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Caracterização multiparamétrica por ultra-som do processo de fermentação alcoólica mediante sistema híbrido de processamento de sinais / Multiparametric characterization by ultrasound of alcoholic fermentation process by hybrid system of signal processing

Villamarín Muñoz, Julián Antonio 06 December 2012 (has links)
A monitoração do processo de fermentação alcoólica para a obtenção de etanol é um tema de grande interesse pelo fato deste ser utilizado como fonte sustentavel de energia na indústria. Os processo de monitoração convencionalmente utilizados na indústria são dispendiosos, baseados em medições supervisionadas de densidade e estimativas de parâmetros químicos mediante procedimentos offline. O uso de técnicas de monitoração não invasivas baseadas em ultra-som vem sendo desenvolvidas para esse fim, fazendo uso de estimativas de parâmetros clássicos como a velocidade de propagação acústica e a atenuação. No entanto, a evolução do processo fermentativo não é bem descrita por esses parâmetros. Devido a isso, o presente trabalho propõe um sistema híbrido de processamento de sinais de ultra-som que utiliza um conglomerado de parâmetros para uma caracterização mais eficiente do processo fermentativo. O sistema incorpora procedimentos computacionais para a detecção, caracterização e classificação das fases do mosto em fermentação, visto como uma suspensão sólido-líquido (fase dispersa e contínua). Esses procedimentos foram baseadas em estimativas de estacionariedade dos sinais de retroespalhamento de ultra-som ( teste de hipotese não paramétrico - Teste de Run), ajuste de curvas sobre a largura de banda espectral (técnica de curve fitting), assim como a extração de atributos espectrais tais como : frequência central, largura de banda e valores de amplitude da componente fundamental, entre outros, além de parâmetros ultra-sônicos como o coeficiente de atenuação (slope) e o coeficiente integrado de retro-espalhamento (IBC). Para a classificação foi utilizado o algoritmo K-means. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade na caracterização multiparamétrica não invasiva do fluido em fermentação, permitindo a identificação das principais fases do processo fermentativo. O trabalho contribui com uma metodología alternativa para a avaliação da cinética do crescimento microbiano como indicador da evolução da fermentação alcoólica. / Monitoring of alcoholic fermentation process for the ethanol production is a topic of great interest because it can be used as a sustainable energy source in the industry. The monitoring process conventionally used in industry are expensive, based on supervised measurements of density and parameter estimates by chemical offline procedures. The use of noninvasive monitoring techniques based on ultrasound are being developed for this purpose, using estimates of classical parameters as the acoustic propagation velocity and attenuation. However, the time evolution of the fermentation process is not well described by these parameters. For this reason, this study proposes a hybrid system of ultrasound signal processing that uses a conglomerate of parameters aiming a more efficient characterization about the fermentation process. The system incorporates computational procedures for the detection, characterization and classification of the fermentation must phases, seen as a solid-liquid suspension (dispersed and continuous phases). These procedures were based on estimates of stationarity for ultrasound backscattered signals (non-parametric statistical test - Run Test), curve fitting on the spectral bandwidth, as well as spectral attributes extraction such as center frequency, bandwidth and energy values of the fundamental frequency and so on, plus ultrasonic parameters as the attenuation coefficient (slope) and the integrated back-scattering coefficient (IBC). For classification we used the k-means algorithm. The results showed the feasibility for the multiparametric noninvasive characterization of fluid in fermentation, identifying the main stages of the fermentation process. This work contributes with an alternative methodology to evaluate the kinetics of microbial growth as an indicator of the alcoholic fermentation evolution.
