Considerando o crescimento do setor sucroenergético na última década e a busca por combustíveis renováveis, a fim de reduzir a dependência aos combustíveis fósseis, pesquisas nas áreas de açúcar e álcool estão comumente ligadas ao desenvolvimento de tecnologias que visem obtenção de processos e produtos com qualidade, lucro, altos rendimentos, minimização de perdas e gastos. O desenvolvimento de equipamentos e procedimentos analíticos que busquem vantagens competitivas em relação às metodologias convencionais está cada dia mais evidente e no processo de produção de açúcar e álcool, faz-se cada vez mais usuais. Uma dessas técnicas analíticas é a cromatografia. Por isso, a necessidade de trabalhos que avaliem técnicas cromatográficas aumenta diariamente, visto a importância que essas têm dentro do processo produtivo, no controle de qualidade e para a tomada de decisões. Por esses motivos, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso da técnica de cromatografia de íons para o controle analítico e de qualidade em fermentações para a produção de etanol. Para a realização deste estudo, inicialmente foi realizada validação da metodologia para análise de açúcares e depois foram realizados ensaios de fermentação. Os ensaios consistiram em fermentações com três tipos de mostos diferentes (três tratamentos), sendo os mostos obtidos a partir de caldo ou de xarope ou misto ( caldo + xarope), com teores de ART (açúcares redutores totais, respectivamente de 146,26 (±1,53) g L-1, 148,61 (±3,62) g L-1 e 158,35 (±4,67) g L-1, resultados estes obtidos pela cromatografia iônica e 107,75 (±3,19) g L-1, 115,90 (±10,41) g L-1 e 134,53 (±8,33) g L-1 para os mostos a base de caldo, xarope e misto, quando analisados pela metodologia convencional. Cada tratamento foi feito em cinco repetições, utilizando 300 mL de mosto cada, onde foram inoculados 9g de levedura Saccharomyces cerevisiae. Os pârametros analisados foram: viabilidade celular, brotamento, brotos vivos das leveduras, teores de Brix, teores de AR e ART por cromatografia iônica e por DNS, eficiência e rendimento fermentativo. Os resultados obtidos para AR final no caldo, xarope e misto na análise cromatográfica foram de 0,197 (±0,04) g L-1, 0,283 (±0,12) g L-1 e 0,259 (±0,08) g L-1 , respectivamente. Por outro lado, nas análises por DNS foram obtidos valores de: 0,352 (±0,14) g L-1, 0,811 (±0,03) g L-1 e 0,572 (±0,03) g L-1, respectivamente. Os valores de ART no vinho encontrados no caldo, xarope e misto por cromatografia foram 0,231 (±0,05) g L-1, 0,358 (±0,09) g L-1 e 0,335 (±0,19) g L-1 enquanto por DNS os teores foram 0,389 (±0,04) g L-1, 1,521 (±0,20) g L-1 e 0,906 (±0,21) g L-1. Estes valores geraram rendimentos fermentativos médios nos mostos fermentados obtidos a partir de caldo de cana, xarope e xarope + caldo de cana, foram 89,77 %, 83,59% e 76,65 %, respectivamente. Nos mostos fermentados obtidos a partir de caldo de cana, xarope e xarope + caldo de cana, os rendimento fermentativos foram 121,88 %, 106,82 e 90,23% para as análises cromatográficas e DNS, respectivamente. Conclui-se que, a técnica de cromatografia de íons quando utilizada para o controle analítico da fermentação alcoólica permite ter como vantagens em relação às técnicas convencionais analisadas, precisão, exatidão e robustez do método, rapidez de análise e facilidade no preparo das amostras, além de versatilidade, sendo capaz de analisar outros compostos de uma mesma amostra analítica, tais como ácidos, cátions e ânions, sendo capaz de fornecer resultados confiáveis para o controle analítico e de qualidade e monitoramento em fermentações para a produção de etanol. / Considering the growth of the sugar-energy sector in the last decade and the search for renewable fuels, in order to reduce dependence on fossil fuels, research in the areas of sugar and alcohol are commonly linked to the development of technologies that aim at obtaining processes and products with quality, high profit, and loss and expense minimization. The development of equipment and analytical procedures that seek competitive advantages over conventional methodologies is increasing, and arriving at the plants and distilleries for the production of sugar and alcohol, becoming more and more usual. Such is the case of chromatography. The necessity for research evaluating chromatographic techniques increases daily, considering the importance they have within the production process and in quality control. Thus, this work aims to evaluate the use of chromatographic techniques for analytical and quality controls in fermentations for ethanol production, through sugar analysis by traditional methods and ion chromatography. For the accomplishment of this study, initially the sugar analysis methodology was validated, and then fermentation tests were carried out. Such tests consisted of three treatments, each one of them composed of broth, syrup and mixed content (broth + syrup), with the respective Total Reducing Sugars (ART) of 146,26(±1,53) g L-1, 148,61 (±3,62) g L-1 and 158,35 (±4,67) g L-1, wen obtained by ionic chromatography, and, respectively, of 107,75 (±3,19) g L-1, 115,90 (±10,41) g L-1 and 134,53 (±8,33) g L-1 through the conventional methodology. Each treatment had five repetitions, with 300ml of wort each, where 9g of Saccharomyces cerevisae yeast were inoculated. The parameters evaluated were: cell viability, budding, living buds of yeast, °Brix levels, AR and ART levels through ionic chromatography and traditional method, efficiency and fermentative yield. The AR obtained results were 0,197 (±0,04) g L-1, 0,283 (±0,12) g L-1 and 0,259 (±0,08) g L-1 respectively for broth, syrup and mixture in the ionic chromatographic analysis, and 0,352 (±0,14) g L-1, 0,811 (±0,03) g L-1 and 0,572 (±0,03) g L-1 in the traditional analysis method. The ART obtained results were 0,231 (±0,05) g L-1, 0,358 (±0,09) g L-1 and 0,335 (±0,19) g L-1 through the chromatographic method and 0,389 (±0,04) g L-1, 1,521 (±0,20) g L-1 e 0,906 (±0,21) g L-1 through the traditional method. These values generated mean fermentative yields of respectively 89,77%, 83,59% and 76,65% for broth, syrup and mixed samples, in the chromatographic analysis and 121,88%, 106,82% and 90,23%, in the conventional analysis. The fermentative efficiency was satisfactory for the chromatographical methodology, with means of 83,25%, versus 106,31% of the conventional methodology. It was concluded that the ionic chromatography technique, when used for the analytical control of alcoholic fermentation, has advantages when compared to the analyzed conventional technique, such as precision, accuracy and methodological robustness, faster analysis, shorter sample preparation time, and versatility, being capable of analyzing different substances in the same source, such as acids, cations and anions, being capable of supplying trustworthy results for analytical and quality control and the surveillance of fermentations for ethanol production.

