O presente estudo teve como objetivo avaliar a produção de etanol pela levedura Pichia stipitis, a partir do hidrolisado hemicelulósico do bagaço de malte (HHBM). Primeiramente estudou-se o efeito da suplementação nutricional do hidrolisado adicionando-se extrato de farelo de arroz (0 a 20% v/v), uréia (0 a 3 g/L) e extrato de levedura (0 a 3 g/L). Os resultados mostraram que o hidrolisado suplementado apenas com extrato de levedura proporcionou os melhores resultados de conversão (YP/S = 0,44 g/g) e produtividade em etanol (QP = 0,33 g/L.h). Em seguida foi avaliado o nível ótimo deste nutriente sobre a bioconversão, sendo confirmada a suplementação do HHBM com 3,0 g/L de extrato de levedura. Após o estabelecimento das condições nutricionais, a levedura foi cultivada em HHBM após o crescimento de 24 horas em meio semissintético, visando aclimatar as células aos inibidores presentes no hidrolisado. Este estudo resultou no aumento das velocidades do processo, sendo 16% sobre a produtividade volumétrica em etanol (QP) e 10% sobre a velocidade de consumo de substrato (QS), quando comparado ao cultivo das células somente em meio semissintético. Na etapa seguinte utilizou-se um planejamento fatorial 22 com face centrada para otimização das condições de pH e concentração inicial de células (X0) na fermentação em HHBM não destoxificado e após a destoxificação com carvão ativado. Foram obtidos modelos para descrever os valores de YP/S e QP na região estudada, sendo que para o HHBM não destoxificado os valores destes parâmetros foram 0,40 g/g e 0,65 g/L.h, respectivamente, em pH 6,4 e X0 = 5,0 g/L (modelo 1). Em HHBM destoxificado, as condições ótimas foram obtidas em pH 6,0 e 1,36 g/L de células (modelo 2), obtendo-se YP/S de 0,40 g/g e QP de 0,46 g/L.h. Nas condições otimizadas foram então realizados ensaios que confirmaram a validade dos modelos 1 e 2, obtendo-se a máxima concentração de etanol (23,4 g/L), YP/S de 0,41 g/g e QP de 0,65 g/L.h em HHBM não destoxificado. Realizouse ensaios para avaliação do efeito do ácido acético sobre a fermentação em meio semissintético por P. stipitis, empregando-se as condições de pH e X0 otimizadas em HHBM não destoxificado (modelo 1) e destoxificado (modelo 2). Este estudo mostrou que nas condições do modelo 1, o ácido acético favoreceu a bioconversão sendo os melhores resultados obtidos na presença deste ácido (YP/S = 0,47 g/g e QP = 1,08 g/L.h). Por outro lado, nas condições do modelo 2, os valores de YP/S foram similares, enquanto que com a adição de ácido acético ao meio de fermentação, o valor de QP foi reduzido em 53%. Na fermentação em biorreator, o emprego das condições otimizadas em frascos (pH 6,4 e 5,0 g/L de células) resultaram em valores de QP 48% inferiores ao obtido em frascos (0,65 para 0,44 g/L.h), entretanto YP/S foi apenas 10% inferior (0,41 para 0,37 g/g). No presente estudo, conclui-se que a suplementação nutricional do HHBM e a otimização das condições de pH e X0 resultaram em valores promissores para os principais parâmetros da fermentação por P. stipitis, ressaltando o potencial deste hidrolisado em processos biotecnológicos para produção de etanol. / This study aimed to evaluate the ethanol production by Pichia stipitis in brewer\'s spent grain hemicellulosic hydrolysate (BSGHH). Initially, the effect of nutritional supplementation was evaluated by adding rice bran extract, urea and yeast extract. The results showed that supplementation only with yeast extract promoted the highest conversion values (YP/S = 0.44 g/L) and ethanol productivity (QP = 0.33 g/L.h). Additional assays showed that the optimal concentration of this nutrient was 3.0 g/L. To acclimate the cells to inhibitors present in BSGHH the yeast was cultivated in hydrolysate after growth for 24 hours in semisynthetic medium. This study resulted in increased of the process rates, 16% of the ethanol productivity (QP) and 10% on the substrate consumption (QS) when compared to growing cells only in the semisynthetic medium. In the second step a 22 full factorial centeredface design was employed to optimized the conditions of pH and initial cells concentration (X0) in fermentation of hydrolysate undetoxified and after detoxification with activated charcoal. Mathematical models that relate the YP/S and QP were obtained. For non-detoxified BSGHH (model 1) the optimal conditions of pH (6.4) and X0 (5.0 g/L) showed values parameters of 0.41 g/g and 0.65 g/L.h, respectively. In detoxified BSGHH (model 2) the optimum conditions of pH (6.0) and X0 (1.36 g/L), resulted in YP/S and QP values of 0.40 g/g and 0.46 g/L.h, respectively. Under these conditions, the the validity of the models were confirmed. The effect of acetic acid on fermentation by P. stipitis in semisynthetic medium, employing optimized conditions of pH and X0 in model 1 and model 2 was evaluated. The results showed that under the conditions of model 1 and in a concentration of 2,9 g/L, the acetic acid favored the bioconversion by P. stipitis, increasing the YP/S (15 %) and QP (66 %). On the other hand, in the conditions of the model 2 the YP/S values were similar, whereas the QP values were reduced by 53% when the acetic acid was added. By using these optimized conditions in bioreactor fermentation it was obtained the ethanol productivity was approximately 48% lower (0.65 to 0.44 g/L.h), however the ethanol production was similar as compared to fermentation flasks. It is possible conclude that the HHBSG requires nutritional supplementation and that the optimized conditions of pH and initial cells concentration can be used as a strategy in order to raising the fermentation parameters.

