O 2-feniletanol é um álcool superior que possui aroma característico de pétalas de rosas. É utilizado pela indústria de perfumes e fragrâncias e em menores volumes, na indústria de alimentos. Pode ser obtido através de extratos naturais de muitas flores, da síntese química a partir do estireno e benzeno, e também, por vias biotecnológicas com o uso de microrganismos. Leveduras são consideradas microrganismos bons produtores de 2-feniletanol através da bioconversão a partir de Lfenilalanina, o precursor natural de 2-feniletanol, que é fortemente dependente do meio e das condições de cultivo. Foram testadas diferentes cepas de levedura, utilizando-se um meio semisintético. O mosto de uva foi utilizado na bioconversão a partir da Lfenilalanina e um planejamento fatorial 23 foi utilizado para a otimização da bioconversão testando-se diferentes condições de pH, temperatura e concentração de Lfenilalanina. Foram realizados cultivos com mosto de uva pasteurizado (100 ºC por 30 min) em biorreatores de 2L, testando-se diferentes sistemas de aeração e agitação, 250 rpm de agitação, 1 vvm e 250 rpm e 2 vvm e 500 rpm. A levedura Kluyveromyces marxianus CBS 6556 produziu 0,19 gL-1 de 2-feniletanol, demonstrando ser a melhor cepa produtora. No mosto de uva pasteurizado, esta cepa foi capaz de produzir 0,51 gL-1 (aumento de 60% na produção). Altos rendimentos foram encontrados a temperatura de 37 ºC, pH 7,0 e a uma concentração de L-fenilalanina de 3,0 gL-1. A aeração de 1 vvm e agitação de 250 rpm, demonstrou ser um fator importante para a bioconversão, K.marxianus CBS 6556 produziu 0,77 gL-1 de 2-feniletanol, com um rendimento de 0,62 gg-1. / The 2-phenylethanol is a high alcohol, which is the characteristic aroma of the rose petals. It is mainly used for perfume and fragrance industries and, in smaller proportions, in the food industry. 2-phenylethanol can be produced through chemical synthesis with benzene or styrene, extracted from several flowers, or by biotechnology technology with some microorganisms. Yeasts are know as the best producers of 2- phenylethanol by the bioconversion from L-phenylalanine, the natural precursor of 2- phenylethanol, that is strongly affected by medium composition and culture conditions. different types of yeasts were tested, utilizing a semisintetic medium. The grape must was used in the bioconversion and a 23 factorial design was used to optimizing the bioconversion, testing different conditions of pH, temperature and L-phenylalanine concentration. Were realized cultivations with pasteurized grape must (100 ºC for 30 minutes) during bioreactor experiments, under different conditions of aeration rate and rotation speed, 250 rpm, 1 vvm and 250 rpm and 2 vvm and 500 rpm. The yeast K.marxianus CBS 6556 can produce 0.19 gL-1 of 2-phenylethanol, showed be the best producer. In the grape must, the yeast made 0.51 gL-1 of 2-phenylethanol (60 % higher production). Higher yields were found with 37 ºC, pH 7.0 and 3.0 gL-1 of Lphenylalanine. The aeration rate of 1 vvm and a speed rotation of 250 rpm was showed an the best conditions to the bioconversion, during this cultivations, K.marxianus CBS 6556 was able to produce 0.77 gL-1, and yields of 0.62 gg-1 of 2-phenylethanol.