Orientador: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: As invertases ou β-D-frutofuranosidases (EC 3.2.1.26) são responsáveis pela produção da mistura equimolar de glicose e frutose, conhecida como açúcar invertido, através da hidrólise da ligação β 2-1 da molécula de sacarose. Essa mistura apresenta sabor mais doce que a sacarose e é destinada à diversos fins na indústria alimentícia (doces, xaropes, leite condensado e bebidas). É importante destacar que o produto obtido por hidrólise enzimática é bastante superior ao obtido por hidrólise ácida. A hidrólise catalisada pela enzima β-D-frutofuranosidase produz um xarope de alta qualidade com ausência de hidroximetilfurfural e sem desenvolvimento de cor. Diante do interesse industrial e biotecnológico, e das diversas aplicações dessa enzima, o objetivo deste trabalho foi investigar a produção de β-D-frutofuranosidase extracelular pelo fungo filamentoso Aspergillus niveus através de Fermentação em Estado Sólido (FES) purificando-a e caracterizando-a bioquimicamente. Entre os substratos testados em FES, a maior produção β-D-frutofuranosidásica foi obtida em casca de mandioca, com granulometria de 10 mesh, umidificada na proporção de 1:1 com água de torneira, a uma temperatura de 30ºC com umidade relativa de 30%, por um período de 9 dias de incubação. A β-D-frutofuranosidase extracelular obtida em FES foi purificada 6,53 vezes com recuperação de 5,27%, obtendo-se em SDS-PAGE 8% uma única banda protéica (37 kDa), e massa molecular nativa de 91,2 kDa estimada por Sepharose CL-6B. A temp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The invertases or β-D-fructofuranosidases (EC 3.2.1.26) are responsible for the production of an equimolar mixture of glucose and fructose, known as invert sugar, by hydrolysis of β 2-1 bond of the sucrose molecule. This mixture is sweeter than sucrose and is intended for various purposes in the food industry (sweets, syrup, condensed milk and drinks). It is important to note that the product obtained by enzymatic hydrolysis is much higher than that obtained by acid hydrolysis. The hydrolysis catalyzed by β-D-fructofuranosidase enzyme produces a high-quality syrup without hydroxymethylfurfural and color development. Before the industrial and biotechnological interest, and the various applications of this enzyme, the aim of this study was to investigate the production of the extracellular β-D-fructofuranosidase by filamentous fungus Aspergillus niveus under Solid Fermentation State (SSF) purifying it and characterizing it biochemically. Among the substrates tested in the SSF, the highest yield of β-D-fructofuranosidase was obtained in cassava hulls with a particle size of 10 mesh, humidified in the ratio 1:1 with tap water and maintained at 30°C with a relative humidity of 30%, for 9 days of incubation. The extracellular β-Dfructofuranosidase obtained in SSF was purified 6.53-folds with a recovery of 5.27%. A single protein band (37 kDa) was obtained in 8% SDS-PAGE and the native molecular mass was estimated as 91.2 kDa by Sepharose CL-6B. The optimum temperature and pH for ac... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Na primeira etapa deste trabalho avaliou-se o desempenho fermentativo de 6 cepas de leveduras comerciais utilizadas na produção de vinhos e cerveja, em mosto de mel 30°Brix suplementado com 0,5 g/L de peptona e 1 g/L de extrato de levedura. Como resposta determinou-se o crescimento das leveduras em número de células e as concentrações de glicose, frutose e etanol por HPLC, que permitiram determinar os parâmetros rendimento, eficiência de fermentação e produtifidade em etanol, bem como a produção de sulfeto de hidrogênio. Assim, selecionou-se a cepa Saccharomyces bayanus - Pasteur Champagne - Red Star, que teve seu comportamento avaliado em mosto de mel suplementado com diferentes nutrientes. Os resultados demonstraram que a suplementação do mosto de mel com sais ou com suplemento comercial Enovit contribuiu para o bom desempenho da referida cepa. Na etapa seguinte, estudou-se a produção de hidromel em escala piloto a 18°C em reatores de polipropileno contendo 130 L de mosto sem suplementação (controle), suplementado com Enovit e suplementado com pedaços de maçãs (10% m/v). Terminada a fermentação, após 60 dias, o hidromel foi devidamente caracterizado físico-quimicamente quanto aos padrões de qualidade e identidade para hidromel estabelecidos pela Legislação Brasileira. Os resultados demonstraram que, com exceção da acidez total, todos os parâmetros avaliados se encontravam em consonância com os referidos padrões. Assim, as formulações estudadas foram adequadas para a obtenção de hidromel. Terminada a fermentação o hidromel foi submetido ao processo de envelhecimento a 20°C, por 216 dias, em tonel de carvalho (50L); galão de plástico (20 L); e frasco de vidro tipo bolha (20L), sendo neste período, caracterizado físico-químicamente, bem como quanto aos teores de compostos fenólicos totais, capacidade antioxidante, presença de aminas bioativas e compostos aromáticos derivados do tonel de carvalho. O hidromel envelhecido em galão de plástico apresentou teores de extrato seco reduzido abaixo do mínimo estabelecido nos padrões da legislação. A utilização de maçãs como suplemento do mosto de mel resultou em hidromel com maior teor de compostos fenólicos e maior capacidade antioxidante. As concentrações de aminas bioativas