Características sensoriais diferenciadas e qualidade química podem garantir a competitividade de uma bebida destilada. O uísque é uma bebida alcoólica produzida a partir da destilação do mosto fermentado de cereais e que passa por um período de maturação em barris de carvalho. A cachaça, por sua vez, é produzida a partir da destilação do caldo de cana-de-açúcar fermentado. O objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade química e sensorial da bebida destilada oriunda das matérias-primas cana-de-açúcar e cevada e produzida mediante técnicas já existentes em processos produtivos de cachaça e uísque. O mosto combinado teve como fonte de açúcares o mosto de caldo de cana e o mosto de malte de cevada, que foram preparados separadamente e depois misturados nas seguintes proporções em porcentagem: 100 (A), 75 (B), 50 (C), 25 (D) e 0 (E) de caldo de cana, complementado com o mosto de malte de cevada. O processo fermentativo foi conduzido a 30ºC, mediante adição de leveduras Saccharomyces cerevisiae, cepas CA-11 e S-33, inoculando-se 1,5 g/L de cada levedura. As destilações foram realizadas em alambique de cobre, seguindo a metodologia de dupla-destilação utilizada para a produção de Scotch malt whisky. As bebidas duplamente destiladas foram acondicionadas em barris de carvalho por 60 dias. Os mostos foram submetidos às análises de pH, Brix, Pol, Açúcares Redutores (AR), Açúcares Redutores Totais (ART) e Acidez Total; e os vinhos foram analisados quanto a Teor Alcoólico, pH, Açúcares Redutores Residuais (ARR) e Acidez Total. Os flegmas, bidestilados e as bebidas envelhecidas foram submetidos a análises de teor alcoólico (densitometria), cobre (colorimetria), congêneres voláteis (CG-FID) e carbamato de etila (CG-EM). As bebidas envelhecidas também foram submetidas a análises de intensidade de cor e compostos fenólicos totais (espectrofotometria) e congêneres de maturação (CLAE). Testes sensoriais foram realizados para verificar a preferência entre as amostras pelos consumidores. Análises estatísticas foram realizadas pelo programa SAS (ANOVA e Testes de Tukey). Foi comprovada a eficiência da técnica de bidestilação na redução de alguns compostos limitados pela legislação. Mostos combinados com maior porcentagem de malte de cevada apresentaram menor formação de carbamato de etila. O envelhecimento aumentou a concentração de carbamato de etila nos destilados A, B e C sendo ao final o único contaminante presente acima dos limites permitidos pela legislação de aguardente de cana. Siringaldeído e ácido gálico foram os congêneres de maturação com as maiores concentrações nos destilados. O destilado do tratamento A apresentou a maior concentração total de compostos de envelhecimento. Na análise sensorial o destilado do tratamento C apresentou a maior preferência pelos provadores. Este estudo comprova que a produção de uma nova bebida a partir da combinação de matérias-primas diferentes pode apresentar resultados satisfatórios. Entretanto, ressalta-se a importância da continuidade desse estudo para afinar a definição da combinação de mostos mais adequada, para assim confirmar a viabilidade e eficiência do processo. / Differentiated sensory characteristics and chemical quality can ensure the competitiveness of a distilled beverage. Whisky is an alcoholic beverage produced from the distillation of fermented worts of cereals and aged in oak barrels. Cachaça, in turn, is produced from the distillation of fermented sugarcane juice. The objective of this study was to analyze the chemical and sensory quality of distilled spirit derived sugarcane and barley and produced by existing techniques in production processes of cachaça and whisky. The combined wort had as a source of sugars the sugarcane juice and barley malt wort, that were prepared separately and then mixed in the following proportions by percentage: 100 (A) 75 (B), 50 (C), 25 (D) and 0 (E) of sugarcane juice, supplemented with barley malt wort. The fermentation was conducted at 30° C by addition of Saccharomyces cerevisiae, CA-11 and S-33 strains, inoculating 1,5 g/L of each yeast. The distillations were performed in copper still, according to double-distillation method used for production of Scotch malt whisky. Double-distilled spirits were stored in oak barrels for 60 days. Worts were submitted to analysis of pH, Brix, Pol, Reducing Sugars (AR), Total Reducing Sugars (ART) and Total Acidity; and the wines were analyzed for Alcohol, pH, Residual Reducing Sugars (ARR) and Total Acidity. Low wines, double-distilled spirits and aged spirits were analyzed for alcohol content (densitometry), copper (colorimetry), volatile congeners (GC-FID) and ethyl carbamate (GC-MS). Aged spirits were also analyzed for color intensity and total phenolic compounds (spectrophotometry) and aged congeners (HPLC). Sensory tests were conducted to verify preference between samples by consumers. Statistical analyzes were performed using SAS (ANOVA and Tukey tests). The efficiency of double-distillation technique in reduce some compounds limited by legislation was confirmed. Worts combined with a higher percentage of barley malt showed lower formation of ethyl carbamate. Aging increased the concentration of ethyl carbamate in spirits A, B and C being at the end the only contaminant found above the limits allowed by the cachaça legislation. Syringaldehyde and gallic acid were the aged congeners with the highest concentrations in the spirits. Spirit A had the highest total concentration of aged congeners. Sensory analysis showed that spirit C was the most preferred by tasters. This study demonstrates that the production of a new beverage from the combination of different raw materials can provide satisfactory results. However, it emphasizes the importance of continuing this study to refine the definition of the most appropriate combination of worts, thus to confirm the feasibility and process efficiency.

