL et al., 1999).

Apesar de ter consistncia lquida, pela NBR 10.004 da ABNT

(2004) a vinhaa considerada um resduo slido, pois no h soluo tcnica e

econmica para o tratamento convencional eficiente que permita seu lanamento nos

cursos dgua, dentro dos padres exigidos pela legislao (SONEGO, 2012).

Na busca por alternativas para minimizar os efeitos ambientais,

varias medidas esto sendo utilizadas para dar destino aos resduos da produo de

etanol entre elas esto: No caso do lcool a partir de cana pode-se utilizar o vinhoto

gerado no processo para adubao devido ao seu alto teor de potssio, fsforo e

nitrognio. H diversos tipos de aproveitamento do vinhoto para este fim: utilizao

direta o estado natural, utilizao em estado purificado, utilizao em forma de

concentrado, resultado da evaporao e utilizao de vinhoto calcinado (RASOVSKY,

1973); Vinhaas foram usadas como fertilizante agrcola (VIEITES, 1998), herbicida

(FIORETTO, 1985), inseticida (PONTE et al., 1992), nematicida (PONTE; FRANCO,

1981) e substrato para o crescimento de micro-organismos (WOSIACKI, 1994).

O uso de substncias estimulantes, a partir de resduos, tem

mostrado um grande potencial para aumentar a produtividade agrcola, no entanto sua

utilizao ainda no uma prtica rotineira em culturas que no atingiram um alto nvel

tecnolgico (CASTRO, 2008).

Os Materiais lignocelulsicos como talos e bagaos, correspondem

s partes estruturais da planta, geralmente utilizados para recuperao de energia com

cogerao, especificamente para atender s necessidades de energia da fase de

destilao do etanol, embora possa ser vendido o excedente (MENEZES, 1980).

Quando produzido etanol a partir de mandioca, aproximadamente

24% dos aucares redutores obtidos na hidrlise ficam retidos no resduo fibroso aps a

prensagem, foram encontrados valores de incluso de ate 15% em raes para frango de

corte em fase inicio (0 a 20 dias) substituindo parcialmente a fonte energtica, (no caso

milho), no se apresentaram diferenas significativas no desempenho dos animais

quando comparados com uma testemunha comercial (CAMACHO, 2009).

Resduos resultantes dos processos de hidrlise-sacarificao de

mandioca apresentaram boas caractersticas, para aplicao como base de produtos

dietticos ricos em fibras insolveis. O uso da pectinase como enzima complementar

gera um resduo fibroso, com boas qualidades nutricionais e o aproveitamento desse

resduo poderia, sem dvida, colaborar para a viabilizao econmica do uso desta

enzima como complementar no processo (LEONEL, 1999).

Pesquisas feitas com resduos slidos da produo de etanol a partir

de milho usados na alimentao de sunos mostraram que a incluso de 10% de resduos

slidos da produo de etanol a partir de milho em dietas para sunos em terminao

no afetam o desempenho e parmetros de carcaa, alm de contribuir para o melhor

custo de formulao (STEIN et al. 2009).

A maior demanda de alimentos para animais satisfeita numa alta

proporo com gros e diversas fontes proteicas, os pases em desenvolvimento no

contam com suficientes recursos de produo para satisfazer a demanda e tem que

recorrer a importaes cada vez maiores que afetam desfavoravelmente as economias.

Por outra parte os gros continuam sendo vitais para a alimentao humana no terceiro

mundo, o que origina uma competncia na produo para o consumo humano e o

consumo na alimentao animal. Todo o anterior indica a convenincia na busca de

alternativas para satisfazer as necessidades alimentcias (BUITRAGO, 1990).

As limitaes para a transformao dos resduos em produtos para

alimentao animal esto ligadas deficincia e/ou a desequilbrios nas caractersticas

nutricionais do resduo e aos custos com a coleta, o transporte e, geralmente, com o

tratamento necessrio para melhoria de seu valor nutritivo (BUITRAGO, 1990).