encontradas não comprometem a qualidade do hidromel, nem oferecem risco à saúde do consumidor. A análise de compostos fenólicos dos hidroméis envelhecidos em tonel de carvalho revelou que o processo de envelhecimento promoveu a extração de furfural, vanilina e ácido gálico, compostos que contribuem para o perfil sensorial da bebida, ficaram abaixo do limiar de percepção sensorial, fato que pode ser alterado pelo aumento do tempo de envelhecimento. Quanto a intenção de compra, os hidroméis avaliados apresentaram mais de 50% de notas variando entre 3 (tenho dúvidas se compraria) e 5 (certamente compraria), sendo os de melhor aceitação envelhecidos em recipientes de plástico e vidro. A análise sensorial revelou pouca influência do recipiente de envelhecimento sobre os atributos avaliados e a intensão de compra mostrou que os provadores preferiram os hidroméis envelhecidos em recipientes inertes (vidro e plástico). Diante do exposto, conclui-se que a produção de hidromel e seu posterior envelhecimento, por 216 dias, em recipientes inertes ou em tonéis de carvalho recondicionados, resultam em bebidas que apresentam boa aceitação, sendo uma alternativa viável para apicultores diversificarem a sua produção. / In the first stage of this work it was evaluated the fermentation performance of six commercial strains of yeast used in the of wine and beer production in honey wort 30 °Brix supplemented with 0.5 g / L peptone and 1 g / L yeast extract. In response, it was determined the yeast growth by number of cells and concentrations of glucose, fructose and ethanol by HPLC, as well as fermentation parameters as yield, efficiency and productivity in ethanol, and the production of hydrogen sulfide. Saccharomyces bayanus -Pasteur Champagne - Red Star showed better fermentation performance and it was evaluated in honey wort supplemented with different nutrients. The results showed that must supplementation with salts or commercial supplement Enovit contributes to the yeast performance. In the next step, it was studied the production of mead on a pilot scale at 18 ° C in polypropylene reactors containing 130 L of wort without supplementation (control), supplemented with Enovit and supplemented with apple pieces (10% m/v). By the end of fermentation, after 60 days, mead was properly characterized physico-chemically regarding the standards of quality and identity for mead, established by Brazilian legislation. The results showed that, with the exception of total acidity, all parameters were in accordance with the standards. After the fermentation, mead was subjected to aging process at 20 ° C by 216 days in oak barrel (50L) plastic gallon (20 L) and glass bottle (20L), and was characterized physico-chemically, as well as regarding the content of total phenolics, antioxidant capacity, presence of bioactive amines and aromatic compounds derived from the oak barrel. The results showed that the mead aged in plastic gallon presented content of \"reduced dried extract\" below the minimum patterns stated. It was also observed that the use of apples as the must supplement resulted in honey mead with a higher content of phenolic compounds and antioxidant capacity. The concentrations of bioactive amines found do not compromise the quality of mead, neither consumer health. The analysis of phenolic compounds in meads aged in oak barrel revealed that the aging process promoted the extraction of furfural, vanillin, gallic acid, compounds which contribute to the sensory profile of the beverage. Concentrations of these compounds were below the threshold of sensory perception, which can be changed by increasing aging time. Regarding purchase intent, all meads evaluated obtained more than 50% of positive scores, ranging between 3 (I doubt if buy) and 5 (definitely would buy), and meads aged in plastic and glass containers showed better acceptance. Sensory analysis showed little influence of the aging container on the attributes evaluated and the tasters preferred the meads aged in inert containers. So,it is concluded that the production of mead and its subsequent aging in inert containers or reconditioned oak casks, resulted in beverages that have good acceptance and are a viable alternative for beekeepers to diversify their products.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes concentrações de quitosana nas dietas de novilhos Nelore canulados no rúmen sobre o consumo e digestibilidade aparente total da matéria seca e nutrientes, fermentação e síntese de proteína microbiana ruminal, concentrações de parâmetros sangüíneos, e os balanços de energia e de nitrogênio. Foram utilizados 8 novilhos canulados da raça Nelore. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em 2 quadrados latinos 4 x 4 balanceados e contemporâneos, para receber as seguintes rações experimentais: 1) Controle (Q0), composta por ração sem a inclusão de quitosana; 2) Q50, com a inclusão de 50 mg/kg de peso corporal de quitosana; 3) Q100, com a inclusão de 100 mg/kg de peso corporal de quitosana; e 4) Q150, com a inclusão de 150 mg/kg de peso corporal de quitosana. Diariamente foram realizadas pesagens das quantidades dos volumosos e concentrados fornecidos e das sobras de cada animal, para estimativa do consumo. As amostras de sobras, silagem e fezes foram coletadas do 15° ao 18° dias de cada período experimental, armazenadas em sacos plásticos em freezer à 20°C, e posteriormente submetidas a análises químico-bromatológicas dos principais nutrientes. Na determinação da digestibilidade aparente total dos nutrientes a quantidade total de matéria seca fecal excretada foi estimada pela concentração de fibra em detergente ácido indigestível (FDAi). As amostras de líquido ruminal foram coletadas no último dia de cada período, sendo uma coleta realizada antes da alimentação (0 hora), e seis coletas com intervalos de 2 horas após a alimentação (2, 4, 6, 8, 10 e 12 horas). Foram determinados no líquido ruminal o pH, as concentrações de nitrogênio amoniacal e as concentrações dos ácidos graxos de cadeia curta. As amostras spot de urina foram obtidas de no 16º dia de cada período experimental, quatro horas após a alimentação matinal, durante micção espontânea. As