Este trabalho iniciou-se com o objetivo de superexpressar proteínas com atividade ATPase, como tentativa de alterar a conservação de energia livre na levedura S. cerevisiae, de maneira a aumentar o rendimento da fermentação alcoólica. Para isso, duas ATPases nativas de S. cerevisiae, as chaperonas codificadas pelos genes HSP104 e CDC48, foram superexpressas, individualmente, sob o controle de quatro promotores de diferentes forças, provocando diferentes gastos energéticos na levedura. Entretanto, não foi possível obter aumento no rendimento em etanol. Em seguida, foi feito um estudo que visou comparar essas linhagens em situação de estresse térmico, ácido ou osmótico, tipicamente encontrados no processo brasileiro de produção de etanol. A 40 °C, uma linhagem superexpressando CDC48 apresentou velocidade específica máxima de crescimento 17 % maior que a linhagem de referência, indicando maior tolerância ao estresse térmico. Finalmente, avaliou-se Hsp104 e Cdc48 em um contexto fisiológico no qual as atividades dessas proteínas pudessem ser mais requeridas. Como as chaperonas moleculares são conhecidas por agirem como primeira linha de defesa contra a formação de proteínas incorretamente enoveladas e agregados proteicos, estudaram-se a morfologia e a fisiologia da superexpressão de HSP104 e CDC48 em linhagens com desarranjo no controle de qualidade de proteínas intracelulares, causado por mutações no proteassomo 20S. A superexpressão de CDC48 ou HSP104 reverteu em parte a morfologia alterada de alguns desses mutantes de proteassomo. / The initial goal of this work was to overexpress proteins with ATPase activity in Saccharomyces cerevisiae, as an attempt to alter the conservation of free energy in this yeast, in order to increase alcoholic fermentation yield. Therefore, two native S. cerevisiae ATPases, the chaperones encoded by HSP104 and CDC48, were individually overexpressed under the control of four promoters with different strengths, in order to provoke different levels of energy expenditure. Increments in the ethanol yield could not be observed in any of the constructed strains. Subsequently, a study was carried out to compare these mutant strains with reference strains under heat, acid or osmotic stress, which are typically found in the industrial fuel ethanol production in Brazil. At 40 oC a strain overexpressing CDC48 displayed a maximum specific growth rate 17 % higher than that of the reference strain, indicating a greater tolerance to heat stress. Finally, Hsp104 and Cdc48 were evaluated in a physiological context in which the activity of these proteins would be required in a higher level. Since molecular chaperones are known to act as the first defense line against the formation of misfolded proteins and aggregates, the physiological and morphological effects of HSP104 or CDC48 overexpression were analyzed in strains with protein quality control disarrangements caused by mutations in proteasome 20S. The overexpression of either CDC48 or HSP104 partially reversed the altered morphology of some of these proteasome mutants.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-15T20:08:15Z No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-15T20:11:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-15T20:13:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-15T20:13:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) Previous issue date: 2011-04-26 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The Amazon region is known for having a natural amount of fruits with exotic flavors, rich in nutrients and economic potential. Among these fruits, there is araçá-boi (Eugenia stipitata Mc Vaugh), a juicy fruit, with a high percentage of pulp, pleasant taste and aroma, attractive colors to process several products such as jams, jellies, dried fruit, ice cream, juice, yoghurt and liqueurs. It’s too important produces fermented alcoholic beverages of fruits because this activity reduces post harvest losses of perishable fruit, increasing the useful life and adding value of these products. Theoretically, any fruit that contains moisture, sugar and nutrient in ideal concentration for yeast may be used to produce fermented alcoholic beverages, which is defined as a beverage with an alcohol content of 4 to 14% by volume, 20 ° C, obtained from the fermentation of healthy fresh and ripe fruit. The fermentation of fruit juice produces ethanol as the main product and other secondary compounds that are glycerol, organic acids, higher alcohols, methanol, aldehydes and esters, responsible for the aroma and flavor beverage. The objective of this experiment was to produce and evaluate the fermented alcoholic beverage made from the araçá-boi (Eugenia stipitata Mc Vaugh), and commercial dry yeast (Saccharomyces cerevisiae), Saf-instant brand. The araçá-boi must was analyzed for acidity, pH and reducing sugars, and then inoculated with 0.7% yeast. The fermentation was conducted for 11 days at 24 ° C and monitored daily, with the soluble solids content and temperature of the fermenting must. At the end of the process, the beverages were subjected to successive transfers, filtration, and finally filled into glass bottles and stored under refrigeration. The araçá-boi alcoholic beverage was analyzed for titratable acidity, pH, total sulfur dioxide, residual sugars and alcohol content. It was detected secondary compounds: aldehydes, esters, higher alcohols and methanol. The alcohol and residual reducing sugar content of the fermented beverage were respectively 12.76 and 20.8 ° GL g / L. The beverage tasting showed excellent acceptance by judges, with an average of 88.5% for aroma, flavor, color and overall appearance. The results of physical-chemical analysis showed that this beverage can be compared to a smooth table wine, according to Brazilian legislation. The beverage presented a pleasant flavor and aroma, characteristic of araçá-boi, showing a technological application for this fruit / A região amazônica é mundialmente conhecida por possuir uma abundância natural de frutos com sabores distintos e exóticos, ricos em nutrientes e potencial econômico, dentre os quais se destaca o araçá-boi (Eugenia stipitata Mc Vaugh), um fruto suculento, com alta porcentagem de polpa, sabor e aroma agradável, coloração atrativa e características ideais para a industrialização de diversos produtos tais como: doces, geléias, frutos desidratados, sorvetes, refrescos, licores e iogurtes. A elaboração de bebidas alcoólicas fermentadas de frutas é uma atividade