O processamento do café via úmida inclui as etapas de despolpamento, fermentação, lavagem e separação dos grãos, no qual gera-se grande quantidade de resíduos sólidos (casca e polpa) e água residuária. O estudo dos aspectos microbiológicos na produção de hidrogênio a partir de resíduos do processamento do café é pouco explorado, o que torna esse resíduo atrativo e foco de pesquisas. Neste cenário, buscou-se avaliar o potencial uso destes resíduos como substrato e fonte de bactérias e fungos fermentativos para produção de H2. Adicionalmente, estudou-se a homoacetogênese, processo que afeta a produção de H2, uma vez que o H2/CO2 pode ser consumido para a síntese de ácido acético. Para isso, ensaios em reatores em batelada foram conduzidos para seleção da melhor condição de pré-tratamento hidrotérmico (severidade), dos fatores da fermentação (pH, temperatura, agitação, volume do headspace, concentração de bioaumentação do consórcio microbiano, resíduo de polpa e casca, água residuária e extrato de levedura) que afetam a produção de H2 (Planejamento Plackett-Burman) e homoacetogênese (planejamento fracionado 24-1), seguido do delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimização da produção de hidrogênio. Verificou-se que a severidade de pré-tratamento hidrotérmico de 3,53 (180 °C, 15 minutos), resultaram no aumento da concentração de açúcares fermentáveis, com baixa concentração de lignina, fenol, furfural e 5-hidroximentil furfural, obtendo valores de potencial máximo de produção de H2 (P) de 1,8 mL H2. Em relação ao efeito dos fatores da fermentação sobre a produção de H2, obteve-se o maior P de 82 mL H2 em pH 7,0, 30 g DQO L-1 de água residuária, 6 g L-1 de polpa e casca, 30 ºC, 50% de headspace, 180 rpm, sem bioaumentação do consórcio microbiano e 2 g L-1 de extrato de levedura. Por outro lado, as condições que conduziram a consumo significativo de H2 por homoacetogênese foram em pH inicial entre 5,5 e 7,5, headspace entre 40 e 60%, concentração de água residuária entre 10 e 30 g DQO L-1 e concentração de casca e polpa entre 3 e 9 g L-1. Em relação às variáveis estatisticamente significativas (pH, concentração de polpa e casca e volume do headspace), as condições operacionais ótimas para obtenção de P de 240 mL H2, estimadas via planejamento DCCR, foram em pH 7,0, concentração de polpa e casca 7 g L-1 e volume de headspace 30%. No consórcio microbiano, houve predominância de bactérias semelhantes a Lactobacillus sp. e Clostridium sp. e de fungos semelhantes a Saccharomyces sp. e Kazachstania sp. Tais microrganismos foram associados a produção de ácido lático, H2, etanol e ácido acético nos reatores, identificando genes relacionados a enzimas para a degradação de lignina, fenol, celulose, hemicelulose e pectina. Observou-se alta abundância relativa de Clostridium sp. tanto nos ensaios de produção de H2 quanto nos ensaios com consumo de hidrogênio, sendo seus genes associados a homoacetogênese, produção de ácido propiônico e butanol. / Wet coffee processing includes pulping, fermentation, washing and grain separation, in which large amounts of solid waste (husk and pulp) and wastewater are generated. The study of microbiological aspects in the hydrogen production from coffee waste was little explored, which makes this residue attractive and the focus of research. In this scenario, we evaluate the potential use of coffee waste as substrate and source of fermentative bacteria and fungi for H2 production. In addition, homoacetogenesis, a process, that negatively affects H2 production, was studied since H2/CO2 can be consumed for acetic acid production. Assays in batch reactors were conducted to select the best hydrothermal pretreatment condition (severity), fermentation factors affecting the H2 production (pH, temperature, agitation, headspace, bioaugmentation of microbial consortium, concentration of pulp and husk, wastewater and yeast extract) (Plackett and Burman design) and homoacetogenesis (fractional factorial design 24-1), followed by the Rotational Central Composite Design (RCCD) to optimize the H2 production. It was verified that the hydrothermal pretreatment severity of 3,53 (180 °C, 15 minutes), resulted in the increase of fermentable sugars, with low concentration of lignin, phenol, furfural and 5-hydroxyximethyl furfural, obtaining values of the maximum H2 production potential (P) of 1,8 mL H2. The fermentation factors conducing to highest P of 82 mL H2 were pH 7,0, wastewater 30 g COD L-1, 6 g L-1 pulp and husk, 30 °C, 50% headspace, 180 rpm, without bioaugmentation of the microbial consortium and 2 g L-1 yeast extract. On the other hand, the conditions leading to significant H2 consumption by homoacetogenesis were initial pH between 5,5 and 7,5, headspace between 40 and 60%, wastewater concentration between 10 and 30 g COD L-1 and concentration of husk and pulp between 3 and 9 g L-1. In relation to the fermentation factors statistically significant in the H2 production (pH, pulp and husk concentration and headspace), the optimal operational conditions to obtain P of 240 mL H2, estimated through RCCD design, were at pH 7,0, 7 g L-1 pulp and husk concentration and 30% headspace volume. In the microbial consortium, there was a predominance of bacteria similar to Lactobacillus sp. and Clostridium sp. and fungi similar to Saccharomyces sp. and Kazachstania sp. These microorganisms were associated with the production of H2, lactic acid, ethanol and acetic acid in the reactors, identifying genes related to enzymes for the degradation of lignin, phenol, cellulose, hemicellulose and pectin. There was a high relative abundance of Clostridium sp. both in the H2 production assays and in the H2 consumption assays, with genes associated to homoacetogenesis, production of propionic acid and butanol.