amostras de sangue foram coletadas em tubos vacuolizados (vacutainer) por punção da veia jugular. Houve efeito quadrático com menores valores sobre o consumo de FDN, expressos em kg/dia e porcentagem de peso vivo (PV) para o tratamento Q150 (P<0,05). A inclusão de quitosana na dieta proporcionou aumento linear crescente (P<0,05) da digestibilidade da matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), carboidratos totais (CT), FDN e nutrientes digestíveis totais (NDT). Houve efeito quadrático (P<0,05) sobre a concentração de N-NH3 com redução no tratamento Q150. A inclusão de quitosana na dieta não causou diferenças nas concentrações totais de AGCC (P>0,05), porém alterou as proporções molares de AGCC individualmente. Houve efeito linear crescente (P>0,05) das concentrações e porcentagens molares de propionato (mmol/L) à medida que se elevou as concentrações de quitosana na dieta. Houve diminuição (P>0,05) da relação acetato: propionato, principalmente para o tratamento Q150. Foi observado efeito linear decrescente para as proporções molares de acetato e butirato com a inclusão de quitosana. Houve efeito linear crescente sobre as concentrações plasmáticas de glicose com os tratamentos. As concentrações de quitosana utilizadas não influenciaram a síntese de proteína microbiana. O balanço de energia não foi influenciado pelos tratamentos. Não houve efeito dos tratamentos sobre o balanço de nitrogênio, porém ocorreu decréscimo na excreção do nitrogênio total (NT) nas fezes em porcentagem de NT. A quitosana quando utilizada como aditivo modulador da fermentação ruminal, resultou em alterações que possibilitam sua utilização como alternativa ao uso de ionóforos para bovinos. / The aim of this study was to evaluate the effect of different levels of chitosan on intake, digestibility, ruminal fermentation, ruminal microbial protein, balance of energy and nitrogen and blood parameters. Eight Nellore steers cannulated in the rumen were divided into two 4 x 4 balanced Latin squares. The daily doses of chitosan were 0, 50, 100 and 150 mg/kg BW respectively the treatments Q0 (Control), Q50, Q100 and Q150. The diets consisted of corn silage and concentrate in ratio 60:40 and the chitosan were inserted directly through the ruminal cannula, twice a day before feeding. Daily weights of the amounts of corn silage and concentrated supplied, and the orts refused of each animal, were recorded for estimate the nutrient intake. Samples of orts and feedstuffs were analyzed for composition and subsequent nutrient intake calculation. For determination of total apparent digestibility of nutrients, the total amount of fecal dry matter excreted was estimate by indigestible detergent acid fiber (ADFi). The feces were collected in the 15th until the 18th day of each experimental period, and frozen in freezer at -20°C. In the end of the collection period it was made composed sample by animal with base in the dry matter, and analyzed. Samples of ruminal fluid were collected at 0 (before feeding) and 2, 4, 6, 8, 10 and 12 hours after feeding. Spot urine samples were collected on day 16 of the experimental period. The estimation of microbial protein synthesis was performed by the method of total excretion of purine derivatives. Blood samples were collected by puncture of jugular vein. Intakes (kg/d) of DM, OM, CP, ether extract , total carbohydrates , non-fiber carbohydrates and TDN were not different, however, NDF intake decresead quadratically (P<0,05) when expressed as kg/d and percent of BW. Digestibility in the total digestive tract increased linearly to NDF, DM, OM as well as improved the digestibility of CP and TC, accordingly there was a positive effect on TDN with the inclusion of chitosan. All the ruminal fermentation parameters were influenced by the time after feeding. The NH3-N concentration decreased quadractically with Q150 treatment and there were no difference in total VFA concentration, however the individual VFA proportions were affected. Propionate concentration was higher with Q150 and similarly increasing linearly the proportion of propionate (P<0,05) which means an increase of 7.47% (Q0 vs. Q150). Chitosan decreased linearly the molar proportion of acetate and butyrate .Was observed linear and quadratic decrease effect on acetate: propionate ratio. The plasmatic metabolites and enzymes had no effect by the treatments, nevertheless the glucose concentration was markedly superior with the supplementation corresponding to an increase of 18.58%, 26.35%, 23.68% for Q0 versus Q50, Q100 e Q150 respectively. The energy and nitrogen balance had no effect with the treatments, however there was a decrease of fecal total nitrogen (%) excretion. Chitosan when used as modulator of ruminal fermentation resulted in changes that allow its use as an alternative to the use of ionophores for cattle without showing damage to the health of the animal.

No presente trabalho, primeiramente avaliou-se o desempenho fermentativo de 10 cepas de leveduras isoladas de frutas, de mel centrifugado e de resíduo do processamento de mel após a etapa de sedimentação (borra do mel), em tubo de ensaio contendo mosto constituído de Mel 15 °Brix suplementado, individualmente, com diferentes nutrientes, a saber: extrato de levedura comercial (10,0 g/L), farelo de arroz (20,0 g/L), mistura (1,0 g/L) constituída de farelos de milho, arroz e soja na proporção 5:2:5 e nutriente comercial (D&R) (0,15 g/L). Os parâmetros avaliados coexistiram da determinação do número de células em câmara de Neubauer e das concentrações de açúcares e etanol por HPLC, o que permitiu a determinação dos parâmetros rendimento, eficiência de fermentação e produtividade. Estes resultados sustentaram a seleção do mosto suplementado com extrato de levedura comercial e da melhor cepa de levedura que foram posteriormente avaliados em escala piloto. A cepa selecionada foi a levedura isolada a partir da borra de mel, a qual foi posteriormente identificada como Saccharomyces cerevisiae e nomeada Saccharomyces cerevisiae EEL 2009. A avaliação da produção de aguardente de mel em escala piloto foi realizada nas instalações do Alambique da Associação Rural de Canas, Canas-SP e o