O presente trabalho se propôs a avaliar o efeito de uma etapa de tratamento alcalino no bagaço de malte visando à extração de acetato e de compostos fenólicos, e como consequência diminuir a concentração destes no hidrolisado hemicelulósico. Foi ainda objetivo deste trabalho, estudar o efeito do tratamento alcalino na bioconversão das frações celulósica e hemicelulósica do bagaço de malte, por meio de fermentação com as leveduras Kluyveromyces marxianus e Pichia stipitis, respectivamente. Os resultados mostraram que para todas as condições de tratamento alcalino avaliadas, ocorreu solubilização de acetato, compostos fenólicos e furanos, não sendo observada solubilização de açúcares. A capacidade de solubilização destes compostos aumentou com o aumento da concentração de hidróxido de sódio empregada até o tempo de 40 min, sendo observada uma concentração máxima de 0,86 g/L, 13,0 g/L e 0,58 g/L empregando 1%%, 2% e 2% de NaOH, respectivamente. Para todas as condições avaliadas, o tratamento alcalino do bagaço de malte reduziu a concentração de ácido acético no hidrolisado hemicelulósico. A menor concentração (0,026 g/L) foi obtida após 20 minutos de tratamento com 2% de NaOH. Com relação à concentração xilose, o menor teor desta pentose (8,3 g/L) foi obtido após o tratamento do bagaço com 0,25 % de NaOH por 2 minutos e o maior (22,0 g/L) com 0,5% de NaOH por 60 minutos. Visando estabelecer as condições de tratamento alcalino que permitissem uma redução na concentração de ácido acético, concomitantemente ao favorecimento da solubilização de xilose no hidrolisado hemicelulósico e de glicose no hidrolisado celulósico, as condições de temperatura e concentração de NaOH do tratamento alcalino do bagaço de malte foram otimizadas através de um planejamento estatístico. Nas condições otimizadas (concentração de NaOH de 0,63%, temperatura de 67,6°C e tempo de 20 min), o tratamento alcalino do bagaço de malte promoveu uma redução de 90% na concentração de ácido acético, concomitante ao aumento de 4,5% e 15% na concentração de xilose no hidrolisado hemicelulósico e concentração de glicose no hidrolisado celulósico, respectivamente. Os resultados referentes à bioconversão da fração celulósica demonstraram que para ambas as configurações de processo avaliadas (SHF e SSF) a fermentação da celulignina do material tratado (CLT) forneceu maior concentração de etanol, e essa diferença foi mais pronunciada na SSF. Além disso, na SSF, a produtividade volumétrica total em etanol, a qual considera o tempo de sacarificação e fermentação no processo foi aumentada em 2,2 vezes em relação à SHF. Com relação a bioconversão da hemicelulose, os resultados mostraram que tanto para o hidrolisado do bagaço referência não tratado (HHR) quanto para o previamente tratado com álcali (HHT), a concentração máxima de etanol foi obtida após 89 horas de fermentação, porém na fermentação do (HHT) a produção de etanol foi cerca de 3 vezes superior a obtida no (HHR), passando de 5,8 para 17,4 g/L. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que a etapa de tratamento alcalino do bagaço de malte, provavelmente promoveu mudanças estruturais na celulignina aumentando a liberação de glicose no hidrolisado e ainda foi capaz de remover substâncias inibidoras do metabolismo microbiano, especialmente o ácido acético, favorecendo o processo fermentativo da fração hemicelulósica. / This study aimed to evaluate the effect of alkaline treatment in brewer\'s spent grain on extraction of acetate and phenolic compounds, and consequently to decrease their levels on hemicellulosic hydrolyzate. In addition, the effect of the alkali treatment on the bioconversion of cellulose and hemicellulose hydrolyzates employing Kluyveromyces marxianus and Pichia stipitis, respectively, was also evaluated. The results showed that for all conditions of treatment studied occurred solubilization of acetate, phenolics and furans, but not sugars. The solubilizing capacity of these compounds increased with increasing concentration of sodium hydroxide employed until the time of 40 min, and the maximum concentration observed was 0.86 g / L 13.0 g / L and 0.58 g / L from 1%, 2% NaOH and 2%, respectively. For all conditions evaluated, alkali treatment of brewer\'s spent grain reduced the acetic acid concentration in hemicellulosic hydrolyzate. The lowest concentration (0.026 g / L) was obtained after 20 minutes with 2% NaOH. With respect to xylose concentration, the lower content of this pentose (8.3 g / L) was obtained after the treatment with 0.25% NaOH for 2 minutes and the highest (22.0 g / L) with 0.5 % NaOH for 60 minutes. To establish optimal conditions of temperature and NaOH concentration in the alkaline treatment aiming to decrease the concentration of acetic acid and, at the same time, increase the solubilization of xylose in the hemicellulose hydrolyzate and glucose in the cellulosic hydrolyzed, a statistical design was used. Under optimized conditions (NaOH concentration of 0.63%, a temperature of 67.6 °C and time of 20 min) alkaline treatment of the brewer\'s spent grain promoted a decrease of 90% in acetic acid concentration, concomitant to an increase of 4.5% and 15% on xylose concentration in the hemicellulose hydrolyzate and on glucose concentration in the cellulosic hydrolyzate, respectively. The results concerning the bioconversion of cellulosic fraction showed that for both configurations of the process evaluated (SHF and SSF) the treated material cellulignin (CLT) provided higher ethanol concentration, and this difference was more pronounced in SSF. In addition, in SSF, the total ethanol volumetric productivity, which considers time saccharification and fermentation process was increased by 2.2 times compared to SHF. In relation to the hemicellulose bioconversion, the results showed that for both hydrolyzate employed, i.e untreated (HHR) and previously treated with alkali (HHT), the maximum ethanol concentration was achieved after 89 hours of fermentation, however the ethanol production in HHT was about 3 times higher obtained in HHR (from 5.8 to 17.4 g/L). Based on these results, we conclude that the alkali treatment, probably induced structural changes in the fraction of cellulignin regarding glucose released in the hydrolyzate and still was able to remove substances inhibitory to microbial metabolism, especially acetic acid, favoring the fermentation of hemicellulose fraction.

