Orientador: Roberto da Silva / Co-orientador: Célia Maria Landi Franco / Co-orientador: Kiany Sirley Brandão Cavalcante / Banca: Iracema Oliveira Moraes / Banca: Paulo Waldir Tardioli / Banca: Vanildo Luiz Del-Bianchi / Banca: José Francisco Lopes Filho / Resumo: Há um grande interesse em se produzir álcool por matérias-primas alternativas à cana-de-açúcar. As fontes amiláceas tropicais são alvos potenciais nestas pesquisas. A taioba é uma planta que contem um teor considerável de amido nos seus tubérculos, mas é pouco explorada cientifica e comercialmente. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial industrial da taioba. Para isto, determinaram-se as características estruturais e físico-químicas do amido de taioba, e, em seguida, se avaliou o potencial para a produção de etanol. Todas as analises foram realizadas em comparação ao amido de mandioca, por ser uma fonte conhecida e bem difundida no Brasil. Os amidos apresentaram alto grau de pureza e baixo teor de fósforo (< 0,05%). O amido de taioba apresentou 21,80 % de amilose aparente e 16,96 % de amilose absoluta. Os amidos exibiram perda de água (sinérese) durante a estocagem em todas as temperaturas testadas, mas a menor porcentagem de perda em ambos os amidos foi a 25 °C. O amido de taioba apresentou temperaturas de gelatinização mais elevadas, maiores alterações de entalpia de gelatinização e maiores percentagens de retrogradação, mas com valores de hidrólise menores que o amido de mandioca, sendo que essas diferenças podem ser atribuídas à menor proporção de cadeias ramificadas curtas (DP 6-12) da amilopectina e à maior viscosidade final do amido de taioba. O amido de taioba foi sacarificado enzimaticamente e submetido à fermentação usando a levedura Saccharomyces... / Abstract: There is a great interest in producing alcohol for raw materials that are alternative to sugarcane. Tropical amylaceous sources are potential targets in these surveys. Tannia is a plant that contains a considerable amount of starch in its tubers, but is little explored scientifically and commercially. This work aimed to evaluate the industrial potential of this plant. For this, the structural and physicochemical characteristics of the tannia starch were determined, and then the potential for the production of ethanol was evaluated. All the analyzes were carried out in comparison to cassava starch, because it is a known and well-known source in Brazil. The starches presented high purity and low phosphorus content (<0.05%). Tannia starch had 21.80% apparent amylose and 16.96% absolute amylose. Starches exhibited loss of water (syneresis) during storage at all temperatures tested, but the lowest percentage loss in both starches was at 25 oC. Tannia starch showed higher gelatinization temperatures, greater gelatinization enthalpy changes and higher percentages of retrogradation, but with hydrolysis values lower than cassava starch, and these differences can be attributed to the lower proportion of short branched chains (DP 6-12) of the amylopectin and the higher final viscosity of the tannia starch. The tannia starch was saccharified enzymatically and subjected to fermentation using the yeast Saccharomyces cerevisiae JP1. The maximum concentration of ethanol produced ... / Doutor

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:17Z : No. of bitstreams: 1 000844279.pdf: 2168127 bytes, checksum: 0ecd03e6f59bee80ef2794c0fdaaf298 (MD5) / A produção de etanol no Brasil é baseada, principalmente, em processo de fermentação por batelada alimentada, em tanques de grande volume (250.000 a 3.000.000 de litros), com fermentação rápida (6-12 horas), utilizando altas concentrações de levedura (8-15% p/v). Entretanto, este processo está sujeito a contaminação por cepas Saccharomyces do meio ambiente designadas selvagens as quais podem causar sérios problemas ao processo fermentativo como fermentação lenta, floculação do fermento e aumento do açúcar residual no mosto fermentado. O objetivo do trabalho foi selecionar uma linhagem de Saccharomyces cerevisiae mais adaptada ao processo fermentativo da Usina Alta Mogiana e que constituísse um fermento robusto, dominante e persistente na fermentação industrial ao longo da safra. Os experimentos em escala industrial foram conduzidos na Usina Alta Mogiana, localizada na região de São Joaquim da Barra, estado de São Paulo. As principais etapas foram: 1) monitoramento da população de linhagens dominantes e persistentes nas fermentações por cariotipagem; 2) avaliação do desempenho fermentativo das linhagens em escala de laboratório; 3) reintrodução da cepa selecionada no processo fermentativo industrial, 4) avaliação do desempenho da cepa na escala industrial. Os resultados permitiram a seleção de uma linhagem (levedura UAM) que dominou a microbiota da dorna e permaneceu no processo fermentativo durante toda a safra. Esta linhagem permitiu os seguintes ganhos industriais: incremento no teor alcoólico do vinho de 8 para 10%, reduzindo o volume de vinhaça de 11,44 para 10,23 L/L etanol, diminuiu a contaminação por Saccharomyces selvagens, proporcionou uma economia de energia térmica e bagaço (15.000 ton/safra) e contribuiu para aumentar a eficiência industrial de recuperação de açúcar (de 88 para 92% do açúcar processado). Esses resultados demonstraram a viabilidade e vantagens das usinas... / Ethanol production in Brazil is based on fed-batch fermentations in large volume tanks (250,000 to 3,000,000 liters), with fast fermentations (6-12hours) and high concentrations of yeast (8-15% w/v). However, this process is subject to contamination by wild Saccharomyces strains that may cause serious problems such as low fermentation yield, flocculation and residual sugars in the wine. The research objective was to select a Saccharomyces strain, more adapted to fermentation process of Alta Mogiana mill that might be a robust yeast, dominant and persistent in the industrial fermentation process during the harvesting season. Experiments in industrial scale were conducted at Alta Mogiana mill, located in São Joaquim da Barra region, state of São Paulo, Brazil. The main steps were: 1) monitoring the population of dominant and persistent strains by karyotyping; 2) evaluation of the fermentation performance of strains in laboratory-scale; 3) re-introducing of the selected strain in the industrial fermentation process; and, 4) evaluation of the strain performance in industrial scale. The results enabled the selection of a strain (yeast UAM) that dominated the microbiota of fermentation tanks and remained in the fermentation process during all harvesting season. This strain enabled industrial gains such as the increase of alcoholic content in wine from 8 to 10%, reduction of vinasse volumes from 11.44 to 10.23 L/L ethanol and lowering the contamination by wild Saccharomyces. Moreover, this strain provided savings of thermal energy and bagasse (15,000 ton/ harvest) and contributed to increase the industrial efficiency of sugar recovery (from 88 to 92 % of processed sugar). These results demonstrate the feasibility and benefits for Brazilian distilleries to have their own yeast strain selected among the indigenous ...

