Orientador: Vanderlei Perez Canhos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T19:52:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Variane_SuzyFernandes_M.pdf: 3085153 bytes, checksum: 4e630a2f16c0fbf342ef24a0167e8ff1 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O gênero Lactobacillus é encontrado no trato intestinal de humanos saudáveis e animais, como também em vegetais fermentados, produtos cámeos, vinhos e cervejas. Por outro lado, são largamente utilizados na preparação de uma variedade de alimentos como culturas "starter" em queijos e outros laticínios (BOTIAZZI, 1988). Além disso, linhagens de Lactobacillus têm sido isoladas como contaminantes em usinas de álcool. O gênero Lactobacillus é o que contém o maior número de espécies de bactérias ácido-lácticas; é também o mais heterogêneo compreendendo espécies com uma grande variedade de propriedades bioquímicas e fisiológicas. A heterogeneidade se reflete pela extensão do teor de mol% de G+C das espécies incluídas no gênero que é de 32-53 mol%. Linhagens de Lactobacillus fermentum, isoladas de usinas de álcool do estado de São Paulo foram caracterizadas através de técnicas bioquímica e molecular, através dos perfis de fermentação de carboidratos e da técnica de RAPO (Randomly Amplified Polymorphic ONA). A partir da amplificação de fragmentos de ONA, utilizando-se "primers" arbitrários, foi possível gerar "fingerprintings" através da técnica de RAPD, capazes de discriminar entre linhagens da mesma espécie, permitindo o enquadramento em grupos distintos com características em comum. Através da análise dos perfis de fermentação de carboidratos, observou-se a formação de grupos com características próprias e que foram os mesmos grupos obtidos através da técnica de RAPO, indicando portanto a existência de grupos bem definidos de linhagens pertencentes ao gênero Lactobacillus que estão presentes como contaminantes de fermentação alcoólica / Abstract: The Lactobacillus genus is found mainly in the intestinal tract of healthy humans and animals, as well as in fermented vegetables, fleshy products, wines and beers. Nevertheless, it is largely used in several food preparations, for instance, as starter cultures for cheeses and other dairy products (BOTI AZ'ZJ, 1988). Strains of Lactobacillus genus have been isolated from alcohol industries. The Lactobillus genus is the biggest one in the lactic-acidic bacteria group; it is also the most heterogeneous group, which comprises species with a large variety of biochemical and physiological properties. The heterogeneity is due to the high G+C content of species from this genus, 32 to 53 mol%. Lactobacillus fermentum strains isolated from alcohol industries from São Paulo State were characterized by biochemical and molecular techniques, such as carbohydrate fermentation profiles and RAPO technique (Randomly Amplified Polymorphic ONA). Based on amplification of ONA fragments, using random primers, the RAPO technique provides fingerprintings, enabling to discriminate between strains from the same species, besides it allows the formation of different groups with the same characteristics. Through analysis of carbohydrate fermentation profiles, it was possible to observe the formation of groups with their own features, which were the same group obtained through RAPO technique, showing, therefore, the existence of well defined groups of Lactobacillus strains which are present as alcoholic fermentation contaminants / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Francisco Maugeri Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T20:53:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_BrunoSiqueirade_M.pdf: 5003650 bytes, checksum: 65130c0c160ba6648c7ca35672f3e961 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O resumo, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Resumo: Os objetivos deste trabalho foram os de estudar a influência da temperatura e da concentração de etanol nos parâmetros cinéticos que quantificam a reprodução e morte celular, o consumo de substrato e a produção de etanol para Sacchraromyces cerevisiae e avaliar o comportamento de um fermentador piloto com reciclo de células, utilizando-se meio de cultura industrial. A constante busca por produtividade nas destilarias tem instigado pesquisadores a desenvolver novas técnicas para fermentação alcoólica. Uma das mais promissoras é a operação contínua com altas concentrações celulares no meio de cultura, obtida com o reciclo de células por microfiltração tangencial. Entretanto, constantes oscilações de temperatura nos fermentadores industriais, causadas por fortes variações climáticas, podem alterar o comportamento previsto destes processos. Assim, uma melhor avaliação desta influência pode ser útil em estudos futuros de otimização e controle. Para o estudo da influência da temperatura e da concentração de etanol na taxa de morte celular foram realizados ensaios em batelada dentro das faixas pré-determinadas de 28 a 37°C E 65 a 110g etanol/l. Os resultados obtidos indicam uma tendência ao aumento da constante de morte celular Kd (T,P) conforme aumentam a temperatura e a concentração de etanol. O modelo matemático obtido para o decaimento do número de células viáveis em função do tempo, temperatura e concentração de etanol é .....Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Abstract: The aims of this work were to study the temperature and ethanol concentration effect on the kinetics parameters ofthe cell growth and death, as well as the glucose consumption and the ethanol production by Sacchraromyces cerevisiae. Also the behavior of a pilot bioreactor with cell recycle, using industrial feed was evaluate. The constant searching for productivity in the distilleries has been leading the researches to develop new techniques to the alcoholic fermentation. One of the most promissor is the continuous operation with high cell concentration in the culture medium, obtained by cell recycle through tangential microfiltration. Therefore, many temperature oscillations in the industrial bioreactors, caused by strong climate variations, can alter the foreseen behavior of these processes. Thus, a better evaluation of these effect can be useful in future optimization an control studies. The studies on the influency of temperature and ethanol concentration in the cell death rate were performed at temperatures from 28 to 37°C and 65 to 110 g ethanol. The results obtained showed that the death constant Kd (T,P) increase as the temperature end ethanol concentration raise. The mathematic model obtained for the cell viability as function of temperature, ethanol concentration and time is. Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Fumio Yokoya / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-19T12:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frederick_MarianneKarinBiben_M.pdf: 14040093 bytes, checksum: 73e03f31aac86a5bc48f97cd313028c7 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Os microrganismos contaminantes das domas de fermentação alcoólica causam grandes prejuízos econômicos à indústria do álcool. Entre estes contaminantes, sabe-se que o Lactobacillus fermentum provoca a floculação de leveduras Saccharomyces cerevisiae, diminuindo o contato destas com o substrato e reduzindo o rendimento, além do aumentar o tempo de fermentação. A capacidade de flocular leveduras não é encontrada em todas as linhagens de L. fermentum, e quando presente pode ser perdida após seguidos subcultivos. Este trabalho procurou estudar o fator responsável pela capacidade de floculação através da caracterização genética, fisiológica e molecular de linhagens e isolados de L.fermentum FTPT 1405, 1405 NF1, 1405 NFIM, FTPT 1407, 1407 P2 e 1407 F3, floculadoras e não-floculadoras de leveduras. Foi observada grande instabilidade do fator na população de L. fermentum FTPT 1405, na proporção 598:1 colônias floculadoras:colônias não floculadoras. Utilizando os métodos de extração de DNA plasmidial descritos por ANDERSON & McKAY (1983) e PORTNOY (1981) não foi possível a detecção de plasmídios. As culturas floculadoras e não-floculadoras assimilaram os mesmos açúcares (galactose, trealose, frutose rafinose, maltose , manose e ribose), foramcatalase e benzidina negativas, produtoras de gás com crescimento positivo à 45°C e negativo à 15°C. A caracterização molecular realizada através de perfis de ácidos graxos e proteínas não apresentou diferenças marcantes entre as culturas floculadoras e não-floculadoras. A dificuldade de lise dos lactobacilos foi superada utilizando-se 10 mg/ml de lisozima à 37°C por 1h para posterior extração de DNA plasmidial e 5 mg/ml de lisozima à 37°C por uma noite para extração de proteínas. Não se observou remoção de proteínas superficiais em tratamentos com intensa agitação ou temperatura, indicando que tais proteínas devem estar intrinsecamente ligadas à parede bacteriana / Abstract: The microbial contaminants of fermentation vats are responsible for considerable economical loss in fuel alcohol industry. Among these contaminants, Lactobacilus fermentum is known to cause flocculation of yeasts cells with reduction on yield and productivity of fermentation process. The flocculation ability is found only in some strains of L. fermentum, and it may be lost by consecutive subculture. This work is carried out to investigate the factor responsible of flocculation ability by genetical, molecular and physiological characterization of flocculating and non-flocculating strains of L. fermentum. It was observed that flocculating ability was quite instable but the plasmids were not detected by methods of Anderson and Mckay (1983) or Portnoy (1981). No difference in biochemical and physiological properties was found between flocculant and non-flocculant strains of L. fermentum. Also there was no detectable difference in fatty acids and protein composition between these strains. Surface protein could not be removed by vigorous shaking or temperature treatment indicating that it is firmly bound to cell envelope / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Maria