importante e promissora devido à contribuição na redução das perdas pós-colheita de frutos perecíveis, agregando valor e aumentando a vida útil desses produtos. Teoricamente, qualquer fruto que contenha umidade, açúcar e nutriente em concentração ideal para as leveduras poderá ser utilizado como matéria-prima para a produção de bebidas alcoólicas fermentadas, sendo esta definida como a bebida com graduação alcoólica de 4 a 14% em volume, a 20°C, obtida da fermentação alcoólica do mosto de fruta sã, fresca e madura. A fermentação de suco de frutas produz álcool etílico como produto principal e outros compostos secundários que são o glicerol, ácidos orgânicos, alcoóis superiores, metanol, aldeídos e ésteres, responsáveis pelo aroma e sabor da bebida. O objetivo deste trabalho foi produzir e avaliar a bebida alcoólica fermentada de araçá-boi (Eugenia stipitata Mc Vaugh), tendo como agente desse processo fermentativo levedura seca comercial Saccharomyces cerevisiae, da marca Saf-instant. O mosto de araçá-boi foi analisado quanto à acidez titulável, pH e açúcares redutores totais, sendo então inoculado com 0,7 % de levedura. A fermentação foi conduzida por 11 dias a 24°C, sendo monitorados, diariamente, o teor de sólidos solúveis e a temperatura do mosto em fermentação. Ao final do processo, as bebidas foram submetidas a sucessivas trasfegas, filtrações, sendo posteriormente envasadas em garrafas de vidro e armazenadas sob refrigeração. Análises de acidez titulável, pH, dióxido de enxofre total, açúcares redutores residuais e teor alcoólico foram realizados na bebida alcoólica de araçá-boi. Foram detectados os seguintes compostos secundários: aldeídos, ésteres, alcoóis superiores e metanol. O teor alcoólico e a concentração de açúcares redutores residuais da bebida fermentada de araçá-boi foram, respectivamente, 12,76°GL e 20,8 g/L. A análise sensorial mostrou excelente aceitação por parte dos provadores, com valor médio de 88,5% para os parâmetros de aroma, sabor, cor e aspecto geral. Os resultados das análises físico-químicas demonstraram que esta bebida pode ser comparada a um vinho de mesa suave, segundo a legislação brasileira. A bebida alcoólica obtida apresentou aroma e sabor agradáveis, característico do araçá-boi, mostrando ser uma excelente aplicação tecnológica para este fruto

A utilização de fontes renováveis para a produção de biocombustíveis tem sido incentivada no mundo todo. Assim, na proposta de um novo cenário energético mundial, aliado as condições ambientais, surge a necessidade de se procurar outras fontes alternativas de matéria primas renováveis. Neste contexto, o Brasil possui condições especiais, se considerarmos os resíduos lignocelulósicos do setor florestal. Atualmente, o Brasil é o maior produtor mundial de celulose à partir de fibra curta de Eucalyptus spp, com um setor bem desenvolvido e em plena expansão. Toda esta atividade industrial produz anualmente cerca de 2,8 a 5,7 milhões de toneladas resíduos sólidos na forma de casca (principalmente de eucaliptos). Em muitos casos o destino aplicado para essas biomassas é pouco eficiente e representa uma perda significativa do potencial energético, pois estes resíduos lignocelulósicos são passíveis de biotransformação a compostos com elevado valor agregado, tais como os biocombustíveis (etanol). Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial das cascas de eucalipto frente a produção de etanol combustível. Desta maneira, as cascas de 5 clones comerciais (E.urophylla x E. grandis e E. grandis) foram caracterizadas quanto a composição química. As cascas de eucalipto foram submetidas a uma série de pré-tratamentos ácidos e alcalinos, avaliados em planejamento fatorial com o objetivo de recuperar os açúcares potencialmente fermentecíveis. As cascas de eucalipto apresentaram aproximadamente 20% de carboidratos solúveis totais CST (glicose, frutose e sacarose). Os CST foram extraídos com água quente à temperatura de 80oC e em seguida fermentados com leveduras convencionais (Saccharomyces cerevisiae). A produção de etanol por tonelada de casca seca foi de 106 litros (etanol de primeira geração). Após a extração dos CST, as biomassas residuais das cascas de eucalipto foram submetidas a uma série de pré-tratamentos. O pré-tratamento alcalino (NaOH) apresentou uma eficiência enzimática de conversão da glicose de aproximadamente 30% após 24 horas de incubação. Com os resultados obtidos da hidrólise enzimática, estima-se que possam ser produzidos mais 94 litros de etanol por tonelada de casca livre de extrativos (etanol celulósico). / The use of no fossil source for biofuels production has been stimuled in the all world. Proposing a new global scenario related to the energy matrix, together with the environmental conditions, there is the need to search alternative renewable raw materials. In this context, Brazil presents special conditions, considering the lignocellulosic residues from the forestry industry. Nowadays, Brazil is the largest cellulose short fiber producer from Eucalyptus spp, having a strong sector in expansion. This industrial activity produces in average 2,8 to 5,7 million tons of solid waste in the form of bark (mostly from eucalyptus). Usually, the destiny of this biomass is inefficient and represents a significant loss of the energetic potential, since these lignocellulosic residues can suffer biotransformation and produce high value components, like the biofuels (ethanol). Therewith, the aim of this work was to evaluate the potential of the eucalyptus bark related to ethanol fuel production. In this way, barks from 5 commercial clones (E. urophylla x E. grandis e E. grandis) were characterized due to the chemical composition. Eucalyptus barks were subjected to a series of acid and alkaline pretreatments, evaluated in factorial design aiming to recover potentially fermentable sugars. Eucalyptus bark presented on average 20% of total soluble carbohydrates TSC (glucose, fructose and sucrose). TSC were extracted with hot water (80 °C) and fermented by Saccharomyces cerevisiae. Ethanol production per ton of dry bark was 106 liters (first generation ethanol). After TSC extraction, the residual biomass from eucalyptus bark were subjected to several pretreatments. The alkaline pretreatment (NaOH) presented a high enzymatic efficiency of glucose conversion of approximately 30% after 24 hours of incubation. With the results obtained in enzymatic analysis, is estimated that it can be produced more than 94 liters of ethanol per ton of bark (cellulosic ethanol).