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Caracterização multiparamétrica por ultra-som do processo de fermentação alcoólica mediante sistema híbrido de processamento de sinais / Multiparametric characterization by ultrasound of alcoholic fermentation process by hybrid system of signal processing

Julián Antonio Villamarín Muñoz 06 December 2012 (has links)
A monitoração do processo de fermentação alcoólica para a obtenção de etanol é um tema de grande interesse pelo fato deste ser utilizado como fonte sustentavel de energia na indústria. Os processo de monitoração convencionalmente utilizados na indústria são dispendiosos, baseados em medições supervisionadas de densidade e estimativas de parâmetros químicos mediante procedimentos offline. O uso de técnicas de monitoração não invasivas baseadas em ultra-som vem sendo desenvolvidas para esse fim, fazendo uso de estimativas de parâmetros clássicos como a velocidade de propagação acústica e a atenuação. No entanto, a evolução do processo fermentativo não é bem descrita por esses parâmetros. Devido a isso, o presente trabalho propõe um sistema híbrido de processamento de sinais de ultra-som que utiliza um conglomerado de parâmetros para uma caracterização mais eficiente do processo fermentativo. O sistema incorpora procedimentos computacionais para a detecção, caracterização e classificação das fases do mosto em fermentação, visto como uma suspensão sólido-líquido (fase dispersa e contínua). Esses procedimentos foram baseadas em estimativas de estacionariedade dos sinais de retroespalhamento de ultra-som ( teste de hipotese não paramétrico - Teste de Run), ajuste de curvas sobre a largura de banda espectral (técnica de curve fitting), assim como a extração de atributos espectrais tais como : frequência central, largura de banda e valores de amplitude da componente fundamental, entre outros, além de parâmetros ultra-sônicos como o coeficiente de atenuação (slope) e o coeficiente integrado de retro-espalhamento (IBC). Para a classificação foi utilizado o algoritmo K-means. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade na caracterização multiparamétrica não invasiva do fluido em fermentação, permitindo a identificação das principais fases do processo fermentativo. O trabalho contribui com uma metodología alternativa para a avaliação da cinética do crescimento microbiano como indicador da evolução da fermentação alcoólica. / Monitoring of alcoholic fermentation process for the ethanol production is a topic of great interest because it can be used as a sustainable energy source in the industry. The monitoring process conventionally used in industry are expensive, based on supervised measurements of density and parameter estimates by chemical offline procedures. The use of noninvasive monitoring techniques based on ultrasound are being developed for this purpose, using estimates of classical parameters as the acoustic propagation velocity and attenuation. However, the time evolution of the fermentation process is not well described by these parameters. For this reason, this study proposes a hybrid system of ultrasound signal processing that uses a conglomerate of parameters aiming a more efficient characterization about the fermentation process. The system incorporates computational procedures for the detection, characterization and classification of the fermentation must phases, seen as a solid-liquid suspension (dispersed and continuous phases). These procedures were based on estimates of stationarity for ultrasound backscattered signals (non-parametric statistical test - Run Test), curve fitting on the spectral bandwidth, as well as spectral attributes extraction such as center frequency, bandwidth and energy values of the fundamental frequency and so on, plus ultrasonic parameters as the attenuation coefficient (slope) and the integrated back-scattering coefficient (IBC). For classification we used the k-means algorithm. The results showed the feasibility for the multiparametric noninvasive characterization of fluid in fermentation, identifying the main stages of the fermentation process. This work contributes with an alternative methodology to evaluate the kinetics of microbial growth as an indicator of the alcoholic fermentation evolution.
