Dissertations / Theses on the topic 'Saccharomyces sp'

Historicamente o Brasil tem marcado importante presença no setor sucroalcoleiro devido a fatos como o Programa Nacional do Álcool (Pró-álcool) e mais recentemente a tecnologia dos carros flex. Esses fatos somados aos problemas da utilização de uma matriz energética não renovável, cara e muito poluente como o petróleo, trazem a importância de aperfeiçoar a atividade no país. No entanto, diversos fatores afetam a fermentação e reduzem o rendimento fermentativo, como a entrada de contaminantes no processo e a pemanência deles, através de problemas como a qualidade da matéria prima e práticas como o processo de \"Melle-Boinot, respectivamente. Estudos anteriores revelam que grande parte desses contaminantes são do grupo chamado de bactérias láticas e que essas apresentam duas maneiras distintas de metabolizar os açúcares (homofermentativas e heterofermentativa), sendo que o tipo presente influencia em outros fatores importantes como a produção de glicerol por parte das leveduras. Além disso, acredita-se que as heterofermentativas sejam favorecidas pelas condições impostas na dorna fermentativa. Nesse contexto, o presente trabalho objetiva fazer um levantamento do tipo metabólico predominante das bactérias láticas contaminantes de destilarias brasileiras, além de entender melhor as relações existentes entre esses microrganismos e as leveduras. Para isso, foram isoladas 221 bactérias de destilarias e testadas quanto ao tipo metabólico. Adicionalmente, 2 bactérias foram escolhidas (I8 e I9), identificadas e testadas em ensaios de fermentação em conjunto com as leveduras PE-2 e Mauri, sob condições que simulam o processo industrial. Foram testados cinco tratamentos (PE-2; PE-2+I8; PE-2+I9; Mauri; Mauri+I8 e Mauri+I9), com 3 repetições cada e um total de 5 reciclos fermentativos. Ao final de cada reciclo fermentativo, amostras foram retiradas para análises químicas e microbiológicas. Os resultados revelam que, embora as hetero sejam mais agressivas e predominem em relação às homo quando simulamos o processo industrial dentro do laboratório, diferentemente do que se pensava, não ocorre essa predominância dentro da destilaria, já que 51,3% dos isolados eram homo e 48,69% eram hetero. Além disso os resultados também mostraram que todas as bactérias homo identificadas pertenciam à espécie Lactobacillus plantarum, enquanto as hetero à espécie L. fermentum, o que de acordo com dados anteriores da literatura sugerem que possa haver uma divisão de tipos metabólicos por espécie. Ao analisarmos os metabólitos de ambos os microrganismos vemos que houve menor produção de glicerol por parte das leveduras quando elas estavam em cultivo conjunto com as bactérias homofermentativas, mesmo em comparação com o controle (sem contaminação) o que pode ser explicado pelo fato de ter havido produção de succinato exclusivamente nos tratamentos com a I8 (homo). Ou seja, como as bactérias homo produzem quantidades muito superiores de ácido lático se compararmos com as heterofermentativas, as leveduras foram estimuladas a excretarem mais ácido succínico, desviando o metabolismo da produção massiva de glicerol.
Brazil has been historically very present in ethanol industry because some facts as National Alcohol Program (\"Pro-Alcohol\") and more recently the flex fuel car technology. These facts, added to the problems of using petroleum that is a non-renewable energy source, very expensive and polluting, bring the importance of improving brazilian activity. However, several factors affect the fermentation and reduce alcoholic yields, as the entry of contaminants into the process and their permanency because, for example, the quality of raw materials and everyday practices as \"Melle-Boinot\" process, respectively. Previous studies have shown that many of these contaminants are called lactic acid bacteria, which have two distinct ways to metabolize sugars (homofermentative and heterofermentative), and the type present could influence important factors such as glycerol production by yeasts. Additionally, it is believed that the hetero bacteria are favored by the fermentative industrial conditions. In this context, this work aims to survey the predominant metabolic type of lactic acid bacteria contaminants in brazilian distilleries, and understand the relationship between this microorganisms and yeasts. For that, we isolated 221 bacteria from distilleries and tested their metabolic type. In addition, two strains were chosen (I8 and I9), identified and tested with PE- 2 and Mauri yeasts under industrial process simulating conditions. By this mean, we have 6 treatments (PE-2; PE-2+I8; PE-2+I9; Mauri; Mauri+I8 and Mauri+I9) with 3 replicates each one and a total of 5 cell recycling fermentation. At the end of each recycle, samples were taken for chemical and microbiological analysis. The results showed that, although the heterofermentative are more aggressive and dominant in relation to homo when we simulate the industrial process in the laboratory, unlike previously thought, we can not find this predominance in distilleries, since 51,3% of the isolates were homo and 48,69% were hetero. In addition, the results also showed that all the homo bacteria identify was a Lactobacillus plantarum, while all the hetero identify was a L. fermentum, which according to previous literature, suggests that should exist a division of metabolic types by species. When analyzing the metabolites of both microorganisms we see that there was less glycerol production by the yeast when they were growing together with homofermentative bacteria, even in comparison with the control (without contamination) which might be explained by the fact that there was only succinate production in treatments with homo (I8). In other words, homofermentative bacteria produce much higher amounts of lactic acid when compared with hetero, so yeast cells were stimulated to excrete more succinic acid and take the metabolism away from glycerol mass production.

Les polysaccharides sécrétés dans les milieux fermentés par Saccharomyces cerevisiae et Pediococcus sp. Ont été peu étudiés. L'objet de ces travaux est une meilleure connaissance de la nature chimique et des propriétés de ces macromolécules glucidiques qui interviennent dans la structure colloïdale des vins. La mise au point d'une méthode analytique rapide et reproductible de dosage chromatographique des polysaccharides a permis d'établir des cinétiques de production en milieu modèle et dans les vins au cours de la fermentation alcoolique et de la conservation sur biomasse levurienne. La quantité de polysaccharides sécrétés (plusieurs centaines de milligrammes par litre) dépend de la souche de levure, de la température de fermentation, des conditions d'agitation du milieu et de la durée de conservation sur lies. La précipitation par un sel d'ammonium quaternaire ou la chromatographie d'affinité permettent de séparer une mannoprotéine majoritaire d'un complexe glucomannoprotéine. La mannoprotéine exocellulaire possède une structure moléculaire analogue à celle de la mannoprotéine constitutive de la paroi. La libération des polysaccharides levuriens peut être expliquée par les activités β -(1→3) - glucanase pariétales de la levure. L'application pratique de ces résultats concerne l'élevage des vins blancs secs de garde en barrique sur lies totales. Les polysaccharides sécrétés par certaines souches de bactéries lactiques appartenant au genre Pediococcus, responsables d'une augmentation de viscosité, sont des β-D-glucanes. Les quantités libérées dépendent de la nature et de la concentration de la source carbonée choisie comme substrat énergétique. Ces polysaccharides ont un poids moléculaire moyen de 800 000. Leur structure moléculaire a été étudiée par perméthylation, spectrométrie de masse, résonance magnétique nucléaire du carbone 13, dégradation de Smith et hydrolyse enzymatique spécifique par une exo β - (1→3) - glucanase. L'hypothèse de structure proposée est celle d'un β - (1→3 : 1→2) - glucane.