Com resduos aquosos estas limitaes so severas, pois o baixo

teor de matria seca pode comprometer o rendimento industrial do produto e impacta

diretamente nos custos de armazenamento e transporte. Por isso, muitas vezes a

destinao dada a este resduo restringe-se a utilizao pela prpria fonte geradora em

suas atividades agrcolas e pecuria ou por agricultores e pecuaristas situados prximos

aos locais de produo (RODRIGUES & RODRIGUES, 2012).

Quando um material sofre alterao em suas propriedades originais

durante o perodo de armazenamento sua possibilidade de uso fica bastante reduzida,

pois no h garantia de qualidade e consequentemente aumento de riscos e malefcios

relativos sua destinao (RODRIGUES & RODRIGUES, 2012).

BELYEA et al., (1989) e GRASSER et al., (1995) consideraram

que a incluso dos subprodutos da agroindstria na alimentao animal uma

alternativa a ser considerada para minimizar os impactos ambientais e tambm ser

economicamente justificvel devido ao preo competitivo desses subprodutos em

relao a alimentos concentrados convencionalmente usados na formulao de raes.

A ideia da utilizao de alimentos no convencionais para animais

ganha importncia, principalmente com o objetivo de atender s dificuldades de

pequenos produtores, para os quais muitas vezes o custo de alimentao dos animais

um impedimento para a criao em condies satisfatrias (RIBEIRO et al., 2007).

A possibilidade de uso dos resduos e a agregao de valor as suas

respectivas cadeias produtivas, pode ser um fator determinante para a viabilidade

econmica da atividade. Portanto, aspectos como quantidade de resduo gerado,

composio, tcnicas de armazenamento, transporte e estabilidade durante o

armazenamento devem ser estudadas para orientar a aplicabilidade e desenvolvimento

de processos tecnolgicos para a destinao adequada do mesmo (RODRIGUES &

RODRIGUES, 2012).

2.4. Experimentao Animal

Pinturas de agrupamentos neolticos, assim como pequenas

esculturas encontradas na sia e na Europa, e at mesmo restos de ossos em runas

Incas, revelam deformidades que permitem fazer certos diagnsticos e mostram

intervenes cirrgicas teraputicas. A observao de fenmenos biolgicos e as

tentativas de cura provavelmente devem ter ocorrido desde os agrupamentos

homindeos primitivos. Entretanto, s a inveno da escrita possibilitou um maior

conhecimento sobre as descobertas dos povos antigos em relao aos fenmenos do

organismo saudvel ou enfermo (LAPCHICK et al., 2009).

As primeiras menes escritas feitas a doenas e seus tratamentos

encontrasse nos famosos papiros de Ebers e de Smith. O primeiro descreve numerosas

medidas teraputicas, o segundo, contm a primeira citao ao sistema nervoso

(MATTARAIA, 2007).

Aristteles, no sculo 2 a.C., estudou a anatomia de diversos

animais, Herfilo durante o perodo alexandrino, dissecava rotineiramente animais,

chegando errnea concluso de que as artrias s continham ar, pelo fato de realizar

seus estudos em animais mortos. Galeno, no sculo 2 d.C., dissecou centenas de

animais de vrias espcies e extrapolou suas descobertas para o homem, sem

aparentemente jamais ter dissecado cadveres humanos (TIMO-IARIA, 1992)

Durante os sculos 18 e 19 a experimentao animal progrediu

lentamente de uma prtica relativamente incomum, at alcanar um enfoque cientfico.

medida que os conhecimentos cientficos avanaram, as metodologias tambm se

modificaram, adaptando-se aos novos desafios. absolutamente lcito, do ponto de

vista de metodologia cientifica, fazer uso de determinadas espcies para o estudo de

fenmenos biolgicos e transferir os resultados obtidos para outras espcies, inclusive

para espcie humana (MATTARAIA, 2007).