O presente trabalho teve como objetivo o aproveitamento do hidrolisado de cascas de mandioca para produção de pigmentos carotenoides. Para isso, foi realizado o isolamento de leveduras provenientes da Região Amazônica, caracterização das cascas de mandioca e obtenção dos hidrolisados por via ácida (HA) e enzimática (HE). Por fim, foram avaliados o efeito da relação C:N e da luminosidade sobre a produção de carotenoides pelas leveduras previamente selecionadas nos hidrolisados. Os extratos carotenogênicos foram caracterizados quanto ao potencial anti-oxidante e antimicrobiano, sendo ainda avaliado o uso da biomassa seca como agente pigmentante em um material polimérico. Foram isoladas sete colônias pigmentadas (4 do solo, 2 de água e 1 de fruto), as quais foram identificadas como pertencentes ao gênero Rhodotorula. Com relação as cascas de mandioca, o principal componente em % m/m foi o amido (71,0), seguido da lignina (13,0), glucana (4,6), xilana (2,4), cinzas (2,6) e extrativos (4,6). Na melhor condição de hidrólise ácida (1% H2SO4, 10% sólidos, 120 min), foi obtido 48 g/L de glicose, o que correspondeu a uma eficiência de 67%. Já para a hidrólise enzimática (3000 U Termamyl 2X, 240 U AMG XXL, 14% sólidos, 65 min) obtevese 80,8 g/L de glicose, correspondendo a uma eficiência de 79,5%. Nas condições de cultivo empregando HA ou HE contendo cerca de 50,0 g/L de glicose sem qualquer suplementação (pH inicial 6,0, temperatura de 30ºC, agitação de 200rpm e na presença de luminosidade) foi possível selecionar a cepa Rh S2 no HA e a Rh RNA no HE, as quais apresentaram, respectivamente (12,7 g/L e 7,6 mg/L) e (22,8 g/L e 11,2 mg/L) de biomassa e carotenoides totais. O maior potencial antioxidante foi obtido com a cepa Rh S2 que apresentou cerca de 30% de redução do radical DPPH sendo que ambos extratos apresentaram ação anti-microbiana frente à Escherichia coli e Aspergillus fumigatus. Quanto as propriedades mecânicas do compósito formulado com a biomassa seca da cepa Rh S2, ficou demonstrada a possibilidade do uso desta biomassa como agente pigmentante em resinas poliméricas. Estes resultados revelam o grande potencial das leveduras selecionadas para a produção de carotenoides a partir de um subproduto da agroindústria, ressaltando ainda suas importantes propriedades biológicas e de pigmentação, as quais poderão ser exploradas em diferentes aplicações. / The present work had as objective the utilization of the hydrolyzate of cassava peels for the production of carotenoid pigments. For this, the yeast from the Amazon region was isolated, characterizing the cassava peels and acid hydrolysates (HA) and enzymatic (HE). Finally, the effect of the C: N ratio and the luminosity on carotenoid production by the selected yeasts in the hydrolysates were evaluated. Carotenogens extracts are characterized as antioxidant and antimicrobial potential, and the use of dry biomass as a pigment agent in a polymeric material is also evaluated. Seven pigmented colonies (4 soil, 2 water and 1 fruit) were isolated, as were the communities as individuals belonging to the genus Rhodotorula. Compared with cassava peels, the main component in% by weight of starch (71.0), followed by lignin (13.0), glucan (4.6), xylan (2.4), ashes (26) and extractives (4.6). The acid hydrolysis condition (1% H2 SO4, 10% solids, 120 min) was 48 g/L glucose, corresponding to an efficiency of 67%. Already for an enzymatic hydration (3000 U Termamyl 2X, 240 U AMG XXL, 14% solids, 65 min), 80.8 g/L of glucose was obtained, corresponding to an efficiency of 79.5%. In the ingestion conditions using HA or HE of about 50.0 g/L of glucose without any supplement (initial pH 6.0, temperature of 30 ° C, agitation of the presence light) it was possible to select the strain Rh S2 in HA and Rh RNA is not HE, as it is today (12.7 g/L and 7.6 mg/L) and (22.8 g/L and 11.2 mg/L) biomass and total carotenoids. The highest antioxidante potential was obtained with the Rh S2 protein which had about 30% reduction of the DPPH radical, with both extracts being moved against the microbiota against Escherichia coli and Aspergillus fumigatus. Regarding the mechanical properties of the compound formulated with a dry biomass of the strain Rh S2, the possibility of the use of this biomass as pigment agent in polymer resins has been demonstrated. This research was useful to increase the potential of selected yeasts for the production of carotenoids from a by-product of agroindustry, highlighting their historical and pigmentation characteristics, such as the ports explored in different applications.