Les mecanismes fondamentaux de la fermentation alcoolique par saccharomyces cerevisiae sont actuellement bien connus. Cependant, la mise en uvre a l'echelle industrielle de ce procede se heurte souvent a certaines difficultes liees a une mauvaise connaissance du comportement des levures sur des milieux complexes et non steriles. Cette etude aborde ces deux types de problemes, dans le cadre de la valorisation energetique du sorgho sucrier. Dans une premiere partie, le comportement de saccharomyces cerevisiae sur divers sucres pris separement ou un melange est analyse. Il est mis en evidence que l'hydrolyse du saccharose peut constituer une etape limitante du procede lorsque sa concentration initiale est elevee. Les problemes lies au levain sont egalement abordes: il est montre que le recyclage de la biomasse peut etre envisage sans perte de viabilite sur quatre cycles successifs. La deuxieme partie est consacree a l'etude d'une contamination du procede de fermentation alcoolique souvent observee sur sites industriels. L'agent contaminant est identifie comme une levure brettanomyces, et ses conditions de developpement sont analysees. L'etude de laboratoire permet de reproduire la contamination et d'analyser les mecanismes (effet killer, role de l'acide acetique, competition) regissant les relations entre les deux genres levuriens saccharomyces et brettanomyces. Deux hypotheses sont finalement proposees et debouchent sur des regles de conduite du procede

Orientador: Ines Joekes
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-07-24T21:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fregonesi_AdrianadeAndrade_M.pdf: 2846046 bytes, checksum: 2a2cec9457ac7fbcf97ba47e29276740 (MD5) Previous issue date: 1998
Mestrado

Orientador: Valdemiro Carlos Sgarbieri
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos
Made available in DSpace on 2018-07-26T22:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilela_ElkeSimoniDias_M.pdf: 29142541 bytes, checksum: f3425a2cbc4c9d5ea1b40ff750505296 (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: o objetivo geral deste trabalho foi avaliar as propriedades funcionais e nutritivas do autolisado e extrato de levedura após a otimização do processamento da biomassa para a obtenção dos produtos a serem avaliados (levedura íntegra seca - LI, autolisado total - ATe extrato de levedura - Ex). A levedura íntegra utilizada foi a do gênero Saccharomyces sp. proveniente de cervejarias (resíduo) que possui um sabor acentuadamente amargo. O trabalho consistiu em quatro etapas, sendo que na primeira procurou-se otimizar os processos de obtenção de autolisado e extrato que foram analisados para composição centesimal, perfil de aminoácidos, composição mineral e perfil de ácidos graxos. Na composição centesimal os resultados foram: proteínas (46% - 61%), sendo o maior valor para o extrato e o menor para o autolisado; fibra total (2,7 - 25%), sendo o menor valor para o extrato e o maior para o autolisado; minerais ( 6,8 - 12,5%), sendo o menor valor para o autolisado e o maior para o extrato. O perfil de aminoácidos essenciais apresentou concentrações superiores ao padrão de referência da FAO/WHO para o extrato e levedura íntegra, sendo que para o autolisado os aminoácidos sulfurados totais representaram 85% do padrão de referência. A composição em minerais revelou que o autolisado e o extrato atendem, em boa parte ou no todo, as recomendações de ingestão diária. Os derivados de levedura apresentaram um bom perfil de ácidos graxos essenciais sem grandes variações nas concentrações de ácidos graxos saturados e insaturados, comparados com a levedura íntegra. Na segunda etapa realizou-se o primeiro ensaio com ratos cujo objetivo foi determinar o valor nutritivo da proteína na levedura e seus derivados. Não houve diferença estatística quanto aos índices PER e NPR quando a comparação foi feita entre os produtos de levedura, sendo que todos apresentaram valores inferiores ao da caseína ¿Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital.
Abstract: The general objective of this investigation was to evaluate the functional and nutritive properties of the yeast autolysate and yeast extract afier processing of the yeast biomass to obtain the products (dehydrated yeast cells - LI, total autolysate - AT, and yeast extract - Ex). The yeast cells utilized was a Saccharomyces sp. originated in breweries as a residue and possessing a strong bitter fiavor. Practically the work was divided in four phases. The first phase consisted in the optimization of the processes for obtaining autolysate and extract from dehydrated yeast cells which were characterized for proximate percent composition, amino acids, mineraIs and fatty acids profiles. Percent compositionwas as follows:proteins (46 - 61%), the highest value for the extract and the lowest for the autolysate; total fiber (2.7 - 25%), the lowest value for the extract and the highest for the autolysate; mineraIs (6.8 - 12.5%), the lowest value for the autolysate and the highest for the extract. The essential amino acids profile showed concentrations higher than the FAO/WHO reference pattem for the extract and yeast unbroken cells; for the autolysate total sulfur amino acids was 85% of the reference standard. Mineral composition revealed that the autolysate and the extract fulfill, in a whole or in part, the recommendations of dai1yintake. The yeast derivatives presented good essential fatty acids profiles and no great variations were detected between saturated and unsatured acids, compared with the whole yeast cells. In the second phase the first rat assay was performed for determining the protein nutritive value for the whole yeast cells and derivatives. No statistical differences were found for the PER and NPR among the yeast products which produced lower values than the casein values ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations.
Mestrado
Mestre em Engenharia de Alimentos

La transformación del mosto de uva en vino es un proceso microbiológico complejo aunque la fermentación alcohólica es llevada a cabo generalmente por cepas de Saccharomyces.El uso de inóculos de cepas preseleccionadas es frecuente en bodega dado que la cepa iniciadora se impone sobre las indígenas proporcionando ventajas encaminadas a una mayor producción y a una mejora de la calidad. El empleo de cultivos iniciadores hace necesario el establecimiento de criterios de selección de cepas con características deseables para su uso industrial. Además, el conocimiento en profundidad de la biología de estas levaduras permite el diseño de estrategias de mejora genética encaminadas a una mejora del proceso y/o de la calidad.C1. Caracterización fisiológica de cepas de Saccharomyces sp.: Estudio de la relación entre comportamiento fermentativo y resistencia a estrés.Se estudió el comportamiento fermentativo de diferentes cepas vínicas y se determinó su sensibilidad a diferentes condiciones de estrés demostrándose que existe una correlación estadísticamente significativa entre la capacidad de consumo de azúcares en condiciones de vinificación y la sensibilidad a dos condiciones de estrés, el oxidativo y el causado por adición de etanol.Los ensayos de resistencia a estrés pueden ser utilizados como criterios de selección de cepas con buen poder de fermentación. C2. Expresión de genes de respuesta a estrés durante la vinificación.Se analizó el perfil de expresión de genes de respuesta a estrés en diferentes condiciones de vinificación y en cepas con diferente comportamiento fermentativo. En cuanto a condiciones se ha visto que al inicio de la vinificación existe una influencia del pH del mosto y de la temperatura de incubación en la expresión de los genes analizados. En cuanto a expresión diferencial entre cepas se ha observado que las cepas con problemas fermentativos leves muestran en algunas fases de la vinificación y en algunos de los genes analizados niveles de expresión inferiores al resto de las cepas. En las cepas con problemas fermentativos graves el perfil de expresión es muy particular en varios de los genes mostrando algunos de ellos niveles máximos y mantenidos. A la vista de los resultados la correcta expresión de genes de respuesta a estrés parece importante para una adecuada adaptación de las levaduras a las condiciones de vinificación.C3. Expresión global en cepas con diferente comportamiento fermentativo durante la entrada en fase de crecimiento estacionaria.Se comparó la expresión génica (mediante micromatrices de DNA) y proteica (mediante electroforesis bidimensional) de una cepa con buen comportamiento fermentativo y otra cepa con leves problemas de vinificación. Así, se han podido determinar algunos factores moleculares que podrían explicar las diferencias fisiológicas entre estas dos cepas como aspectos relacionados con metabolismo de carbohidratos, con oxidación de compuestos orgánicos, con metabolismo del ergosterol y con respuesta a estrés. Además, se han observado diferencias de expresión de otros genes y proteínas que pueden ser relevantes para el uso industrial de estas levaduras.C4. Aplicaciones biotecnológicas. Se ensayó el comportamiento de las cepas en mostos naturales y partiendo de levadura seca activa demostrándose un comportamiento muy similar al que se había observado en vinificaciones con mosto sintético y con levaduras procedentes de cultivos líquidos.En segundo lugar se contruyeron cepas auxótrofas para uracilo de manera que se pueda estudiar el efecto de manipulaciones genéticas. Así, se puede ensayar la sobreexpresión de genes que mejoren la capacidad fermentativa en la cepa incapaz de completar el proceso de manera que no es necesario recurrir a condiciones limitantes de vinificación.