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Estudo da imobilização de células de Saccharomyces cerevisiae em suportes no processo de fermentação alcoólica / Study of immobilized Saccharomyces cerevisiae cells in supports for alcoholic fermentation

Duarte, Juliana Canto, 1984- 19 August 2018 (has links)
Orientador: Gustavo Paim Valença / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:11:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duarte_JulianaCanto_M.pdf: 3529102 bytes, checksum: 186eed7fa5f67708a7cffe441cb0563a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A utilização de sistemas empregando células de levedura imobilizadas é uma técnica promissora para a produção de etanol. Este trabalho apresenta a proposta de imobilizar células de Saccharomyces cerevisiae em montmorilonita K10, em óxido de zircônio, em esferas de alginato de cálcio e em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana, utilizando glicose e sacarose como fontes de carbono, a fim de observar o comportamento destas células nestes suportes. Estudos nesta área têm demonstrado que células imobilizadas apresentam maior resistência a variações de temperatura, atividade, concentração de substratos e metabólitos, além de um alto rendimento para fermentação alcoólica. A montmorilonita K10, o alginato de sódio e a quitosana que foram utilizados nos estudos tiveram origem comercial, enquanto que o óxido de zircônio foi sintetizado e caracterizado através de Difração de Raios-X (DRX) e área superficial B.E.T. (Brunauer, Emmet e Teller). Células de Saccharomyces cerevisiae liofilizada não aderiram aos suportes sólidos (montmorilonita K10, óxido de zircônio e óxido de zircônio com superfície modificada). Já a cepa JAY 270 de Saccharomyces cerevisiae foi imobilizada com sucesso em esferas de alginato de cálcio e em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana. Estudos de fermentação em regime batelada foram conduzidos em shaker orbital para avaliação da produção de etanol, estabilidade, rendimento, taxa de consumo de substratos e taxa de produção de produto. O comportamento destes sistemas foi avaliado através de dados de concentração de substrato e produto em equipamento de HPLC (High-Performance Liquid Chromatograph). A imobilização celular em esferas de alginato de cálcio e em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana permitiu a reutilização das esferas durante oito ciclos de fermentação de aproximadamente 10 horas cada. A produção de etanol para células livres foi 40 g/L e o rendimento foi de 78% e 74,3% utilizando a glicose e a sacarose como fontes de carbono, respectivamente. Para as células imobilizadas em esferas de alginato de cálcio, utilizando a glicose como fonte de carbono, a produção de etanol foi de 33 g/L e o rendimento foi de 64,6 %, utilizando a sacarose, a produção de etanol foi de 33 g/L e o rendimento foi de 61,3%. Para as células imobilizadas em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana, utilizando a glicose como fonte de carbono, a produção de etanol foi de 31 g/L e o rendimento foi de 60,7 % e utilizando a sacarose, a produção de etanol foi de 32 g/L e o rendimento foi de 59,5% / Abstract: The use of immobilized yeast cells in supports systems is a promising technique for the ethanol production. This work proposes to immobilize Saccharomyces cerevisiae cells in montmorillonite K10, zirconium oxide, calcium alginate beads and chitosan covered calcium alginate beads, using glucose and sucrose as carbon sources, in order to observe the behavior of these cells in these media. Studies in this area have demonstrated that immobilized cells are more resistant to temperature, activity, concentration of substrates and metabolites, and a high yield for ethanol fermentation. The montmorillonite K10, sodium alginate and chitosan have been used in the studies had commercial origin, while the zirconium oxide was synthesized and characterized by X-ray Diffraction (XRD) and B.E.T. surface area (Brunauer, Emmet and Teller). Liofilized Saccharomyces cerevisiae did not adhere to solid supports (K10 montmorillonite, zirconium oxide and modified surface zirconium oxide). Since the strain of Saccharomyces cerevisiae, JAY 270, was successfully immobilized in calcium alginate beads and in chitosan covered calcium alginate beads. Studies under batch fermentation were conducted in orbital shaker for evaluation of ethanol production, stability, efficiency, substrate consumption rate and the product production rate. The behavior of these systems was assessed using concentration data of substrate and product in the HPLC equipment (High-performance liquid chromatography). The cell immobilization in calcium alginate beads and chitosan covered calcium alginate beads allowed reusing of the beads during fermentation of eight cycles every 10 hours. The production of ethanol to free cells was 40 g/L and 78% and 74.3% yield using the glucose and sucrose as carbon sources, respectively. For immobilized cells in calcium alginate beads, ethanol production was 33 g/L and 64.6% yield and 33 g/L and 61.3% yield, using glucose and sucrose, respectively. For immobilized cells in chitosan covered calcium alginate beads, ethanol production was 31 g/L and 60.7% yield and 32 g/L and 59.5% yield, using glucose and sucrose, respectively / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química