Isabel Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-22T00:10:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wanderley_MariseTenorio_M.pdf: 32808258 bytes, checksum: cbde0ae7b5bc657309677a3dc47ef521 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Verifica-se na literatura um grande interesse no estudo de álcool-tolerância (k) de leveduras, principalmente quanto aos mecanismos bioquímicos envolvidos neste parâmetro. No entanto, não foi encontrado nenhum estudo deste parâmetro em função da temperatura e concentração de etanol para leveduras de processos industriais de produção de etanol. Assim, este trabalho teve como objetivo o estudo do parâmetro k e de parâmetros cinéticos Pm (concentração de etanol onde o crescimento celular cessa), YP/S (rendimento em etanol), e Kd (T,P) (constante cinética de morte em função da temperatura e concentração de etanol) para uma faixa de temperatura usualmente utilizada em processos industriais (30 a 40°C) usando uma linhagem de Saccharomyces cerevisae isolada na Usina Santa Adélia / SP. O meio de cultivo para as fermentações foi à base de melaço de cana-de-açúcar e extrato de levedura que mais se aproxima do meio industrial. Verificou-se que o teste de álcool-tolerância, proposto por JIMÉNEZ & VANUDEN (1985) só é válido em condições de alta viabilidade celular. Não é possível a utilização deste teste para alta temperatura e alta concentração de etanol, quando geralmente a viabilidade celular é baixa, dificultando a análise do efeito associado do álcool-termo-tolerância conjuntamente. Constatou-se que o parâmetro k permanece inalterado para temperaturas de 30 e 32°C, aumentando linearmente de 32 a 40°C, indicando o aumento da sensibilidade das leveduras com o aumento da temperatura. Foi obtido um modelo cinético para Pm em função da temperatura, que expressa a queda exponencial dos mesmos para temperaturas superiores a 32°C. A cinética de morte celular foi verificada através da equação de DALE et all (1990) em função do tempo de fermentação, da temperatura e concentração de etanol. O ajuste obtido entre os dados experimentais e os previstos pela equação foi consideravelmente bom, podendo ser utilizado em estudos de projeto e otimização de processos industriais / Abstract: One can observe that there is a great interest in literature in the study of alcohol tolerance (k) of yeasts, especially with respect to the biochemical mechanisms involved in such a parameter. However, no study of this parameter was found related to temperature and ethanol concentration for yeasts of industrial processes of ethanol production. Thus, this work had the objective of studying k parameter and kinetic parameter Pm (ethanol concentration where cellular growth ceases), YP/S (yield in ethanol), and Kd (T,P) (kinetic constant of death with respect to temperature and ethanol concentration) for a temperature range usually utilized in industrial processes (30 to 40°C), using a Saccharomyces cerevisae strain isolated at Santa Adélia/SP. The culture medium for fermentation was sugar cane molasses and yeast extract which was closest to the industrial culture medium. It has been found that the alcohol tolerance test, proposed by JIMÉNEZ & VANUDEN (1985), is only valid in high cellular viability conditions. The utilization of this test for both high temperature and high ethanol concentration is not possible, when cellular viability is low, making it difficult the analysis of the associated effect of alcohol thermo-tolerance jointly. It has been observed that k parameter remains unaltered for temperatures of 30 and 32°C, increasing linearly from 32 to 40°C, indicating the increase of yeasts sensibility with the increase of temperature. A kinetic model for Pm was obtained relating to temperature which expresses the exponential fall ofthe same for temperatures above 32°C. The kinetics of cellular death was verified through the equation of DALE et all (1990) regarding time of fermentation, temperature and ethanol concentration. The adjustment obtained between experimental data and those foreseen through the equation was considerably good, enabling its utilization in studies relating to design and optimization of industrial processes / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Maria Isabel Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenhaira de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-22T00:20:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kalil_SusanaJuliano_M.pdf: 4827763 bytes, checksum: 5b5edfd36ed42ab47bf06092382267bf (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A maioria dos trabalhos publicados sobre fermentação alcoólica por Saccharomyces cerevisiae apresenta parâmetros cinéticos determinados em condições muito diferentes daquelas praticadas pelas usinas nacionais. Além disso, muitos processos foram estudados em condições isotérmicas não permitindo verificar-se a influência da temperatura no rendimento e na produtividade do processo. Neste trabalho, o objetivo principal foi otimizar as condições operacionais de um processo de fermentação alcoólica usando a metodologia do planejamento fatorial e análise de superfície de