Must grape transformation into wine is a complex microbiological process although the alcoholic fermentation is mainly carried out by Saccharomyces strains. The use of preselected wine yeasts commercially available as active dry yeast is frequent since the initiator strain prevails on the natives providing advantages directed to a greater production and quality improvement. The use of this methodology makes necessary the establishment of criteria of wine yeast selection with desirable characteristics for its industrial use. In addition, a depth knowledge of the biology of these yeasts allows the design of genetic manipulation directed to an improvement of the process and/or a better quality of the final product. In this PHD project different wine yeast were characterized in order to obtain strains with different capabilities to conduct the vinification process. The resistance of these strains to different stress conditions was tested and we found a statistically significant correlation between the fermentative behaviour and the resistance to stress conditions. Later on we studied the molecular response of some of these yeasts analysing gene expression (RT-PCR quantitative and semi quantitative, micro arrays, macro arrays) and protein profiles (two-dimensional electrophoresis). With these studies it has been possible to determine some molecular factors that could explain the physiological differences between the strains like aspects related to carbohydrate metabolism, oxidation of organic compounds, metabolism of ergosterol and stress response. In addition, differences in the expression of other genes and proteins could be relevant for the industrial use of these strains. Finally, we tested the fermentative behaviour of these strains in conditions that try to mimic those which are found in the winery (natural must, active dry yeast) obtaining similar results to the previous experiments (synthetic must, liquid culture). Moreover we introduced an autotrophy in one of the strains with fermentative problems so it is possible to study the overexpression of genes which can improve the fermentative behaviour in non-limiting conditions.

Orientadores: Valdemiro Carlos Sgarbieri, Vera Lucia Signoreli Baldini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Made available in DSpace on 2018-08-03T05:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_LeonidiaLeite_M.pdf: 14450406 bytes, checksum: 66a23140212638978355d8ec62b59f35 (MD5) Previous issue date: 2003
Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital
Abstract: The abstract is available with the full electronic document
Mestrado
Mestre em Ciência da Nutrição

Orientador: Valdemiro Carlos Sgarbieri
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Made available in DSpace on 2018-07-22T03:39:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaballeroCordoba_GlenysMabel_D.pdf: 7981896 bytes, checksum: 693ad083bcb92275a981ffbc5d81f448 (MD5) Previous issue date: 1997
Resumo: Buscando novas alternativas para a utilização de resíduos industriais, foi pesquisado o aproveitamento da levedura de cerveja (Saccharomyces carlsbergensis) como fonte protéica. Suspensões de levedura desamargada com 40% de células (v/v), foram rompidas por método mecânico, utilizando-se moinho Dyno-mill com 70% da câmara preenchida com esferas de vidro (0,2 a 0,6 mm de diâmetro), na velocidade de 2400rpm, fluxo de alimentação de 4,8 L/h e temperatura de 15°C. O extrato protéico proveniente das células rompidas foi adicionado de perclorato de sódio (NaClO4) até atingir a concentração 0,5M para redução química do conteúdo de ácido ribonucléíco (RNA), logo após acrescido de ácido clorídrico (HCl) para precipitação isoelétrica da proteína, obtendo-se o concentrado protéico de levedura com 78% de proteína e 2,26% de RNA. O tratamento com perclorato ocasionou diminuição do conteúdo de lisina disponível e do escore químico (EQ=92%), quando comparado com as células de levedura rompidas (EQ=100%). O concentrado protéico de levedura obtido com perclorato de sódio (CPP) apresentou melhores índices de digestibilidade aparente, valor biológico e utilização líquida aparente, quando comparado com as células de levedura íntegras e rompidas. Os ensaios de toxicidade subcrônica revelaram que os ratos alimentados com dietas contendo concentrado proteico de levedura mostraram consumo protéico e ganho de peso, significativamente inferior (p < 0,05) aos grupos que receberam células de levedura rompida (CLR) e caseína (CAS). A ingestão de proteínas de leveduras causou alterações nos níveis séricos de aminotransferases e creatinina, os níveis de ácido úrico e uréia permaneceram dentro da faixa dos limites normais de referência. As excreções urinárias de creatinina; uréia e ácido úrico associados aos resultados séricos não revelaram injúrias renais provocadas pelas dietas. Nas análises de órgãos não foram observadas mudanças patológicas no conteúdo lipídico e protéico dos tecidos renais e cerebrais em conseqüência do consumo de proteínas de levedura, porém houve aumento no conteúdo de lipídios hepáticos e diminuição do teor de proteínas totais do fígado em raios alimentados com células de levedura rompidas (CLR) e concentrado protéico de levedura obtido com perclorato de sódio ( CPP ).
Abstract: The objective of this research was the study of brewer's yeast as an alternative source of nutrients in human foods. Suspensions (40% v/v) debittered yeast cells were macanically ruptured in Dynomill with 70% of its chamber filled with glass spheres (0.2 to 0.6 mm in diameter), 2,400rpm, feeding rate of 4.8 L/h and temperature of 15°C. Protein was extracted from the disrupted cells suspension with 0.5 M NaClO4 and precipitated at isoelectric pH (4.2) with HCl solution. The precipitate (protein concentrate) contained, after washing and freeze drying, 78% protein and 2.26% RNA. Available lysine was only 92% compared to the broken cells suspensions and integral cells. The yeast protein concentrate presented higher apparent digestibility, apparent biological value and apparent NPU compared to lyophilized integral or broken cells suspension. The toxicological assays revealed that rats fed the protein concentrate showed reduced protein consumption and body weight gain (p< 0.05) relative to the groups receiving dehydrated broken yeast cells and casein. Yeast protein caused abnormal alterations of blood serum levels of amino transferases and creatinine. The levels of uric acid and urea remained in the reference normal range. Urine excretion of creatinine, urea and uric acid, related to blood serum levels, did not show any organic injury that could be attributed to the diets. Organ analysis did not show pathological changes in the concentration of lipids and protein in the rat kidneys and brains due to yeast protein intake, however an increase in lipids and decrease in protein content was observed in the liver of rats fed yeast broken ceils and the protein concentrate obtained with the sodium perchlorate treatment.