O aumento da participação dos biocombustíveis na matriz energética mundial pode ajudar a prolongar a existência das reservas de petróleo, mitigar as ameaças representadas pela mudança climática e permitir melhor segurança do fornecimento de energia em uma escala global. Neste cenário, o processo brasileiro da produção de etanol a partir da cana-de-açúcar tem ganhado papel de destaque, pelo alto rendimento e baixo custo da produção. Linhagens de S. cerevisiae são amplamente empregadas nas fermentações industriais e, embora sejam consideradas mais tolerantes em relação a outras, o processo brasileiro impõe uma variedade de fatores estressantes sob a mesma, afetando o seu metabolismo e crescimento. A fermentação com alto teor alcoólico, realizada a partir da utilização de mostos contendo altas concentrações de açúcares, é uma das maneiras mais eficientes de se obter elevados níveis de etanol. No entanto, tal tecnologia procede ocasionando efeitos deletérios adicionais à levedura. Neste contexto, aumentar a tolerância da levedura é de fundamental importância para alcançar um desempenho fermentativo satisfatório. Neste estudo foram avaliadas linhagens de S. cerevisiae, isogênicas a linhagem industrial CAT-1, com a sobre-expressão dos genes TRP1 e MSN2, envolvidos na biossíntese de triptofano e na resposta geral ao estresse, respectivamente. Tais linhagens foram avaliadas quanto ao seu potencial para realizar fermentações com alto teor alcoólico, simulando as condições industriais brasileiras. Os resultados revelaram que o gene MSN2, na versão truncada, favoreceu a linhagem principalmente com relação ao estresse osmótico, aumentando a velocidade de fermentação e o consumo de açúcares. O gene TRP1 promoveu maior crescimento da linhagem em meio YEPD com 8% de etanol, contudo, tornou a linhagem menos viável em concentrações acima deste nível. No presente trabalho também foi avaliado o efeito da suplementação de aminoácidos na fisiologia da linhagem CAT-1 em meio YNB e em mostos de melaço e xarope de cana-de-açúcar. A suplementação com histidida promoveu maior crescimento e viabilidade celular nos diferentes meios testados. Além de histidina, os aminoácidos lisina e alanina aumentaram o crescimento da CAT-1 em mosto de melaço. A suplementação de triptofano e asparagina também promoveu aumento da viabilidade celular em mosto de xarope. Por outro lado, nos testes em microplacas a suplementação com cisteína depreciou o crescimento da linhagem em meio YNB com 10 e 12% de etanol e em mosto de melaço com 20% de ART. Os resultados obtidos indicam que tanto a engenharia genética, quanto a suplementação de aminoácidos podem ser alternativas viáveis para aumentar a tolerância de S. cerevisiae, para suportar condições de múltiplo estresse, encontradas em destilarias brasileiras. / The expansion biofuels participation in the world energy matrix would help to extend the existence of fossil fuel reservoirs, mitigate the threats of climate change, and enable a better security of energy supply. The Brazilian process of ethanol production from sugarcane has gained an important role in the global energy scenario, for the high yield and low production cost. S. cerevisiae species is widely used in industrial fermentations for being resistant, but the Brazilian process imposes a variety of stressing factors to the yeast, affecting its metabolism and growth. The Very High Gravity Fermentation is performed by the utilization of musts with high sugar concentration and is one of the most efficient ways for obtaining high ethanol levels. However, this technology causes additional deleterious effects to the yeast. In this context, increasing yeast tolerance is of fundamental importance for a satisfactory fermentative performance. In this study we assessed S. cerevisiae strains - isogenic to the industrial strain CAT-1 - with over expression of TRP1 and MSN2 genes involved to tryptophan biosynthesis and in general stress response, respectively. These strains were evaluated for their potential to perform fermentations with high ethanol content, simulating the conditions of Brazilian distilleries. The results showed that the MSN2 gene in the truncated version improved strain mainly to respond to the osmotic stress, increasing in fermentation velocity and the consumption of sugars. The TRP1 gene overexpression promoted higher growth in YEPD medium with 8% ethanol, however, decreased viability at concentrations above this level. The present work also evaluated the effect of amino acid supplementation on the physiology of the CAT-1 strain in YNB medium and in molasses and syrup of sugarcane. Histidide supplementation increased the growth and cell viability in the different media tested. In addition to histidine, the amino acids lysine and alanine increased the growth of CAT-1 in molasses. Supplementation of tryptophan and asparagine also promoted increased cell viability in sugarcane syrup. On the other hand, in microplate assays, cysteine supplementation decreased growth in YNB medium with 10 and 12% ethanol, and in molasses with 20% ART. The results indicate that both genetic engineering and amino acid supplementation may be viable alternatives to increase tolerance of S. cerevisiae to supporting multiple stress conditions typical in Brazilian distilleries.