O 2-feniletanol é um álcool superior que possui aroma característico de pétalas de rosas. É utilizado pela indústria de perfumes e fragrâncias e em menores volumes, na indústria de alimentos. Pode ser obtido através de extratos naturais de muitas flores, da síntese química a partir do estireno e benzeno, e também, por vias biotecnológicas com o uso de microrganismos. Leveduras são consideradas microrganismos bons produtores de 2-feniletanol através da bioconversão a partir de Lfenilalanina, o precursor natural de 2-feniletanol, que é fortemente dependente do meio e das condições de cultivo. Foram testadas diferentes cepas de levedura, utilizando-se um meio semisintético. O mosto de uva foi utilizado na bioconversão a partir da Lfenilalanina e um planejamento fatorial 23 foi utilizado para a otimização da bioconversão testando-se diferentes condições de pH, temperatura e concentração de Lfenilalanina. Foram realizados cultivos com mosto de uva pasteurizado (100 ºC por 30 min) em biorreatores de 2L, testando-se diferentes sistemas de aeração e agitação, 250 rpm de agitação, 1 vvm e 250 rpm e 2 vvm e 500 rpm. A levedura Kluyveromyces marxianus CBS 6556 produziu 0,19 gL-1 de 2-feniletanol, demonstrando ser a melhor cepa produtora. No mosto de uva pasteurizado, esta cepa foi capaz de produzir 0,51 gL-1 (aumento de 60% na produção). Altos rendimentos foram encontrados a temperatura de 37 ºC, pH 7,0 e a uma concentração de L-fenilalanina de 3,0 gL-1. A aeração de 1 vvm e agitação de 250 rpm, demonstrou ser um fator importante para a bioconversão, K.marxianus CBS 6556 produziu 0,77 gL-1 de 2-feniletanol, com um rendimento de 0,62 gg-1. / The 2-phenylethanol is a high alcohol, which is the characteristic aroma of the rose petals. It is mainly used for perfume and fragrance industries and, in smaller proportions, in the food industry. 2-phenylethanol can be produced through chemical synthesis with benzene or styrene, extracted from several flowers, or by biotechnology technology with some microorganisms. Yeasts are know as the best producers of 2- phenylethanol by the bioconversion from L-phenylalanine, the natural precursor of 2- phenylethanol, that is strongly affected by medium composition and culture conditions. different types of yeasts were tested, utilizing a semisintetic medium. The grape must was used in the bioconversion and a 23 factorial design was used to optimizing the bioconversion, testing different conditions of pH, temperature and L-phenylalanine concentration. Were realized cultivations with pasteurized grape must (100 ºC for 30 minutes) during bioreactor experiments, under different conditions of aeration rate and rotation speed, 250 rpm, 1 vvm and 250 rpm and 2 vvm and 500 rpm. The yeast K.marxianus CBS 6556 can produce 0.19 gL-1 of 2-phenylethanol, showed be the best producer. In the grape must, the yeast made 0.51 gL-1 of 2-phenylethanol (60 % higher production). Higher yields were found with 37 ºC, pH 7.0 and 3.0 gL-1 of Lphenylalanine. The aeration rate of 1 vvm and a speed rotation of 250 rpm was showed an the best conditions to the bioconversion, during this cultivations, K.marxianus CBS 6556 was able to produce 0.77 gL-1, and yields of 0.62 gg-1 of 2-phenylethanol.

O 2-feniletanol é um álcool superior que possui aroma característico de pétalas de rosas. É utilizado pela indústria de perfumes e fragrâncias e em menores volumes, na indústria de alimentos. Pode ser obtido através de extratos naturais de muitas flores, da síntese química a partir do estireno e benzeno, e também, por vias biotecnológicas com o uso de microrganismos. Leveduras são consideradas microrganismos bons produtores de 2-feniletanol através da bioconversão a partir de Lfenilalanina, o precursor natural de 2-feniletanol, que é fortemente dependente do meio e das condições de cultivo. Foram testadas diferentes cepas de levedura, utilizando-se um meio semisintético. O mosto de uva foi utilizado na bioconversão a partir da Lfenilalanina e um planejamento fatorial 23 foi utilizado para a otimização da bioconversão testando-se diferentes condições de pH, temperatura e concentração de Lfenilalanina. Foram realizados cultivos com mosto de uva pasteurizado (100 ºC por 30 min) em biorreatores de 2L, testando-se diferentes sistemas de aeração e agitação, 250 rpm de