Trichosporon spp. são patógenos oportunistas emergentes que causam alta mortalidade entre pacientes imunocomprometidos. A presente investigação teve como objetivos avaliar aspectos ecológicos relacionados à colonização humana e animal; testar 28 amostras de Trichosporon através de métodos de caracterização laboratorial clássica, detectar a atividade enzimática extracelular e avaliar a suscetibilidade desses isolados contra os antifúngicos. A expressão de melanina e glucuronoxylomanana (GXM) em parede celular foi estudada em T. asahii., Trichosporon inkin e T. asahii foram isolados da região perigenital de duas mulheres e dois tamanduás, respectivamente. Microbiologicamente, as amostras investigadas (28) apresentaram características morfológicas e fisiológicas compatíveis com as descritas na literatura. Pouca especificidade na identificação de Trichosporon spp. foi verificada em CHROMagar Candida® e API ID 32C®. O estudo da atividade de exoenzimas demonstra a relevância na produção de lipase. Não foi possível detectar a expressão de melanina em T. asahii. No entanto, GXM foi expressa por amostra-padrão e isolado clínico da mesma espécie. Embora os pontos de corte não estejam, ainda, bem estabelecidos para Trichosporon spp., os testes sugerem valores elevados de concentração inibitória mínima (CIM) para anfotericina B, fluconazol, itraconazol e cetoconazol. Voriconazol demonstrou maior eficácia contra Trichosporon spp. A maior parte das amostras apresentou resistência a caspofungina. / Trichosporon spp. are emergent opportunistic pathogens that cause high mortality among immunocompromised patients. The aim of the study was to evaluate ecological aspects related to human and animal colonization; to test 28 samples of Trichosporon spp. on classic laboratorial characterization, detection of the extracellular enzymatic activity and antifungal susceptibility (E-test®). Melanin and glucuronoxylomanan (GXM) wall expression was studied in T. asahii. Trichosporon inkin and T. asahii were isolated from perigenital area of two women and from the haircoat of two anteaters, respectively. Microbiologically, the samples studied (28) have presented morphological and physiological characteristics according to descriptions of the literature. Few specificity on identification of Trichosporon spp. was verified at CHROMagar Candida® and API ID 32C® commercial tests. The extracellular enzymatic activity showed the relevance of lipase production. The melanin wall expression was not verified in T. asahii.. On the other hand, GXM was expressed by the control and the clinical sample, both of the same specie. Though the sensibility break points were still not established for Trichosporon spp., the tests indicate high values of minimal inhibitory concentration (MIC) for amphotericin B, fluconazole, itraconazole and cetoconazole. Voriconazole showed the best results against Trichosporon spp. The most part of the samples was resistant to caspofungin.

A enzima L-asparaginase é responsável por converter o aminoácido L-asparagina em ácido L-aspártico e amônio. Esta enzima possui importantes aplicações, principalmente na indústria farmacêutica, onde é empregada como um fármaco antileucêmico e na indústria de alimentos, como uma forma de mitigar a formação de acrilamida, um composto altamente tóxico, formado em alguns alimentos processados a altas temperaturas. Leveduras destacam-se como micro-organismos importantes para a produção da Lasparaginase, uma vez que possivelmente produzem enzimas com menores efeitos colaterais para humanos e são, em geral, organismos GRAS, sem restrições de aplicação na indústria de alimentos. O presente trabalho avaliou metodologias de seleção de novas leveduras produtoras de L-asparaginase, selecionando aquelas capazes de produzir destacadas quantidades desta enzima a partir de um banco contendo 40 cepas e verificando aspectos da sua produção. Foram empregadas metodologias de seleção de leveduras em meio sólido e em meio líquido, avaliando-se a aplicabilidade da quantificação da atividade enzimática pelo método de Nessler e pelo método da hidroxilamina. A produção de L-asparaginase foi posteriormente confirmada por cromatografia em camada delgada. As leveduras selecionadas foram avaliadas quanto à influência dos aminoácidos L-asparagina, L-prolina e L-glutamina como indutores na produção de L-asparaginase e quanto à cinética de produção enzimática. De acordo com os resultados, nenhuma das leveduras foi capaz de produzir L-asparaginase extracelular. Entretanto, duas novas leveduras, até então não citadas na literatura pertinente como produtoras de Lasparaginase, foram capazes de produzir L-asparaginase periplasmática: Issatchenkia orientalis e Rhodotorula glutinis. Verificou-se, também, que a metodologia de screening em meio sólido não foi correlacionável com a produção de L-asparaginase em meio líquido por leveduras. Foi necessária a adição de moléculas indutoras ao meio de cultivo, como os aminoácidos L-asparagina, L-prolina e L-glutamina, para que houvesse produção de Lasparaginase pelas leveduras I. orientalis e R. glutinis. Verificou-se a maior produção de L-asparaginase periplasmática em meio suplementado com L-asparagina e nitrato de amônio para a levedura I. orientalis (20,38 ± 3,55 U.g-1) e em meio suplementado com Lprolina para a levedura R. glutinis (57,05 ± 0,57 U.g-1). Durante os ensaios de cinética, verificou-se que a produção da enzima ocorreu principalmente durante a fase logarítmica do crescimento microbiano, observando-se também estabilidade da atividade enzimática durante as 144 horas do cultivo. Os resultados obtidos no presente trabalho permitiram verificar a viabilidade das metodologias de seleção de novas leveduras produtoras de Lasparaginase bem como selecionar, com sucesso, duas novas leveduras capazes de produzir a enzima L-asparaginase periplasmática, I. orientalis e R. glutinis, determinando aspectos importantes da sua produção em meio líquido. / L-asparaginase is the enzyme responsible for converting the amino acid L-asparagine into L-aspartic acid and ammonium. This enzyme has important applications, mainly in the pharmaceutical industry, where it is used as an antileukemic drug, and in the food industry, as a treatment for mitigating the formation of acrylamide, a highly toxic compound produced in some foods exposed to high temperatures. Yeasts are highlighted as important microorganisms for the production of L-asparaginase since they are capable of producing enzymes with fewer side effects for humans and are, in general, GRAS organisms, being applicable in the food industry without restrictions. This study evaluated screening methods for selecting new yeasts capable of producing L-asparaginase, selecting those capable of producing high amounts of this enzyme from a culture collection containing 40 strains, also verifying aspects of enzyme production. Methods for screening L-asparaginase producing organisms in solid and liquid medium were tested, evaluating the applicability of Nessler and hydroxylamine methods as means for enzyme activity quantification. The production of L-asparaginase was later confirmed through thin layer chromatography. The selected yeasts were evaluated to confirm the influence of the amino acids L-asparagine, L-proline and L-glutamine as inducers in the production of L-asparaginase, and the kinetics of Lasparaginase production were also evaluated. According to the results, none of the assessed yeasts were able to produce extracellular L-asparaginase. However, two novel yeasts, so far not cited in the pertinent literature as L-asparaginase producers, were able to produce periplasmic L-asparaginase: Issatchenkia orientalis and Rhodotorula glutinis. Tests also verified that the screening methods in solid medium did not correlate with the production of L-asparaginase in liquid medium by yeasts. It was necessary to add inducing molecules, such as the amino acids L-asparagine, L-proline and L-glutamine, to stimulate L-asparaginase production by the yeasts I. orientalis and R. glutinis. The highest production of periplasmic L-asparaginase was obtained in liquid medium supplemented with Lasparagine and ammonium nitrate for the yeast I. orientalis (20,38 ± 3,55 U.g-1) and in medium supplemented with L-proline for the yeast R. glutinis (57,05 ± 0,57 U.g-1). The production kinetics assay verified that the production of the enzyme took place mainly during the log phase of microbial growth, being stable after144 hours of cultivation. The results presented in this study were able to confirm the viability of the methods for the screening of novel L-asparaginase producing yeasts as well as to select two novel yeasts able to produce this enzyme, I. orientalis and R. glutinis, determining some important aspects in L-asparaginase production in liquid medium.