resposta, de modo a maximizar o rendimento e a produtividade. Os parâmetros estudados foram: o perfil de temperatura, o tempo de residência, a concentração de células do reciclo e a distribuição de alimentação de mosto entre a primeira e a segunda dorna de fermentação em um sistema constituído por quatro reatores CSTRs ideais, em série, com reciclo de células. Através de simulações por computador, com resolução numérica por Runge-Kutta de quarta ordem das equações diferenciais ordinárias, foram obtidas as respostas de rendimento e produtividade do processo. Os parâmetros cinéticos utilizados na modelagem matemática foram obtidos de literatura, a partir de trabalhos cujas condições experimentais utilizadas foram as mais próximas possíveis da realidade nacional (substrato a partir de cana-de-açúcar, microrganismo isolado de usina e faixa de temperatura dentro das condições climáticas do país). Primeiramente, aplicou-se a metodologia de PLACKETT-BURMAN (1946) para as dez variáveis de processo estudadas, e destas selecionou-se somente parâmetros considerados importantes para cada resposta de modo a serem usados na otimização do rendimento e da produtividade. Após definidas as variáveis importantes para cada resposta, utilizou-se a metodologia do planejamento fatorial e análise de superfície de resposta e verificou-se que com a temperatura da dorna 1 em 34°C, a dorna 2 a 32°C, as dornas 3 e 4 a 30°C, os tempos de residência nas quatro dornas de l,25h, uma distribuição de alimentação de mosto 1:1 entre a primeira e a segunda dorna e uma concentração de células no reciclo de 90 kg/nr5, atinge-se um rendimento de 86,28% (99,1% de conversão) e uma produtividade de 12 g/l.h, o que corresponde a um ganho de 48,16% em relação ao processo não otimizado / Abstract: The culture conditions used in most of the works published on alcoholic fermentation with Saccharomyces cerevisiae showed to be different from those used in brazilian destilleries. Besides this, many works were carried out on isothermic conditions so that the temperature effect on yield and productivity couldn't have been verified. In this work the main objective was to optimize the operational conditions of a typical large scale alcohol brasilian plant, using the factorial design and surface analyses technique in order to maximize yield and productivity. The parameters studied were: the temperature profile, residence time, cell recycle concentration and medium feed distribution between first and second stage. The fermentation system consisted of four CSTR's linked in serie, with cell recycle. Through of computer simulation, using the 4th order Runge-Kutta method, the values of yield and productivity were obtained. The kinetic parameters used in the mathematical modeling were obtained from the literature and relating to the specific brazilian fermentation conditions (sugar-cane molasses as substrate, microrganism isolated from industrial plant and the range of temperature). At first, the PLACKETT-BURMAN (1946) serening methodology was performed with ten parameters leading, to the selection of 5 parameters as the most important to optimize the yield and productivity. Further, using the surface response method, the optimal operational conditions was verified as following: the temperature of 34°C for the first stage, at second stage 32°C, at stages 3 and 4, 30°C; the residence time was the same in all stages and equal to 1.25 h; the distribution ratio between the first and second stage was 1:1 and the cell recycle concentration was 90 kg/m3.The process yield and productivity using these parameters values were respectively 86.28% and 12 g/l.h, which means a gain of 48.16% in productivity, compared to a non optimized process with similar yield / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Vanderlei Perez Canhos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:27:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_MonicaMariadeSillos_M.pdf: 5490390 bytes, checksum: 3a211cff99bb010c9067fdce56ee9a02 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: : Amostras de mosto, vinho levedurado e leite levedurado foram coletadas durante o período de maio a dezembro de 1992, em duas usinas de açúcar e álcool da região de Piracicaba e Capivari no Estado de São Paulo. O estudo teve por objetivo o levantamento da diversidade de leveduras presentes na fermep.tação alcoólica. Foram utilizados os meios WLN ágar (para contagem total de leveduras), WLD ágar (para contagem de leveduras nãoSaeeharomyees eerevisiae), Usina ágar (para detecção de leveduras não-Saeeharomyees) e Lin ágar (para detecção de leveduras tipo Saeeharomyees). Foram isoladas 439 linhagens, sendo 221 da usina de Piracicaba e 218 da Usina de Capivari. Na Usina de Piracicaba o gênero Saeeharomyees se constituiu o contarninante mais freqüente (44,8%), seguido de Candida (38,9%), Piehia. (5,4%), ygosaeeharomyees/Torulaspora (2,7%), SaeeharomyeodeslHanseniaspora .