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O nitrogenio proteico na fermentação alcoolica e sua influencia na qualidade da cachaça / The proteic nitrogen in alcoholic fermentation and influence in cachaça quality

Jeronimo, Elisangela Marques 10 August 2004 (has links)
Orientador: Gil Eduardo Serra / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeronimo_ElisangelaMarques_D.pdf: 608726 bytes, checksum: 439587ffeaf014be16ac5ec072325ec8 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Estudos de complementação nitrogenada em fermentação alcoólica têm sido conduzidos utilizando adubos nitrogenados como sulfato de amônia, superfosfato simples e uréia, e dirigidos para a produção de álcool. Nas destilarias artesanais de aguardente a complementação nitrogenada do mosto pode constituir uma prática benéfica na multiplicação e no crescimento celular do fermento, e consequentemente para a melhoria dos índices de eficiência, rendimento e rodutividade do processo. Fontes nitrogenadas minerais, bastante empregadas, mostram resultados muitas vezes controversos. Estudos verificaram que a oferta de fonte complexa de nitrogênio, como extrato de levedura, influenciou o rendimento em etanol, massa celular e outros parâmetros da fermentação alcoólica. O objetivo da primeira etapa deste estudo foi avaliar os tratamentos para clarificação do caldo de cana sobre o teor de nitrogênio protéico, estudar a influência da adição de nitrogênio protéico, em fermentações em escala de laboratório, com uma linhagem selecionada de S. cerevisiae, sobre alguns parâmetros fermentativos e sobre a formação de compostos secundários, em escala de laboratório. Verificou-se que a clarificação comprometeu a multiplicação celular, sem afetar a viabilidade, o que pode afetar o reaproveitamento do fermento para novas bateladas de fermentação. A adição de nitrogênio protéico influiu positivamente na manutenção da viabilidade celular, podendo assim propiciar melhor qualidade do fermento reciclado; alterou a formação de álcoois superiores, aumentando a formação de propanol e reduzindo a de isobutanol e de álcool isoamílico. O benefício da adição de N protéico também ocorreu na redução do tempo de fermentação. Portanto, a complementação do mosto de caldo de cana com N protéico que contenha formas assimiláveis é recomendada. Considerando a importância da análise sensorial na avaliação e pesquisa da qualidade de aguardentes, o trabalho incluiu um estudo da influência da concentração alcoólica e da acidez no perfil de percepção sensorial de aguardente de cana pelos provadores, detectando igualdades ou diferenças na avaliação sensorial de atributos típicos de aroma e sabor do produto. Foi utilizada uma aguardente recém-destilada, que foi submetida a diluição e acidificação com ácido succínico, originando quatro amostras para provas. Concluiu-se que a concentração alcoólica e a acidez não influíram na avaliação sensorial dos atributos típicos da aguardente. A diluição da aguardente não contribui para a maximização da percepção de diferenças entre duas amostras, nem tampouco a variação da acidez mascara a expressão sensorial dos atributos devidos aos componentes secundários da aguardente representados principalmente por aldeídos, álcoois superiores, ésteres e ácidos orgânicos. Com base nos resultados de fermentação alcóolica obtidos na etapa de laboratório, foi delineado um experimento com o objetivo de avaliar a adição de nitrogênio protéico no caldo de cana sobre o crescimento da levedura, tempo e características da fermentação, e qualidade química e sensorial da cachaça. Outro aspecto foi avaliar o efeito da adição de N protéico em fermentações conduzidas com duas linhagens de levedura isoladas de destilarias de cachaça artesanal, e a condução de fermentações com reciclo da levedura decantada, em escala piloto simulando o processo artesanal de produção de cachaça. Verificou-se que a adição de nitrogênio protéico influiu positivamente na manutenção da viabilidade celular, podendo assim propiciar melhor qualidade do fermento reciclado. Também se observou redução no tempo de fermentação. A adição de nitrogênio protéico ao mosto para a produção de cachaça não interferiu na aceitação sensorial da bebida. A análise dos componentes secundários não mostrou alteração consistente como resposta à aplicação de N protéico. A complementação do mosto de caldo de