agitação, 1 vvm e 250 rpm e 2 vvm e 500 rpm. A levedura Kluyveromyces marxianus CBS 6556 produziu 0,19 gL-1 de 2-feniletanol, demonstrando ser a melhor cepa produtora. No mosto de uva pasteurizado, esta cepa foi capaz de produzir 0,51 gL-1 (aumento de 60% na produção). Altos rendimentos foram encontrados a temperatura de 37 ºC, pH 7,0 e a uma concentração de L-fenilalanina de 3,0 gL-1. A aeração de 1 vvm e agitação de 250 rpm, demonstrou ser um fator importante para a bioconversão, K.marxianus CBS 6556 produziu 0,77 gL-1 de 2-feniletanol, com um rendimento de 0,62 gg-1. / The 2-phenylethanol is a high alcohol, which is the characteristic aroma of the rose petals. It is mainly used for perfume and fragrance industries and, in smaller proportions, in the food industry. 2-phenylethanol can be produced through chemical synthesis with benzene or styrene, extracted from several flowers, or by biotechnology technology with some microorganisms. Yeasts are know as the best producers of 2- phenylethanol by the bioconversion from L-phenylalanine, the natural precursor of 2- phenylethanol, that is strongly affected by medium composition and culture conditions. different types of yeasts were tested, utilizing a semisintetic medium. The grape must was used in the bioconversion and a 23 factorial design was used to optimizing the bioconversion, testing different conditions of pH, temperature and L-phenylalanine concentration. Were realized cultivations with pasteurized grape must (100 ºC for 30 minutes) during bioreactor experiments, under different conditions of aeration rate and rotation speed, 250 rpm, 1 vvm and 250 rpm and 2 vvm and 500 rpm. The yeast K.marxianus CBS 6556 can produce 0.19 gL-1 of 2-phenylethanol, showed be the best producer. In the grape must, the yeast made 0.51 gL-1 of 2-phenylethanol (60 % higher production). Higher yields were found with 37 ºC, pH 7.0 and 3.0 gL-1 of Lphenylalanine. The aeration rate of 1 vvm and a speed rotation of 250 rpm was showed an the best conditions to the bioconversion, during this cultivations, K.marxianus CBS 6556 was able to produce 0.77 gL-1, and yields of 0.62 gg-1 of 2-phenylethanol.

O processamento da uva para produção de suco e vinho engloba diferentes processos tecnológicos, como por exemplo, o tratamento enzimático, onde usualmente são utilizadas preparações de enzimas comerciais, buscando-se aprimorar processos como clarificação e extração. Entretanto, esse é um tratamento que demanda elevado tempo de processamento, sendo relevante a busca por novas tecnologias a fim de apurar o processo. O ultrassom pode ser utilizado como uma alternativa para reduzir o tempo de processamento e acrescer qualidade ao produto, pois além de ser uma técnica sustentável, pode proporcionar benefícios no uso combinado com enzimas, favorecendo as reações em decorrência de seus efeitos. Neste trabalho, o uso em conjunto de tratamento enzimático (ET), ultrassom (US), e agitação mecânica (MS) foi avaliado na extração do mosto da uva Cabernet Sauvignon, a fim de compreender os efeitos das técnicas combinadas. Inicialmente, nove preparados enzimáticos comerciais foram caracterizados segundo suas atividades enzimáticas e aplicados para extração do mosto, avaliando a variação de temperatura (40, 50 e 60 °C), tempo (15 e 30 min), e concentração de enzima (0,01 a 2,0 U.g-1). Os melhores resultados foram obtidos com o preparado Zimopec PX5® nas condições de 1,0 U.g-1 de pectinase a 50 °C por 30 min. A extração do mosto apresentou aumento significativo nos parâmetros de qualidade avaliados (cor, sólidos solúveis totais, rendimento de extração, capacidade antioxidante, antocianinas totais) quando os três métodos de extração (US, MS e ET) foram combinados, principalmente na presença do ultrassom. Tendo em vista o efeito sinérgico obtido entre a aplicação enzimática e o ultrassom na extração do mosto, um novo estudo foi conduzido buscando investigar a influência da sonicação na eficiência catalítica das enzimas pectinase (PE), xilanase (XLN) e celulase (CE). Para isso, as atividades enzimáticas foram avaliadas em diferentes pHs e em amostras de enzima e substratos submetidas a um tratamento prévio de sonicação por tempos determinados (0 – 30 min). Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos foram estimados, apresentando um efeito positivo do US na atividade das enzimas. A sonicação prévia do substrato contribuiu significativamente para o aumento da atividade de XLN, enquanto a sonicação prévia da enzima melhorou a atividade da CE e PE. Os resultados apresentaram um aumento na velocidade de hidrólise das enzimas com o uso do US, assim como um aumento da eficiência catalítica (Vmax/Km), mostrando o potencial da aplicação do US para ativação das enzimas. De acordo com os resultados obtidos, pode-se afirmar que o ultrassom proporcionou melhorias na extração do mosto, podendo ser utilizado como uma técnica alternativa de processo, bem como apresentou efeitos benéficos sobre as atividades enzimáticas. / Grape processing for juice and wine production encompasses different technological processes, such as enzymatic treatment, that usually uses commercial enzyme preparations to improve clarification and extraction processes. However, this is a treatment that demands high processing time, being relevant the search for new technologies in order to improve the whole process. Ultrasound (US) can be used as an alternative to reduce the processing time and improve the quality of the product, moreover, it can provide benefits in the combined use with enzymes, favoring the enzymatic reactions. In this work, the combined use of enzymatic treatment (ET), ultrasound (US), and mechanical agitation (MS) was studied in order to understand the effects of the techniques on Cabernet Sauvignon must extraction. Initially, nine commercial enzyme preparations were characterized according to their enzymatic activities and applied to must extraction, evaluating temperature (40, 50 and 60 °C), time (15 and 30 min), and enzyme concentration (0.01 to 2.0 Ug-1). The best results were obtained for the preparation Zimopec PX5® under conditions of 1.0 U.g-1 of pectinase at 50 °C for 30 min. A significant increase on quality parameters (color, °Brix, yield, antioxidant capacity, total anthocyanins) was obtained to extraction combining the three methods (US, MS and ET), mainly when US were applied. Based on these previous results, a new study was conducted to investigate the influence of sonication on the catalytic efficiency of the enzymes pectinase (PE), xylanase (XLN) and cellulase (CE). The enzymatic activities were evaluated at different pH and in samples of enzyme and substrates submitted to a previous treatment of sonication by determined times (0 - 30 min). The kinetic and thermodynamic parameters were estimated, showing a positive effect of the ultrasonic treatment on the enzymatic activity. Previous sonication of the substrate contributed significantly to the increase in XLN activity, whereas the previous sonication of the enzyme improved the activity of CE and PE. This research showed the potential benefits of ultrasound treatment on reaction rate and catalytic efficiency (Vmax/Km) improvement of enzymes, attesting that US can be used to increase the catalytic efficiency of pectinase, xylanase and cellulase enzymes. According to the obtained results, it can be affirmed that ultrasound improved the extraction process, and can be applied as an alternative technique, as well as provided beneficial effects on the enzymatic activity.

O processamento da uva para produção de suco e vinho engloba diferentes processos tecnológicos, como por exemplo, o tratamento enzimático, onde usualmente são utilizadas preparações de enzimas comerciais, buscando-se aprimorar processos como clarificação e extração. Entretanto, esse é um tratamento que demanda elevado tempo de processamento, sendo relevante a busca por novas tecnologias a fim de apurar o processo. O ultrassom pode ser utilizado como uma alternativa para reduzir o tempo de processamento e acrescer qualidade ao produto, pois além de ser uma técnica sustentável, pode proporcionar benefícios no uso combinado com enzimas, favorecendo as reações em decorrência de seus efeitos. Neste trabalho, o uso em conjunto de tratamento enzimático (ET), ultrassom (US), e agitação mecânica (MS) foi avaliado na extração do mosto da uva Cabernet Sauvignon, a fim de compreender os efeitos das técnicas combinadas. Inicialmente, nove preparados enzimáticos comerciais foram caracterizados segundo suas atividades enzimáticas e aplicados para extração do mosto, avaliando