(1,8%), Cryptoeoeeus (1,4%), Issatehenkia (1,4%), Sehizosaeeharomyees (1,4%), Triehosporon (1,4%), e Rhodotorula (0,9%). As linhagens de Candida isoladas foram as leveduras ~ontaminantes mais significativas e consistiram de C. tropiealis (30,2%), C. stellata (25,6%), C. rugosa (12,8%), C. krusei (10,5%), C. guilliermondii varo membranaefacíens (5,8%), C. collieulosa (3,5%), C. millerilC. holmii (3,5%), C. guilliermondii (2,3%), C. lusitaniae (2,3%), C. magnoliae (2,3%) e C. utilis (1,2%). Na Usina de Capivari o gênero Candida foi o contaminante mais freqüente (43,6%), seguido por Saceharomyces (33,0%), ZygosaeeharomyceslTorulaspora (10,lo/ç), Kluyveromyees (8,7%), Issatchenkia (1,8%), Rhodotorula (0,9%), Sehizosaeeharomyc,es (0,9%), Piehia (0,5%) e SaeeharomyeodeslHanseniaspora (0,5%). As linhagens de Candida foram classificadas como C. stellata (46,3%), C. tropiealis (20,0%), C. krusei (10,5%), C. rugosa (9,5%), C. eollieulosa (6,3%), C. kefyr (4,2%), C. dattila (1,1%), C. lipolytica (1,1 %) e C. parapsilosis (1,1 %). As Saccharomyees detectadas incluem também as linhagens selvagens. A maioria das linhagens contaminantes foram caracterizadas como fermentadoras, assimiladoras do etanol, osmotolerantes, termotolerantes, urease e DBB negativos e com brotamento multipolar. Espera-se, com estes resultados, obter melhor conhecimento da microbiota contaminante, e por conseguinte estabelecer sistemas de monitoramento mais eficazes nos processos de fermentação utilizados / Abstract: Samples of cane juice (mosto), fermenting broth (vinho) and yeast celI slurry (leite levedurado), were colIected during the period of 1992 May to December, in 2 ethanol fermentation industries in São Paulo State, from 2 different cities: Piracicaba and Capivari. Both them had apure strain as the starting inoculum. This study aims the survey of the yeasts diversity present in ethanol fermentation processes. Medium WLN-agar (total yeast count), WLD-agar (non-Saccharomyces cerevisiae celIs count), Lysine-agar (detection of non-Saccharomyces) and Lin-agar (detection of Saccharomyces type celIs), were used for enumeration and isolation of the yeasts. 439 strains were isolated, namely 221 from Piracicaba e 218 from Capivari. Among the 221 strains isolated from Piracicaba, the genus Saccharomyces was the most frequent (44,8%), folIowed by Candida (38,9%), Pichia (5,4%), Zygosaccharomyces/Torulaspora (2,7%), SaccharomycockslHanseniaspora (1,8%), Schizosaccharomyces (1,4%), Issatchenkia (1,4%), Trichosporon (1,4%), Cryptococcus (1,4%) e Rhodotorula (0,9%). Yeasts belonging to Candida sp. were the most significant contaminant, and consisted of: C. tropicalis (30,2%), c. stellata (25,6%), C. rugos6l (12,8%), C. krusei (10,5%), C. guilliermondÜ varo membranaefadens (5,8%), C. colliculosa (3,5%), C. millerilC. holmÜ (3,5%), C. guilliermondÜ (2,3%), C. lusitaniae (2,3%), C. magnoliae (2,3%) and C. utilis (1,2%). Among the 218 strains isolated from Capivari, the genus Candida was the most frequent contaminant (43,6%): folIowed by Saccharomyces (33,0%), ZygosaccharomyceslTorulaspora (10,1%); Kluyveromyces (8,7%), Issatchenkia (1,8%), Schizosaccharomyces (0,9%), Rhodotorula (0,9%), Pichia (0,5%) and SaccharomycodeslHanseniaspora (0,5%). Candida strains were classified as C. stellata (46,3%), C. tropicalis (20,0%), C. krusei (10,5%), C. rugosa (9,5%), C. colliculosa (6,3%), C. kefyr (4,2%), C. dattUa (1,1%), C. lipolytica (1,1%) e C. parapsUosis (1,1 %). The detected Saccharomyces include also the wild strains. Most of the strains were fermentative, ethanol tolerant, osmotolerant, thermotolerant, urease and DBB negatives and vegetative reproduction by multipolar budding. It is expected that these results will be useful to improve the knowledge on the contarninating yeasts in ethanol production plants, and that this will be of help to establish more efficient systems for microbial control and monitoring in the ethanol fermentation processes / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Fumio Yokoya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-20T06:18:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OlivaNeto_Pedrode_D.pdf: 4500202 bytes, checksum: 22dc5270254666573ca72ca391b1499c (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho foi realizado o estudo da fermentacão alcoólica do HTM (high test molasses) por leveduras de panificação contaminada com Lactobacillus fermentum CCT 1407 através do processo "fed-batch" com reciclo de células, visando simular as condições industriais, 0 estudo de inibidores do crescimento de Lactobascillus- Leuconostoc e Saccharomyces cerevisiae foi -Feito através da técnica de macrodiluicão em caldo para determinação da Concentração Minima Inibitória (CHI) do crescimento. 0 mais promissor dos produtos analisadas foi selecionado e testado no modelo de fermentação, com a adição de ewtrato de levedura para favorecer o crescimento do contaminante. Os resultados indicaram que o estudo da população mista, leveduras e bacterias 1át icas, simulou o mecanismo de infeccão bacteriana da fermentação. Após 4 a 7 ciclos de fermentação de horas cada, ocorreu o rápido cresc imento da população bacteriana inoculada no primeiro ciclo e, após 8 a 12 ciclos, a inibição das leveduras foi proeminente, provocada pelo ao aumento da acidez. 