cana com N protéico em formas assimiláveis pela levedura, pode ser uma prática útil na otimização do processo de fermentação alcoólica para produção de cachaça / Abstract:Studies on the addition of nitrogen source in alcoholic fermentation have been conducted using nitrogen fertilizers as ammonium sulphate, superphosphates and urea, but applied for alcohol production. In small sugarcane distilleries the sugarcane juice complementation with nitrogen can constitute a benefical practice in yeast multiplication and cellular growth, and also for the improvement of fermentation yield and productivity. Mineral nitrogen sources, many times show controversial results. Several authors verified that the a nitrogen complex source, influenced the ethanol yield, yeast biomass and other alcoholic fermentation parameters. The goal of this work is to evaluate the influence of sugarcane juice clarification on proteic nitrogen content of juice, and by otherhand the addition of proteic nitrogen souce - yeast extract on the fermentation parameters and volatile compounds produced. The sugarcane juice clarification reduced the cellular multiplication, without affecting the cell viability, and endanger yeast recycling for a new fermentation. The proteic nitrogen additions enhanced cellular viability and ensure yeast recycling operation. Higher levels of proteic nitrogen affected the synthesis of volatile superior alcohols, increasing propilic formation and reducing isobutilic and isoamilic alcohol. Proteic nitrogen addition also reduced fermentation time. Considering the sensory analysis importance in the brandies quality evaluation and research, the work included a study for to investigate the alcoholic concentration influence and of the acidity in the sugarcane liquor sensory perception profile by the provers, about the equalities or differences detection in the product aroma and flavor typical attributes sensory evaluation. It was going used a sugarcane spirit recently-distillate, which was going submitted at dilution and acidification with succinic acid, originating four samples for proofs. It concluded that the alcoholic concentration and the acidity didn¿t influence the brandy typical attributes sensory evaluation. The sugar cane spirit dilution doesn¿t contribute for greatest of the differences perception between two samples, neither at acidity variation masked the attributes sensory expression due to the represented sugarcane liquor secondary components mostly for aldehyde, superior alcohols, esters and organics acid. Finally, also was study the proteic nitrogen influenced positively the cell viability, and can ensure yeast recycling operation. It was also observed a reduction in fermentation time. The proteic nitrogen addition in the juice didn¿t affect the sensory acceptance of sugarcane liquor, and also didn¿t result in different levels of volatile compounds. Assimilable forms of proteic nitrogen can be helpfull on the optimization of alcoholic fermentation / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos
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Modelagem hibrido neuronal de um processo de fermentação alcoolica / Hybrid neural network model of an alcoholic fermentation process

Mantovaneli, Ivana Cristina Cordeiro 24 October 2005 (has links)
Orientadores: Rubens Maciel Filho, Aline Carvalho da Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T06:46:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mantovaneli_IvanaCristinaCordeiro_M.pdf: 4744367 bytes, checksum: 648b4b28d0ad3fff1bfeda9851005fc1 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A utilização do etanol como combustível tem muitas vantagens; ele tem competido economicamente com a gasolina e diversos outros combustíveis, substituindo-os em várias utilidades. Desta forma, existe um grande interesse em se otimizar todos os passos da produção de etanol. Apenas um conhecimento profundo da dinâmica do processo gera uma operação ótima, e este pode ser conseguido através de simulações realizadas usando um modelo preciso. Muitos modelos fenomenológicos foram desenvolvidos considerando condições industriais, mas estes só são válidos para condições específicas nas quais foram determinados, invalidando a predição do modelo em outras condições. Mudanças acontecem normalmente em uma unidade industrial e a re-estimação freqüente dos parâmetros do modelo é usualmente difícil e demorada. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo híbrido neuronal para o processo de fermentação alcoólica usando balanços de massa combinados com redes neuronais do tipo Functional Link. Será implementado um esquema para atualização dos pesos da rede sempre que esta não descrever o comportamento dinâmico da planta. O modelo desenvolvido será usado para descrever um processo real no lugar dos modelos fenomenológicos existentes, já que estes têm sido capazes de descrever o processo apenas por curtos espaços de tempo / Abstract: The use of ethanol as a fuel has many advantages; it has economically competed with gasoline and others fuels, substituting them in various uses. Thus, there is a great interest in optimizing all the steps of ethanol production. Only a detailed knowledge of the process dynamics can lead to optimal operation and this can be achieved through simulation using an accurate model. Many phenomenological models were developed considering industrial fermentations, but they are only valid for specific conditions. Changes occur frequently in an industrial unity and frequent reestimation of model parameters is usually expensive and time consuming. The objective of this work is to develop a hybrid neural model for the alcoholic fermentation process using mass balances combined with Functional Link Neural Networks. A scheme to update network weights always that it does not describe plant behavior accurately is implemented. The developed model is used to describe an industrial process substituting the existing phenomenological models, since they have been able to describe the process only for short periods / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química
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Caracterização molecular da Linhagem Pedra 2 de Saccharomyces cerevisiae sob condições de alto etanol em fermentadores industriais / Molecular characterization of Saccharomyces cerevisiae Pedra-2 strain under high ethanol conditions in industrial fermentators

Lopes, Lucas Souza 28 November 2014 (has links)
A linhagem Pedra 2 (PE-2) de Saccharomyces cerevisiae destaca-se por ser o organismo mais comumente utilizado no processo industrial de produção de biocombustíveis. Com a descoberta das linhagens selvagens, alcançou-se uma maior tolerância ao etanol permitindo o desenvolvimento de uma nova tecnologia: a fermentação com alto teor alcoólico. Desta forma, foi possível aumentar tanto a concentração de açúcares totais do mosto quanto o volume final de etanol purificado. No entanto, esse novo processo de fermentação tem causado um agravamento nos diversos estresses aplicados à levedura. No presente trabalho, é apresentado o perfil transcricional da linhagem PE-2 sob condições de alto etanol em fermentadores industriais através da tecnologia de microarranjo de DNA. Com a utilização desta, analisou-se o perfil global da expressão da levedura, identificando grupos de genes de interesse e vias metabólicas correguladas no processo de adaptação e sobrevivência às diferentes condições de estresses impostas a levedura pela fermentação industrial. Mais especificamente, 5860 genes foram estudados nesse trabalho e tiveram as suas variações de expressão quantificadas ao longo dos tempos 0, 6, 12 e 18 horas do ciclo fermentativo industrial. Em particular, algumas vias metabólicas associadas a compostos-chave no processo fermentativo tiveram seus genes diferenciamente expressos mapeados. Além disso, identificou-se vários grupos de genes altamente correlacionados a diferentes processos biológicos em S. cerevisiae, como por exemplo, a atividade de biossíntese de etanol. Por fim, espera-se que estes resultados forneçam bases para a realização de estudos mais direcionados no intuito de obter uma maior eficiência fermentativa e adaptação a estresses gerados durante durante o processo industrial. / The Pedra-2 (PE-2) strain of Saccharomyces cerevisiae is commonly used in the industrial process for biofuel production. In studies of wild type strains of S. cerevisiae, a wider tolerance to ethanol was achieved, which allowed for the development of a new technology of high alcohol percentage fermentation. This process made possible the increase of total sugar concentration in the mixture, and the volume of purified ethanol, although the new process has caused increase in the stresses applied to the yeast. In this study, the transcriptional profile of the PE-2 strain in high ethanol conditions is presented using DNA microarray. The global expression profile was used to identify groups of genes of interest and to analyze metabolic pathways that became co-regulated in adaptation to stress conditions imposed to the yeast by the industrial fermentation. In particular, 5860 genes were studied in this work and were detailed according to their expression profiles belong the fermentation cicle (0, 6, 12 and 18 hours). Moreover, metabolic pathways associated to key compounds in the fermentative process were described in terms of the composition of the differentially expressed genes. In addition, groups of genes highly correlated to different biological process in S. cerevisiae were identified. Finally, it is expected that this work could provide new directions in the study of fermentative efficiency and induced stress adaptation during the industrial fermentative process.