Doutorado
Doutor em Ciência da Nutrição

Orientador: Valdemiro C. Sgarbieri
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de ALimentos
Made available in DSpace on 2018-09-11T20:51:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pacheco_MariaTeresaBertoldo_D.pdf: 5313631 bytes, checksum: ca943de42f07061a1b5d08a738dd9703 (MD5) Previous issue date: 1996
Resumo: O concentrado protéico utilizado neste trabalho foi obtido a partir de biomassa de levedura desamargada, Saccharomyces carlsbergensis, subproduto da indústria cervejeira, que teve suas células rompidas e tratadas quimicamente para redução do conteúdo de ácido ribonucléico (RNA) e melhoramento das propriedades funcionais e nutricionais. Suspensões com 40% de células (v/v), foram rompidas por atrito mecânico, utilizando-se moinho Dyno-mill com 70% da câmara preenchida com esferas de vidro de 0,6 a 1,0 mm, na velocidade de 2400 rpm, fluxo de alimentação 4,8 L/h e temperatura de 15°C. Uma parte das proteínas liberadas das células foi preciptada no ponto isoelétrico, e outra parte extraída com perclorato de sódio 0,5M (NaCI04) ou com trimetafosfato de sódio 3% (TMFS), obtendo-se concentrados protéicos com 66, 76 e 74% de proteína, respectivamente. A composição aminoacídica apresentou-se quase perfeita em relação ao padrão de referência da FAOIWHO (1985), destacando-se o conteúdo elevado de lisina. A extração com perclorato foi mais eficiente em reduzir o conteúdo de RNA (86%), embora resultando em perda da funcionalidade da proteína, com exceção da formação de espuma. O tratamento com TMFS fosforilou 35% dos resíduos serina e reduziu 76% do RNA. A fosforilação melhorou as propriedades funcionais da proteína, notadamente a capacidade de retenção de água, viscosidade, estabilidade da espuma e ligação dos íons cálcio. A fosforilação também causou um deslocamento do ponto isoelétrico (4,2~3,5), melhorou a funcionalidade na faixa de pH entre 4-6. Ensaios biológicos revelaram que a digestibilidade e NPU foram melhorados nos concentrados, quando comparados às células rompidas da biomassa. O valor nutritivo dos concentrados ficou entre 70-75% do valor da caseína. Não foi diagnosticado efeito tóxico provocado pela ingestão de proteína de levedura extraída com TMFS, com base na avaliação dos índices sé ricos em ratos, os quais permaneceram dentro da faixa de normalidade para ratos sadios
Abstract: Protein concentrates were obtained from debittered Saccharomyces carlsbergensis biomass, a byproduct from beer industry, which had their cells broken macanically and then treated chemically to reduce their nucleic acid (RNA) content and improve its functional and nutritional properties. Cells suspensions (40%v/v) were passed through a Dyno-mill at a feeding rate of 4,8 Uh, 2400 rpm, using glass beads of 0.6 - 1.0 mm to fill 70% of the chamber volume and the temperature of 15°C. After centrifugation to eliminate cell walls part of the supernatant was acidified to the isoeletric pH (4,2) to preciptate the nucleoprotein complex (CP), which was isolated by centrifugation and freeze-drying. Other parts were treated either with 0,5M NaCI04 or with 3% sodium trimetaphosphate (TMFS), acidified to isoeletric pH and freeze-dried, to obtain concentrates which were called CPP and CPF, respectively. Protein in the concentrates was 66, 76 and 74%, respectively for CP, CPP and CPF. Amino acid composition for the three concentrates was almost perfect showing a high concentration of lysine. Reduction of RNA in the concentrate was more efficient in the extraction with NaCI04 (86% reduction), however protein functionality, except foaming, was affected most in CPP. Treatment with trimetaphosphate (TMFS) phosphorylated 35% of the serine residues and reduced 76% of the RNA. Phosphorylation improved protein functional properties, notably water retention capacity, viscosity, foam stability and calcium ion binding. Phosphorylation also caused a shift of the isoeletric pH (4,2 - 3,5), improving functionality in the pH range 4 - 6. Biological assays revealed improved protein digestibility and NPU in the concentrates, when compared with the broken cells biomass. Nutritive value of the concentrates rated 70 - 75% of casein. No toxic effect of the CPF preparation was detected based on various rat serum determinations, which remained in the range of normality for healthy rats
Doutorado
Doutor em Ciência da Nutrição

La valorisation des sous-produits agro-industriels et la recherche de sources alternatives de protéines pour la production de peptides sont d’une grande importance. Ce travail propose le développement d’un procédé capable d’obtenir des fractions riches en peptides bioactifs à partir du sous-produit de brasserie appelé « levure résiduelle de bière ». Ces travaux de recherche sont motivés par la nécessité de valorisation des sous-produits agro-industriels et la demande croissante de peptides bioactifs produits par des technologies vertes et efficaces. La suspension de levure résiduelle de bière a été recueillie après maturation puis soumise à différents traitements de rupture de la paroi cellulaire. L’autolyse, le broyage par billes de verre et l’hydrolyse enzymatique utilisant Brauzyn® ont été comparés, et l’hydrolyse enzymatique a permis une récupération plus importante des protéines avec une activité antioxydante plus élevée. Une rupture de la paroi cellulaire simultanée à la production de peptides a été proposée grâce à un plan de mélanges en utilisant Brauzyn®, Protamex™ et Alcalase™ (pH 7,0, 50 °C, 2000 U g-1 pendant 2 h). Cette procédure a permis de réduire le nombre d’étapes requises pour le traitement des levures résiduelles de bière. Il a été montré que les caractéristiques des hydrolysats obtenus (la quantité de résidus hydrophobes libérés, le degré d’hydrolyse, les propriétés antioxydantes, l’évolution du brunissement et le rendement en solides) est fonction de la proportion en enzymes utilisée. Le fractionnement par techniques membranaires de l’hydrolysat protéique a d’abord été étudié en utilisant des membranes polymères en cellulose régénérée et en polyethersulfone, et ensuite avec des membranes céramiques. Les phénomènes de colmatage sont moins importants lorsque les surfaces sont hydrophiles et lorsque la valeur du pH de l’alimentation est élevée. Les résultats ont confirmé que les principaux éléments colmatants de l’hydrolysat de protéines de levure résiduelle de bière sont les peptides qui s’absorbent facilement à la surface des membranes. Le fractionnement en cascade avec des membranes céramiques de 50 à 1 kg mol-1 de seuil de coupure a permis de séparer des peptides multi-bioactifs des sucres totaux et des acides ribonucléiques. Les peptides de levure résiduelle de bière ont présenté des activités antioxydantes impliquant différents mécanismes d’action, une activité anti-diabétique (inhibition de l’α-glucosidase et de l’α-amylase) et une activité anti-Alzheimer (inhibition de l’acétylcholinestérase). Le traitement séquentiel de la levure résiduelle de bière couplant des technologies d’hydrolyse enzymatique et les techniques de séparation par membranes a permis de récupérer des peptides ayant de multiples bio-activités à partir d’un résidu sous-utilisé du brassage. Les fractions produites représentent une alternative en tant qu’ingrédients riches en peptides pour des applications en industries alimentaires et pharmaceutiques