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Elení Gomes / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: Márcia Justino Rossini Mutton / Banca: Henrique Vianna de Amorim / Resumo: A produção de etanol no Brasil é baseada, principalmente, em processo de fermentação por batelada alimentada, em tanques de grande volume (250.000 a 3.000.000 de litros), com fermentação rápida (6-12 horas), utilizando altas concentrações de levedura (8-15% p/v). Entretanto, este processo está sujeito a contaminação por cepas Saccharomyces do meio ambiente designadas "selvagens" as quais podem causar sérios problemas ao processo fermentativo como fermentação lenta, floculação do fermento e aumento do açúcar residual no mosto fermentado. O objetivo do trabalho foi selecionar uma linhagem de Saccharomyces cerevisiae mais adaptada ao processo fermentativo da Usina Alta Mogiana e que constituísse um fermento robusto, dominante e persistente na fermentação industrial ao longo da safra. Os experimentos em escala industrial foram conduzidos na Usina Alta Mogiana, localizada na região de São Joaquim da Barra, estado de São Paulo. As principais etapas foram: 1) monitoramento da população de linhagens dominantes e persistentes nas fermentações por cariotipagem; 2) avaliação do desempenho fermentativo das linhagens em escala de laboratório; 3) reintrodução da cepa selecionada no processo fermentativo industrial, 4) avaliação do desempenho da cepa na escala industrial. Os resultados permitiram a seleção de uma linhagem (levedura UAM) que dominou a microbiota da dorna e permaneceu no processo fermentativo durante toda a safra. Esta linhagem permitiu os seguintes ganhos industriais: incremento no teor alcoólico do vinho de 8 para 10%, reduzindo o volume de vinhaça de 11,44 para 10,23 L/L etanol, diminuiu a contaminação por Saccharomyces selvagens, proporcionou uma economia de energia térmica e bagaço (15.000 ton/safra) e contribuiu para aumentar a eficiência industrial de recuperação de açúcar (de 88 para 92% do açúcar processado). Esses resultados demonstraram a viabilidade e vantagens das usinas... / Abstract: Ethanol production in Brazil is based on fed-batch fermentations in large volume tanks (250,000 to 3,000,000 liters), with fast fermentations (6-12hours) and high concentrations of yeast (8-15% w/v). However, this process is subject to contamination by wild Saccharomyces strains that may cause serious problems such as low fermentation yield, flocculation and residual sugars in the wine. The research objective was to select a Saccharomyces strain, more adapted to fermentation process of Alta Mogiana mill that might be a robust yeast, dominant and persistent in the industrial fermentation process during the harvesting season. Experiments in industrial scale were conducted at Alta Mogiana mill, located in São Joaquim da Barra region, state of São Paulo, Brazil. The main steps were: 1) monitoring the population of dominant and persistent strains by karyotyping; 2) evaluation of the fermentation performance of strains in laboratory-scale; 3) re-introducing of the selected strain in the industrial fermentation process; and, 4) evaluation of the strain performance in industrial scale. The results enabled the selection of a strain (yeast UAM) that dominated the microbiota of fermentation tanks and remained in the fermentation process during all harvesting season. This strain enabled industrial gains such as the increase of alcoholic content in wine from 8 to 10%, reduction of vinasse volumes from 11.44 to 10.23 L/L ethanol and lowering the contamination by wild Saccharomyces. Moreover, this strain provided savings of thermal energy and bagasse (15,000 ton/ harvest) and contributed to increase the industrial efficiency of sugar recovery (from 88 to 92 % of processed sugar). These results demonstrate the feasibility and benefits for Brazilian distilleries to have their own yeast strain selected among the indigenous ... / Doutor