destilado obtido armazenado em tonel de carvalho de 200 L por 6 meses. Amostras foram coletadas a cada 30 dias para caracterização físico-química em conformidade com os parâmetros estabelecidos na Legislação Brasileira para aguardente de frutas. Em paralelo, as respectivas amostras foram devidamente avaliadas sensorialmente por 120 provadores não treinados, por meio de testes de aceitação, em escala hedônica, considerando os quesitos aparência, aroma, sabor, corpo e impressão global, além da atitude de compra. Estes resultados foram analisados estatisticamente por ANOVA e teste de Tukey, sendo os resultados de aceitação em relação à impressão global, analisados por meio da análise multivariada o que permitiu traçar o Mapa de Preferência Interno - MDPREF. Os resultados referentes à caracterização físico-química das respectivas amostras demonstraram que todas apresentaram os parâmetros de avaliação em conformidade com os padrões estabelecidos pela legislação. Os resultados da análise sensorial revelaram que o tempo de armazenamento de 180 dias em tonel de carvalho não foi suficiente para a ocorrência de reações desejadas, o que influenciaria nas características sensoriais da bebida, tornado-a mais agradável e suave. No entanto, apesar do pouco tempo de armazenamento, a aguardente de mel apresentou uma boa aceitação por parte dos provadores, cuja maioria manifestou sua aceitação em termos de \"gostei ligeiramente\" e \"não gostei, nem desgostei\". No tocante ao MDPREF, este revelou que a amostra referente a 180 dias de armazenamento foi preferida por um maior número de provadores. Em relação à atitude de compra, as amostras armazenadas por 60 (79,17%) e 180 dias (75,83%) apresentaram os melhores resultados. Diante do exposto, conclui-se que o mel se apresenta como uma alternativa viável para a formulação de mosto para produção de aguardente no período de entre safra de cana-de-açúcar, contribuindo para melhor aproveitamento das instalações e como fonte alternativa de renda para o produtor rural. / In this work, first it was evaluated the fermentation performance of 10 yeast strains isolated from fruits, centrifuged honey and residue of honey processing after the sedimentation (sludge honey) step. This experiment was carried out in test tube containing wort made from honey 15 °Brix supplemented individually with different nutrients, namely: commercial yeast extract (10.0 g/L), rice bran (20.0 g/L), mixture (1.0 g/L) consisting of bran corn, rice and soy in the ratio 5:2:5 and commercial nutrient (D&R) (0.15 g/L). The parameters evaluated included the cell number determination in Neubauer chamber, and sugars and ethanol concentrations by HPLC, which allowed to determine the fermentation parameters as yield, fermentation efficiency and productivity. These results supported the selection of the wort supplemented with commercial yeast extract and the best yeast strain, which were subsequently evaluated in a pilot scale. The selected strain was the yeast isolated from the sludge honey, which was later identified as Saccharomyces cerevisiae and named Saccharomyces cerevisiae EEL 2009. The production evaluation of honey spirit on a pilot scale was conducted at the Canas Rural Association Pilot Plant for cachaça production - Canas-SP and distillate was stored in oak barrel of 200 liters per 6 months. Samples were collected every 30 days for physic-chemical characterization in accordance with the guidelines established in the Brazilian Legislation for fruit spirit. Beyond that, the respective samples were properly sensory evaluated by 120 untrained consumers regarding to acceptance testing employing a hedonic scale, considering characteristics as appearance, aroma, flavor, and overall impression, and the attitude of purchase, as well. These results were statistically analyzes by ANOVA and Tukey`s test and the results of acceptance regarding to the overall impression, were analyzed by multivariate analysis which allowed tracing the Internal Preference Map - MDPREF. The results concerning the physic-chemical characterization of the respective samples showed that all presented the evaluation parameters in accordance with standards established by the legislation. The results of sensory analysis revealed that the storage time of 180 days in oak barrel was not enough for the occurrence of desired reactions, which influence the sensory characteristics of the beverage, making it nicer and smoother. However, despite short time storage, honey spirit showed good acceptance by the consumers. Most of them expressed acceptance in terms of \"liked slightly\" and \"not liked nor disliked\". Regarding the MDPREF results, these proved that the sample relating to 180 days of storage was preferred by majority of consumers. Regarding the attitude of purchase, the samples stored for 60 days (79.17%) and 180 days (75.83%) showed the best results. Therefore, we conclude that honey can be considered as a viable alternative for wort formulation for the production of spirit, mainly in the period between harvests of sugar cane, contributing to better utilization of the facilities and as alternative source of income for farmers.

Tese de mestr.. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Resumo: A principal meta deste trabalho foi a de realizar estudos com leveduras industriais brasileiras utilizadas em usinas, na tentativa de viabilizar o emprego da Tecnologia de Fermentação de Mostos com Altos Teores de Açúcares Fermentecíveis, na produção de etanol combustível. Inicialmente, foram realizados experimentos para obtenção de informações relativas as linhagens, na fermentação de sacarose, maltose e glicose, em meios contendo uma base nitrogenada e suplementado com fontes de nitrogênio com diferentes complexidades estruturais. Os estudos mostraram que as linhagens industriais apresentam diferentes perfis de crescimento nos meios suplementados com diferentes fontes de nitrogênio, que variaram de um simples sal de amônio, a um hidrolisado ácido de proteínas (casaminoácidos) e hidrolisado enzimático de proteínas (peptona). Entretanto, a maior capacidade de acúmulo de biomassa pode não ter um reflexo direto na capacidade de utilização