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Caracterização molecular da Linhagem Pedra 2 de Saccharomyces cerevisiae sob condições de alto etanol em fermentadores industriais / Molecular characterization of Saccharomyces cerevisiae Pedra-2 strain under high ethanol conditions in industrial fermentators

Lucas Souza Lopes 28 November 2014 (has links)
A linhagem Pedra 2 (PE-2) de Saccharomyces cerevisiae destaca-se por ser o organismo mais comumente utilizado no processo industrial de produção de biocombustíveis. Com a descoberta das linhagens selvagens, alcançou-se uma maior tolerância ao etanol permitindo o desenvolvimento de uma nova tecnologia: a fermentação com alto teor alcoólico. Desta forma, foi possível aumentar tanto a concentração de açúcares totais do mosto quanto o volume final de etanol purificado. No entanto, esse novo processo de fermentação tem causado um agravamento nos diversos estresses aplicados à levedura. No presente trabalho, é apresentado o perfil transcricional da linhagem PE-2 sob condições de alto etanol em fermentadores industriais através da tecnologia de microarranjo de DNA. Com a utilização desta, analisou-se o perfil global da expressão da levedura, identificando grupos de genes de interesse e vias metabólicas correguladas no processo de adaptação e sobrevivência às diferentes condições de estresses impostas a levedura pela fermentação industrial. Mais especificamente, 5860 genes foram estudados nesse trabalho e tiveram as suas variações de expressão quantificadas ao longo dos tempos 0, 6, 12 e 18 horas do ciclo fermentativo industrial. Em particular, algumas vias metabólicas associadas a compostos-chave no processo fermentativo tiveram seus genes diferenciamente expressos mapeados. Além disso, identificou-se vários grupos de genes altamente correlacionados a diferentes processos biológicos em S. cerevisiae, como por exemplo, a atividade de biossíntese de etanol. Por fim, espera-se que estes resultados forneçam bases para a realização de estudos mais direcionados no intuito de obter uma maior eficiência fermentativa e adaptação a estresses gerados durante durante o processo industrial. / The Pedra-2 (PE-2) strain of Saccharomyces cerevisiae is commonly used in the industrial process for biofuel production. In studies of wild type strains of S. cerevisiae, a wider tolerance to ethanol was achieved, which allowed for the development of a new technology of high alcohol percentage fermentation. This process made possible the increase of total sugar concentration in the mixture, and the volume of purified ethanol, although the new process has caused increase in the stresses applied to the yeast. In this study, the transcriptional profile of the PE-2 strain in high ethanol conditions is presented using DNA microarray. The global expression profile was used to identify groups of genes of interest and to analyze metabolic pathways that became co-regulated in adaptation to stress conditions imposed to the yeast by the industrial fermentation. In particular, 5860 genes were studied in this work and were detailed according to their expression profiles belong the fermentation cicle (0, 6, 12 and 18 hours). Moreover, metabolic pathways associated to key compounds in the fermentative process were described in terms of the composition of the differentially expressed genes. In addition, groups of genes highly correlated to different biological process in S. cerevisiae were identified. Finally, it is expected that this work could provide new directions in the study of fermentative efficiency and induced stress adaptation during the industrial fermentative process.

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