Estudou-se o processo descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana-de-açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente e do tempo de enchimento do fermentador no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: 1. produtividade em etanol e em células, 2. rendimento em etanol e 3. razão de crescimento celular. / The fed-batch ethanol fermentation of sugar-cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae (pressed yeast) was studied. The influence of exponencialy decreasing feeding rates and of the fermentor filling up time on the system behavior was analysed considering the following parameters: 1. ethanol and cell productivities, 2. ethanol yield and 3. cell growth ratio.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The search for different products encourage the search for new raw materials to add bioactive compounds, physicochemical characteristics and sensory beer. Given the recognized beneficial properties, as well as its use and acceptance in other food products, yerba mate comes as raw material for addition to beer, diversifying the alcoholic beverage market. Furthermore, its use during the processing of beer can contribute to the formation of flavor and aroma compounds, as well as the color and bitterness of alcoholic beverages. The objective of this research was to develop beer with addition of yerba mate (YM) at different stages of production and study their phenolic potential, antioxidant, physicochemical and sensory characteristics. They were analyzed from the preparation of aqueous extracts employing temperatures ramps (45, 65, 73 and 100 °C) used in the mashing process and boil the beer, and concentrations (5, 10, 15 and 20 g YM L-1), six types of commercial yerba mate to chimarrao. The extracts were analyzed for total phenolic content, total flavonoids and antioxidant capacity, by the methods of FRAP, ABTS and DPPH. Three beers formulations were prepared with the addition of yerba mate chimarrao type, consisting of 100% leaves. Treatment 1, added at the start of the wort boiling step, Treatment 2, adding at the end of the wort boiling step and Treatment 3, in addition maturing alcoholic beverages in addition to a control formulation. Each treatment was prepared with four yerba mate concentrations, 5, 10, 15 and 20 g YM L-1. The elaborate beers were evaluated on days 1, 90 and 180 of storage, as the analysis of phenolic compounds, total flavonoids, antioxidant capacity, by the methods of FRAP, ABTS and DPPH, color, bitterness, total soluble solids, foaming, pH, titratable total acidity, real extract and original extract. Sensory analysis was performed with the beers of T1, T2 and T3, prepared with concentrations of 5 and 10 g YM L-1 and formulation control. The beers were analyzed by sensory test affective preferably by paired comparison and acceptance. It is further performed to evaluate the purchase intention of the product and calculate the ratio of acceptability. Temperatures of 73 to 100 °C were the most indicated for yerba mate insertion in the processing of beer. Among the analyzed mate herb extracts obtained from ground-thick sheets at 100% shown to be more efficient in the extraction of bioactive compounds, standing out among them consisting of 100% sheets. The contents of total phenolic compounds and total flavonoids of yerba mate added beers were proportional to their concentrations, the same was observed for the different methods of antioxidant capacity analyzed, with emphasis on the treatment with the addition of yerba mate in early boiling step of the wort brewing, and may be stored for 180 days, no decrease of the compounds. In relation the color, the higher concentrations of yerba mate in the boiling step tend to stabilize when added to the maturation the levels were proportional to their concentration. The bitterness content showed lower values when yerba mate was added in the maturation of beer. The addition of 15 and 20 g YM L-1 in alcoholic beverages affect the behavior of TSS, TTA, ethanol, real extract and original extract. Samples of beers each treatment, with addition of 5 and 10 g YM L-1 beer, showed no significant difference at the 5% significance level when applied the paired comparison test. The acceptance test the addition of yerba mate concentrations during boiling the beer wort and maturation of beer, contributed to the preparation of alcoholic beverages with color sensory attributes and distinct flavor without significantly interfering with the aroma, the bitterness and the global acceptance of drinks and offer great acceptance by consumers. Thus, the preparation of beers with addition of yerba mate during processing, shows the phenolic and antioxidant potential of this raw material for the development of new products and is an innovative proposal for the alcoholic beverage industry. / A busca por produtos diferenciados incentivam a procura de novas matérias-primas para agregar compostos bioativos, características físico-químicas e sensoriais à cerveja. Tendo em vista as propriedades benéficas reconhecidas, bem como a sua utilização e aceitação em outros produtos alimentícios, a erva-mate surge como matéria-prima para adição em cerveja, diversificando o mercado de bebidas alcoólicas. Além disso, o seu emprego durante o processamento da cerveja pode contribuir com a formação de compostos de sabor e aroma, assim como com a coloração e o amargor das bebidas alcoólicas. O objetivo desta pesquisa foi elaborar cerveja com adição de erva-mate (EM) em diferentes etapas da produção e estudar o seu potencial fenólico, antioxidante, características físico-químicas e sensoriais. Foram analisados, à partir da elaboração de extratos aquosos empregando-se rampas de temperaturas (45, 65, 73 e 100 °C), utilizadas no processo de mosturação e fervura das cervejas, e concentrações (5, 10, 15 e 20 g EM L-1), seis tipos de ervas-mate comerciais para chimarrão. Os extratos foram analisados quanto aos teores de compostos fenólicos totais, flavonoides totais e a capacidade antioxidante, pelos métodos de FRAP, ABTS e DPPH. Foram elaboradas três formulações de cervejas com adição de erva-mate tipo chimarrão, composta por 100% de folhas. Tratamento 1, adição no início da etapa de fervura do mosto, Tratamento 2, adição no final da etapa de fervura do mosto e Tratamento 3, adição na maturação das bebidas alcoólicas, além de uma formulação controle. Cada tratamento foi elaborado com quatro concentrações de erva-mate, 5, 10, 15 e 20 g EM L-1. As cervejas elaboradas foram avaliadas nos dias 1, 90 e 180 de armazenamento, quanto as análises de compostos fenólicos