A fim de avaliar formas de associações do resíduo úmido de cervejaria com uso de aditivos no processo de ensilagem ; e desempenho e digestibilidade de cordeiros a partir a das associações, foram distribuídos em delineamento inteiram ente casualizado 5 tratamentos com 4 repetições: C: ensilagem de 100% resíduo de cervejaria; PC15: 15% de polpa cítrica; PC30: 30% de polpa cítrica; CS15: 15% de casca de soja; CS30: 30% de casca de soja, adicionados com base na matéria fresca do resíduo de cervejaria. Das silagens foram coletadas amostras para as análises bromatológicas, pH, poder tampão, nitrogênio amoniacal, DIVMS e determinação de ácidos orgânicos (ácidos lático, acético, propiônico, butírico) e perfil microbiológico. Os dados da silagem foram analisados por meio da Eficiência Biológica Relativa (EBR), através da técnica do \"slope ratio\". Para análise in vivo foi verificado o desempenho dos animais e digestibilidade. Os dados foram analisados através do programa computacional Statistical Analysis System (SAS, 2008), considerando efeitos fixos a inclusão de aditivos e os níveis. As médias dos tratamentos foram comparadas por contrastes ortogonais. Houve aumento do teor de MS, carboidratos e poder tampão para os níveis de inclusão; aumento da digestibilidade in vitro da matéria seca; aumento na relação desejável/indesejável de ácido lático/ acético e butírico; aumento da população de bactérias ácido lática, e clostrídeos da silagem. Houve melhora no desempenho com a adição de casca de soja e polpa cítrica e na digestibilidade in vivo de MS, sendo os melhores resultados encontrados, em conjunto, para o tratamento da silagem com inclusão de 30% de polpa cítrica. / In order to evaluate the production of silage and the use of additives in the process of silage of brewery residue, they were distributed in a completely randomized design treatments 5 and 4 repetitions: C: silage 100% brewery residue; PC15: 15% of citrus pulp; PC30: 30% of citrus pulp; CS15: 15% of soybean hulls; CS30 mice: 30% of soybean hulls- added on the basis of the fresh of the residue of brewery. The silage samples were collected for the qualitative analysis, pH, buffer, ammoniacal nitrogen, IVDMD and determination of organic acids (Lactic acid, acetic acid, propionic, butyric) and microbiological profile. The Relative Biological Efficiency (RBE) was calculated by the slope ratio technique For in vivo analysis was verified the performance of the animals and digestibility.The data were analyzed by the Statistical Analysis System (SAS, 2008), whereas fixed effects the inclusion of additives and levels. The treatment average was compared by orthogonal contrasts There was an increase in the content of MS, carbohydrates and power buffer from the inclusion; increase in vivo digestibility of DM and increase of the population of lactic acid bacteria, clostridium; IVDMD, and the best results, together, for the treatment of silage with inclusion of 30% of citrus pulp.

O Brasil é atualmente o terceiro maior produtor de cerveja, ficando atrás da China e EUA, respectivamente. Cerveja é uma bebida obtida pela fermentação alcoólica de um mosto cervejeiro oriundo do malte de cevada, água potável, por ação de levedura e adição de lúpulo. A legislação brasileira vigente, permite, ainda, a adição de adjuntos cervejeiros, que podem ser outros cereais, malteados ou não, além de outras fontes de carboidrato. A utilização dos adjuntos, principalmente o milho e o arroz, tornou-se opções de diminuir o custo no processo de produção de cerveja, bem como possibilitou a produção de cervejas leves e mais palatáveis à população brasileira. Dentre adjuntos não convencionais, destacam-se arroz preto, banana, pupunha, pinhão, cana de açúcar e frutas tropicais. A laranja é uma fruta com alto teor de açúcar e o Brasil é o principal país produtor, motivando assim, a possibilidade de estudar seu uso como adjunto cervejeiro. As principais formas de comercialização de laranja são em forma de suco pasteurizado (NFC) ou suco de laranja concentrado (FCOJ). O presente projeto teve como objetivo a produção de cervejas, em escala de bancada, utilizando suco de laranja como adjunto de malte, tanto na forma NFC como de FCOJ em diferentes proporções (0%, 10%, 25% e 45%). Análises de concentração e viabilidade celular, pH, consumo de extrato e formação de etanol foram realizadas ao longo das fermentações, além de análises sensoriais foram feitas a fim de se estabelecer a melhor proporção para uma produção em maior escala, feita na Planta Piloto de Bebidas da Escola de Engenharia de Lorena (EEL). A partir das análises, a cerveja com 10% de FCOJ foi a escolhida para a produção em escala piloto, onde foi analisada a reprodutibilidade dessa cerveja e uma nova análise sensorial foi feita para comparar a bebida produzida no estudo com bebida produzida comercialmente para definir se o adjunto pode ou não ser utilizado no mercado de cervejas. / Brazil is today the third world beer producer, after China and United States of America, respectively. Beer is a beverage obtained by alcoholic fermentation of beer wort derived from barley malt, drinking water, yeast action and adding hops. The current Brazilian legislation also allows the addition of brewing adjuncts, which can be other cereals, malted or not, as well as other sources of carbohydrates. The use of adjuncts, especially maize and rice became options to reduce the cost of beer production process and enabled the production of lighter beers and more palatable to the Brazilian population. Among non-conventional adjuncts, it is highlighted black rice, banana, peach palm, pine nuts, sugar cane and tropical fruits. The orange is a fruit with high sugar content and Brazil is the main producer, motivating thus the possibility to study its use as a brewing adjunct. The main forms of marketing are not from concentrated orange juice (NFC), which is pasteurized, or concentrated orange juice (FCOJ). This project aimed the production of beers, bench scale, using orange juice as malt adjunct, both in the NFC way of FCOJ, in different proportions (0%, 10%, 25% and 45%). Analysis of concentration and cell viability, pH, extract consumption and the formation of ethanol were carried out throughout the fermentations, and sensory analyzes were performed in order to establish the best ratio for a larger scale production, made in Lorena School of Engineering (EEL) Beverages Pilot Plant. From the analysis, the beer with 10% FCOJ was chosen for the production on a pilot scale, where the reproducibility of beer and a new sensory analysis was performed to compare the beverage produced in the study with commercially produced beverage was analyzed to determine whether the adjunct may or may not be used in the beer market.