The valorisation of agro-industrial by-products and the search for alternative sources of protein to produce peptides are of great importance. This work proposes the development of a process enabling the production of fractions rich in bioactive peptides from the by-product from brewing called “spent brewer’s yeast”. The motivation of this subject of research is based on the increasing demand to reuse agro-industrial by-products such as spent yeasts and on the production bioactive peptides using clean and efficient technologies. Spent brewer’s yeast slurry was collected after maturation and was submitted to cell wall disruption methods. Autolysis, glass bead milling and enzymatic hydrolysis using Brauzyn® were compared, and enzymatic hydrolysis presented a higher protein recovery and improved antioxidant activity. A simultaneous cell wall disruption and peptide production was proposed using a mixture design employing Brauzyn®, Protamex™ and Alcalase™ (pH 7.0, 50 °C, 2000 U g-1 for 2 h), being able to reduce steps during the processing of spent brewer’s yeast. Protein hydrolysates characteristics varied with the proportion of enzymes used, changing the extent of the release of hydrophobic residues, the degree of hydrolysis, antioxidant properties, browning extent and yield of solids and peptides. Membrane separation of the complex protein hydrolysate was studied firstly using polymeric membranes of regenerated cellulose and polyethersulfone and then in ceramic ones. A smaller susceptibility to fouling was observed for more hydrophilic surfaces, and at higher feed pH values. Results confirmed that the main foulants during ultrafiltration of spent brewer’s yeast protein hydrolysate are peptides that adsorb easily onto the membrane surface. Fractionation using ceramic membranes of 50-1 kg mol-1 of molecular weight cut-off was able to separate multi-active peptides from total sugars and ribonucleic acids. Spent brewer’s yeast peptides presented antioxidant activity by different mechanisms, in vitro anti-diabetic activity (inhibition of α-glucosidase and α-amylase) and anti-Alzheimer activity (inhibition of acetylcholinesterase). Sequential processing of spent brewer’s yeast using enzymatic and membrane separation technologies was able to recover peptides with multiple bioactivities from an underused by-product from brewing. Fractions produced represent an alternative as peptide-rich ingredients in the food and pharmaceutical industries

Las actividades antropogénicas ocasionan el incremento de metales pesados en los suelos, para mitigar esta contaminación se vienen implementando métodos como la fitorremediación. El objetivo de la investigación fue determinar la capacidad fitorremediadora de Lupinus mutabilis Sweet en suelos contaminados con cadmio. Los ensayos se realizaron en un invernadero bajo condiciones controladas. Las plantas fueron sometidas a cuatro tratamientos: T1 - 4 mg, T2 - 8 mg, T3 - 12 mg, T4 - 16 mg de CdSO4/L respectivamente y un control T0, aplicados en diferentes periodos. El efecto del cadmio a nivel morfológico fue determinado evaluando el daño ocasionado en la raíz, tallos y foliolos. Los cortes histológicos fueron realizados en un micrótomo manual Leica, la tinción desarrollada con hematoxilina-eosina y luego fueron visualizados en un microscopio ocular Leica. La tasa de supervivencia se calculó mediante la relación entre el número de plantas en un determinado tiempo y el número de plantas iniciales. El índice de tolerancia se obtuvo mediante la proporción de la biomasa del vástago de las plantas tratadas y la biomasa del vástago de las plantas control. La concentración de cadmio en la planta y el sustrato se obtuvo mediante espectrofotometría de absorción atómica de llama. La mayor acumulación de cadmio fue de 3.13 mg/kg en las raíces, 0.15 mg/kg en tallo y 0.13 mg/kg en foliolos, en el tratamiento T4, donde también se evidenció la mayor reducción de cadmio en el sustrato. El efecto morfológico e histológico fue notorio en el sistema radicular a los 20 días de exposición mientras que en el tallo y los foliolos a los 50 días de exposición. El índice de tolerancia se determinó en un rango entre 68.29% (T1) y 28.36% (T4). La tasa de supervivencia más baja fue de 0.33 en el tratamiento T4. El índice de tolerancia, la tasa de supervivencia y el efecto del cadmio a nivel morfológico e histológico, demostraron que existe una capacidad fitorremediadora reducida, la cual se ve afectada con el aumento del cadmio.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2018-01-30T18:32:34Z No. of bitstreams: 1 DissMASC.pdf: 1647073 bytes, checksum: fb2402ada85ef6137035f37295790158 (MD5)
Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-31T12:58:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMASC.pdf: 1647073 bytes, checksum: fb2402ada85ef6137035f37295790158 (MD5)
Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-31T12:58:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMASC.pdf: 1647073 bytes, checksum: fb2402ada85ef6137035f37295790158 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-01-31T13:02:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMASC.pdf: 1647073 bytes, checksum: fb2402ada85ef6137035f37295790158 (MD5) Previous issue date: 2017-04-10
Não recebi financiamento
The fermentation is one of the most critical steps of the fuel ethanol production. Some factors directly influence the fermentation efficiency, such as the fermentation system, the selected yeast and the bacterial contamination, especially from the genus Lactobacillus. For the control of the contamination, the industries apply antibiotics and biocides, however, these products can result in increased cost and environmental problems for the industry. The use of the acid treatment (sulphuric acid solution, pH 2.0) of the cells between the cycles of fermentation is not always effective to combat the bacterial contamination. In this context, the present study aimed to evaluate the effect of fermentation system – simple batch and fed batch – on the contamination of the sugarcane juice with Lactobacillus sp, in a cell-recycled fermentation with the selected yeast strain of S. cerevisiae PE-2. Following, the effect of ethanol addition to the acid treatment was evaluated to control the bacterial growth in fed-batch system with cell recycle. In the fed-batch system, a higher ethanol production and efficiency was verified, as well as a higher logarithmic variation of the yeast growth. The bacterium L. fermentum was more harmful to the fermentation than L. plantarum, resulting in more sugar left in the fermented must and lower fermentative efficiency, in both systems. The effect of contaminations in the single batch system was higher than in the fed-batch system especially since the substrate feeding allowed a better yeast development, which could be more competitive with the contaminant bacterium. Regarding the modification in the acid treatment performed between the fermentative cycles, only with the acid treatment, the population of L. fermentum reduced almost 3 log cycles at the end of the sixth fermentative cycle, however, when 5% of ethanol was added to the acid solution, the bacterium lost completely the cell viability right after the first fermentative cycle. There was no alteration in the ethanol production in the fermentation contaminated with L. fermentum, comparing the cell treatments with and without the addition of 5% ethanol. The acid treatment + 5% ethanol was able to reduce the population of L. fermentum without impact to the fermentative efficiency and with a low residual sugar concentration in the fermentative must (around 4 g/100 mL), at the end of six ninehour fermentative cycles, in fed-batch system.
A fermentação é uma das etapas mais críticas do processo de produção de etanol combustível. Alguns fatores influenciam diretamente na eficiência fermentativa, como por exemplo, o sistema de fermentação utilizado, a linhagem selecionada empregada e a contaminação por bactérias, especialmente as do gênero Lactobacillus. Para controle das bactérias, as indústrias aplicam antibióticos e biocidas, porém, esses produtos podem acarretar aumento de custo e problemas ambientais para a indústria. O tratamento ácido (solução de ácido sulfúrico, pH 2,0) do fermento empregado entre os ciclos fermentativos nem sempre é eficaz para combater a contaminação bacteriana. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivos inicialmente avaliar o efeito do sistema de fermentação -batelada simples e batelada alimentada - sobre a contaminação do mosto de caldo de cana com as bactérias Lactobacillus, em fermentação com seis reciclos celulares conduzida pela levedura industrial Saccharomyces cerevisiae PE-2. Em seguida avaliou-se o efeito da adição de etanol ao tratamento ácido para o controle do crescimento de L. fermentum, em fermentação em batelada alimentada com reciclo celular. Em sistema de batelada alimentada, verificou-se maior produção de etanol, maior eficiência fermentativa e maior variação logarítmica de crescimento da levedura. A bactéria L. fermentum foi mais prejudicial à fermentação do que L. plantarum, resultando em maior sobra de açúcar no meio fermentado e menor eficiência fermentativa, nos dois sistemas. O efeito das contaminações no sistema de batelada simples foi maior do que no sistema de batelada com alimentação especialmente pelo fato de a alimentação permitir um maior desenvolvimento da levedura, que pode assim competir em melhor condição com a bactéria contaminante. Em relação à modificação do tratamento das células entre os ciclos fermentativos, só com o tratamento ácido, a população de L. fermentum reduziu quase 3 ciclos log ao final do sexto ciclo fermentativo, no entanto, quando se adicionou 5% de etanol à solução ácida, a bactéria perdeu completamente a viabilidade celular já ao final do primeiro ciclo fermentativo com o tratamento. Não houve alteração na produção de etanol na fermentação contaminada com L. fermentum, comparando-se os tratamentos celulares com e sem adição de 5% de etanol. O tratamento ácido + 5% de etanol foi capaz de reduzir a população de L. fermentum sem causar impacto à eficiência fermentativa, e com uma concentração de ART residual baixa (cerca de 4 g/100 mL), ao final de 6 ciclos fermentativos de 9 horas, em sistema de batelada alimentada.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico
Este trabalho teve como objetivo estudar a utilizaÃÃo de glicerol oriundo da indÃstria do biodiesel (glicerol bruto) como substrato em ensaios fermentativos para a produÃÃo de etanol. Os ensaios foram realizados em mesa agitadora com velocidade de 200 rpm, nas temperaturas de 30 e 37 ÂC, respectivamente para os microrganismos Saccharomyces sp. 1238 e Escherichia coli 224 ATCC 25922. Nos experimentos realizados com a levedura Saccharomyces sp., variaram-se as concentraÃÃes de glicerol adicionado ao meio fermentativo em 0,5; 1,0 e 5,0 % v/v e fixou-se o volume de inÃculo em 1 % m/v. Observou-se que o microrganismo Saccharomyces sp. nÃo utilizou glicerol como fonte de carbono para produÃÃo de etanol, porÃm em ensaios teste com glicose P.A., observou-se que este substrato foi rapidamente consumido pelo microrganismo apresentando uma produÃÃo de etanol de 5,5 g/L. Nas fermentaÃÃes com a bactÃria Escherichia coli, variou-se a concentraÃÃo de glicerol adicionado ao meio fermentativo em: 1, 10, 15 e 20 g/L. Pela avaliaÃÃo da influÃncia da concentraÃÃo de substrato no meio atravÃs dos resultados obtidos, pode-se concluir que a melhor condiÃÃo para a produÃÃo de etanol com esse microrganismo foi a concentraÃÃo inicial de 10 g/L de glicerol. O consumo de glicerol pela bactÃria Escherichia coli foi afetado pela variaÃÃo deste substrato. Observou-se que o etanol foi produzido a partir de 8 h de cultivo nas fermentaÃÃes tanto com glicerol bruto quanto P.A. nas concentraÃÃes de 10, 15 e 20 g/L adicionado ao meio de cultivo. Observou-se tambÃm a formaÃÃo de Ãcido acÃtico nas primeiras horas da fermentaÃÃo. A produÃÃo de Ãcido acÃtico foi baixa, atingindo a concentraÃÃo de 0,15 g/L na fermentaÃÃo utilizando 10 g/L de glicerol bruto. Analisando os dois microrganismos estudados, verificou-se que apenas a bactÃria Escherichia coli 224 ATCC 25922 mostrou-se adequada ao objetivo desta pesquisa, jà que com a levedura nÃo foi produzido etanol em quantidade significativa.
The aim of this work was to investigate the use of glycerol from biodiesel industry (raw glycerol) as a substrate in fermentation assays for production of ethanol. The assays were performed in shaker with agitation of 200 rpm, at temperatures of 30 and 37 ÂC, respectively for the microorganisms Saccharomyces sp. 1238 and 224 Escherichia coli ATCC 25922. In experiments with yeast Saccharomyces sp., it was varied concentrations of glycerol from fermentation medium at 0.5, 1.0 and 5.0 % v/v and the inoculum was set to 1% w/v. It was observed that the microorganism Saccharomyces sp. could not use glycerol as carbon source for ethanol production, but in assays using glucose, this substrate was rapidly consumed by the microorganism achieving an ethanol production of 5.5 g/L. It was varied the concentration of glycerol added to the fermentation medium: 1, 10, 15 and 20 g/L when Escherichia coli was used. By analyzing the influence of substrate concentration in fermentations, it can be concluded that the best condition for ethanol production, with this microorganism, was initial concentration of glycerol of 10 g/L. The consumption of glycerol by Escherichia coli was affected by the change of substrate concentration. It was observed that ethanol was produced after 8 h of fermentation with both raw and PA glycerol at 10, 15 and 20 g/L. It also observed the formation of acetic acid in the first hours of fermentation. The production of acetic acid was low, reaching a concentration of 0.15 g/L in fermentation using 10 g/L of raw glycerol. Analyzing the two microorganisms studied, it was found that only 224 bacteria Escherichia coli ATCC 25922 was adequate to the aim of this research, since the yeast was not produced ethanol in significant amounts.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-24T11:51:36Z No. of bitstreams: 1 Marcelo Rodrigues Figueira de Mello.pdf: 590787 bytes, checksum: 0b21179fd04d627436888523d18d7338 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-03-24T11:51:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo Rodrigues Figueira de Mello.pdf: 590787 bytes, checksum: 0b21179fd04d627436888523d18d7338 (MD5) Previous issue date: 2009-02-16
Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The production of Chinese cabbage (Brassica pekinensis) may be limited by occurrence of diseases, among which the soft rot caused by Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc). The effect of inducers and antibiotics on the disease control was studied in laboratory, greenhouse and field. In the first paper acibenzolar-S-metil (ASM) (0.025 g L-1), Ecolife® (2 mL L-1), Agro-Mos® (2 mL L-1) and calcium oxide (0.22 g L-1) were evaluated for in vitro bacterial growth inhibition; epidemiological components, incidence (INC), incubation period (PI), disease final severity (SEVF), diasease index (IDO) and area under disease curve progress (AUPDC); enzymatic activity of peroxidase and polyphenoloxidase and physiological cost of induction. Under greenhouse and field conditions inducers were sprayed seven days after transplant, and seven days after induction strain Pcc120 was inoculated by pricking, except for enzymatic activity and physiological cost experiments. In vitro Pcc120 was not inhibited by any tested product. The INC was not reduced in any experiment. In greenhouse SEVF was reduced by 47.5% by Agro-Mos® and ASM which also reduced IDO by 35.1 and 45.3% respectively and AUDCP. Induced resistance was confirmed by negative antibiosisagainst pathogen and increase of peroxidase and polyphenoloxidase activities in treated plants. In field only ASM confirmed greenhouse results by reducing disease intensity. There was no physiological cost for plants sprayed with ASM or Agro-Mos®. In the second paper it was evaluated the in vitro sensibility of Pcc to bactericides, and the effect of Mycoshield® (oxitetracycline 20%) at 3.0 and 1.5 g L-1, and yeasts (Rh1 and Rh2 - Rhodotorula spp. and Sc1 - Saccharomyces cerevisae at 108 cel mL-1) to control the disease in greenhouse and field. Plants were sprayed with Mycoshield® and yeasts seven days after transplant and inoculated seven days and 12 h after treatment, respectively. In all experiments INC, PI, SEVF, IDO and AUDPC were evaluated. In vitro 40 Pcc isolates were resistant to copper sulfate and sensitive to oxitetracycline, streptomycin, oxitetracycline+ streptomycin and oxitetracycline + copper sulfate all at 0.2 g L-1. Six Pcc isolates were significantly more inhibited by MycoshieldÒ than by Agri-Micina® (oxitetracycline 1.5% + streptomycin 15%), but there was no inhibition by Kasumin® (kasugamicin 2%). In greenhouse MycoshieldÒ at 3.0 g L-1 reduced SEVF and IDO until 47.4 and 19.0%. The yeast Sc1 reduced SEVF and AUDCP till 27.6 and 39.3% respectively, while Rh1 reduced AUDCP until 33.5%. In field MycoshieldÒ reduced IDO, SEVF and AUDCP by 14.4; 15.5 and 28.9% respectively; while Rh1 reduced IDO by 8.8% and Sc1diminished the AUDCP by 15.7%. The reduction of disease intensity and low physiological cost of induction indicate the potentiality of ASM in an integrate management program of Chinese cabbage soft rot. On the other hand MycoshieldÒ and yeasts showed low efficiency for controlling disease in field.