0 crescimento bacteriano foi estimulado com a adição de extrato de levedura ( í'Ái ou um con junto de 17 aminoácidos. A marte das leveduras foi acelerada pelo excesso de acides na vinha (15 g/l) Testes de cultivo puro de Lactobacillus fermentum CCT 1407 em caldo de cana a VA confirmaram que aminoácidos, quando complementados na meio. Foram essenciais para o crescimento das bactérias, e não sais, vitaminas ou açúcares como afirmaram alguns pesquisadores. Os aminoácidos devem ser os principais componentes presentes na extrato de levedura que estimulam o crescimento das bactérias láticas durante a fermentação. Dentre os aminoácidos complementados, a leucina, íso-leucina e valina foram essenciais para ? crescimento bacteriano *^cido glutâmico, alanina, cisteina, treonina, triptofano, fenilalanina, tiros i na e met ian i na most raram efeito estimulador da crescimento. A quantidade de entrato de levedura parece ser crítica no estímulo do crescimento. Concentrações acima de 600 mg/l mostraram notável aumento do crescimento bacteriano A duração do ciclo de fermentação e a velocidade de centrifugação foram fatores importantes que influenciaras? o crescimento da população bacteriana na fermentacão alcoólica. Ciclos com 20 horas foram mais estimuladores do crescimento bacteriana, do que os de 12 horas Baixas velocidades de centrifugação do fermento (870 X g) favoreceram mais o desenvdlvimento das bacterias contaminantes comparadas com altas velocidades (5000 X g) Os seguintes resultados foram encontrados com respeito a CMI em Lactobacillus fermentum e leuconostoc mesenteroides no meio a base de caldo de cana a 4% em pH 4,5: clindamícina 0,050 - 0,40 ug/ml, penicilina U ácida 0,050 - 0,50 ug/ml, sulfito de sódio 10,0 - 40,0 ug/ml e formaldeido 11,5 - 23,0 ug/ml. Dentre as formulações comerciais os ativos bromofenato com CHI de 9 - 18 ug/ml, tiocianato 1,80 - 5,0 ug/ml, e o Desflac 0,P5 - 0,50 ug/ml. A concentração de 75 mg/l de Desfloc ítriclorocarbanilida) imobiliado em alginato de cálcio, e combinado com lauril sulfato de sódio (i,6? a 5,00 mg/l) controlaram de forma eficaz o crescimento de L. fermentum na fermentação alcoólica conduzida em escala de laboratório / Abstract: Abstract: In this work, the alcoholic fermentation study of HTM (high test molasses) by baker s yeast contaminated with Lactobacillus fermentum CCT 1407 was carried out by fed-batch and cell recycle process, aimming to simulate the industry conditions. The growth inhibitors study of Lactobacillus, Leuconostoc and Saccharomyces cerevisiae was done by macrodilut ion broth technic of Minimal Inhibition Concentration (MIC) of growth. The most promissing compound was selected, and it was tested in fermentation model with added yeast extract to stimulate contaminant growth The results indicated that study of yeast and lactic acid bacteria population simulated the bacterial infection mecanism of fermentation. After 4 to 7 fermentation cycles of 20 hours each, the inoculated bacterial population started to grow very rapidly and after 8 to 12 cycles, the yeast inhibition by increased acidity was prominent. The bacterial growth was stimulated with addition of yeast extract (1%) or a group of 17 amino acids. The death of yeast was accelereted by excess of acidity of wine (15 g/L). Tests of pure culture by Lactobacillus fermentum CCT 1407 in cane broth (.4%) confirmed that amino acids added on the medium, were essential for bacterial growth, and not salts, vitamins or sugars as presumed by some investigators. The amino acids should be the main components found in yeast extract that stimulate the growth of lactic acid bacteria during fermentation. Amongst added amino acids, leucine, isoleucine and valine were essential for bacterial growth. Glutamic acid, alanine, cysteine, threonine, thiptophane, phenylalanine, tyrosine and methionine showed stimulating effect on growth. The amount of yeast extract seems to be crytical on bacterial stimulation. Concentration above 600 mg/l showed noticible increase on bacterial growth. The period of fermentation cycle and speed of centrifugation were important factors that influenced bactevial population growth in the alcoholic fermentation Cycles of 20 hours were more stimulant of bacterial growth than 12 hours. Low speed centrifugation (870 X g) stimulated more contaminant growth as compared to high speed 5000 X g) Foillowing results were shown in regard to MIC on Lactobacillus fermentum and Leuconostoc mesenteroides with cane broth medium (4%) on pH 4 5: clindamicin 0 .050-0.40 ug/ml V acid penicilin 0.050-0.20 ug/ml; sodium sulfite 10-40 ug/ml and formaldeide 11. 