totais, flavonoides totais, capacidade antioxidante, pelos métodos de FRAP, ABTS e DPPH, cor, amargor, sólidos solúveis totais, teor de espuma, pH, acidez total titulável, extrato real e extrato primitivo. A análise sensorial foi realizada com as cervejas dos tratamentos T1, T2 e T3, elaboradas com as concentrações de 5 e 10 g EM L-1 e a formulação controle. As cervejas foram analisadas sensorialmente por meio de testes afetivos de preferência por comparação pareada e de aceitação. Realizou-se ainda a avaliação da intenção de compra do produto e o cálculo do índice de aceitabilidade. As temperaturas de 73 e 100 °C foram as mais indicadas para inserção de erva-mate no processamento da cerveja. Entre as ervas-mate analisadas os extratos obtidos com a moída-grossa e a 100% de folhas mostraram ser mais eficientes na extração de compostos bioativos, destacando-se entre elas a composta por 100% de folhas. Os teores de compostos fenólicos totais e flavonoides totais das cervejas adicionadas de erva-mate apresentaram valores proporcionais a sua concentrações, o mesmo foi observado para os diferentes métodos de capacidade antioxidante analisados, com destaque para o tratamento com adição de erva-mate no início da etapa de fervura do mosto cervejeiro, podendo ser armazenadas durante 180 dias, sem decréscimo dos compostos. Em relação a cor, concentrações maiores de erva-mate na etapa da fervura tendem a sua estabilização, quando adicionada na maturação os teores foram proporcionais a sua concentração. O teor de amargor apresentou valores inferiores quando adicionou-se erva-mate na maturação das cervejas. A adição de 15 e 20 g EM L-1 nas bebidas alcoólicas influenciou no comportamento dos teores de SST, ATT, etanol, extrato real e extrato primitivo. As amostras de cervejas de cada tratamento, com adição de 5 e 10 g EM L-1 de cerveja, não apresentaram diferença significativa ao nível de significância de 5% quando aplicou-se o teste de comparação pareada. No teste de aceitação a adição de diferentes concentrações de erva-mate durante a fervura do mosto cervejeiro e a maturação das cervejas, contribuíram para a elaboração de bebidas alcoólicas com atributos sensoriais de cor e sabor diferenciados, sem interferir significativamente no aroma, no amargor e na aceitação global das bebidas, apresentando uma boa aceitação por parte dos consumidores. Desta forma, a elaboração de cervejas com adição de erva-mate durante o seu processamento, demonstra o potencial fenólico e antioxidante desta matéria-prima para a elaboração de novos produtos, constituindo uma proposta inovadora para indústria de bebidas alcoólicas.

Endophytic microorganisms are important sources of bioactive compounds and have been widely studied due to the properties that their metabolites have. Compared to the host plants are easier handling in the laboratory. From the Phomopsis sp fungus genus have been isolated compounds with different biological activities. The investigation of the metabolites, whether primary or secondary, present in the filtrate of culture is of utmost importance. The metabolomic study of Phomopsis sp can lead to understanding of the production pathways of the metabolites of interest. The objective of the present work was to trace the metabolic profile of the filtrate from the endophytic fungus Phomopsis sp., An isolate of Syzygium jambolanum DC, through the consumption of dextrose as a source of carbon and energy for 6 weeks of culture using the 1H NMR With water signal suppression by NOESY 1D. In addition, liquid column chromatography and thin layer chromatography were performed in order to isolate compounds from organic mycelium extract. The analyzes had the help of MatLab® software for data normalization. Thus, it was possible to trace the metabolic profile of Phomopsis sp., cultivated under conditions of hypoxia, and verify the occurrence of reductive routes such as alcoholic fermentation and reductive Tricarboxylic Acid Cycle. It was also possible to observe the intensification of yellow pigmentation, characteristic of this genus of fungus, from the fourth week of cultivation, which is the period most of the primary metabolites are no longer present. By means of NMR experiments it was possible to elucidate a structure of a substance isolated from the chloroform extract of the fungus dry mycelium, 5-methylmethane. Based on these results, it can be inferred that, under these conditions, the microorganism studied performs alcoholic fermentation throughout the culture. It was also verified the occurrence of the reductive Tricarboxylic Acid Cycle in the cytosol until the third week of culture and, after this period, from the fourth week the secondary metabolism is intensified. It is the first time that the secondary metabolite 5-methylmeleina is isolated from this genus of endophytic. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Microrganismos endofíticos, que são importantes fontes de compostos bioativos, vêm sendo amplamente estudados devido às propriedades que seus metabólitos apresentam e, em comparação com as plantas hospedeiras, são de mais fácil manipulação em laboratório. Visto que do gênero de fungo endofítico Phomopsis já foram isolados compostos com diferentes atividades biológicas, a investigação dos metabólitos, sejam eles primários ou secundários, presentes no filtrado de sua cultura é de extrema importância. O estudo metabolômico de Phomopsis sp. pode levar ao entendimento das vias de produção dos metabólitos de interesse. O presente trabalho teve como objetivo traçar o perfil metabólico do filtrado da cultura do fungo endofítico Phomopsis sp., um isolado de Syzygium jambolanum DC, através do consumo da dextrose como fonte de carbono e energia durante 6 semanas de cultivo utilizando a técnica de RMN 1H com supressão do sinal da água por NOESY 1D. O enfoque do estudo é. Além disso, foram realizadas cromatografia líquida em coluna e cromatografia em camada delgada com o intuito de isolar compostos a partir de extrato orgânico do micélio. As análises estatísticas tiveram o auxílio dos softwares MatLab® para normalização e quantificação relativa dos dados. Assim, foi possível traçar o perfil metabólico de Phomopsis sp, cultivado em condições de hipóxia, e constatar a ocorrência de rotas redutivas, tais como fermentação alcoólica e Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos redutivo. Também foi possível observar a intensificação da pigmentação amarela, característica desse gênero de fungo, a partir da quarta semana de cultivo, período este que a maioria dos metabólitos primários já não se fazem mais presentes. Através de experimentos de RMN foi possível elucidar a estrutura de uma substância isolada do extrato em clorofórmio do micélio seco do fungo, a 5-metilmeleina. Com base nesses resultados, pode-se inferir que, sob estas condições, o microrganismo estudado realiza fermentação alcoólica durante todo o cultivo. Também foi verificada a ocorrência do Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos redutivo no citosol até a terceira semana de cultivo e, após esse período, a partir da quarta semana o metabolismo secundário é intensificado. É a primeira vez que o metabólito secundário 5-metilmeleina é isolado desse gênero de endofítico.