No Brasil, os comits de tica comearam a ser constitudos na

dcada de 1990, para avaliar condies nas quais os animais so submetidos pesquisa,

os comits surgiram a partir do interesse das instituies de pesquisa e universidades. O

uso de animais de laboratrio para fins cientficos e didticos est embasado na Lei N

11.794, de 8 de outubro de 2008, que entrou em vigor na data de sua publicao

(LAPCHICK et al., 2009)

2.4.1 Condies ambientais

Alguns fatores ambientais devem ser controlados para que os

animais se sintam confortveis e devem ser mantidos constantes para evitar que sofram

o desgaste de adaptar-se fisiologicamente a estas variaes.

Ratos e camundongos no desenvolvem mecanismos

termorreguladores antes de 3-4 semanas e isto muito importante, pois nesses animais

leva alguns dias para que o pelo cresa. No se do bem em altas temperaturas, uma vez

que no suam. Para manter a temperatura, eles produzem ou perdem calor, o que

acarreta grande dispndio de energia e esta demanda de adaptao pode extrapolar a

capacidade metablica do animal (LAPCHICK et al., 2009).

Uma diminuio da temperatura ambiente abaixo da capacidade do

organismo para regular a temperatura do corpo aumenta a suscetibilidade dos animais a

infeces (POOLE, 1999). A temperatura ambiente para roedores (22 C 2 C), para

coelhos (18 C 2 C) e para sunos adultos (16 C 2 C) deve ser mantida dentro dos

limites (HEINE, 1998).

As condies climticas dentro de uma sala de experimentao

devem ser controladas por ajustes automticos do equipamento de condicionamento,

variaes na temperatura ambiente influenciam os processos metablicos.Animais em

estresse trmico alteram a ingesto de alimentos, de gua, o peso, a frequncia

respiratria e a produo. O estresse trmico tambm ocasiona alteraes de

comportamento que podem levar a erros de avaliao nas pesquisas (LAPCHICK et al.,

2009).

O biotrio de experimentao deve ter um ambiente padronizado

no que se refere temperatura, umidade, iluminao, qualidade do ar, atravs de

filtrao eficiente, e 10-15 trocas de ar por hora, de modo a no permitir a recirculao

(POOLE, 1999).

O fator umidade relevante na manuteno da termorregulao e

na transmisso de doenas, algumas linhagens so mais suscetveis que outras. A baixa

umidade realtiva aumenta a atividade dos animais (LAPCHICK et al., 2009).

A gua conduz melhor o calor que o ar. A condutividade do calor

pelo ar aumenta com o contedo de vapor presente. Variaes de temperatura e umidade

ambientais podem levar a alteraes patolgicas nas vias respiratrias, alteraes na

pele e infeces. Nos ratos, umidade relativa abaixo de 40% desencadeia o quadro de

ring disease, constries na cauda, restringindo a circulao sangunea, a parte distal

torna-se edematosa podendo necrosar. A umidade recomendada nas salas deve ficar em

torno de 45% 15% (HEINE, 1998).

A luz estimula, via nervo ptico, o sistema hipotlamo-pituitrio,

levando produo e secreo de hormnios necessrios ao processo regulatrio do

organismo. Contribui tambm para a regulao do relgio interno, influenciado pela

rotao da Terra. Inmeras funes corporais e atividades do organismo ocorrem de

forma cronologicamente dependente, isto , em ritmo circadiano. Muitos resultados

experimentais so influenciados pelos ritmos circadianos (HEINE, 1998).

A falta de ventilao adequada, aliada alta densidade demogrfica

e falta de higienizao das gaiolas, leva ao aumento das concentraes de amnia no

ar respirado causando irritao no epitlio de revestimento das vias areas superiores e

aumento da suscetibilidade a doenas infecciosas. Tambm o aumento da concentrao

de dixido de carbono superior a 8% resulta em inconscincia e morte (POOLE, 1999).