Pouco se sabe sobre o efeito do substrato e a interação entre as leveduras selvagens e bactérias do gênero Lactobacillus na fermentação alcoólica, pois os estudos tem se concentrado na avaliação dos efeitos da contaminação por um ou outro contaminante separadamente. Diante disso, este trabalho teve como objetivos estudar o efeito do substrato e das condições de tratamento do fermento sobre as fermentações contaminadas com ambos os micro-organismos, leveduras S. cerevisiae selvagens (três linhagens apresentando colônias rugosas e células dispostas em pseudohifas) e Lactobacillus fermentum, tendo a linhagem industrial de S. cerevisiae PE-2 como levedura do processo. Foram realizadas fermentações em batelada em mosto de caldo e de melaço, sem reciclo e com reciclo celular, utilizando tanto a cultura pura da linhagem PE-2 quanto as culturas mistas com as linhagens rugosas e ou L. fermentum. Foram avaliadas modificações no tratamento ácido do fermento, visando o controle do crescimento dos contaminantes sem afetar a levedura do processo. Em seguida, foram conduzidas fermentações contaminadas e não contaminadas submetidas ao tratamento ácido combinado com adição de etanol, tanto em caldo quanto em melaço, utilizando-se PE-2, uma das linhagens rugosas e L. fermentum. A atividade da invertase extracelular foi também avaliada em ambos os substratos para os micro-organismos estudados, em condições de crescimento. Concluiu-se que o tipo de substrato de fermentação, caldo de cana ou melaço, influenciou o desempenho da linhagem industrial PE-2 assim como afetou o desenvolvimento das contaminações com as leveduras rugosas S. cerevisiae na presença ou ausência da bactéria L. fermentum, em fermentações sem reciclo celular. O efeito da contaminação foi mais evidente quando se utilizou caldo de cana do que melaço como substrato, no caso da contaminação com leveduras rugosas, e o inverso no caso da contaminação com L. fermentum. O efeito da contaminação sobre a eficiência fermentativa foi maior na presença da levedura rugosa do que com a bactéria, e a contaminação dupla (tanto com a levedura rugosa quanto com a bactéria) não teve efeito maior sobre a eficiência fermentativa do que a contaminação simples, por um ou por outro micro-organismo isoladamente, especialmente na fermentação em batelada com reciclo celular, independentemente do substrato. Nas fermentações com reciclo de células, o efeito do substrato foi menos evidente. O controle do crescimento das linhagens rugosas pode ser realizado modificando o tratamento ácido normalmente realizado na indústria, seja pela adição de etanol à solução ácida ou pelo abaixamento do pH, dependendo da linhagem rugosa. O tratamento combinado baixo pH (2,0) + 13% etanol afetou a fisiologia da linhagem industrial, trazendo prejuízos à fermentação com reciclo celular, com pequeno controle sobre o crescimento da levedura rugosa e causando morte celular à L. fermentum. A diferença na atividade invertásica entre as linhagens rugosas e industrial de S. cerevisiae pode ser a responsável pela fermentação lenta apresentada pelas linhagens rugosas quando presentes na fermentação, sendo não significativa a influência do substrato sobre a atividade dessa enzima. / A little is known about the effect of the substrate and the interaction among wild yeast strains and bacteria Lactobacillus in the alcoholic fermentation, because the studies have been concentrated in the evaluation of the contamination effects by one or another contaminant, separately. This work aimed to evaluate the effect of the substrate and the cell treatment conditions over the batch fermentations contaminated with both microorganisms, yeast wild strains of S. cerevisiae (three strains displaying rough colonies and pseudohyphal cell growth) and Lactobacillus fermentum, being the S. cerevisiae strain PE-2 as the starter yeast. Fermentations using sugarcane juice and molasses, without and with cell recycle, utilizing both the pure culture of PE-2 as the mixed cultures with rough yeast strains and or L. fermentum were carried out. Modifications in the acid cell treatment by the addition of ethanol to the acid solution and the lowering of pH of the acid solution or a treatment with potassium metabisulphite were evaluated, aiming the growth control of the contaminants without affecting the starter yeast. An acid treatment with the addition of 13% ethanol was applied in fermentation with cell recycle, both in sugarcane juice and molasses, utilizing PE-2, one of the rough yeast strains and L. fermentum. The extracellular invertase activity was also evaluated in both substrates for the microorganisms studied, in growing conditions. The type of substrate, sugarcane juice or molasses, influenced the performance of the PE-2 strain as well as affected the development of the contaminations with rough S. cerevisiae yeast strains with or without L. fermentum, in fermentations without cell recycle. The effect of the contamination was more remarkable when sugarcane juice was utilized, in fermentations contaminated with rough yeast strains, but the inverse was observed when L. fermentum was the contaminant. The contamination effect was more harmful with the rough yeast strain than with the bacteria, and the double contamination (with both rough yeast strain and bacteria) did not have a higher effect over the fermentative efficiency than the single contamination, by one or another microorganism in isolation, especially in the batch fermentation with cell recycle, regardless the substrate. In cell-recycled fermentations the effect of the substrate was less evident. The growth control of the rough yeast strains may be done by modifying the acid cell treatment carried out in the industry, both by the addition of ethanol to the acid solution or by the pH lowering, depending on the rough yeast strain. , The combined treatment (pH 2.0 + 13% ethanol) affected PE-2 physiology, bringing about loss in the cell-recycled fermentation, with low growth control of the rough yeast strain but causing cell death of L. fermentum. The difference in the invertase activity between the rough yeast strains and the starter yeast PE-2 may be responsible for the low fermentation rate displayed by the rough yeast strains, but a non significant effect of the substrate on the enzyme activity was observed.