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de aditivos químicos, microbianos e a associação destes sobre a dinâmica fermentativa e a estabilidade aeróbia de silagens de cana-de-açúcar, além de avaliar o desempenho de vacas leiteiras de alto potencial produtivo recebendo rações com diferentes fontes de volumosos. No primeiro experimento silagens de cana-de-açúcar foram confeccionadas em silos laboratoriais de 20L, contendo válvula para escape de gases e coleta de efluente. O experimento seguiu o delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial sendo constituído por dois períodos de abertura (80 e 140 dias) com 8 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos avaliados foram: uréia 1%MV, 1,2- propanodiol 1%MS (1,2 p), L. L. buchneri 5x104 ufc/g (Lb), L. diolivorans em duas concentrações 1x105 ufc/g (Ld 105 e 1x10 6 ufc/g (Ld 106), L. diolivorans 1x106 ufc/g + L.buchneri 5x104 ufc/g (Ld+Lb) e 1,2-propanodiol 1%MS + L. diolivorans 1x 106 ufc/g (1,2 p+Ld 106). Após abertos os silos foram realizadas avaliações de estabilidade aeróbia em sala com ambiente controlado. Os tratamentos contendo L. diolivorans mais 1,2- propanodiol ou L. diolivorans mais L. buchneri apresentaram os menores valores de perda total de matéria seca 20,42% e 23,73%, respectivamente. Ambos tratamentos também resultaram nos menores teores de etanol, 2,1% e 3,93% da MS, e de perdas gasosas, 20,36% e 20,62%. Tanto para FDN quanto FDA, foram observados valores menores para os tratamentos contendo uréia, 1,2-p + Ld 106 Ld + Lb e Ld 105. Quanto à estabilidade aeróbia houve diferenças entre os períodos de abertura, sendo de 48,03h aos 140 dias e de 31,35h aos 80 dias. O microrganismo L. diolivorans se constituiu em uma alternativa capaz de trazer benefícios quanto às perdas fermentativas e composição bromatológica em silagens de cana-de-açúcar. O segundo experimento avaliou o desempenho de vacas recebendo rações contendo diferentes fontes de volumosos: cana-de-açúcar in natura, silagem de cana-de-açúcar inoculada com L. buchneri silagem de milho e proporções equivalentes de silagem de milho e cana-deaçúcar in natura (50:50). O experimento contou com 48 vacas Holandesas em estágio intermediário de lactação, distribuídas em múltiplos quadrados latinos 4x4 com períodos de 21 dias, sendo 14 dias de adaptação e 7 dias de coleta de amostras. Além da avaliação de desempenho, foram realizadas análises de composição bromatológica dos alimentos e do leite, e avaliações do comportamento ingestivo dos animais e da estabilidade aeróbia dos volumosos e das rações. Os dados de desempenho mostraram diferenças na ingestão de MS, com maiores valores observados para o tratamento silagem de cana-de-açúcar (23,5 kg/dia) e a mistura cana-de-açúcar mais silagem de milho (23,5 kg/dia). Todas as rações resultaram em produções elevadas de leite (22,65 kg/dia) as quais não diferiram entre si. A composição do leite variou somente para o teor de gordura, sendo maior para a silagem de milho (3,61%) e a mistura com cana (3,48%). A silagem de cana-de-açúcar mostrou-se como alternativa interessante frente à cana-de-açúcar in natura, e que ambas podem proporcionar elevadas produções desde que as rações sejam corretamente balanceadas. / The current study aimed to evaluate the effect of chemical and microbial additives and the combination over the fermentative dynamics and the aerobic stability in the sugarcane silage as well to study the performance of high producing dairy cows fed with different roughage sources. In the first trial, sugarcane silage was prepared in lab silos of 20L, with a gas relief valve and a device for collecting effluent. The experiment was randomly arranged, in a factorial design, with two openings 80 and 140 days, across 8 treatments and 4 replications. The treatments evaluated were: urea 1%, 1.2-propanediol 1%DM (1.2 p) L. buchneri 5x104 cfu/g (Lb), L. diolivorans in two concentrations 1x105 cfu/g (Ld 105) and 1x106 cfu/g (Ld 106), L. diolivorans 1x106 cfu/g plus L. buchneri 5x104 cfu/g (Ld+Lb) and 1.2- propanediol 1%DM plus L. diolivorans 1x 106 cfu/g (1,2 p+Ld 106). After opening the silos, the aerobic stability assay was performed in an environmental controlled room. The treatments containing Ld +1.2 p, or Ld 106 + Lb showed the lowest values of total DM loss, 20.42% and 23.73% respectively. Both treatments also showed the lowest levels of ethanol 2.1% and 3.93% of DM, and gases losses 20.36% and 20.62%. For both NDF and ADF, lower values were detected for the following treatments: urea, 1.2 p + Ld 106, Ld + Lb and Ld105. As for the aerobic stability, there were differences between the openings dates, 48.03h (140 days) and 31.35h (80 days). The microorganism L. diolivorans turn out to be promising alternative able to show positive results on the fermentative losses and nutritive value in sugarcane silage. The second experiment evaluated the performance of cows fed rations with different sources of roughage: fresh sugarcane, sugarcane silage, corn silage and mixture of corn silage and fresh sugarcane (50:50). Forty eight mid lactation Holstein cows were assigned to multiple latin square design 4x4, with 21-d period (14-d adaptation and 7-d the sample collection). As well the animal performance fed and milk compositions were evaluated and also ingestivo behavior of cows and the aerobic stability of forage and rations were analyzed. The performance data has shown differences in the dry matter intake (DMI), with the highest values observed for the sugarcane silage (23.5 kg/day) and the mixture (23.5 kg/day). All rations resulted in high milk production (22.65 kg/day) which did not differ among treatments. The milk composition varied only for the fat percentage, which was higher for the corn silage treatment (3.61%) and the mix (3.48%). Sugarcane silage was exhibited as an interesting forage alternative when compared to fresh sugarcane. Both options may support high milk yields by the adequacy of rations balancing.