A legislação brasileira permite a substituição parcial do malte de cevada por adjuntos, malteados ou não, para produção de cervejas. Esses adjuntos proporcionam redução de custos de produção e a obtenção de bebidas com diferentes características sensoriais. A proposta deste trabalho foi a de produzir uma bebida com teor reduzido de etanol, utilizando quinoa malteada como adjunto. Foram avaliadas três linhagens de levedura, duas comerciais, S-23 e W-3470 (Fermentis - França) e uma do banco de cepas da Escola de Engenharia de Lorena (EEL), classificada como PPB-01. Avaliou-se o rendimento em etanol, visando a produção de bebidas com teor reduzido de etanol, obtendo-se rendimentos semelhantes em álcool, 0,37, 0,35 e 0,39 g/g, para as cepas S-23, W-3470 e PPB-01, respectivamente. Utilizou-se o processo de mosturação por infusão simples, a 72ºC, sendo comparado à condição padrão, na qual utilizou-se temperaturas de 52ºC, 62ºC, 72ºC, obtendo-se rendimentos em etanol de 0,40, 0,41 e 0,40 g/g, para S-23, W-3470 e PPB-01, respectivamente. A linhagem S-23 foi escolhida para prosseguir nos estudos, devido ao menor tempo de fermentação, 108 horas, na produção de bebidas com teor reduzido de etanol, comparado com as demais linhagens cujo tempo de fermentação foi de 116 horas. A quinoa foi malteada, sendo observada germinação de apenas 60%, o que pode ter dificultado a filtração e clarificação de mostos. Com isso, necessitou-se alterar a condição de mosturação, de infusão simples para mosturação de dois passos, utilizando-se as temperaturas de 52ºC e 72ºC. Nesta condição de mosturação, os fatores de rendimento em etanol foram de 0,38, 0,36, 0,36, 0,37 g/g, na fermentação de mostos elaborados contendo quinoa malteada como adjunto, nas proporções de 10%, 20%, 30% e 45% em massa, respectivamente, semelhante aquele rendimento observado na fermentação de mosto puro malte, 0,37g/g. O tempo de fermentação de mosto puro malte foi reduzido de para 132 para 88 horas de fermentação de mosto contendo quinoa malteada na proporção de 45%. O teor inicial de aminoácidos livres pode ter afetado o tempo de fermentação, observando-se teores de 133mg/L no mosto puro malte, e 141, 148, 152 e 177mg/L nos mostos contendo quinoa malteada como adjunto, nas proporções de 10%, 20%, 30% e 45% em massa, respectivamente. Na avaliação sensorial das diferentes bebidas obtidas, constatou-se que a aceitação foi semelhante para todas as amostras, quando comparadas a uma amostra de cerveja comercial, com notas compreendidas entre \"gostei ligeiramente\" e \"gostei moderadamente\". A estabilidade da espuma atingiu 155 Sigma para a amostra puro malte sendo fortemente afetada quando quinoa malteada foi utilizada como adjunto, nas proporções de 10%, 20%, 30% e 45% em massa, sendo que o valor Sigma foi de 104, 69, 44 e 6, respectivamente, e 128 Sigma para amostra comercial. A fermentação do mosto em escala piloto contendo 45% em massa de quinoa malteada, como adjunto, foi avaliada, verificando-se que as características pH, atenuação, número de células em suspensão e de rendimento em etanol (0,39g/g) foram semelhantes às demais condições de bancada avaliadas, tanto para avaliação de diferentes leveduras ou condições de mosturação, quanto para substituição de malte por quinoa malteada. / Brazilian law allows substitution of barley malt by adjuncts, malted or not, to produce beers. These adjuncts provide a reduction of production costs and obtaining beverages with different sensory characteristics. This work aimed to produce a drink with reduced ethanol content using malted quinoa as adjunct. Three yeast strains were evaluated, S-23 and W- 3470, commercials (Fermentis - France) and PPB-01 from the yeasts bank of Engineering School of Lorena (EEL), regarding to ethanol yield, being observed in similar yields ethanol, 0.37, 0.35 and 0.39 g / g for the strains S-23, W-3470 and PPB-01, respectively, by mashing a simple infusion, at 72°C, compared to the control condition, by mashing with temperatures 52ºC, 62ºC, 72ºC, obtaining ethanol yields 0.40, 0.41 and 0.40g/g for S-23, W-3470 and PPB-01, respectively. The S-23 strain was chosen for the studies below, since the fermentation time was slightly lower, 108 hours, for production of beverages with reduced ethanol content, compared to other processes 116 hours for W-3470 and PPB-01 strains. The quinoa was malted for transformation of the grain, germination of only 60% was observed under the conditions evaluated, which may have hindered the filtration and clarification of worts, even mashing condition having been changed from simple infusion mashing for the two steps, using temperatures of 52ºC and 72ºC , observing ethanol yields of 0.38 , 0.36 , 0.36 , 0.37g/g, produced in the fermentation of worts containing malted quinoa as adjunct in proportions of 10%, 20%, 30% and 45% by weight, respectively, similar to that observed in fermentation yield of pure malt wort, 0.37 g/g. The fermentation time was reduced from132 hours, pure malt wort, to 88 hours, malted quinoa wort in a proportion of 45%. The initial content of free amino acids, may have affected the fermentation time, concentration of 133mg/L were observed in pure malt wort, and 141, 148, 152 and 177mg/L in worts containing malted quinoa as adjunct in the proportions of 10%, 20%, 30% and 45% by mass , respectively. In the sensory evaluation of obtained beverages, pure malt, and containing malted quinoa as adjunct in different proportions, it was found that acceptance was similar for all samples, compared to a sample of commercial beer, with notes between \"liked slightly\" and \"liked moderately\". The stability of the foam 155 Sigma of pure malt sample was strongly affected when malted quinoa was used as adjunct in the proportions of 10%, 20%, 30% and 45% by weight, being observed Sigma 104 , 69, 44 and 6, respectively compared to a commercial sample, Sigma 128. The fermentation of wort in a pilot scale containing 45% by weight of malted quinoa as adjunct, was evaluated by checking and characteristics such as pH, apparent attenuation and maximum number of suspension cells and ethanol yield (0.39 g/g) were similar to other conditions evaluated in bench scale.