2.4.2. Rato

O rato de laboratrio, ou rato Norway, a forma domesticada da

espcie Rattus novergicus. Embora o gnero Rattus possua cerca de 300 espcies, a

outra espcie mais conhecida Rattus rattus, ou rato preto. O gnero pertence ordem

Rodentia e Famlia Muridade (LAPCHICK et al., 2009).

No sculo 21, o papel do rato se transformou de carregador de

doenas infecciosas em ferramenta indispensvel na medicina experimental e

desenvolvimento de drogas. Exemplos atuais do uso do rato na pesquisa mdica humana

incluem: cirurgia, transplante, diabetes, distrbios psiquitricos incluindo interveno

comportamental e vcio, regenerao neural, cura de ferimentos e de ossos, enjoo

espacial, e doenas cardiovasculares. No desenvolvimento de drogas o rato usado

normalmente para demonstrar eficcia teraputica e para descobrir atoxicidade de

compostos teraputicos antes dos testes clnicos em humanos (MATTARAIA, 2007).

Diversas caractersticas tornaram o rato um modelo atraente para

pesquisa, entre elas seu pequeno porte, ciclo biolgico curto e baixo custo de

manuteno. A similaridade gentica entre este roedor e os seres humanos

aproximadamente 80% (DESSEN, 2009).

O rato um mamfero roedor, nasce sem pelos, de olhos fechados,

com o conduto auditivo fechado, sem dentes, pesando em mdia cinco gramas, corpo

fusiforme, cauda longa, ausncia de glndulas sudorparas, receptores tteis bem

desenvolvidos (cabea, vibrissas, patas e cauda) e cinco dedos em cada pata. Apresenta

longas vibrissas, aproximadamente quinze de cada lado, implantadas em profundidade e

solidrias, com receptores mecnicos, constituindo um dos principais sentidos do rato.

So animais de hbito noturno. Durante as duas primeiras semanas de vida do filhote, o

sistema nervoso est em processo de maturao (SANTOS, 2010).

O instituto Wistar, fundado em 1982, o mais antigo instituto de

pesquisa nos Estados Unidos, e foi o local onde estabeleceram ratos de laboratrio

como um importante animal. Henry Donaldson e seu grupo trabalharam para padronizar

o rato albino, a fim de se realizar estudos reprodutveis sobre o crescimento e

desenvolvimento do sistema nervoso. O instituto Wistar forneceu o rato Wistar para

outros laboratrios at 1960, quando as matrizes reprodutoras e todos os direitos foram

vendidos a uma empresa comercial (LAPCHICK et al., 2009).

A linhagem Wistar uma das mais utilizadas mundialmente em

pesquisas de laboratrio e sua importncia deve-se ao fato de o Dr. Donaldson e sua

equipe terem realizado inmeras pesquisas para obter dados fundamentais,

principalmente curvas de crescimento do animal, do crnio, do esqueleto e de vrios

rgos individualmente (LAPCHICK et al., 2009).

Figura 7. Rato Wistar.

Como apresentado na Figura 7, os ratos Wistar so caracterizados

pelas orelhas alongadas, cabea grande e comprimento da cauda sempre menor que o

comprimento corporal. Ratos Wistar so considerados animais dceis, de fcil

manipulao e tm boa capacidade de aprendizado (SANTOS, 2010).

A ontogenia do rato Wistar ocorre aproximadamente da seguinte

forma: Abertura do pavilho auditivo de 2 a 4 dias de vida, a penugem aparece por

volta de 5 a 6 dias e tm o corpo coberto de pelos aproximadamente aos 9 dias de vida,

erupo dos incisivos superiores de 6 a 12 dias de vida, abertura do conduto auditivo e

dos olhos de 10 a 14 dias de vida, ingesto de alimentos slidos de 11 a 13 dias de vida,

a puberdade ocorre por volta de 45 a 55 dias de vida, a expectativa de vida em biotrio

de 24 a 36 meses (LEVINE, 2001).