Na produção do etanol a etapa mais importante e crítica é a fermentação, por isso, há necessidade de focar a atenção ao processo e contaminações. Os contaminantes bacterianos de maior presença nessa etapa são os Lactobacillus. Com essa preocupação os objetivos deste trabalho são mostrar alternativas a redução desses contaminantes sendo eles no caldo ou no fermento (leveduras). Para isso amostras de caldo de cana-de-açúcar contaminados in vitro, individualmente, com sete diferentes espécies de Lactobacillus foram submetidas ao tratamento térmico visando confirmar a sensibilidade das mesmas à temperatura da água em ebulição. Amostras do caldo de cana-de-açúcar foram colocadas em uma cuba de clarificação com a água em ebulição. Foram retiradas amostras em diferentes tempos (0, 2, 3, 4 e 5 minutos) para que realizasse contagens (UFC/mL). Como já era esperado, as bactérias em questão se mostraram sensíveis à altas temperaturas não sobrevivendo por mais de 4 minutos. E com isso levantou-se a hipótese destas estarem presentes em dornas de fermentação devido à falhas de processamento (como uma clarificação ineficiente) e recontaminações posteriores. O projeto teve como objetivo também buscar uma alternativa ao tratamento ácido (ácido sulfúrico), utilizado como forma de descontaminação das leveduras (fermento). Foram utilizadas diferentes soluções alcoólicas (15, 20, 25, 30 e 35 % v/v) e em diferentes pH (2,5 e 6,0). Estas foram contaminadas, individualmente, com as mesmas sete diferentes espécies de Lactobacillus para verificação de sua sensibilidade ao etanol. Nos tempos (0, 30, 60, 90 e 120 minutos) foram retiradas amostras para contagens (UFC/mL). Os Lactobacillus se mostraram sensíveis ao etanol sendo mais evidente a concentrações maiores que 20% v/v. / In the ethanol production the most important and critical stage is the fermentation, therefore the necessity of focusing the attention to the process and contaminations. The contaminants of bigger presence in this stage are the Lactobacillus. With this concern the purpose of this work are shown alternatives to these contaminants. For that, samples of sugar cane broth contaminated in vitro, with seven different Lactobacillus species were subjected to the thermal treatment aiming to confirm the sensitivity of them at temperature of boiling water. Samples of sugar cane broth were placed in clarification vat with boiling water and were withdrawn in different times (0, 2, 3, 4 and 5 minutes) so that it carried out counting (UFC/mL), checking the sensitivity of microorganisms to temperature. As was expected, the bacteria in question were sensitive not survive for more than 4 minutes. And with that raised the possibility of they were present in fermentation tanks due to the failure of processing (like an inefficient clarification) and subsequent recontamination. The purpose of the project is also find an alternative to acid treatment (sulphuric acid), used as decontamination form of the yeast (leaven). Were used different alcoholic solutions (15, 20, 25, 30 and 35 % v/v) and in different pH (2,5 and 6,0). These were contaminated (separately) in laboratory with the same seven different lactobacillus genus for checking their sensitivity to ethanol. At times (0, 30, 60, 90 and 120 minutes) samples were withdrawn for counts (UFC / mL). The Lactobacillus were sensitive to ethanol, being more evident at 20% v / v.

Neste trabalho foi avaliada a possibilidade do emprego de caldo de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) como matéria-prima para obtenção de 2,3-butanodiol por fermentação, utilizando a bactéria Klebsiella pneumoniae NRRL B199. A pesquisa compreendeu o teste de diferentes nutrientes para a composição de um meio de fermentação eficiente com o caldo de cana e experimentos em que a influência da concentração inicial de sacarose (S0) sobre o processo em regime descontínuo foi estudada. Ensaios realizados em frascos agitados, com S0 entre 140 e 150 g/L, mostraram que a fermentação de caldo de cana clarificado não suplementado com nutrientes não é viável. Por outro lado, a adição de 5,0 a 10,0 g/L de fosfato de amônio ao caldo levou a concentrações finais de 2,3-butanodiol de até 64 g/L e rendimentos, em relação ao máximo teórico, da ordem de 81% em cerca de 38 horas. Estes resultados se aproximam daqueles alcançados na fermentação do caldo enriquecido com vários nutrientes, usado como referência, na qual foram produzidos 66,7 g/L de diol com um rendimento de 85,6%. A utilização de concentrações de fosfato de amônio de até 4,0 g/L resultou em fermentações incompletas. A cinética da fermentação foi estudada com o caldo diluído a, aproximadamente, 180 g/L de sacarose e suplementado com 8,0 g/L de fosfato de amônio e, também, com o meio rico, em regime descontínuo em fermentador de bancada. Foram obtidos, nestes ensaios, concentrações de butanodiol de 71,7 e 71,1 g/L, rendimentos de 78,0 e 74,1 %, produtividades de 2,1 e 2,0 g/Lh e tempos de fermentação de 34,5 e 35,7 horas, respectivamente. A principal diferença foi observada na concentração de biomassa que atingiu 9,1 g/L, no meio com fosfato, e 11,8 g/L no meio rico. As máximas velocidades específicas de crescimento (µx, m), 0,61 e 0,45 h-1, observadas com oxigênio dissolvido acima de zero, indicam que o crescimento celular, no meio rico, foi inibido pela alta concentração de nutrientes. Na seqüência das fermentações, com concentrações nulas de oxigênio dissolvido, a produção de diol foi iniciada e as máximas velocidades específicas de formação de produto (µP,m), 