O presente trabalho se propôs a avaliar o efeito de uma etapa de tratamento alcalino no bagaço de malte visando à extração de acetato e de compostos fenólicos, e como consequência diminuir a concentração destes no hidrolisado hemicelulósico. Foi ainda objetivo deste trabalho, estudar o efeito do tratamento alcalino na bioconversão das frações celulósica e hemicelulósica do bagaço de malte, por meio de fermentação com as leveduras Kluyveromyces marxianus e Pichia stipitis, respectivamente. Os resultados mostraram que para todas as condições de tratamento alcalino avaliadas, ocorreu solubilização de acetato, compostos fenólicos e furanos, não sendo observada solubilização de açúcares. A capacidade de solubilização destes compostos aumentou com o aumento da concentração de hidróxido de sódio empregada até o tempo de 40 min, sendo observada uma concentração máxima de 0,86 g/L, 13,0 g/L e 0,58 g/L empregando 1%%, 2% e 2% de NaOH, respectivamente. Para todas as condições avaliadas, o tratamento alcalino do bagaço de malte reduziu a concentração de ácido acético no hidrolisado hemicelulósico. A menor concentração (0,026 g/L) foi obtida após 20 minutos de tratamento com 2% de NaOH. Com relação à concentração xilose, o menor teor desta pentose (8,3 g/L) foi obtido após o tratamento do bagaço com 0,25 % de NaOH por 2 minutos e o maior (22,0 g/L) com 0,5% de NaOH por 60 minutos. Visando estabelecer as condições de tratamento alcalino que permitissem uma redução na concentração de ácido acético, concomitantemente ao favorecimento da solubilização de xilose no hidrolisado hemicelulósico e de glicose no hidrolisado celulósico, as condições de temperatura e concentração de NaOH do tratamento alcalino do bagaço de malte foram otimizadas através de um planejamento estatístico. Nas condições otimizadas (concentração de NaOH de 0,63%, temperatura de 67,6°C e tempo de 20 min), o tratamento alcalino do bagaço de malte promoveu uma redução de 90% na concentração de ácido acético, concomitante ao aumento de 4,5% e 15% na concentração de xilose no hidrolisado hemicelulósico e concentração de glicose no hidrolisado celulósico, respectivamente. Os resultados referentes à bioconversão da fração celulósica demonstraram que para ambas as configurações de processo avaliadas (SHF e SSF) a fermentação da celulignina do material tratado (CLT) forneceu maior concentração de etanol, e essa diferença foi mais pronunciada na SSF. Além disso, na SSF, a produtividade volumétrica total em etanol, a qual considera o tempo de sacarificação e fermentação no processo foi aumentada em 2,2 vezes em relação à SHF. Com relação a bioconversão da hemicelulose, os resultados mostraram que tanto para o hidrolisado do bagaço referência não tratado (HHR) quanto para o previamente tratado com álcali (HHT), a concentração máxima de etanol foi obtida após 89 horas de fermentação, porém na fermentação do (HHT) a produção de etanol foi cerca de 3 vezes superior a obtida no (HHR), passando de 5,8 para 17,4 g/L. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que a etapa de tratamento alcalino do bagaço de malte, provavelmente promoveu mudanças estruturais na celulignina aumentando a liberação de glicose no hidrolisado e ainda foi capaz de remover substâncias inibidoras do metabolismo microbiano, especialmente o ácido acético, favorecendo o processo fermentativo da fração hemicelulósica. / This study aimed to evaluate the effect of alkaline treatment in brewer\'s spent grain on extraction of acetate and phenolic compounds, and consequently to decrease their levels on hemicellulosic hydrolyzate. In addition, the effect of the alkali treatment on the bioconversion of cellulose and hemicellulose hydrolyzates employing Kluyveromyces marxianus and Pichia stipitis, respectively, was also evaluated. The results showed that for all conditions of treatment studied occurred solubilization of acetate, phenolics and furans, but not sugars. The solubilizing capacity of these compounds increased with increasing concentration of sodium hydroxide employed until the time of 40 min, and the maximum concentration observed was 0.86 g / L 13.0 g / L and 0.58 g / L from 1%, 2% NaOH and 2%, respectively. For all conditions evaluated, alkali treatment of brewer\'s spent grain reduced the acetic acid concentration in hemicellulosic hydrolyzate. The lowest concentration (0.026 g / L) was obtained after 20 minutes with 2% NaOH. With respect to xylose concentration, the lower content of this pentose (8.3 g / L) was obtained after the treatment with 0.25% NaOH for 2 minutes and the highest (22.0 g / L) with 0.5 % NaOH for 60 minutes. To establish optimal conditions of temperature and NaOH concentration in the alkaline treatment aiming to decrease the concentration of acetic acid and, at the same time, increase the solubilization of xylose in the hemicellulose hydrolyzate and glucose in the cellulosic hydrolyzed, a statistical design was used. Under optimized conditions (NaOH concentration of 0.63%, a temperature of 67.6 °C and time of 20 min) alkaline treatment of the brewer\'s spent grain promoted a decrease of 90% in acetic acid concentration, concomitant to an increase of 4.5% and 15% on xylose concentration in the hemicellulose hydrolyzate and on glucose concentration in the cellulosic hydrolyzate, respectively. The results concerning the bioconversion of cellulosic fraction showed that for both configurations of the process evaluated (SHF and SSF) the treated material cellulignin (CLT) provided higher ethanol concentration, and this difference was more pronounced in SSF. In addition, in SSF, the total ethanol volumetric productivity, which considers time saccharification and fermentation process was increased by 2.2 times compared to SHF. In relation to the hemicellulose bioconversion, the results showed that for both hydrolyzate employed, i.e untreated (HHR) and previously treated with alkali (HHT), the maximum ethanol concentration was achieved after 89 hours of fermentation, however the ethanol production in HHT was about 3 times higher obtained in HHR (from 5.8 to 17.4 g/L). Based on these results, we conclude that the alkali treatment, probably induced structural changes in the fraction of cellulignin regarding glucose released in the hydrolyzate and still was able to remove substances inhibitory to microbial metabolism, especially acetic acid, favoring the fermentation of hemicellulose fraction.