O objetivo desse estudo foi investigar o efeito protetor do íon magnésio em células de levedura Saccharomyces cerevisiae submetidas aos estresses térmico e etanólico. No processo industrial de fermentação as leveduras estão sujeitas ao estresse térmico, originado pelo calor produzido pela própria fermentação, e ao estresse pelo etanol, originado pelos efeitos adversos do álcool etílico produzido pelo catabolismo dos açúcares pelas leveduras. O magnésio tem a capacidade de atenuar os efeitos nocivos de estresse em leveduras S. cerevisae, principalmente através da estabilização da membrana celular. Foi cultivada a levedura Saccharomyces cerevisiae Y-904, a 30°C por 24h sob agitação de 80 rpm em meio YEPD e em meio à base de caldo de cana-de-açúcar, acrescido ou não de 20 mmol de magnésio, na forma de sulfato de magnésio hepta-hidratado. As culturas foram expostas ao estresse térmico, através da elevação da temperatura de incubação de 30 para 42°C e/ou ao estresse etanólico, em meio com 10% (v/v) de etanol. A viabilidade celular da levedura foi determinada por microscopia ótica às 0, 1, 2, 3, 4, 5, 24 e 48 horas do período de incubação sob as condições de estresse. A concentração de magnésio nas células e nos meios foi determinada por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados foram analisados estatisticamente através de Análise de Variância, com posterior aplicação de Teste de Tukey. O enriquecimento do meio YEPD e/ou das células da levedura com magnésio proporcionou maior população e viabilidade celular da levedura. Em meio à base de caldo de cana o enriquecimento com magnésio não influenciou a população ou a viabilidade celular da levedura, provavelmente porque tal meio de cultivo já apresentava concentração suficiente de magnésio para a proteção da levedura contra os estresses térmico e etanólico. / The aim of this study was to investigate the protective effect of the ion magnesium in cells of Saccharomyces cerevisiae under thermal and ethanolic stresses. In the industrial process of fermentation the yeasts might be submitted either to thermal stress, originated from the heat produced by fermentation, or to ethanol stress, originated from the damages effect of ethylic alcohol produced by the catabolism of the sugars by the yeasts. Magnesium has the capability to attenuate harmful effects of stresses in yeast, mainly through the stabilization of the cellular membrane. The strain Y-904 of Saccharomyces cerevisiae was cultivated at 30°C during 24h under 80 rpm agitation in medium YEPD or in a broth from sugar cane, both added or not with 20 mmol of magnesium from magnesium sulphate hepta-hydrated (MgSO4 7H2O). The cultures were exposed either to heat shock, by rising of the temperature of incubation from 30 to 42°C, either/or to ethanol shock, in broth with 10% (v/v) of ethanol. The cellular viability of the yeasts was determined by optical microscopy at 0, 1, 2, 3, 4, 5, 24 and 48 hours of the period of incubation under the stress conditions. The magnesium concentration in the cells and in the mediums was determined for atomic absorption spectroscopy. The results were statistically analyzed by variance analysis and Tukey test. The yeast population and cell viability were higher in the medium YEPD enriched with magnesium (intra or extracellular) compared the same medium without magnesium supplementation. However it was not observed difference in population or viability of the yeasts in the broths from sugar cane enriched or not with magnesium. This happened probably because the broth from sugar cane already presented a concentration of magnesium enough to protect the yeast cells against the thermal and ethanolic stresses.