0,53 h-1 com fosfato de amônio e 0,45 h-1 com o meio rico, foram atingidas, sugerindo que altas concentrações de nutrientes afetam, também, a formação de produto. Nos dois ensaios foi observada a ocorrência de uma fase estacionária de crescimento que, no caso do meio contendo fosfato de amônio, teve uma duração 12 horas mais longa devido a um insuficiente suprimento de oxigênio ou do esgotamento de algum nutriente. Neste ponto, foi verificada uma queda das velocidades específicas de formação de produto (µP). Com o caldo diluído a cerca de 20 g/L de sacarose e 8,0 g/L de fosfato de amônio, a fermentação transcorreu em um tempo muito longo (23,5 horas) para a baixa concentração de sacarose empregada. Com S0 semelhante e o meio rico, o tempo de processo foi de apenas 6,5 h, o que demonstra que, no primeiro caso, ocorreu uma diluição excessiva dos nutrientes naturalmente presentes no caldo. O estudo do efeito da concentração inicial de sacarose sobre a fermentação, conduzido em fermentador de bancada e com o meio rico em nutrientes, mostrou que este parâmetro influencia fortemente o crescimento celular e a produção de 2,3-butanodiol. O aumento de S0 levou a valores decrescentes dos fatores de conversão de substrato em células, enquanto os rendimentos em diol aumentaram com S0 até 152 g/L. Valores crescentes de S0 provocaram uma inibição do crescimento celular, evidenciada pela diminuição de µx,m de 0,91 a 0,45 h-1, com S0 entre 24 e 181 g/L. Valores aproximadamente constantes de µP,m (0,62 a 0,68 h-1) foram observados com S0 até 152 g/L, enquanto uma queda acentuada foi verificada com S0=181 g/L (µP,m=0,45 h-1). As máximas produtividades (3,2 g/Lh) foram obtidas com valores de S0 de 105 e 152 g/L. Os dados gerados neste trabalho permitem concluir que caldo de cana-de-açúcar é uma matéria-prima adequada para a produção de 2,3-butanodiol por Klebsiella pneumoniae. / The use of sugar cane (Saccharum officinarum) juice, as raw material for the fermentative production of 2,3-butanediol by Klebsiella pneumoniae NRRL B199, was evaluated in this work. The research was focused on testing different nutrients to formulate an efficient fermentation medium with the juice and some experiments to study the effect of the initial sucrose concentration (S0) on the batch process. Shaker flasks experiments with S0 between 140 and 150 g/L have shown that the fermentation of sugar cane juice without added nutrients is not viable. On the other hand, the addition of 5.0 to 10.0 g/L ammonium phosphate to the juice led, after 38 hours, to final 2,3-butanediol concentrations of 64 g/L, with yields of 81% of the theoretical maximum. These results are similar to those found in the fermentation of a reference medium composed of juice enriched with several nutrients in which 66.7 g/L butanediol and a yield of 85.6% were obtained. Ammonium phosphate concentrations up to 4.0 g/L resulted in incomplete fermentations. The fermentation kinetics was studied in a laboratory scale fermentor, with the sugar cane juice diluted to ca. 180 g/L sucrose. Both ammonium phosphate (8.0 g/L) and reference media were tested. In these experiments, after process times close to 35 hours, butanediol concentrations of 71.7 and 71.1 g/L, yields of 78.0 and 74.1 % , and productivities of 2.1 and 2.0 g/Lh, respectively, were obtained. The most important difference was the final biomass concentration that reached 9.1 g/L with the ammonium phosphate medium and 11.8 g/L with the rich medium. The maximum specific growth rates (µx,m=0.61 and 0.45 h-1), measured with dissolved oxygen concentrations above zero, have indicated that cell growth in the rich medium was inhibited by high nutrient concentration. In the sequence, when the oxygen concentration was zero, butanediol production started and maximum specific production rates (µP,m of 0.53 h-1 with the ammonium phosphate medium and 0.45 h-1 with the rich medium were reached. These values suggest that nutrient concentration in the rich medium also affects product formation. ln both runs, a stationary growth phase was noticed. In the experiment with the ammonium phosphate medium, the stationary phase was 12 hours longer due to the insufficient oxygen supply rate or the shortage of some nutrient. At that moment, decreasing specific product formation rates (7#181;P) were observed. With the sugar cane juice diluted to approximately 20 g/L and 8.0 g/L ammonium phosphate, fermentation time was 23.5 hours, too long to such sucrose concentration. With similar S0 and the rich medium, fermentation time was reduced to 6.5 hours. That shows that, in the first case, natural nutrients of the juice were excessively diluted. The study on the effect of the initial sucrose concentration on the process, performed in a laboratory fermentor with the rich medium, has shown that this parameter strongly affects both cell growth and 2,3-butanediol production. Increasing S0 led to decreasing cell yields and, for S0 up to 152 g/L, diol yields increased. Cell growth inhibition was stronger as higher sucrose concentrations were used. This is evidenced by the values of µx,m that decreased from 0.91 to 0.45 h-1 as S0 was augmented from 24 to 181 g/L. Approximately constant µP,m (0.62 to 0.68 h-1) were observed with S0 up to 152 g/L. With S0=181 g/L, µP,m is reduced to 0.45 h-1 . The maximum productivities (3.2 g/Lh) were obtained with S0 between 105 and 152 g/L. From the results of this work, one can conclude that sugar cane juice is a suitable raw material for the production of 2,3-butanediol by Klebsiella pneumoniae.