nÃo hà / A cachaÃa à a bebida mais consumida no Brasil. O Cearà ocupa um lugar privilegiado entre os grandes produtores de cachaÃa do Brasil (4o lugar dentre os produtores nacionais). Dessa forma, estudos inovadores de produÃÃo de cachaÃa sÃo de suma importÃncia. A principal matÃria-prima utilizada no Brasil para fermentaÃÃo alcoÃlica à a cana-de-aÃÃcar. A levedura Saccharomyces cerevisae à o microrganismo utilizado industrialmente nas destilarias. Entretanto, outros microrganismos sÃo tambÃm capazes de produzir etanol utilizando matÃrias-primas aÃucaradas como substrato. Neste trabalho, à apresentado o estudo da produÃÃo de aguardente de cana atravÃs da fermentaÃÃo alcoÃlica com grÃnulos de kefir, utilizando caldo de cana como substrato. Os grÃnulos de kefir sÃo constituÃdos de uma microflora variada, tendo como principais constituintes bactÃrias do gÃnero Lactobacillus e leveduras (Saccharomyces, Kluyveromyces, CÃndida e Pichia). Estes grÃnulos sÃo tradicionalmente utilizados para produÃÃo de leites fermentados de baixo teor alcoÃlico. A produÃÃo de bebidas alcoÃlicas destiladas atravÃs destes grÃnulos nunca foi estudada. AtravÃs de um planejamento fatorial, foi possÃvel verificar a influÃncia do teor de aÃÃcar e da massa de inÃculo no rendimento em etanol para fermentaÃÃes conduzidas com os grÃnulos de kefir e com o fermento de panificaÃÃo (Saccharomyces cerevisae). O fermentado obtido com o kefir resultou em maiores teores de aÃÃcar residual e menores teores de etanol quando comparado com a fermentaÃÃo com a levedura. O fermentado (vinho) foi destilado em alambique artesanal. A cachaÃa assim produzida apresentou aroma e sabor agradÃveis. As anÃlises quÃmicas demonstraram que a bebida atendeu aos requisitos legais com relaÃÃo à sua composiÃÃo. A bebida obtida utilizando-se a levedura Saccharomyces cerevisae serviu como referÃncia na anÃlise sensorial. Para saber se a cachaÃa satisfazia as expectativas dos consumidores, foram feitas anÃlises sensoriais de aceitaÃÃo e anÃlise descritiva quantitativa. / Sugar cane spirit is the most consumed alcoholic drink in Brazil. Cearà State is the 4th producer of sugar cane spirit in the country. In this way, studies regarding new alternatives to produce sugar cane spirits are very important for the local development. Sugar cane is the main raw material used in Brazil in alcoholic fermentation and the yeast Saccharomyces cerevisae is the microorganism used in industrial processes. However, other microorganisms are also able to produce ethanol using raw materials rich in sugars as substrate. In this work, the use of kefir granules in alcoholic fermentation using sugar cane as substrate is presented. Kefir granules are composed of several microorganisms entrapped in a polymeric matrix (kefiran). The main constituents of the granules are lactobacillus and yeasts (Saccharomyces, Kluyveromyces, CÃndida and Pichia). These granules are traditionally used to produce fermented milk with low alcohol content. The use of such granules to produced distilled alcoholic beverages was not studied yet. A factorial planning was carried out to verify the influence of sugar concentration and the initial inocula in the ethanol yield in fermentation carried out using kefir granules an commercial bakerâs yeast (Saccharomyces cerevisae). The fermented broth obtained using kefir presented higher residual sugars and lower ethanol content when compared to the fermented broth obtained using bakerâs yeast. The fermented broth was distilled in a artisanal distilator (alambique). The sugar cane spirit obtained presented pleasant aroma and flavor. Physicochemical analyses of the distilled product attested their quality and conformity with the Brazilian regulations requirements considering its composition. The sugar cane spirit obtained using kefir granules was submitted to a sensory evaluation considering the product acceptance and sensory description. The spirit obtained using bakerâs yeast was used as reference in the sensory evaluation of the product.