INTRODUÇÃO: Infecções fúngicas superficiais podem ser causadas por dermatófitos, leveduras ou fungos filamentosos não dermatófitos. O tipo de lesão desenvolvida eventualmente se correlaciona ao agente etiológico, à capacidade de resposta imunológica do hospedeiro, ao sítio anatômico da lesão e tecido afetado. A proposta desse trabalho é isolar e identificar agentes de onicomicose em pessoas idosas (acima de 60 anos de idade), que frequentemente apresentam alteração da resposta imune. CASUISTICA E MÉTODOS: A técnica de identificação de fungos foi a análise do resultado conjunto do exame micológico direto, isolamento e microcultura do raspado ungueal. Escamas subungueais e escamas interdigitais foram coletadas de 35 pessoas idosas, com suspeita clínica de onicomicose, institucionalizados em duas casas assistenciais no município de São Bernardo do Campo, SP, Brasil. RESULTADOS: Os materiais coletados foram analisados e, no raspado ungueal, observou-se 18 (51,40%) resultados positivos no exame direto e 15 (44,40%) no isolamento. Os dermatófitos foram evidenciados em 8 (44,40%) dos isolados, identificando-se 5 (27,80%) como Trichophyton rubrum e 1 (5,60%) de cada um como Trichophyton tonsurans, Trichophyton mentagrophytes e Microsporum gypseum. O segundo grupo mais isolado foram 7 (38,90%) leveduras, identificadas como: 3 (16,70%) Candida guilliermondii, 2 (11,10%) Candida parapsilosis e 1 (5,60%) Candida glabrata, 1 (5,60%) Trichosporon asahii. O último grupo foi representado por 3 (16,70%) isolados de fungos filamentosos não dermatófitos, identificados como: Fusarium sp, Aspergillus sp e Neoscytalidium sp, 1 (5,60%) de cada um. Trinta (85,70%) dos raspados interdigitais foram negativos e em 5 (14,30%), a identificação dos agentes coincidiu com o fungo causador da onicomicose (2 Trichophyton rubrum, 1 Trichophyton mentagrophytes, 1 Candida guilliermondii e 1 Fusarium sp). No grupo controle (9 pessoas idosas clinicamente sem lesão ungueal) realizou-se coleta interdigital, isolando-se Candida guilliermondii em apenas 1 (11,0%). CONCLUSÕES: Pelo método de identificação empregado, observou-se que os fungos causadores de onicomicoses encontrados neste trabalho estão de acordo com relatos da literatura recente; a apresentação clínica da unha com onicomicose por fungos filamentosos não dermatófitos foi indistinguível daquela por dermatófitos ou candidoses e, do ponto de vista etiológico, não se observou diferença entre a onicomicose de pessoas idosas institucionalizadas com os dados da ocorrência de onicomicose na população geral divulgados pela literatura / INTRODUCTION: Superficial fungal infections can be caused by dermatophytes, yeasts or filamentous non-dermatophyte fungi. The type of injury eventually correlates to the the etiologic agent, the ability of the host immune response, the anatomical site of the lesion and the kind of the affected tissue. The purpose of this study is to isolate and identify agents of onychomycosis in the elderly (people over 60 years old), who often have alterations in the immune response. MATERIAL AND METHODS: The technique for the identification of fungi was the analysis of the combined result of mycological examination, isolation and microcultures of nail scrapings. Subungual and interdigital scales were collected from 35 elderly with a clinical suspicion of onychomycosis, institutionalized in two care houses in the city of Sao Bernardo do Campo, SP, Brazil. RESULTS: The collected materials were analyzed and the nail scrapings displayed 18 (51.40%) positive results on direct examination and 15 (44.40%) in isolation. Dermatophytes were found in 8 (44.40%) isolates, 5 (27.80%) beeing identified as Trichophyton rubrum and 1 (5.60%) of each others as Trichophyton tonsurans, Trichophyton mentagrophytes and Microsporum gypseum. The second more isolated group were composed by 7 (38.90%) yeasts, identified as: 3 (16.70%) Candida guilliermondii, 2 (11.10%) Candida parapsilosis, 1 (5.60%) Candida glabrata, and 1 ( 5.60%) Trichosporon asahii. The last group was represented by 3 (16.70%) isolated of non-dermatophyte filamentous fungi, identified as Fusarium sp, Aspergillus sp and Neoscytalidium sp 1 (5.60%) of each. Thirty (85.70%) of the interdigital scrapings were negative and 5 (14.30%) positive, being the agents coincident with the onychomycosis causing fungi (2 Trichophyton rubrum, 1 Trichophyton mentagrophytes, 1 Candida guilliermondii and 1 Fusarium sp) . In the control group (9 elderly with clinically uninjured nail) interdigital collecting was held, isolating Candida guilliermondii in only one (11.0%). CONCLUSIONS: Using this identification method, it was observed that the fungi that cause onychomycosis found in this study are consistent with the reports in the recent medical literature, the clinical presentation of toenail onychomycosis caused by non-dermatophyte molds was indistinguishable from that due to candidosis or dermatophyte and, in terms of etiology, no difference was observed between the onychomycosis of the institutionalized elderly from the occurrence of onychomycosis in the general population disclosed in the literature

Para a transformação tradicional da levedura Saccharomyces cerevisiae são empregadas cepas hospedeiras que devem necessariamente conter um marcador de auxotrofia, de forma que as células transformadas possam ser selecionadas posteriormente por complementação gênica. Em nosso trabalho construímos um vetor, que dispensa a necessidade destas marcas de auxotrofia, permitindo transformar cepas de leveduras selvagens e, portanto, até mesmo algumas cepas de interesse industrial. Este vetor é composto por um cassete de expressão de interesse (promotor, gene estrutural e terminador) ladeado por dois fragmentos do gene CAN1 de S. cerevisiae. Uma vez que as extremidades deste fragmento, são homólogas às sequências do gene CAN1 da levedura a ser transformada, este irá causar a disrupção genética na região homóloga. Por sua vez, o gene CAN1, quando funcional, é responsável pela permease do aminoácido arginina. Este aminoácido é análogo à canavanina, que entra na célula pelo mesmo mecanismo da arginina, e é uma droga com efeito letal à S. cerevisiae. Após a introdução deste novo vetor, a célula torna-se resistente à canavanina, por impedir a entrada de arginina e, consequentemente de canavanina na célula, permitindo a seleção dos transformantes e mantendo a informação genética adicional clonada 100% estável. Em nosso trabalho, para analisar esta proposta, empregamos o cassete de expressão em que a sequência sinal e estrutural da glicoamilase encontram-se clonadas sob a regulação das sequências promotoras e terminadoras da PGK de S. cerevisiae. Obtivemos sucesso na transformação, tanto de uma cepa de laboratório com marcas auxotróficas, como de células de cepas selvagens, sem nenhuma marca de auxotrofia , utilizadas em processos industriais, FTPT e HTYM-81 que originalmente são sensíveis à canavanina. / Traditionally auxotrophic mutants of Saccharomyces cerevisiae are used as host cells for transformation since the selection of transformants is based on genetic complementation by a marker gene carried on the vector. In this work a vector was constructed which overcomes the need for auxotrophic mutants allowing selection of transformed wild-type strains, including some strains of industrial interest. The vector contains an expression cassette (promoter, structural gene and terminator) which is flanked by two fragments of the CAN 1 gene of S. cerevisiae. Since the ends of this fragment are homologous to the host <i.CAN 1 gene, it disrupts that gene upon transformation. The CAN 1 gene codes for the permease of the amino acid arginine which is analogous to canavanine and enters the cell by the same mechanism. Canavanine, however, is a lethal drug for S. cerevisiae. Since tranformants become resistant to canavanine, because no permease is synthesized, and thus canavanine cannot enter the cell, transformants are easily selected and the additional cloned genetic information is 100% stable. In this work, we employed the expression cassette containing the signal and the coding sequences of glucoamylase of Aspergillus awamori under the control of the promoter and the terminator of phophoglycerate kinase (PGK) of S. cerevisiae. We successfully transformed a laboratory yeast strain carrying auxotrophic markers, as well as two wild-type strains, employed in industrial processes, which originally were sensitive to cananvanine.