O Brasil é atualmente o terceiro maior produtor de cerveja, ficando atrás da China e EUA, respectivamente. Cerveja é uma bebida obtida pela fermentação alcoólica de um mosto cervejeiro oriundo do malte de cevada, água potável, por ação de levedura e adição de lúpulo. A legislação brasileira vigente, permite, ainda, a adição de adjuntos cervejeiros, que podem ser outros cereais, malteados ou não, além de outras fontes de carboidrato. A utilização dos adjuntos, principalmente o milho e o arroz, tornou-se opções de diminuir o custo no processo de produção de cerveja, bem como possibilitou a produção de cervejas leves e mais palatáveis à população brasileira. Dentre adjuntos não convencionais, destacam-se arroz preto, banana, pupunha, pinhão, cana de açúcar e frutas tropicais. A laranja é uma fruta com alto teor de açúcar e o Brasil é o principal país produtor, motivando assim, a possibilidade de estudar seu uso como adjunto cervejeiro. As principais formas de comercialização de laranja são em forma de suco pasteurizado (NFC) ou suco de laranja concentrado (FCOJ). O presente projeto teve como objetivo a produção de cervejas, em escala de bancada, utilizando suco de laranja como adjunto de malte, tanto na forma NFC como de FCOJ em diferentes proporções (0%, 10%, 25% e 45%). Análises de concentração e viabilidade celular, pH, consumo de extrato e formação de etanol foram realizadas ao longo das fermentações, além de análises sensoriais foram feitas a fim de se estabelecer a melhor proporção para uma produção em maior escala, feita na Planta Piloto de Bebidas da Escola de Engenharia de Lorena (EEL). A partir das análises, a cerveja com 10% de FCOJ foi a escolhida para a produção em escala piloto, onde foi analisada a reprodutibilidade dessa cerveja e uma nova análise sensorial foi feita para comparar a bebida produzida no estudo com bebida produzida comercialmente para definir se o adjunto pode ou não ser utilizado no mercado de cervejas. / Brazil is today the third world beer producer, after China and United States of America, respectively. Beer is a beverage obtained by alcoholic fermentation of beer wort derived from barley malt, drinking water, yeast action and adding hops. The current Brazilian legislation also allows the addition of brewing adjuncts, which can be other cereals, malted or not, as well as other sources of carbohydrates. The use of adjuncts, especially maize and rice became options to reduce the cost of beer production process and enabled the production of lighter beers and more palatable to the Brazilian population. Among non-conventional adjuncts, it is highlighted black rice, banana, peach palm, pine nuts, sugar cane and tropical fruits. The orange is a fruit with high sugar content and Brazil is the main producer, motivating thus the possibility to study its use as a brewing adjunct. The main forms of marketing are not from concentrated orange juice (NFC), which is pasteurized, or concentrated orange juice (FCOJ). This project aimed the production of beers, bench scale, using orange juice as malt adjunct, both in the NFC way of FCOJ, in different proportions (0%, 10%, 25% and 45%). Analysis of concentration and cell viability, pH, extract consumption and the formation of ethanol were carried out throughout the fermentations, and sensory analyzes were performed in order to establish the best ratio for a larger scale production, made in Lorena School of Engineering (EEL) Beverages Pilot Plant. From the analysis, the beer with 10% FCOJ was chosen for the production on a pilot scale, where the reproducibility of beer and a new sensory analysis was performed to compare the beverage produced in the study with commercially produced beverage was analyzed to determine whether the adjunct may or may not be used in the beer market.

A legislação brasileira permite a substituição parcial do malte de cevada por adjuntos, malteados ou não, para produção de cervejas. Esses adjuntos proporcionam redução de custos de produção e a obtenção de bebidas com diferentes características sensoriais. A proposta deste trabalho foi a de produzir uma bebida com teor reduzido de etanol, utilizando quinoa malteada como adjunto. Foram avaliadas três linhagens de levedura, duas comerciais, S-23 e W-3470 (Fermentis - França) e uma do banco de cepas da Escola de Engenharia de Lorena (EEL), classificada como PPB-01. Avaliou-se o rendimento em etanol, visando a produção de bebidas com teor reduzido de etanol, obtendo-se rendimentos semelhantes em álcool, 0,37, 0,35 e 0,39 g/g, para as cepas S-23, W-3470 e PPB-01, respectivamente. Utilizou-se o processo de mosturação por infusão simples, a 72ºC, sendo comparado à condição padrão, na qual utilizou-se temperaturas de 52ºC, 62ºC, 72ºC, obtendo-se rendimentos em etanol de 0,40, 0,41 e 0,40 g/g, para S-23, W-3470 e PPB-01, respectivamente. A linhagem S-23 foi escolhida para prosseguir nos estudos, devido ao menor tempo de fermentação, 108 horas, na produção de bebidas com teor reduzido de etanol, comparado com as demais linhagens cujo tempo de fermentação foi de 116 horas. A quinoa foi malteada, sendo observada germinação de apenas 60%, o que pode ter dificultado a filtração e clarificação de mostos. Com isso, necessitou-se alterar a condição de mosturação, de infusão simples para mosturação de dois passos, utilizando-se as temperaturas de 52ºC e 72ºC. Nesta condição de mosturação, os fatores de rendimento em etanol foram de 0,38, 0,36, 0,36, 0,37 g/g, na fermentação de mostos elaborados contendo quinoa malteada como adjunto, nas proporções de 10%, 20%, 30% e 45% em massa, respectivamente, semelhante aquele rendimento observado na fermentação de mosto puro malte, 0,37g/g. O tempo de fermentação de mosto puro malte foi reduzido de para 132 para 88 horas de fermentação de mosto contendo quinoa malteada na proporção de 45%. O teor inicial de aminoácidos livres pode ter afetado o tempo de fermentação, observando-se teores de 133mg/L no mosto puro malte, e 141, 148, 152 e 177mg/L nos mostos contendo quinoa malteada como adjunto, nas proporções de 10%, 20%, 30% e 45% em massa, respectivamente. Na avaliação sensorial das diferentes bebidas obtidas, constatou-se que a aceitação foi semelhante para todas as amostras, quando comparadas a uma amostra de cerveja comercial, com notas compreendidas entre \"gostei ligeiramente\" e \"gostei moderadamente\". A estabilidade da espuma atingiu 155 Sigma para a amostra puro malte sendo fortemente afetada quando quinoa malteada foi utilizada como adjunto, nas proporções de 10%, 20%, 30% e 45% em massa, sendo que o valor Sigma foi de 104, 69, 44 e 6, respectivamente, e 128 Sigma para amostra comercial. A fermentação do mosto em escala piloto contendo 45% em massa de quinoa malteada, como adjunto, foi avaliada, verificando-se que as características pH, atenuação, número de células em suspensão e de rendimento em etanol (0,39g/g) foram semelhantes às demais condições de bancada avaliadas, tanto para avaliação de diferentes leveduras ou condições de mosturação, quanto para substituição de malte por quinoa malteada. / Brazilian law allows substitution of barley malt by adjuncts, malted or not, to produce beers. These adjuncts provide a reduction of production costs and