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O aproveitamento integral do pedÃnculo de caju, uma matÃria prima vastamente encontrada no Cearà e pouco aproveitada, aliado a produÃÃo de etanol, produto de valor energÃtico sÃo o foco desse projeto. O suco de caju integral, rico em frutose, glicose, sais e vitaminas, mostrou-se bastante adequado para o uso da levedura Saccharomyces cerevisiae no processo fermentativo alcoÃlico. A busca por melhorias na obtenÃÃo de etanol se deu atravÃs do estudo do uso de leveduras imobilizadas em suporte de bagaÃo de caju (SBC). A imobilizaÃÃo celular vem sendo estudada por inÃmeros pesquisadores e tem se mostrado uma tÃcnica importante devido aos benefÃcios e vantagens possibilitados como o aumento na produtividade. O bagaÃo de caju surge como uma matÃria prima barata e de fÃcil obtenÃÃo para a aplicaÃÃo da tÃcnica de imobilizaÃÃo. Para comparaÃÃo foram estudados os resultados com cÃlulas livres e imobilizadas em alginato de cÃlcio, um conhecido agente de imobilizaÃÃo de cÃlulas por encapsulamento e cÃlulas imobilizadas por adsorÃÃo em bagaÃo de caju. Utilizando cÃlulas imobilizadas em bagaÃo foram realizadas fermentaÃÃes preliminares, consecutivas e de estocagem. Foram verificados os seguintes parÃmetros cinÃticos: produtividade (Qp, g.L-1h-1), eficiÃncia (Ef, %), conversÃo substrato/biomassa (Yx/s, g.g-1) e conversÃo substrato/produto (Yp/s, g.g-1). O suporte de bagaÃo de caju atingiu vantagens com relaÃÃo a adesÃo e altas densidades celulares, gerando elevadas produtividades (≈ 5 g.L-1h-1). Com relaÃÃo a eficiÃncia e a taxa de conversÃo substrato/produto, cÃlulas imobilizadas atingiram valores similares aos obtidos com cÃlulas livres no suco de caju integral (em torno de 90% e 0,47 respectivamente). Outra vantagem foi a durabilidade e possibilidade de reutilizaÃÃo do suporte tornando o processo mais econÃmico, rÃpido e eficiente. O SBC mostrou-se apto a reutilizaÃÃo por no mÃnimo 10 bateladas consecutivas e se manteve estÃvel, em geladeira, por pelo menos 6 meses / The use of cashew apple peduncle, a vast available material found in Cearà that is usually wasted, combined with production of ethanol, is the focus of this project. Cashew apple juice, rich in fructose, glucose, salts and vitamins, is an appropriate raw material for alcoholic fermentation by the yeast Saccharomyces cerevisiae. The search for improvements in ethanol production in this work was achieved through the study of the use of yeast immobilized in cashew apple bagasse support, (SBC). Cell immobilization has been studied by many researchers and has been an important technique because of the possible benefits and advantages as the increase in productivity. Cashew apple bagasse is a cheap and easily accessible raw material to the application of the immobilization technique. As comparison, results with free, immobilized cells in calcium alginate, a known agent for immobilization by encapsulation, and immobilized cells by adsorption on SBC were studied. Preliminary fermentation assays using immobilized cells on SBC were performed, as well as consecutive and storage fermentations. The following kinetic parameters were