Uma caracterstica peculiar dos roedores, incluindo os ratos, a

ausncia dos caninos e a presena de incisivos bem desenvolvidos. Os ratos so

monofiodnticos, significando que tm uma s dentio. O esmalte dos incisivos dos

roedores contm ferro, que confere a dureza e lhes d uma colorao amarelada. Esses

incisivos crescem durante toda a vida e devem ser gastos, com isso os ratos tm o hbito

de roer (LAPCHICK et al., 2009).

O rato no possui amdalas, tampouco receptores para o paladar da

gua. O esfago do rato inteiramente coberto com epitlio queratinizado. O estmago

contm uma poro glandular e outra no glandular, separadas por um sulco limitante.

O esfago entra pela menor curvatura do estmago atravs de uma prega do sulco

limitante e esta caracterstica anatmica impede que o rato vomite, o que o torna um

animal seletivo quanto alimentao (LAPCHICK et al., 2009).

O intestino delgado do rato composto pelo duodeno (10 cm),

jejuno (100 cm) e leo (3 cm). O ceco proeminente ocupa grande parte de cavidade

abdominal. O rato possui um fgado com quatro lobos e no possui vescula biliar. O

pncreas um rgo difuso, que se estende da ala duodenal para o epplon

gastrointestinal. Pode ser diferenciado do tecido adiposo por sua maior consistncia

(LAPCHICK et al., 2009).

Os pulmes dos ratos so imaturos no nascimento e desprovidos de

alvolos, dutos alveolares e bronquolos respiratrios. O remodelamento ocorre de

quatro a sete dias aps o nascimento, com o surgimento dos bronquolos respiratrios

aos dez dias aps o nascimento (LAPCHICK et al., 2009).

As glndulas lacrimais (Harderian), localizadas atrs de cada olho,

secretam porfirina (avermelhada), que pode ser observada nos cantos dos olhos ou na

parte externa das narinas quando o rato est doente ou estressado. As patas dianteiras

podem tambm ficar manchadas quando o animal tenta se limpar. Essas secrees

podem ser confundidas com sangue, mas a porfirina fluoresce sob a luz ultravioleta

diferente do sangue (LAPCHICK et al., 2009).

Os ratos como outros roedores, no possuem muitos mecanismos

fisiolgicos para evitar o calor. Eles no suam, no possuem glndulas sudorparas; o

calor dissipado atravs da vasodilatao na cauda e um aumento da salivao de gua

quando a temperatura aumenta. A taxa respiratria aumentada para regular a

temperatura do corpo (LAPCHICK et al., 2009). A Tabela 3 ilustra os parmetros

fisiolgicos de ratos.

Tabela 3. Parmetros Fisiolgicos de ratos.

Expectativa de vida 2,5 a 3,5 anos

Temperatura corporal 36 37,5 C

Peso do macho adulto 400-500 g

Peso da fmea adulta 250-300 g

Produo de urina (24 horas) 5-6 mL

Produo de fezes (24 horas) 10-15 g

pH da urina 7,3 8,5

Fonte: LAPCHICK et al., 2009

2.4.2.1 Requerimentos Nutricionais

O valor energtico das dietas funo de sua digestibilidade e

energia qumica e geralmente descrito em termos de energia metabolizvel (ME),

medida biologicamente. A ME dos carboidratos 17 kJ/g e das gorduras, 38 kJ/g. Os

aminocidos produzem aproximadamente a mesma quantidade de ME que o

carboidrato, mas como as protenas so os mais caros ingredientes de uma dieta, seu uso

especificamente como fonte de energia torna-se economicamente invivel. Animais em

rpido crescimento devem consumir alimento suficiente para fornecer cerca de quatro

vezes mais energia do que a necessidade para o metabolismo basal, e varia com a idade

entre espcies (LAPCHIK et al., 2009).

Protenas so molculas de estrutura complexa que constituem 50%

do peso celular e tm importantes funes na manuteno dos fenmenos vitais, na

formao do tecido, da musculatura e para as reaes bioqumicas do organismo. A

qualidade nutricional das protenas determinada pelo tipo e pela quantidade dos seus

aminocidos constituintes (LAPCHIK et al., 2009).