de açúcares e a consequente produção de etanol pelas leveduras industriais. Além da natureza estrutural da fonte de nitrogênio e do tipo de açúcar, a presença do oxigênio, em maior quantidade nos cultivos agitados, interferiu sobremaneira no desempenho fermentativo das leveduras industriais, e até no acúmulo de trealose. No geral, foi a suplementação com peptona que propiciou maior produção de biomassa, preservação da viabilidade celular e consumo mais eficiente da fonte de carbono, em cultivos agitados e não agitados. Os estudos com alta densidade celular tiveram como objetivo definir condições experimentais para a condução da Fermentação de Mosto com Altos Teores de Açúcares Fermentescíveis, e que pudessem propiciar ao final do processo a completa utilização da sacarose, associada á preservação da viabilidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work studies with Brazilian yeast for ethanol production were conducted in order to verify the possibility of utilization of brazilian yeasts for ethanol production in an industrial process known as Very High Gravity Sucrose Fermentation Technology, to produce wine with high ethanol contends. This technology has the advantage to reduce production costs by increasing fermentation yields. Initially, studies were conducted with sucrose, maltose and glucose fermetation in medium containing YNB, supplemented with a nitrogen source varying from a single ammonium salt (ammonium sulfate) to free amino acids (casamino acids) and peptides (peptone). Data suggest that yeast strains vary in their response to nitrogen source complex structure, kind of sugar and to oxygen availabity. In general, under peptone supplementation all strains, in shaking and static conditions, showed higher biomass accumulation, efficient sugar utilization and yeast viability was preserved. Sugar utilization by industrial strains not always was directly correlated with higher biomass accumulation. Trehalose accumulation was also influenced by the structural complexity of nitrogen sources, the kind of sugar and the presence of oxygen. Studies with high cell density were conducted to define experimental parameters for Very High Gravity Sucrose Fermentation, in order to induce at the end of process full sugar exhaustion together cell viability preservation. Complete sucrose utilization was detected only in media with 22 and 25% (w/v) sucrose. In the presence of higher sucrose contends (30% (w/v)), total sucrose exhaustion was obtained in a sugar cane based medium, supplemented with 2% (w/v) peptone. The results described in this thesis suggest that industrial yeasts show differing nitrogen demand, and the utilization of Very High Gravity Sucrose Fermentation technology could be carried only after finding the appropriated nutritional and fermentation conditions / Orientador: José Roberto Ernandes / Banca: João Atilio Jorge / Banca: Jonas Contiero / Banca: Sandra Helena da Cruz / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-30Bitstream added on 2014-06-13T20:30:12Z : No. of bitstreams: 1 aguiar_ap_dr_sjrp.pdf: 1787445 bytes, checksum: 8416ed8af2ff527097430030acd57c99 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A degradação da lignina ocorre através de um processo oxidativo que envolve enzimas extracelulares como as ligninases (MnP, LiP e lacase) produzidas, principalmente por fungos basidiomicetos. Os caminhos atuais da biotecnologia indicam que tais fungos denominados de fungos de degradação branca sejam eficientes na degradação de corantes sintéticos. Foram estudadas cinco linhagens de basidiomicetos quanto a produção das ligninases em de fermentação em estado sólido (FES). Todos os fungos analisados (Inonotus rickii, Dacryopinax elegans, Pycnoporus sanguineus, Chaetocalathus liliputianus e Lentinus strigellus) mostraram-se bons produtores de MnP. Nenhum dos microrganismos apresentaram níveis significantes de LiP. As espécies L. strigellus e P. sanguineus produziram quantidades consideráveis de lacase. Esses dois últimos fungos foram selecionados em função de sua capacidade de produção de MnP e lacase, e o farelo de trigo foi o melhor meio para a produção das duas enzimas. A MnP e lacase produzida tanto por L. strigellus quanto por P. sanguineus apresentaram pH ótimo ácido. A temperatura ótima para a MnP de ambos os fungos foi de 40°C. Para a lacase de L. strigellus a temperatura ótima ficou entre 50°C e 55°C, para a de P. sanguineus entre 60°C e 70°C. A MnP produzida pelos dois fungos mantiveram-se estável em toda a faixa de pH estudada. A lacase de L. strigellus apresentou estabilidade em pH 7,0 e a de P. sanguineus, 7,5. A temperatura de estabilidade para a MnP de L. strigellus ficou entre 15°C e 25°C e para a enzima de P. sanguineus entre 35°C e 45°C. Todos os corantes estudados sofreram descoloração por essas enzimas, especialmente o Laranja II (cerca de 74%), Azul Cibacron 3GA (cerca de 85%), Azul Brilhante Remazol R (cerca de 87%) e o Cristal Violeta (cerca de 65%) / Lignin degradation occurs through an oxidative process that involves extracellular enzymes such as ligninases (MnP, Lip and laccase) produced specially by basidiomycete fungi. Current biotechnological studies indicate that these fungi, known as white rot fungi , may be efficient on the degradation of synthetic dyes. Five strains of basidiomycetes were studied regarding the production of ligninases through solid state fermentation (SSF). All of the fungi tested (Inonotus rickii, Dacryopinax elegans, Pycnoporus sanguineus, Chaetocalathus liliputianus e Lentinus strigellus), proved to be good MnP producers. None of the microorganisms produced significant amounts of LiP. The species L. strigellus e P. sanguineus produced considerable amounts of laccase. These last two were selected due to their ability to produce MnP and laccase, and wheat bran was the best medium for the production of both enzymes. .MnP and laccase from L. strigellus and P. sanguineus acted optimally in acid pH. Optimum temperature for MnP activity from both fungi was 40°C. Optimum temperature for laccase from L. strigellus was between 50°C e 55°C, and from P. sanguineus was between 60°C e 70°C. MnP from both fungi maintained stability