checked: productivity (Qp, gL-1h-1), efficiency (Ef,%), substrate / biomass yield (Yx / s, g.g-1) and substrate / product yield (Yp / s, g.g - 1). SBC presented advantages, such as high cell densities and adhesion, generating high yields (≈ 5 g.L-1h-1). With respect to efficiency and rate of substrate / product yield, immobilized cells reached values similar to those obtained with free cells in the integral cashew apple juice (about 90% and 0.47 respectively). Another advantage is the durability and possibility of reuse of SBC making the process more economical, fast and efficient. SBC was reused for at least 10 consecutive batches and remained stable, at refrigerator, for 6 months

AgÃncia Nacional do PetrÃleo / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In this work, the ethanol production from cashew bagasse was studied after acid followed by alkali pretreatment (CAB-OH) using the Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF) and Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF) processes. In SHF process, the hydrolysate obtained from enzymatic hydrolysis of CAB-OH was used as carbon source for fermentation with different strains of Saccharomyces (S. cerevisiae CCA008, S. cerevisiae 01, S. cerevisiae 02 and Saccharomyces sp. 1238), Kluyveromyces (K. marxianus CCA510, CE025 and ATCC36907) and Hanseniaspora sp. GPBio03. The bioprocess was conducted at 30 ÂC and 50 g.L-1 initial glucose concentration. The K. marxianus ATCC36907 achieved ethanol concentration of 20 g.L-1 with consumption of all glucose in the hydrolysate. Similar results were obtained with Saccharomyces strains and higher ethanol concentration (23.43 g.L-1) was obtained by Saccharomyces sp. 1238. The maximum ethanol concentration of 24.54 g.L-1 was achieved by Hanseniaspora sp. GPBio03. Focused on further studies using SSF process, it was evaluated the temperature influence of thermotolerant yeast K. marxianus ATCC36907 in glucose and enzymatic hydrolysate from CAB-OH. The results showed that the temperature (30, 35, 40, 45 and 50 ÂC) did not affect the values of YE/G (0.45 to 0.46 gethanol/gglucose) using glucose as substrate. Moreover, the ethanol yields obtained with enzymatic hydrolysate were slightly influenced by temperature, 0.39 and 0.43 gethanol/gglucose were obtained at 30 and 40 ÂC, respectively. Based on this, the SSF of CAB-OH and K. marxianus ATCC36907 was conducted at 40 ÂC with cellulases from Celluclast 1.5L at 15 FPU/gcellulose. The highest ethanol concentration (24.90  0.89 g.L-1) was obtained with 76h of fermentation with 0.33 g.L-1.h-1, 0.34 gethanol/gglucose and 66.3% of productivity, YʹE/G and of ethanol efficiency, respectively. In enzymatic hydrolysis studies, the cellulase NS 22074 at 30 FPU/gcellulose without cellobiases supplementation resulted in glucose yield of 93.77  2.72% which is promising for studies of SSF with this enzyme complex. The temperature (40, 42 , 45 and 50 ÂC) influence in SSF process using microcrystalline cellulose, in contrast with SHF results, higher ethanol concentration, 19.86  0.32 g.L-1, was obtained at 40 ÂC. The SSF using CAB-OH, 30 FPU/gcellulose cellulases NS 22074 at 40 ÂC showed higher ethanol concentration of 37.35  0.64 g.L-1 at 80h, with productivity of 0.46 g.L-1.h-1. In this condition, there was an increase of YʹE/G from 0.34 to 0.49 gethanol/gglucose and the ethanol efficiency from 66.3% to 95.59% when compared to results obtained with SSF using Celluclast 1.5L. Based on the results of efficiency and ethanol yield (YʹE/G), the cashew apple bagasse showed as lignocelulose feedstock promising