Gordura da dieta fornece cidos graxos essenciais (AGE) que so

requeridos para sntese de lipdeos no tecido das membranas celulares. As gorduras so

tambm uma fonte significativa de calorias (9cal/g), melhoram a palatabilidade dos

alimentos e so necessrias para absoro normal e utilizao de vitaminas

lipossolveis. Os animais estocam lipdeos nas clulas do tecido adiposo (LAPCHIK et

al., 2009).

As vitaminas so compostos qumicos puros requeridos em

pequenas quantidades para o crescimento, manuteno, reproduo e lactao. So

componentes de certas enzimas e sistemas hormonais essenciais para os processos

normais da vida. So classificados com base na sua solubilidade como lipossolveis,

que se dissolvem em gorduras (K, A, D, E) e hidrossolveis, que se dissolvem em gua

(complexo B, C e Biotina) (LAPCHIK et al., 2009).

Os minerais tm uma gama de funes, como funes estruturais

do clcio e fsforo no osso, de efeitos osmticos e inicos de sdio e potssio, e como

parte integral de enzima (LAPCHIK et al., 2009).

O animal esta constantemente perdendo gua na urina, transpirao

e expirao. A gua uma importante substncia, no sendo um nutriente, mas vital no

ambiente interno do animal para mover substncias pelo organismo e para permitir a

maioria das reaes bioqumicas que ocorrem no organismo e que so processos da

vida. A necessidade vital de gua deve ser satisfeita. Os animais de laboratrio devem

ter acesso ad libitum a gua fresca, potvel e no contaminada (LAPCHIK et al., 2009).

2.4.2.2Eutansia

O termo Eutansia vem do grego, eutansia, que vem sendo

entendida, desde a antiguidade, em seu sentido literal: boa morte (com bondade, com

benevolncia, felizmente). O termo foi proposto por Francis Bacon, em 1693, em sua

obra Historia vitae et mortis, como sendo o tratamento adequado s doenas

incurveis .Existem dois tipos de mtodos aceitveis de eutansia, os fsicos onde se

encontram: concusso, deslocamento cervical, decapitao e irradiao por micro-ondas

e os qumicos onde se encontram anestsicos, agentes inalatrios e dixido de carbono.

Em concentraes superiores a 60%, o dixido de carbono age como um agente

anestsico e causa rpida perda de conscincia, devido ao efeito narctico da ingesto

elevada sobre o crebro, provocando hipxia (LAPCHIK et al., 2009).

2.4.3. Anlises Laboratoriais

2.4.3.1 Histologia

A histologia (do grego: hydton = tecido + logos = estudos) a

cincia que estuda os tecidos biolgicos, sua formao (origem), estrutura (tipos

diferenciados de clulas) e funcionamento.A tcnica histolgica visa preparao dos

tecidos destinados ao estudo microscopia de luz. O exame ao microscpio feito

geralmente por luz transmitida, o que significa que a luz deve atravessar o objeto a ser

examinado. Assim, necessria a obteno de fragmentos dos tecidos que sero

coletados em lminas muito finas e transparentes (CAPUTO, 2008).

Os passos para a obteno de um preparado histolgico

permanente, denominado lmina histolgica resumidamente so: A colheita do material

ou obteno da pea, por bipsia ou necropsia (GRIMALDI FILHO, 1981).

A fixao que visa impedir a destruio das clulas por suas

prprias enzimas (autlise), ou bactrias. Este tratamento feito imediatamente aps a

retirada do material (bipsia), ou at antes (fixao por perfuso do animal). A fixao

visa ainda endurecer os tecidos, tornando-os mais resistentes e favorveis s etapas

subsequentes da tcnica histolgica. A fixao pode ser feita por processos fsicos ou

qumicos. A fixao qumica, mais usada em Histologia, feita por fixadores que

podem ser simples ou compostos. Como exemplo de fixador simples temos o formol e,

de composto, um exemplo o lquido de Bouin (uma mistura de formol, cido pcrico e

cido actico)(GRIMALDI FILHO, 1981).