a variação de temperatura (40, 50 e 60 °C), tempo (15 e 30 min), e concentração de enzima (0,01 a 2,0 U.g-1). Os melhores resultados foram obtidos com o preparado Zimopec PX5® nas condições de 1,0 U.g-1 de pectinase a 50 °C por 30 min. A extração do mosto apresentou aumento significativo nos parâmetros de qualidade avaliados (cor, sólidos solúveis totais, rendimento de extração, capacidade antioxidante, antocianinas totais) quando os três métodos de extração (US, MS e ET) foram combinados, principalmente na presença do ultrassom. Tendo em vista o efeito sinérgico obtido entre a aplicação enzimática e o ultrassom na extração do mosto, um novo estudo foi conduzido buscando investigar a influência da sonicação na eficiência catalítica das enzimas pectinase (PE), xilanase (XLN) e celulase (CE). Para isso, as atividades enzimáticas foram avaliadas em diferentes pHs e em amostras de enzima e substratos submetidas a um tratamento prévio de sonicação por tempos determinados (0 – 30 min). Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos foram estimados, apresentando um efeito positivo do US na atividade das enzimas. A sonicação prévia do substrato contribuiu significativamente para o aumento da atividade de XLN, enquanto a sonicação prévia da enzima melhorou a atividade da CE e PE. Os resultados apresentaram um aumento na velocidade de hidrólise das enzimas com o uso do US, assim como um aumento da eficiência catalítica (Vmax/Km), mostrando o potencial da aplicação do US para ativação das enzimas. De acordo com os resultados obtidos, pode-se afirmar que o ultrassom proporcionou melhorias na extração do mosto, podendo ser utilizado como uma técnica alternativa de processo, bem como apresentou efeitos benéficos sobre as atividades enzimáticas. / Grape processing for juice and wine production encompasses different technological processes, such as enzymatic treatment, that usually uses commercial enzyme preparations to improve clarification and extraction processes. However, this is a treatment that demands high processing time, being relevant the search for new technologies in order to improve the whole process. Ultrasound (US) can be used as an alternative to reduce the processing time and improve the quality of the product, moreover, it can provide benefits in the combined use with enzymes, favoring the enzymatic reactions. In this work, the combined use of enzymatic treatment (ET), ultrasound (US), and mechanical agitation (MS) was studied in order to understand the effects of the techniques on Cabernet Sauvignon must extraction. Initially, nine commercial enzyme preparations were characterized according to their enzymatic activities and applied to must extraction, evaluating temperature (40, 50 and 60 °C), time (15 and 30 min), and enzyme concentration (0.01 to 2.0 Ug-1). The best results were obtained for the preparation Zimopec PX5® under conditions of 1.0 U.g-1 of pectinase at 50 °C for 30 min. A significant increase on quality parameters (color, °Brix, yield, antioxidant capacity, total anthocyanins) was obtained to extraction combining the three methods (US, MS and ET), mainly when US were applied. Based on these previous results, a new study was conducted to investigate the influence of sonication on the catalytic efficiency of the enzymes pectinase (PE), xylanase (XLN) and cellulase (CE). The enzymatic activities were evaluated at different pH and in samples of enzyme and substrates submitted to a previous treatment of sonication by determined times (0 - 30 min). The kinetic and thermodynamic parameters were estimated, showing a positive effect of the ultrasonic treatment on the enzymatic activity. Previous sonication of the substrate contributed significantly to the increase in XLN activity, whereas the previous sonication of the enzyme improved the activity of CE and PE. This research showed the potential benefits of ultrasound treatment on reaction rate and catalytic efficiency (Vmax/Km) improvement of enzymes, attesting that US can be used to increase the catalytic efficiency of pectinase, xylanase and cellulase enzymes. According to the obtained results, it can be affirmed that ultrasound improved the extraction process, and can be applied as an alternative technique, as well as provided beneficial effects on the enzymatic activity.