through the whole pH range studied. Laccase from L. strigellus was stable in pH 7,0 and from P. sanguineus in pH 7,5. MnP from L. strigellus remained stable in temperatures between 15°C and 25°C and from P. sanguineus between 35°C e 45°C. The enzymes were effective in the decoloration of all the dyes tested, specially Orange II (approximately 74%), Cibacron Blue 3GA (approximately 85%), Remazol Brilliant Blue R (approximately 87%) and Crystal Violet (approximately 65%)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-21Bitstream added on 2014-06-13T18:50:38Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_j_me_sjrp_parcial.pdf: 174933 bytes, checksum: ebbfadded04898ba4ac5bc7b9e93fc0e (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:45Z: ferreira_j_me_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:10Z : No. of bitstreams: 1 000713585_20150701.pdf: 133811 bytes, checksum: 95535fe90411403699fbc2bb6b4dfad5 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-07-01T11:47:25Z: 000713585_20150701.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-01T11:48:08Z : No. of bitstreams: 1 000713585.pdf: 1158778 bytes, checksum: 1e847f6c71cc22a46b856af6284288ed (MD5) / Muitos países estão considerando razoável, e necessário, a curto e médio prazo, um constante investimento no estudo de formas, economicamente viáveis, de obtenção de fontes renováveis de energia, com grande destaque para a produção de etanol. O aproveitamento da matéria vegetal desperta grande interesse dos pesquisadores, cientistas e industriais, devido ao fato da mesma ser encontrada em grandes quantidades em vários tipos de resíduos. Por exemplo, só no Brasil, anualmente, tem-se uma geração de 83.537 toneladas de cascas de banana que poderiam ser transformados em etanol. As bactérias alcoólicas da espécie Zymomonas mobilis apresentam atributos tecnológicos que potencializam o seu emprego na fermentação alcoólica. Entretanto, quando sacarose é empregada na fermentação, o rendimento do etanol diminui devido à formação de subprodutos, como levana. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da hidrólise ácida e enzimática de cascas de banana e das condições de fermentação para a produção de etanol e levana, pelo micro-organismo Z. mobilis CCT 4494. Foi avaliado o efeito das variações de pH inicial, temperatura, tempo de incubação e concentração do substrato adicionado aos meios de fermentação (meio sintético e meio com hidrolisado de cascas de banana). Aplicou-se a metodologia de superfície de resposta, seguindo um planejamento fatorial do tipo 2 4-1 , de acordo com o modelo proposto por Box e Hunter. As cascas de banana secas, submetidas à hidrólise ácida por 15 min a 120ºC, seguida de hidrólise enzimática realizada por 24 h, pH 5,5 e temperatura de 50ºC, resultaram em maior concentração de açúcares totais (72,8 mg/mL). A síntese de levana e etanol foi proporcional ao aumento da concentração de açucares totais presente nos meios fermentativos, favorecendo a produção destes... / Many countries are considering reasonable and necessary in a short and medium term, a constant investment in the study of ways, economically viable, to obtain renewable energy sources, most notably for the ethanol production. The use of plant material attracts great interest from researchers, scientists and industrialists due to the fact that it is found in large quantities in various types of waste. For example, only in Brazil, annually, there is a generation of 83.537 tons of banana peels that could be converted into ethanol. The alcoholic bacteria of the species Zymomonas mobilis present technological attributes that enhance their use in alcoholic fermentation. However, when sucrose is used in the fermentation medium, ethanol yield decreases due to the formation of by-products such as levan. The objective of this work was to study the effect of the acid and enzymatic hydrolysis of banana peels and the fermentation conditions for the production of ethanol and levan by Z. mobilis CCT 4494. The effect of pH, temperature, time and substrate concentration added to the fermentation media (synthetic media and media containing banana peels hydrolyzate) was evaluated. The response surface methodology was employed, following a 2 4-1 factorial planning, according to the model proposed by Box and Hunter. The dried banana peels, subjected to acid hydrolysis by 15 min at 120°C and enzymatic hydrolysis performed for 24 h at pH 5.5 and 50°C showed better performance in total sugars (72,8 mg/mL). The synthesis of levan and ethanol was proportional to the increase in the total sugars concentration present in the fermentation media, and the production of these was favored in substrate concentration of 250 g/L. The highest yields of ethanol in the synthetic medium (90,2 mg/mL) and in the medium with banana peel... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T20:07:03Z No. of bitstreams: 1 MARCIO JOSÉ VASCONCELOS DA SILVA – TESE (PPGEP) 2017.pdf: 2886790 bytes, checksum: 4e2912ac8b6df6d1df2aeb12d63b2646 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T20:07:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCIO JOSÉ VASCONCELOS DA SILVA – TESE (PPGEP) 2017.pdf: 2886790 bytes, checksum: 4e2912ac8b6df6d1df2aeb12d63b2646 (MD5) Previous issue date: 2017-12-05 / Na busca por fontes de energia renováveis e alternativas que reduzam a emissão de gases nocivos ao meio ambiente, diminuindo assim o uso de combustíveis fósseis em face da conscientização global, os biocombustíveis são uma fonte alternativa de energia, sendo principal destaque o etanol de 1ª e 2ª geração. Objetivou-se neste trabalho avaliar o potencial de diferentes cultivares de sorgo doce (Sorghum bicolor (L.) Moench.) para produção de etanol de 1ª geração a partir da fermentação do caldo dos colmos e etanol de 2ª geração a partir do substrato (bagaço). Para obtenção dos açúcares fermentescíveis a partir do bagaço, utilizou-se pré-tratamento ácido seguido de básico com auxílio de uma matriz de planejamento experimental 2³+3 pontos centrais para avaliar os efeitos das variáveis de entrada, tempo, temperatura e concentrações de ácido e base, verificando a solubilização da hemicelulose e