A desidratao que visa retirar a gua dos tecidos, a fim de permitir

a impregnao da pea com parafina. Para isto, a pea submetida a banhos sucessivos

em alcois de teor crescente (ex.: lcool a 70%, 80%, 90% e 100%)(GRIMALDI

FILHO, 1981).

A impregnao pela parafina fundida com a finalidade de permitir a

obteno de cortes suficientemente finos para serem observados ao microscpio. Para

isso os tecidos devem ser submetidos a banhos de parafina a 60C, no interior da estufa.

Em estado lquido, a parafina penetra nos tecidos, dando-lhes, depois de solidificada,

certa dureza (GRIMALDI FILHO, 1981).

A Incluso, a passagem da pea que estava na estufa para um

recipiente retangular (forma) contendo parafina fundida que, depois de solidificada

temperatura ambiente, d origem ao chamado bloco de parafina. A Microtomia a

etapa em que se obtm delgadas fatias de peas includas na parafina, atravs de um

aparelho chamado micrtomo, que possui navalha de ao. A espessura dos cortes

geralmente varia de 5 a 10 um (micrmetros) (GRIMALDI FILHO, 1981).

Na Extenso, os cortes provenientes da microtomia so

enrugados. Para desfazer estas rugas, so esticados num banho de gua e gelatina a

58C, e pescados com uma lmina. Leva-se ento, estufa a 37C, por 2 horas, para

que se d a colagem do corte lmina, pela coagulao da gelatina contida na gua

quente (GRIMALDI FILHO, 1981).

A Colorao tem a finalidade de dar contraste aos componentes dos

tecidos, tornando-os visveis e destacados uns dos outros. Para realiz-la, so

observados trs itens:

a) Eliminao da parafina - por meio de banhos sucessivos em xilol, benzol ou toluol.

b) Hidratao - executada quando o corante utilizado solvel em gua. Deve ser

gradativa, com alcois de teor decrescente, para evitar o rompimento dos tecidos.

c) Colorao - os corantes so compostos qumicos com determinados radicais cidos

ou bsicos que possuem cor, e apresentam afinidade de combinao com estruturas

bsicas ou cidas dos tecidos (GRIMALDI FILHO, 1981).

Rotineiramente, usa-se hematoxilina, corante bsico, que se liga

aos radicais cidos dos tecidos, e eosina, corante cido que tem afinidade por radicais

bsicos dos tecidos. Os componentes que se combinam com corantes cidos so

chamados acidfilos e os componentes que se combinam com corantes bsicos so

chamados basfilos (GRIMALDI FILHO, 1981).

A desidratao visa retirar a gua, quando os corantes utilizados

forem solues aquosas, a fim de permitir perfeita visualizao dos tecidos, pois a gua

possui ndice de refrao diferente do vidro, e ainda prevenir a difuso dos corantes.

Para isto usam-se banhos em alcois de teor crescente (GRIMALDI FILHO, 1981).

A diafanizao feita com xilol, a fim de tornar os cortes

perfeitamente transparentes para posteriormente fazer a montagem que a etapa final da

tcnica histolgica, e consiste na colagem da lamnula sobre o corte, com blsamo do

Canad, que solvel em xilol e insolvel em gua. A lamnula impede que haja

hidratao do corte pela umidade do ar ambiente, permitindo ento que estas lminas se

mantenham estveis por tempo indefinido. Aps a montagem, levam-se as lminas

estufa, para secagem do blsamo do Canad (GRIMALDI FILHO, 1981).

2.4.3.2 Perfil Sanguneo

A composio bioqumica do plasma sanguneo reflete de modo

fiel a situao metablica dos tecidos animais, de forma a poder avaliar leses teciduais,

tran