O processamento da uva para produção de suco e vinho engloba diferentes processos tecnológicos, como por exemplo, o tratamento enzimático, onde usualmente são utilizadas preparações de enzimas comerciais, buscando-se aprimorar processos como clarificação e extração. Entretanto, esse é um tratamento que demanda elevado tempo de processamento, sendo relevante a busca por novas tecnologias a fim de apurar o processo. O ultrassom pode ser utilizado como uma alternativa para reduzir o tempo de processamento e acrescer qualidade ao produto, pois além de ser uma técnica sustentável, pode proporcionar benefícios no uso combinado com enzimas, favorecendo as reações em decorrência de seus efeitos. Neste trabalho, o uso em conjunto de tratamento enzimático (ET), ultrassom (US), e agitação mecânica (MS) foi avaliado na extração do mosto da uva Cabernet Sauvignon, a fim de compreender os efeitos das técnicas combinadas. Inicialmente, nove preparados enzimáticos comerciais foram caracterizados segundo suas atividades enzimáticas e aplicados para extração do mosto, avaliando a variação de temperatura (40, 50 e 60 °C), tempo (15 e 30 min), e concentração de enzima (0,01 a 2,0 U.g-1). Os melhores resultados foram obtidos com o preparado Zimopec PX5® nas condições de 1,0 U.g-1 de pectinase a 50 °C por 30 min. A extração do mosto apresentou aumento significativo nos parâmetros de qualidade avaliados (cor, sólidos solúveis totais, rendimento de extração, capacidade antioxidante, antocianinas totais) quando os três métodos de extração (US, MS e ET) foram combinados, principalmente na presença do ultrassom. Tendo em vista o efeito sinérgico obtido entre a aplicação enzimática e o ultrassom na extração do mosto, um novo estudo foi conduzido buscando investigar a influência da sonicação na eficiência catalítica das enzimas pectinase (PE), xilanase (XLN) e celulase (CE). Para isso, as atividades enzimáticas foram avaliadas em diferentes pHs e em amostras de enzima e substratos submetidas a um tratamento prévio de sonicação por tempos determinados (0 – 30 min). Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos foram estimados, apresentando um efeito positivo do US na atividade das enzimas. A sonicação prévia do substrato contribuiu significativamente para o aumento da atividade de XLN, enquanto a sonicação prévia da enzima melhorou a atividade da CE e PE. Os resultados apresentaram um aumento na velocidade de hidrólise das enzimas com o uso do US, assim como um aumento da eficiência catalítica (Vmax/Km), mostrando o potencial da aplicação do US para ativação das enzimas. De acordo com os resultados obtidos, pode-se afirmar que o ultrassom proporcionou melhorias na extração do mosto, podendo ser utilizado como uma técnica alternativa de processo, bem como apresentou efeitos benéficos sobre as atividades enzimáticas. / Grape processing for juice and wine production encompasses different technological processes, such as enzymatic treatment, that usually uses commercial enzyme preparations to improve clarification and extraction processes. However, this is a treatment that demands high processing time, being relevant the search for new technologies in order to improve the whole process. Ultrasound (US) can be used as an alternative to reduce the processing time and improve the quality of the product, moreover, it can provide benefits in the combined use with enzymes, favoring the enzymatic reactions. In this work, the combined use of enzymatic treatment (ET), ultrasound (US), and mechanical agitation (MS) was studied in order to understand the effects of the techniques on Cabernet Sauvignon must extraction. Initially, nine commercial enzyme preparations were characterized according to their enzymatic activities and applied to must extraction, evaluating temperature (40, 50 and 60 °C), time (15 and 30 min), and enzyme concentration (0.01 to 2.0 Ug-1). The best results were obtained for the preparation Zimopec PX5® under conditions of 1.0 U.g-1 of pectinase at 50 °C for 30 min. A significant increase on quality parameters (color, °Brix, yield, antioxidant capacity, total anthocyanins) was obtained to extraction combining the three methods (US, MS and ET), mainly when US were applied. Based on these previous results, a new study was conducted to investigate the influence of sonication on the catalytic efficiency of the enzymes pectinase (PE), xylanase (XLN) and cellulase (CE). The enzymatic activities were evaluated at different pH and in samples of enzyme and substrates submitted to a previous treatment of sonication by determined times (0 - 30 min). The kinetic and thermodynamic parameters were estimated, showing a positive effect of the ultrasonic treatment on the enzymatic activity. Previous sonication of the substrate contributed significantly to the increase in XLN activity, whereas the previous sonication of the enzyme improved the activity of CE and PE. This research showed the potential benefits of ultrasound treatment on reaction rate and catalytic efficiency (Vmax/Km) improvement of enzymes, attesting that US can be used to increase the catalytic efficiency of pectinase, xylanase and cellulase enzymes. According to the obtained results, it can be affirmed that ultrasound improved the extraction process, and can be applied as an alternative technique, as well as provided beneficial effects on the enzymatic activity.