obtaining beverages with different sensory characteristics. This work aimed to produce a drink with reduced ethanol content using malted quinoa as adjunct. Three yeast strains were evaluated, S-23 and W- 3470, commercials (Fermentis - France) and PPB-01 from the yeasts bank of Engineering School of Lorena (EEL), regarding to ethanol yield, being observed in similar yields ethanol, 0.37, 0.35 and 0.39 g / g for the strains S-23, W-3470 and PPB-01, respectively, by mashing a simple infusion, at 72°C, compared to the control condition, by mashing with temperatures 52ºC, 62ºC, 72ºC, obtaining ethanol yields 0.40, 0.41 and 0.40g/g for S-23, W-3470 and PPB-01, respectively. The S-23 strain was chosen for the studies below, since the fermentation time was slightly lower, 108 hours, for production of beverages with reduced ethanol content, compared to other processes 116 hours for W-3470 and PPB-01 strains. The quinoa was malted for transformation of the grain, germination of only 60% was observed under the conditions evaluated, which may have hindered the filtration and clarification of worts, even mashing condition having been changed from simple infusion mashing for the two steps, using temperatures of 52ºC and 72ºC , observing ethanol yields of 0.38 , 0.36 , 0.36 , 0.37g/g, produced in the fermentation of worts containing malted quinoa as adjunct in proportions of 10%, 20%, 30% and 45% by weight, respectively, similar to that observed in fermentation yield of pure malt wort, 0.37 g/g. The fermentation time was reduced from132 hours, pure malt wort, to 88 hours, malted quinoa wort in a proportion of 45%. The initial content of free amino acids, may have affected the fermentation time, concentration of 133mg/L were observed in pure malt wort, and 141, 148, 152 and 177mg/L in worts containing malted quinoa as adjunct in the proportions of 10%, 20%, 30% and 45% by mass , respectively. In the sensory evaluation of obtained beverages, pure malt, and containing malted quinoa as adjunct in different proportions, it was found that acceptance was similar for all samples, compared to a sample of commercial beer, with notes between \"liked slightly\" and \"liked moderately\". The stability of the foam 155 Sigma of pure malt sample was strongly affected when malted quinoa was used as adjunct in the proportions of 10%, 20%, 30% and 45% by weight, being observed Sigma 104 , 69, 44 and 6, respectively compared to a commercial sample, Sigma 128. The fermentation of wort in a pilot scale containing 45% by weight of malted quinoa as adjunct, was evaluated by checking and characteristics such as pH, apparent attenuation and maximum number of suspension cells and ethanol yield (0.39 g/g) were similar to other conditions evaluated in bench scale.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-12-21T13:19:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Pamela Thaisa.pdf: 1195732 bytes, checksum: 0da9cde7a5b7b6d64fcef7d3e8a47ff0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-21T13:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Pamela Thaisa.pdf: 1195732 bytes, checksum: 0da9cde7a5b7b6d64fcef7d3e8a47ff0 (MD5) Previous issue date: 2018-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A germinação das sementes de cevada é essencial para a produção do malte e a degradação enzimática do amido em açúcares solúveis é parte do processo de germinação dessas sementes. O objetivo desse trabalho foi avaliar o parâmetro fisiológico de sementes de cevada, através de testes de germinação e de vigor, em função de diferentes momentos de colheita, armazenadas ou não, e a influência da expressão diferencial dos genes, que codificam as enzimas α-amilase e β-amilase. Assim, as sementes das cultivares BRS Cauê e Irina foram produzidas em 2017 e colhidas aos 99 (32% de água), 104 (19,18% de água), 107 (17,92% de água) e 114 (15,89% de água) dias após a semeadura (DAS) para BRS Cauê e 102 (32,76% de água), 107 (20,27% de água), 121 (13,63% de água) e 127 (17,43% de água) DAS para a Irina. A qualidade das sementes foi avaliada logo após a colheita e após o armazenamento por 111 dias (BRS Cauê) e 107 dias (Irina). As sementes mantiveram dormência, principalmente na avaliação inicial; a qualidade das sementes foi superior quando colhidas aos 114 DAS (15,89% de água) para as sementes da cultivar BRS Cauê e aos 107 (20,27% de água) para Irina, sem variação da qualidade das sementes avaliadas após o armazenamento. O nível da expressão diferencial do gene da α-amilase para as sementes da cultivar BRS Cauê colhidas aos 114 DAS foi superior, independentemente da época de avaliação e aos 99 DAS inicialmente. Para Irina os maiores níveis de expressão foram obtidos quando as sementes foram colhidas aos 127 DAS. O nível de expressão do gene da β-amilase foi superior para as sementes colhidas aos 99 DAS para BRS Cauê e aos 102 DAS para Irina avaliadas logo após a colheita, com redução após o armazenamento. A dormência das sementes favoreceu a manutenção da qualidade fisiológica, independentemente do momento em que foram colhidas. Não é possível estabelecer correlação entre os resultados dos testes de germinação e de vigor das sementes de cevada e a expressão gênica para este experimento, evidenciando a complexidade dessa relação e a necessidade de mais estudos que possam melhor elucida-la. / The germination of the barley seeds is essential for the production of malt and enzyme degradation of the starch to soluble sugars, makes part of this seed germination process. The objective of this study was to evaluate the physiological parameters of barley seeds, from germination and vigor tests, depending of the harvests close to physiological maturity, stored or not, and the influence of the differential expression of the genes which codify to α amylase and β-amylase enzymes. The seeds of BRS Cauê and Irina were cultivate in 2017 and harvested at 99 (32% water), 104 (19.18% water), 107 (17.92% water) and 114 (15.89% water) days after sowing (DAS) to BRS Cauê and 102 (32.76% water), 107 (20.27% water), 121 (13.63% water) and 127 (17.43 % water) DAS to Irina. The seed quality was evaluated immediately after harvesting and storage for 111 days (BRS Cauê) and 107 days (Irina). The seeds kept dormancy, mainly in the initial evaluation; (15.89% water) for seeds from BRS Cauê and 107 (20.27% water) for Irina, without variation in the quality of the seeds evaluated after storage. The differential expression level of gene coding to α-amylase, to the seeds of BRS Cauê harvested at 114 DAS, was higher, regardless of the evaluation time and the 99 DAS. For Irina the highest levels of expression were obtained when the seeds were harvested at 127 DAS. The level of expression of the gene coding to β-amylase was higher for seeds harvested at 99 DAS for BRS Cauê and 102 DAS for Irina initially evaluated, with decrease after storage. Seed dormancy favored the maintenance of seed quality, regardless of when they were harvested. It is not possible to establish a correlation between the results of germination and vigor tests of barley seeds and gene expression for this experiment, evidencing the complexity of this relationship and the requirement for research that can better elucidate it.