Dentre as leveduras selvagens mais comumente encontradas na fermentação alcoólica, destaca-se o gênero Saccharomyces apresentando colônias rugosas com células dispostas em cachos (pseudohifas). Este biótipo de levedura tem sempre sido associado com problemas na indústria, ocasionando queda no rendimento fermentativo. Sendo assim, o presente trabalho teve por objetivo realizar a caracterização genética, morfo-fisiológica e da resistência ao estresse de linhagens de Saccharomyces cerevisiae que apresentam colônias rugosas e mucosas, buscando alternativas que possam contribuir para o manejo dessas leveduras selvagens (rugosas) na fermentação alcoólica. Foram realizados testes de caracterização para crescimento invasivo, atividade killer, temperatura, pH, concentração de etanol e açúcar, presença de actidione, floculação e capacidade fermentativa, utilizando-se 22 linhagens de leveduras (11 rugosas e 11 mucosas) selecionadas previamente por seqüenciamento da região ITS do DNA ribossomal. O efeito do tratamento ácido em diferentes valores de pH sobre o crescimento de duas linhagens (52 rugosa e PE-02 mucosa) foi também avaliado, seguido do monitoramento do crescimento em meio de caldo de cana após tratamento ácido. Em seguida, testes fermentativos em meio de caldo de cana foram conduzidos em culturas puras e mista dessas linhagens. Os testes de caracterização morfofisiológica mostraram que a invasividade em meio YEPD Agar ocorreu em baixa freqüência dentre as 22 leveduras testadas; dez dentre onze leveduras rugosas apresentaram taxa de floculação expressiva, e entre as mucosas a floculação foi praticamente inexistente; nenhuma das linhagens apresentou produção de toxina killer; as linhagens com colônias rugosas apresentaram capacidade fermentativa significativamente inferior às linhagens com colônias mucosas, em sistema de batelada com ciclo único de 48 horas em meio de caldo de cana, demonstrando velocidade mais lenta de fermentação. Quanto à resistência ao estresse por temperatura, pH, etanol e concentração de açúcar, as linhagens mucosas tiveram maior resistência à acidez do meio, enquanto as linhagens rugosas foram mais resistentes às concentrações elevadas de etanol e açúcar. Nenhuma levedura foi resistente ao actidione. A análise genética, através dos loci microssatélites, revelou a presença de dois grupos principais relacionados geneticamente, sendo o primeiro ramo constituído principalmente de colônias rugosas (67%), contendo, no entanto, a linhagem PE-02, apresentando linhagens com alta taxa de floculação e tolerância às altas concentrações de açúcar e etanol; o outro grupo (com três subgrupos) compreendeu principalmente colônias mucosas, apresentando pouca resistência às situações estressantes aqui estudadas. A levedura com colônia rugosa (linhagem 52) foi bastante afetada pelo tratamento ácido em valores de pH 1,0 e 1,5, ao contrário da levedura com colônia mucosa (PE-02). A fermentação em sistema de batelada com reciclo celular e tratamento ácido conduzido em pH 1,5 teve efeito sobre o crescimento da levedura rugosa quando em cultura mista com a levedura mucosa, não resultando em prejuízo à eficiência fermentativa, quando comparada com a cultura pura da PE-02. Em cultura pura da levedura rugosa, constatou-se eficiência fermentativa por volta de 60%, confirmando o baixo desempenho destas leveduras. O conhecimento das respostas das leveduras rugosas 12 às situações estressantes pode ajudar a manejar a fermentação alcoólica para minimizar o efeito da levedura contaminante. / Among the wild yeasts more commonly found in the alcoholic fermentation, wrinkled colonies with pseudohyphal morphology belonging to Saccharomyces genus are highlighted. This yeast biotype has been associated with industrial problems, resulting in the decrease of the fermentative yield. In this context, this work aimed to perform the genetic, morphological/physiological characterization and stress tolerance of Saccharomyces cerevisiae strains which exhibited wrinkled and mucous colonies, searching for alternatives that could contribute to the management of these wild yeasts (wrinkled colonies) in the alcoholic fermentation. Characterization tests for invasiveness in Agar medium, killer activity, temperature, pH, ethanol and sugar concentration, actidione, flocculation and fermentative capacity were carried out with 22 strains (11 wrinkled and 11 mucous colonies), which were screened previously by the sequencing of the ITS region of the ribosomal DNA. The effect of the acid treatment using different pH values over the growth of two strains (52 wrinked and PE-02 mucous) was also evaluated, following the growth monitoring in sugar cane juice after acid treatment. Fermentative tests in sugar cane juice were carried out with pure and mixed cultures of these strains. The morphological/physiological tests showed that the invasiveness in YEPD Agar medium occurred in low frequency among the 22 strains tested; ten out of eleven wrinked yeasts exhibited expressive flocculation, and among the mucous, the flocculation was near zero; none of the strains showed killer activity; the wrinkled colonies presented lower fermentative capacity comparing to mucous colonies, in a 48- hour cycle in batch system using sugar cane juice, with slower fermentation rate. Concerning the resistance to temperature, pH, ethanol and sugar concentration, the mucous colonies were more resistant to low pH, while the wrinkled colonies were more resistant to the elevated ethanol and sugar concentrations. None of the yeasts were resistant to actidione. The genetic analysis by microsatellite loci revealed the presence of two main genetic related groups, the first branch comprised mainly of wrinkled colonies (67%), containing however the PE-02 strain, showing strains with high flocculation rate and tolerance to high concentration of sugar and ethanol; the other group (with three subgroups) comprised mainly mucous colonies, showing lower resistance to the stressing conditions here studied. The yeast with wrinkled colony (strain 52) was severely affected by the acid treatment in pH values of 1.0 and 1.5, but the same did not occur with the mucous colony (PE-02). The batch fermentation with cell recycle and acid treatment in pH 1.5 had effect over the wrinkled yeast growth when in mixed culture with the mucous yeast, and did not impair the fermentative efficiency comparing to the pure culture of PE-02. In pure culture with the wrinkled colony, a fermentative efficiency as low as 60% was observed, confirming the low performance of these yeasts. The knowledge of the response to stressful conditions exhibited by the yeasts with wrinkled colonies can help to manage the alcoholic fermentation in order to minimize the effect of the contaminant yeast.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o comportamento de três linhagens de leveduras, sendo duas da espécie S. cerevisiae, (Y-904 e CAT) e uma da espécie S. bayanus, (EC) em duas temperaturas de fermentação 20 e 32 °C, usando dois meios, YEPD (meio controle) e caldo de cana-de-açúcar clarificado. As fermentações foram realizadas em câmara de BOD, estático, em frascos de erlenmeyer, com 200 mL de meio e 1 g de fermento seco. A concentração de açúcar foi padronizada para 150,0 g L-1 de ART (açúcares redutores totais) e 15,2 °brix, nos ensaios que se utilizou o caldo de cana como substrato. As fermentações que se utilizou apenas o caldo de cana foram realizadas em balões de cinco litros, em ambas as temperaturas, nas quais as três linhagens de levedura foram avaliadas, através da análise cromatográfica do destilado. Para a obtenção dos destilados foi montado em laboratório um destilador feito totalmente de vidro. Nos ensaios que se utilizou o meio controle e o caldo de cana nas duas temperaturas de fermentação, as leveduras foram avaliadas quanto ao crescimento celular, o açúcar residual e o teor alcoólico. As amostras dos destilados provenientes das fermentações que utilizaram apenas o caldo de cana como mosto, foram avaliadas quanto: ésteres, aldeídos, acidez volátil, álcoois superiores, álcool metílico, furfural, carbamato de etila, acroleína e cobre. As três linhagens ensaiadas apresentaram diferenças estatísticas entre si e entre os meios utilizados. O objetivo não foi a comparação entre as duas temperaturas e sim avaliar o comportamento das linhagens e verificar a possibilidade de se efetuar fermentações a 20 e a 32 °C. Pela análise cromatográfica alguns componentes voláteis como ésteres, aldeídos, acidez volátil, álcoois superiores e álcool metílico, apresentaram diferenças estatísticas, isto é, a formação desses compostos foi influenciada pela temperatura e pelas linhagens utilizadas. O teor de ésteres aumentou com o decréscimo da temperatura para S. bayanus. A acidez volátil aumentou com o acréscimo da temperatura, assim como ocorreu com a formação de álcoois superiores e de álcool metílico que foi mais elevada a 32 °C do que a 20 °C. Enquanto que outros componentes como: furfural, carbamato de etila, acroleína e cobre não apresentaram diferenças em relação a variação da temperatura ou pelas leveduras utilizadas. / The present work had the aim of studying the behavior of three yeast strains, considering two from Saccharomyces cerevisiae species (Y-904 and CAT) and one from Saccharomyces bayanus species (EC), in two fermentation temperatures, 20 and 32 C, utilizing two mediums, YEPD (control medium) and clarified sugarcane juice. The fermentations were carried out in stable BOD chambers, in bottles of Erlenmeyer, with 200 mL of each medium and 1 g of dried yeast. The sugarcane concentration was standardized to 150g/L of ART (total reductor sugar) and to 15,2 °brix in the essay that was used the sugarcane juice as medium. The fermentations that were used only the sugarcane juice were carried out into 5 liters balloons capacity, in both temperatures, where the three yeasts strains were evaluated through chromatography analysis of the distillates. In order to obtain the distillates, it was built a all-glass distillation apparatus. The yeasts were analyzed as the cell growth, the residual sugar and the alcoholic concentration at the essays which were used the control medium and the sugar cane juice in both temperatures. It was evaluated esters, aldehydes, acidity, higher alcohols, methyl alcohol, furfural, acrolein and copper in the distillates samples which came from the fermentations that used only the sugarcane juice as wort. The three yeast strains showed differences between each other and between the mediums. The aim of this study was not to compare the results between the temperatures, but it was to evaluate the behavior of the strains and find out the possibility of making fermentations at 20 and 32°C. The chromatography analysis showed statistical differences from volatile compounds as: esters, aldehydes, acidity, higher alcohols and methyl alcohol. These results show that the formation of these compounds was influenced by temperature and by the yeats strains used. The content of esters increased when temperature decreased for S. bayanus. The acidity increased when the temperature also increased, the same occurred with higher alcohol formation and methyl alcohol formation. The methyl alcohol formation was higher at 32 C than 20 °C. The others compounds as: furfural, ethyl carbamate, acrolein and copper did not show differences related to the temperature variation and the yeasts strains used.