A produção de couve-chinesa (Brassica pekinensis) pode ser limitada pela ocorrência de doenças, dentre as quais se destaca a podridão-mole causada por Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc). O efeito de indutores e antibióticos no controle desta doença foi estudado em laboratório, casa de vegetação e campo. No primeiro trabalho, foram testados acibenzolar-S-metil (ASM) (0,025 g/L), Ecolife® (2 mL/L), Agro-Mos® (2 mL/L) e óxido de cálcio (0,22 g/L). Foram avaliados, a inibição do crescimento bacteriano “in vitro”; os componentes epidemiológicos, incidência (INC), período de incubação (PI), severidade final da doença (SEVF), índice de doença (IDO) e área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD); a atividade das enzimas peroxidase e polifenoloxidase e o custo fisiológico da indução. Em casa de vegetação e campo os indutores foram pulverizados sete dias após o transplante e sete dias após a indução, o isolado Pcc120 foi inoculado por picada, exceto nos experimentos de atividade enzimática e custo fisiológico. Pcc120 não foi inibido “in vitro” por nenhum dos produtos testados. Não houve redução da INC em nenhum dos experimentos. Em casa de vegetação, a SEVF da doença foi reduzida em 47,5% pelos tratamentos Agro-Mos® e ASM, os quais também, respectivamente, reduziram o IDO em 35,1% e 45,3% e propiciaram as menores AACPD. A resistência induzida foi evidenciada pela ausência de antibiose dos dois produtos contra Pcc e pelo aumento das atividades da peroxidase e polifenoloxidase. Em campo, apenas o ASM confirmou os resultados de casa de vegetação reduzindo a intensidade da doença. Não houve custo fisiológico para as plantas com aplicação do ASM ou Agro-Mos®. No segundo trabalho avaliou-se a sensibilidade “in vitro” de Pcc a bactericidas, o efeito de Mycoshield® (oxitetraciclina 20%) nas dosagens de 3,0 e 1,5 g/L, e das leveduras (Rh1 e Rh2 - Rhodotorula spp. e Sc1 - Saccharomyces cerevisae a 108 cel/mL) no controle da doença em casa de vegetação e em campo. As plantas foram pulverizadas com Mycoshield® e leveduras sete dias após o transplante, e inoculadas sete dias e 12 h após o tratamento, respectivamente. Foram avaliados INC, PI, SEVF,IDO e AACPD. In vitro, 40 isolados de Pcc testados apresentaram resistência ao sulfato de cobre e sensibilidade a oxitetraciclina, estreptomicina, oxitetraciclina+estreptomicina e oxitetraciclina+sulfato de cobre, todos na concentração de 0,2 g/L. Seis isolados de Pcc foram significativamente mais inibidos por MycoshieldÒ do que por Agri-Micina® (oxitetraciclina 1,5% + estreptomicina 15%), não sendo inibidos por Kasumin® (casugamicina 2%). Em casa de vegetação, o MycoshieldÒ na dosagem 3,0 g/L reduziu a SEVF e o IDO em até 47,4 e 19%; já a levedura Sc1 reduziu a SEVF e a AACPD em até 27,6 e 39,3%, respectivamente, enquanto Rh1 reduziu a AACPD em até 33,5. Em campo, o MycoshieldÒ reduziu o IDO, a SEVF e a AACPD em respectivamente 14,4; 15,5 e 28,9%; enquanto que Rh1 reduziu o IDO em 8,8% e Sc1 reduziu a AACPD em 15,7%. A redução da intensidade da doença e o baixo custo fisiológico da indução indicam a potencialidade do uso do ASM em um programa de manejo integrado da podridão-mole em couve-chinesa. No entanto,o MycoshieldÒ e as leveduras apresentaram baixa eficiência para o controle da doença em campo.

Tese de mestrado. Biologia (Microbiologia Aplicada). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011
As leveduras das espécies Saccharomyces bayanus e S. cerevisiae são usadas em vários processos industriais, devido à sua capacidade fermentativa. Por isso, é importante que as leveduras sejam resistentes a elevadas concentrações de etanol, que é produzido pelas próprias durante a fermentação, de forma a que estes processos se tornem mais rentáveis. As leveduras da espécie S. cerevisiae possuem vários sistemas que estão envolvidos na sua adaptação e tolerância ao etanol, sendo que alguns estão associados a mecanismos gerais de resposta a stress, enquanto outros são específicos para o stress de etanol. Algumas destas respostas estão já bem caracterizadas, mas um estudo recente deixou algumas questões em aberto2. Mostrou que o etanol estimula a via da calcineurina/Crz1p, resultando numa tolerância a maiores concentrações de etanol. Mas, ficou por provar se, após o choque de etanol, existe um aumento da concentração de Ca2+ citosólico, e qual a sua origem2. Sendo assim, neste trabalho pretendeu-se contribuir com um conhecimento mais aprofundado acerca de como as leveduras respondem a um choque de etanol. O primeiro passo consistiu na optimização dum protocolo que permitisse a detecção de variações na concentração de Ca2+ citosólico. O indicador fluorescente Fluo-4 AM foi introduzido no interior das células de levedura, utilizando-se a técnica de electroporação. Uma vez no interior da célula, os grupos éster são clivados por esterases intracelulares e a forma sensível ao Ca2+ é libertada. Quando o Fluo-4 AM se liga ao Ca2+ livre no citosol, ocorre um aumento da fluorescência3,4, que é depois detectada por espectrofluorimetria. As condições de electroporação, nomeadamente a sua duração total (em número de milisegundos), voltagem e concentração de Fluo-4 AM utilizadas, foram optimizadas para ambas as espécies. No caso de S. bayanus, considerou-se que a melhor condição é a de 25 mseg de electroporação com 2500 V/cm, usando-se o Fluo-4 AM com uma diluição 1:2. No caso da estirpe tipo de S. cerevisiae a melhor condição é a de 10 mseg de electroporação com 2500 V/cm, sendo que o Fluo-4 AM deverá estar numa diluição de 1:8. Para as estirpes selvagem e mutantes de S. cerevisiae BY, a condição ideal de electroporação é de 25 mseg com 2500 V/cm, usando-se o Fluo-4 AM numa diluição 1:2. As condições consideradas óptimas foram posteriormente utilizadas nas restantes experiências. Uma das principais conclusões deste estudo foi que as leveduras S. bayanus e estirpe tipo de S. cerevisiae respondem ao choque de etanol com um aumento da concentração de Ca2+ citosólico. Esta resposta é ainda mais intensa em S. cerevisiae, provavelmente devido à sua menor resistência natural ao etanol. Cruzando estes resultados com informação proveniente de estudos anteriores, o aumento dos níveis de Ca2+ citosólico vai resultar na formação de complexos Ca2+/calmodulina, que irão activar a calcineurina. Por sua vez, quando activada, a calcineurina desfosforila o factor de transcrição Crz1p, resultando na sua rápida translocação para o núcleo, onde é responsável pela expressão de genes que induzem a tolerância ao etanol. Com base nos resultados obtidos para S. bayanus e estirpe tipo de S. cerevisiae, o Ca2+ envolvido nesta resposta parece ser proveniente principalmente dos reservatórios intracelulares (vacúolo). Mas, as experiências com as estirpes selvagem e mutantes de S. cerevisiae BY, apesar de confirmarem que as leveduras respondem ao choque de etanol com um aumento da concentração de Ca2+ citosólico, mostram ainda que o Ca2+ parece não só ser proveniente do vacúolo, mas também do meio extracelular. Coloca-se assim a hipótese de que o Ca2+ possa ter diferentes origens ao longo do processo de resposta ao choque de etanol, tal como já foi descrito para o stress hipotónico. Os valores de intensidade de fluorescência correspondem a uma determinada concentração de Ca2+ citosólico, que foi determinada usando um kit de calibração com soluções padrão de Ca2+ livre em concentrações definidas. Assim, foi possível comprovar que os valores obtidos estavam, no geral, dentro da gama de concentração de Ca2+ citosólico esperada para estas espécies de levedura. Outra experiência permitiu ter a certeza de que o etanol não estava a interagir inespecificamente com o Fluo-4 AM, o que poderia levar a artefactos nos resultados de fluorescência. O etanol só por si, não tem efeito na fluorescência emitida pelo Fluo-4 AM, sendo que para ser registado um aumento na fluorescência, tem de existir um aumento da concentração de Ca2+. Vários estudos já mostraram que leveduras pré-expostas a uma