material for second generation ethanol production by SSF process using the yeast K. marxianus ATCC36907 and NS 22074 cellulases complex. / Nesse trabalho, estudou-se a produÃÃo de etanol de bagaÃo de caju apÃs prÃ-tratamento Ãcido seguido de Ãlcali (CAB-OH) atravÃs dos processos de FermentaÃÃo e HidrÃlise Separadas (SHF) e FermentaÃÃo e HidrÃlise SimultÃneas (SSF). No processo SHF, o hidrolisado obtido da hidrÃlise enzimÃtica de CAB-OH foi submetido à etapa de fermentaÃÃo com diferentes linhagens de Saccharomyces (S. cerevisiae CCA008, Saccharomyces sp. 1238, S. cerevisiae 01, S. cerevisiae 02), Kluyveromyces (K. marxianus CCA510, CE025 e ATCC36907) e Hanseniaspora sp. GPBio03. A fermentaÃÃo do hidrolisado foi conduzida a 30 ÂC com concentraÃÃo inicial de glicose de 50 g.L-1. ApÃs o screening de leveduras, a linhagem de K. marxianus ATCC36907 destacou-se com maior concentraÃÃo de etanol de 20 g.L-1 com consumo de toda glicose no hidrolisado. Resultados similares foram obtidos com Saccharomyces sp. 1238 e com a levedura isolada do caju (Hanseniaspora sp. GPBio03) com maiores concentraÃÃes de etanol de 22,41 g.L-1 e 24,54 g.L-1, respectivamente. Com o propÃsito de estudos posteriores de SSF, avaliou-se a influÃncia da temperatura da levedura termotolerante K. marxianus ATCC36907 em glicose PA e hidrolisado enzimÃtico de CAB-OH. Os resultados mostraram que para a glicose PA, a variaÃÃo da temperatura (30, 35, 40, 45 e 50 ÂC) nÃo influenciou nos valores de conversÃo de glicose em etanol (YE/G) obtendo-se valores na faixa de 0,45-0,46 getanol/gglicose. Por outro lado, os resultados de YE/G em hidrolisado enzimÃtico foram ligeiramente influenciados pela temperatura, obtendo-se 0,39 getanol/gglicose a 30ÂC e 0,43 getanol/gglicose a 40 ÂC. Em seguida, realizou-se a SSF de CAB-OH com K. marxianus ATCC36907 a 40 ÂC e celulases de Celluclast 1.5L a 15 FPU/gcelulose. A maior concentraÃÃo de etanol (24,90  0,89 g.L-1) foi obtida em 76h de fermentaÃÃo com produtividade de 0,33 g.L-1.h-1, conversÃo de glicose em etanol (YʹE/G) de 0,34 e eficiÃncia de produÃÃo de etanol de 66,3%. Contudo, visando aumentar a produÃÃo de etanol em estudos posteriores de SSF, realizou-se o estudo de hidrÃlise enzimÃtica com outros complexos de celulases (NS 22074) e celobiases (NS 50010). Os resultados de hidrÃlise enzimÃtica mostraram que a atividade de celulases NS 22074 a 30 FPU/gcelulose sem suplementaÃÃo de celobiase resultou no rendimento de glicose de 93,77  2,72% sendo resultado promissor para estudos de SSF com esse complexo enzimÃtico. Nos ensaios de SSF com celulases do complexo NS 22074, inicialmente realizou-se o estudo da temperatura (40, 42, 45 e 50 ÂC) com K. marxianus ATCC36907 utilizando celulose microcristalina; e, em contrapartida com os resultados SHF, na temperatura de 40 ÂC foi obtida a maior concentraÃÃo de etanol de 19,86  0,32 g.L-1, em 72h de fermentaÃÃo. Diante desses resultados, realizou-se o processo de SSF de CAB-OH nas seguintes condiÃÃes: 40 ÂC de temperatura e 30 FPU/gcelulose do complexo de celulases NS 22074. A maior concentraÃÃo de etanol (37,35  0,64 g.L-1) foi obtida em 80h de fermentaÃÃo, com produtividade de 0,46 g.L-1.h-1. Diante desses resultados, observa-se que a mudanÃa do complexo enzimÃtico de Celluclast 1.5L para NS 22074 proporcionou o aumento no valor de YʹE/G de 0,34 getanol/gglicose para 0,49 getanol/gglicose e no rendimento de etanol de 66,3% para 95,59%, o que torna o bagaÃo de caju prÃ-tratado promissor como matÃria-prima para produÃÃo de etanol de segunda geraÃÃo por processo SSF utilizando a levedura K. marxianus ATCC36907.