lignina. Para avaliar a hidrólise enzimática verificou-se, por meio da aplicação de uma matriz de planejamento experimental 2²+3 pontos centrais, o efeito da carga enzimática e a razão massa seca de bagaço de sorgo e extrato enzimático. Foram usadas as enzimas comerciais Celluclast 1.5L da Novozyme e betaglicosidase da Prozyn na hidrólise enzimática para obtenção de açúcares fermentescíveis. A pesquisa foi desenvolvida no laboratório de engenharia bioquímica – LEB, na Universidade Federal de Campina Grande – UFCG, no estado da Paráiba e no Instituto Agronômico de Pernambuco – IPA, ambas localizadas na região do nordeste Brasileiro, a colheita das progens foi realizada na Estação Experimental do IPA no município de Vitória de Santo Antão, localizado na Zona da Mata de Pernambuco (lat: 35° 22' W, long: 08° 08' S, altitude: 146 m) no período de março/2013 a setembro/2017. Os resultados referentes aos dados agronômicos apresentaram diferenças significativas para um intervalo de confiança de 95% pelo teste Tukey. Dentre as sete cultivares pesquisadas as que obtiveram maiores teores de sólidos solúveis totais em campo foram entre BRS506, IPA2502, IPA EP17, IPA P222, IPA P134, IPA P228 e IPA SF15 com valores entre 12,3±0,08; 5,1±0,10; 16,8±0,40; 14,8±0,11; 7,1±0,10; 9,2±0,10 e 13,6±0,27 ºBrix, respectivamente. Os resultados referentes a fração sacarina (caldo do sorgo sacarino) foram analisados usando o teste de Tukey para um intervalo de confiança de 95%. Nos dados encontrados para concentração de etanol de 1ª geração, obtidos na fermentação dos caldos das cultivares que se destacaram foram IPA SF15, BRS506, IPA EP17, IPA P222 e IPA P134 com valores entre 55,72 ± 0,24; 45,46 ± 1,5; 44,6 ± 0,18; 33,78 ± 0,57 e 31,78 ± 0,28 g.L-1 respectivamente. As frações (bagaço) para avaliação na produção de etanol de 2ª geração, as cultivares IPA EP17 e BRS506, após pré-tratamento ácido seguido de básico, mostraram-se eficientes em concentrar a celulose, pela solubilização da hemicelulose e lignina, acarretando um aumento da celulose de 31,70 ± 0,49 para 60,42 ± 0,91% na variedade IPA-EP17 e para variedade BRS506 de 40,6 ± 1,1 para 64,52 ± 0,82% respectivamente. Os resultados encontrados no processo de hidrólise enzimática dos bagaços das variedades IPA EP17 para produção de glicose foi de 26,23 g L-1, nas condições de carga enzimática e razão (relação massa seca de bagaço) por volume de meio reacional (25 FPU/g e 2%) no tempo de 36 h de hidrólise e rotação constante de 150 RPM, e para BRS506 a produção de glicose foi de 25,17 g L-1, nas condições de carga enzimática e razão (relação massa seca de bagaço) por volume de meio reacional (25 FPU/g e 2%) no tempo de 36 h de hidrólise. / In the search for renewable energy sources and alternatives that reduce the emission of harmful gases to the environment, thus reducing the use of fossil fuels in the face of global awareness, biofuels present as an alternative, the main highlight being ethanol. The objective of this work was to evaluate the potential of different cultivars of sweet sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench.) For the production of ethanol of 1st generation from the fermentation of the broth the 2st generation ethanol from the substrate (bagasse). To obtain the fermentable sugars from the bagasse, acid pretreatment followed by base with the aid of experimental planning 2³ + 3 central points was applied to evaluate the effects of the variables of entry, time, temperature and acid and base concentrations, verifying the solubilization of hemicellulose and lignin. In order to evaluate the enzymatic hydrolysis, the effect of the enzymatic loading and the dry mass ratio of sorghum bagasse and enzyme extract wereverified using experimental planning design 2² + 3 central points. The commercial enzymes Celluclast 1.5L from Novozyme and beta-glucosidase from Prozyn wereused in the enzymatic hydrolysis to obtain fermentable sugars. The research was carried out at the biochemical-engineering laboratory - LEB, at the Federal University of Campina Grande - UFCG, in the state of Paráiba and at the Agronomic Institute of Pernambuco - IPA, both located in the northeast region of Brazil. The progenies were collected at the IPA Experimental Station in the city of Vitória de Santo Antão, located in the Zona da Mata of Pernambuco (lat: 35 ° 22 'W, long: 08 ° 08' S, altitude: 146 m) from March / 2013 to September / 2017. The results concerning agronomic data presented significant differences for a 95% confidence interval by the Tukey test. Among the seven cultivars studied, the highest soluble solids in the field were BRS506, IPA2502, IPA EP17, IPA P222, IPA P134, IPA P228 and IPA SF15 with values between 12,3 ± 0,08; 5,1 ± 0,10; 16,8 ± 0,40; 14,8 ± 0,11; 7,1 ± 0,10; 9,2 ± 0,10 and 13,6 ± 0,27 °Brix, respectively. Results for saccharin fraction (sorghum broth) were analyzed using the Tukey's test for a 95% confidence interval. In the data obtained for the concentration of ethanol of 1st generation, obtained in the fermentation of the broths of the cultivars that stood out were IPA SF15, BRS506, IPA EP17, IPA P222 and IPA P134 with values between 55,72 ± 0,24; 45,46 ± 1,5; 44,6 ± 0,18; 33,78 ± 0,57 and 31,78 ± 0,28 g.L-1 respectively. The fractions (bagasse) for evaluation in the production of second generation ethanol, IPA EP17 and BRS506, after acid pretreatment followed by basic, were efficient in concentrating the cellulose by the solubilization of hemicellulose and lignin, resulting in an increase of cellulose from 31,70 ± 0,49 to 60,42 ± 0,91% in the variety IPA-EP17 and for the BRS506 variety from 40,6 ± 1,1 to 64,52 ± 0,82% respectively. The results obtained in the enzymatic hydrolysis process for the IPA EP17 variety in the glucose production were 26,23 g L-1, for enzyme loading conditions and ratio (bagasse dry mass ratio) per reaction medium volume (25 FPU / and 2%) in the time of 36 hours of hydrolysis and constant rotation of 150 RPM, for BRS506 variety the glucose production was 25,17 g.L-1, for the conditions of enzymatic loading and ratio (bagasse dry mass ratio) by volume of reaction medium (25 FPU / g and 2%) in the time of 36 hours of hydrolysis.