quantidade não letal de etanol podem activar mecanismos de resposta ao stress que resulta numa resistência transiente a maiores concentrações de etanol1. Por essa razão, outro objectivo deste estudo consistia em investigar se o crescimento de ambas as espécies na presença de diferentes concentrações de etanol teria alguma influência no posterior aumento da concentração de Ca2+ citosólico, em resposta a um choque de etanol. No caso de S. bayanus, o crescimento na presença de 0, 3 ou 9% etanol (v/v) resultou em padrões de resposta semelhantes. Os resultados da estirpe tipo de S. cerevisiae mostram que, após crescimento com 3% de etanol no meio de cultura, parecem responder duma forma mais intensa ao choque de etanol, do que células que cresceram sem etanol. Em S. bayanus e na estirpe tipo de S. cerevisiae, o etanol parecia actuar como um agonista do GPCR (G-protein coupled receptor) de detecção da glucose. Assim, os aumentos da concentração de Ca2+ citosólico detectados anteriormente neste estudo, poderiam dever-se à activação deste GPCR pelo etanol. Os resultados também sugerem que o etanol provavelmente pode actuar por uma via alternativa, além do GPCR, pela qual também promove o aumento da concentração de Ca2+ citosólico nestas espécies de levedura. Mas, os resultados obtidos com as estirpes selvagem e mutantes de S. cerevisiae BY mostraram que afinal o etanol não está a actuar pelo GPCR de detecção da glucose, nem pelo GPCR de detecção de feromonas, porque a delecção dos genes de cada GPCR não eliminou o aumento da concentração de Ca2+ citosólico em resposta ao choque de etanol. Sendo assim, o etanol estará a actuar por uma via alternativa, que irá promover o aumento da concentração de Ca2+ citosólico nas leveduras. Cerca de 30-40% de todas as drogas prescritas funcionam como agonistas ou antagonistas de GPCRs, e a maior parte dos GPCRs humanos são órfãos, ou seja, os seus ligandos ainda não são conhecidos. Portanto, esta é uma área actualmente muito promissora, pois estes receptores órfãos podem ser alvos para o desenvolvimento de novas drogas. Apesar do etanol não parecer funcionar como agonista de nenhum GPCR destas espécies de levedura, o protocolo optimizado poderá ter aplicação em sistemas de detecção de fluorescência baseados em microchips, com o objectivo de acelerar e facilitar a detecção de novos agonistas e antagonistas de GPCRs. Inicialmente, tendo por base este protocolo, as leveduras podem ser utilizadas como controlo, para optimizar todo o sistema. Mas, no futuro, poderiam-se expressar GPCRs de mamíferos em leveduras, sendo para isso necessário substituir os GPCRs da via das feromonas, pelos GPCRs pretendidos. Após modificações nas proteínas G e também no sistema de output, será possível testar rapidamente bibliotecas de ligandos, de forma a detectar quais activam determinado GPCR órfão. A utilização de leveduras em vez das células animais tem algumas vantagens, pois as primeiras são fáceis de crescer e manipular geneticamente, os custos envolvidos são baixos e são bastante mais resistentes.
Saccharomyces bayanus and S. cerevisiae are used in several industrial processes, mainly for their fermentation ability. It’s important that yeasts can resist to high ethanol concentrations, produced during fermentation, in order to make these processes more profitable. This work tried to contribute with a more detailed knowledge about how yeasts respond to an ethanol shock. One of the main conclusions was that both species respond to ethanol shock with an increase of cytosolic Ca2+ concentration, and this response is stronger in S. cerevisiae neotype strain. During this response, Ca2+ seems to come from extracellular media and intracellular stores. Crossing with previous studies results, the rise of cytosolic Ca2+ levels will result in the formation of Ca2+/calmodulin complexes that will activate calcineurin. When activated, calcineurin dephosphorylates the transcription factor Crz1p, causing its translocation to the nucleus, where it's responsible for the expression of genes that induce tolerance to ethanol2. Other main objective was to investigate if growing both species in the presence of ethanol had some influence in the following increase of cytosolic Ca2+ concentration, in response to an ethanol shock. For S. bayanus, growth with 0, 3 or 9% ethanol leads to similar patterns, probably because the strain used in this study was naturally more resistant to ethanol. The results for S. cerevisiae neotype strain show that cells grown with 3% ethanol seem to respond in a more intense way to the ethanol shock, than cells grown without ethanol. The experiments with S. cerevisiae BY wild type and deletion strains showed that ethanol wasn't acting through glucose-sensing or pheromone signaling GPCRs, but through an alternative pathway, to promote an increase of cytosolic Ca2+ concentration in yeasts.

博士
國立中央大學
化學工程與材料工程研究所
100
Chlorella strains as compared to terrestrial oil crops such as palm, jatropha, soybean and rapeseed having higher oil content and shorter generation time have been considered as the promising candidates for alternative biodiesel. Mixed culture of Chlorella sp. and Saccharomyces cerevisiae was proposed as a novel strategy for enhancing CO2 biofixation rate and oil formation as compared with the traditional monoculture of microalgae. A symbiotic relationship was observed between S. cerevisiae and Chlorella sp., resulting in the improvements of cellular biomass and oil accumulation reached 128.1 % and 165.2 %, respectively. Influence of light intensity ranging from 1000 to 8000 lux on the cell growth and product formation of the mixed culture was significant but different; the optimal light intensity for cell growth was at 5000 lux, but the highest specific product yield was at 8000 lux. The CO2 biofixation rate of a mixed culture reached 64.76 mg L-1 h-1, which was 195 % improvement as compared to that of the monoculture of Chlorella sp. aerated with air. The biodiesel from the mixed culture would show low degree of unsaturation (71.74), resulting in better quality in terms of oxidative stability and ignition delay time property as compared to those from the monoculture. Since the influence of light quality on oil formation of microalgae in either monoculture or mixed culture in literature was either inconsistent or ambiguous, a light-emitting diode (LED) photo-bioreactor with different light sources and intensities was used in this study to propose a cost-effective lipid production process. The oil accumulation in a mixed culture of Chlorella sp. and Saccharomyces cerevisiae was higher than that of the monoculture in spite of different light sources used. Results of the influence of light quality on the mixed culture indicated that the optimal light wavelength and intensity for biomass formation was red LED light at 1000 lux, whereas the optimum for oil formation was blue LED light at 1000 lux. A novel two-stage LED photo-bioreactor was thus proposed and the highest Pmax and productivity in this section were obtained as 261 mg L−1 and 8.16 mg L−1 h−1, respectively. The improvements of the productivity of the two-stage light control fermentation process over the cultures of blue LED light and red LED light under 1000 lux were 96% and 10%, respectively. A novel two-stage LED photo-bioreactor of a mixed culture was proposed to optimize microalgal oil production and successfully demonstrated in this study. Compared with the modified Walne’s medium, the fish waste hydrolysate (FWH) medium had more efficiency in biodiesel production. The highest product concentration and productivity in this section were obtained as 1154 mg L−1 and 20.61 mg L−1 h−1, respectively. The improvement of product concentration and productivity of FWH medium condition were 222 % and 176 %, respectively, as compared with Walne’s medium condition. Considering its low-cost, FWH medium could be a potential nutrient and a substitute for commercial complex medium, with an environmental solution in addition.