5-23 ug/ml. Among the comercially formulated products, the active bromofenate showed MIC of 9-18 ug/ml; tiocianate 1.2-5.0 ug/ml and Desfloc 0.25-0.50 ug/ml. Amount of 75 mg/l of Desfloc (triclorocarba-nilide) entrapped in calcium alginate and combined with sodium lauryl sulphate (2 mg/l) controlled effectively, the Lactobacillus fermentun" growth on alcoholic fermentation carried out in Iaboratory / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Helia Harumi Sato / DissertaçãO (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-19T14:37:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_AntonioMarcolinodo_M.pdf: 3927668 bytes, checksum: a2319bbca77605ff4e0be6ff1b9ef542 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi selecionar leveduras produtoras de fator "killer" e com alta capacidade fermentativa para aplicação na produção de bebidas alcoólicas. Seiscentos e vinte e três linhagens de leveduras foram isoladas de amostras de frutas, caldo e mosto de usinas produtoras de álcool e testadas quanto a produção de fator "killer". As linhagens Y-161-1, Y-167-5, Y-500-4L, Y-500-7R, Y-548, Y-769-9R, Y -769-9RL e Y-769-11 L, identificadas como Saccharomyces cerevisiae foram capazes de produzir fator "killer" que mata as leveduras comerciais Fleischmann e Itaiquara. As linhagens Y -66-1 e Y -1131 identificadas como Hansenula sp e Candida sp respectivamente, foram capazes de matar a levedura Torulopsis glabrata ATCC 15126 (padrão "killer" K11) e não apresentaram atividade "killer" contra as leveduras Fleischmann e Itaiquara. Quando avaliadas quanto à capacidade fermentativa em melaço de cana contendo 24% de açúcares totais a 25°C, as leveduras S.cerevisiae Y-167-5 e Y-500-4L apresentaram maior rendimento de etanol que a levedura Fleischmann enquanto as linhagens S. cerevisiae Y-161-1, Y548, Y-769-11L apresentaram rendimento de etanol similar a levedura Fleischmann. A levedura S. cerevisiae Y-500-4L apresentou maior espectro de ação, maior atividade "killer" e maior rendimento de etanol entre as leveduras testadas / Abstract: The objective of this research was to screen yeast cultures for the production of the killer factor and fermentative capacity for the production of alcoholic beverages. Six hundred and twenty three yeast strains were isolated from fruits and from sugar cane juice and must from alcohol producing plants and tested for their production of killer factor. The strains Y-161-1 Y-167-5 Y-500-4L Y-500-7R Y-548 Y-769-9R, Y-769-9RL and Y-769-11L, all identified as Saccharomyces cerevisiae, were shown to produce the killer factor, capable of killing the commercial yeasts produced by Fleischmann and Itaiquara. The strains Y -66-1 and Y -1131, identified as Hansenula sp and Candida sp respectively, were shown to be capable of killing the yeast Torulopsis glabrata ATCC 15126 (standard killer K11) but did not show killer activity against the Fleischmann and Itaiquara yeasts. With respect to their fermentative capacity, using sugar cane molasses containing 24% total sugars as raw material and a temperature of 25°C, the yeast S. cerevisiae Y -167 -5 and Y-500-4L showed greater alcohol production than Fleischmann yeast whilst the strains S. cerevisiae Y-161-1, Y-548 and Y-769-11L showed alcohol yield similar to the Fleischmann yeast. Of the yeast tested S.cerevisiae Y-500-4L showed the greatest spectrum of action, with the greatest killer activity and greatest alcohol production / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvarenga_VeronicaOrtiz_M.pdf: 2142918 bytes, checksum: 08f3a593a106f67edd1807d169d7e116 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: No Brasil e em outros países, a fermentação alcoólica é realizada sem esterilização do caldo de cana-de-açúcar que constitui um ótimo substrato para o crescimento microbiano tornando-se, assim, inevitável à presença de contaminantes. Estes apresentam-se como os principais responsáveis pela redução no rendimento e produtividade da fermentação. Esta pesquisa teve por objetivo predizer os parâmetros de crescimento (taxa de crescimento (m), tempo de adaptação (l) e população máxima (Rg)) da Saccharomyces cerevisiae e Lactobacillus fermentum, quando cultivados individualmente ou em co-cultura através da aplicação dos modelos primários de crescimento de Baranyi & Roberts (1994) e Gompertz modificado (Zwietering et al, 1991). Em função de variações de temperatura (28 ¿ 32ºC) e concentração de inóculo de L. fermentum (101 ¿108 UFC/mL), mantendo-se fixo o nível de inóculo de S. cerevisiae em 106 UFC/mL. Para a modelagem primária foi ajustado, também, o modelo quase-químico. Para a construção deste modelo, foi utilizado o software Matlab versão 7.5. A inoculação das culturas foi realizada em mosto de cana-de-açúcar clarificado industrialmente, e ajustado a 21.5ºBrix. O material foi tratado termicamente a 121ºC por 40 minutos e mantido congelado a ¿20ºC até a realização dos ensaios. Foram adicionados 200 mL de mosto, em elernmeyeres de 500mL esterilizados. Para o ajuste do inóculo da levedura foi realizada a contagem da suspensão em Câmara de Neubauer e para o lactobacilo o ajuste foi realizado com o auxílio do Densimat¿ (BioMérieux, S.A., France). Os ensaios de fermentação foram conduzidos em incubadora com agitação contínua de 120 rpm (New Brunswick Scientific, Model G-27, U.S.A.) e temperatura controlada. Para cada ensaio realizado com a cultura mista, foram conduzidos outros dois ensaios da mesma forma e com o mesmo substrato para as culturas puras de S.cerevisiae e L. fermentum. Os dados obtidos foram ajustados com o software DmFit para os modelos de Baranyi e Roberts (1994) e Gompertz modificado (Zwietering et al 1991). Não houve diferença significativa (p<0,10) para l, m e Rg da levedura e para l e m. No entanto, para Rg do lactobacilo houve diferença significativa entre a cultura pura e mista. Quando a levedura atinge a fase estacionária o lactobacilo teve sua taxa de crescimento incrementada de sua população máxima aumentou relevantemente no final da fase estacionária da levedura. O modelo de Baranyi e Roberts descreveu melhor a fase de adaptação dos microrganismos. Já o modelo quase-químico apesar de descrever crescimento/declínio não modela adequadamente o plateau da fase estacionária, quando ele acontece. O modelo secundário da população máxima do lactobacilo em função da temperatura de fermentação e nível de inóculo demonstrou que o nível de inóculo e sua interação com a temperatura foram significativos ao nível de 10% de significância. O índice de viabilidade da levedura pura foi afetada por mudanças na temperatura. Porém, para a cultura mista, com o tempo de fermentação fixo (21 horas) o nível de contaminaçao pelo lactobacilo foi altamente significante. O melhor indice de viabilidade foi observado para L=103UFC/mL e temperatura de fermentação a 25oC. Nas condições estudadas foi observado um máximo na produção de etanol quando a temperatura de fermentação foi 28oC e o nível de inóculo de lactobacilo de 105UFC/mL. O efeito quadrático da temperatura de fermentação foi mais significativo (p<0,10) que o nível de contaminação do lactobacilo na produção máxima de etanol. Os modelos determinados neste estudo poderão servir para posterior otimização de processos fermentativos na indústria sucroalcooleira / Abstract: In Brazil and other countries around the World, the sugar cane must fermentation for alcohol production is carried out without sterilization of the sugar cane juice, being an excellent medium for the multiplication of undesirable contaminants. Among the contaminants of sugar cane must, Lactobacillus fermentum can be considered one of the most relevant being able to cause the flocculation of yeasts and to reduce ethanol yield and productivity of the fermentation. This research aimed to predict the growth parameters lag time (l), specific growth rate (m) and maximum population (Rg) of Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus fermentum in individual and cocultures. Predictive modeling of microorganisms growth in co-culture and pure culture was done through the application of primary growth models of Baranyi and modified Gompertz, varying temperature (24 ¿ 32ºC) and inoculum concentration of L. fermentum (101 ¿ 108 CFU/mL) with a fixed inoculums level of S. cerevisiae (106 CFU/mL). For the primary modeling it was also, adjusted the quase-chemical model for the construction of this model Matlab software version 7.5 was used. The inoculation of the cultures was carried out in sugar cane must industrially clarified and adjusted to 21.5ºBrix, heat treated must (121ºC per 40 minutes) were inoculated with the yeast and lactobacilli, the adjustment of the inoculum was done respectively by counting the suspension in Neubauer chamber and Densimat (BioMérieux, S.a., France). For each assay carried out with the mixed culture, two others tests with pure culture were done for comparison of growth parameters. The fermentation assays were conducted in an incubator with continuous agitation (120rpm) (New Brunswick Scientific, Model G 27, U.S.A.) and controlled temperature. From the data obtained, the growth parameters were determined through the adjustment of the data with DMFIT software for Baranyi and Roberts and Modified Gompertz. No siginificant diference (p<0.10) was found for l,m and Rg for the yeast in pure culture neither for l and m for Lactobacillus fermentum, but for lactobacilli Rg was significantly different for pure a coculture. When the yeast reached the stationary phase the lactobacilli growth rate was increased and its stationary phase it was observed after ward. Baranyi and Roberts¿s model best described lag phase was expected. The quasichemical model even though it describes growth/decline it does not model the stationary plateau. The secondary model for the maximum population of the lactobacilli as function of fermentation temperature and inocullum level showed that this last variable was significant and its interaction with temperature (p< 0.10). For the pure culture temperature was significant on the viability index. But for mixed culture for a fixed fermentation time (21h) the lactobacilli level of contamination was highly significant. Best IV was observed for L=103UFC/mL and T=25oC. When the maximum ethanol production was modeled for T, L independent variables. The temperature was significant a maximum was observed at T=28oC, L=105UFC/mL. These two models are practical application for the alcoholic fermentation industry / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

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