O armazenamento dos colmos de cana pode comprometer a manutenção do seu estado fisiológico, refletindo em consideráveis alterações na qualidade do caldo. Esta pesquisa teve como objetivos, avaliar as características tecnológicas e microbiológicas do caldo de cana colhida e armazenada, assim como seus reflexos na condução dos processos fermentativos e formação dos compostos químicos da cachaça. Após colheita da cana-de-açúcar, os colmos foram armazenados a temperatura ambiente (20 - 32°C) por períodos de 0, 24, 48, 72 e 96 horas, sendo o mosto preparado após extração do caldo. As fermentações foram conduzidas em processo batelada com reciclo de células, durante cinco ciclos fermentativos. O monitoramento da fermentação foi realizado através da quantificação de micro-organismos em atividade no processo e no fermento reciclado. Ao término das fermentações, foram analisadas as características tecnológicas dos vinhos, os quais foram destilados em alambique de cobre para quantificação dos compostos secundários (ácido acético, aldeído, álcoois superiores, ésteres e furfural) e contaminantes (álcool metílico, cobre e carbamato de etila) da cachaça. O armazenamento dos colmos de cana por períodos superiores a 48 horas causou significantes perdas na qualidade do caldo, reduzindo o conteúdo de sacarose, pureza e açúcares redutores totais, aumentando os níveis de acidez total, açúcares redutores e bactérias láticas. Os colmos de cana armazenados por 72 e 96 horas, afetou a condução do processo fermentativo, ocasionando decréscimo na viabilidade de células e brotos de leveduras, e elevação nas concentrações de bactérias láticas e leveduras não-Saccharomyces no fermento reciclado. As características tecnológicas dos vinhos também foram comprometidas com a utilização de colmos armazenados. Os níveis de acidez volátil, acetato de etila, acetaldeído, álcool metílico, cobre e carbamato de etila das cachaças apresentaram-se dentro do estabelecido pela Legislação Brasileira, enquanto o conteúdo de álcoois superiores e furfural foram superiores em destilados de cana colhida e armazenada. As concentrações de acetato de etila e carbamato de etila permaneceram elevadas ao final do 5º ciclo para destilados de colmos armazenados por períodos superiores a 48 horas, porém não excederam os limites especificados na Legislação. / The cane stalks storage can compromise the maintenance of their physiological state, resulting in considerable changes in the quality of the juice. This research aimed to evaluate the sugarcane juice technological and microbiological characteristics when harvested and stored, as well its reflexes in the cachaça fermentative processes and secondary compounds guiding processes. After harvested, the sugarcane stalks were stored at environmental temperature (20 - 32°C) at 0, 24, 48, 72, and 96 hours, preparing the must just before the juice extraction. Fermentations were carried out through the batch process, using five fermentative cycles. Monitoring the fermentation was carried out by quantifying microorganisms active in the process and recycled yeast. At the end of fermentation, the technological characteristics of the wines were analyzed, which was distilled in copper still for quantification of secondary compounds (acetic acid, aldehyde, higher alcohols, esters and furfural) and contaminants (methyl alcohol, copper and ethyl carbamate) of cachaça. The cane stalks storage for periods exceeding 48 hours caused significant losses in the juice technological quality, reducing the sucrose content, purity and total reducing sugars, increasing the acidity levels, reducing sugars and lactic acid bacteria. The cane stalks stored for 72 and 96 hours, influencing negatively the fermentative process; presenting decreasing in the viability of the yeast cells and shoots, as well an elevation in the lactic bacteria and non-Saccharomyces yeasts concentration in the recycled yeast. The technical characteristics of the wines were also compromised with the use of stalks stored. The volatile acidity levels, ethyl acetate, acetaldehyde, methanol, copper, and ethyl carbamate in the cachaças were within the ones established by the Brazilian law, while the superior alcohols and furfural content were high in the sugarcane distillated after harvested and stored. The concentrations of ethyl acetate and ethyl carbamate remained high at the end of the 5th cycle to cane spirits stored for longer than 48 hours, but did not exceed the limits specified in legislation.

O armazenamento dos colmos de cana pode comprometer a manutenção do seu estado fisiológico, refletindo em consideráveis alterações na qualidade do caldo. Esta pesquisa teve como objetivos, avaliar as características tecnológicas e microbiológicas do caldo de cana colhida e armazenada, assim como seus reflexos na condução dos processos fermentativos e formação dos compostos químicos da cachaça. Após colheita da cana-de-açúcar, os colmos foram armazenados a temperatura ambiente (20 - 32°C) por períodos de 0, 24, 48, 72 e 96 horas, sendo o mosto preparado após extração do caldo. As fermentações foram conduzidas em processo batelada com reciclo de células, durante cinco ciclos fermentativos. O monitoramento da fermentação foi realizado através da quantificação de micro-organismos em atividade no processo e no fermento reciclado. Ao término das fermentações, foram analisadas as características tecnológicas dos vinhos, os quais foram destilados em alambique de cobre para quantificação dos compostos secundários (ácido acético, aldeído, álcoois superiores, ésteres e furfural) e contaminantes (álcool metílico, cobre e carbamato de etila) da cachaça. O armazenamento dos colmos de cana por períodos superiores a 48 horas causou significantes perdas na qualidade do caldo, reduzindo o conteúdo de sacarose, pureza e açúcares redutores totais, aumentando os níveis de acidez total, açúcares redutores e bactérias láticas. Os colmos de cana armazenados por 72 e 96 horas, afetou a condução do processo fermentativo, ocasionando decréscimo na viabilidade de células e brotos de leveduras, e elevação nas concentrações de bactérias láticas e leveduras não-Saccharomyces no fermento reciclado. As características tecnológicas dos vinhos também foram comprometidas com a utilização de colmos armazenados. Os níveis de acidez volátil, acetato de etila, acetaldeído, álcool metílico, cobre e carbamato de etila das cachaças apresentaram-se dentro do estabelecido pela Legislação Brasileira, enquanto o conteúdo de álcoois superiores e furfural foram superiores em destilados de cana colhida e armazenada. As concentrações de acetato de etila e carbamato de etila permaneceram elevadas ao final do 5º ciclo para destilados de colmos armazenados por períodos superiores a 48 horas, porém não excederam os limites especificados na Legislação. / The cane stalks storage can compromise the maintenance of their physiological state, resulting in considerable changes in the quality of the juice. This research aimed to evaluate the sugarcane juice technological and microbiological characteristics when harvested and stored, as well its reflexes in the cachaça fermentative processes and secondary compounds guiding processes. After harvested, the sugarcane stalks were stored at environmental temperature (20 - 32°C) at 0, 24, 48, 72, and 96 hours, preparing the must just before the juice extraction. Fermentations were carried out through the batch process, using five fermentative cycles. Monitoring the fermentation was carried out by quantifying microorganisms active in the process and recycled yeast. At the end of fermentation, the technological characteristics of the wines were analyzed, which was distilled in copper still for quantification of secondary compounds (acetic acid, aldehyde, higher alcohols, esters and furfural) and contaminants (methyl alcohol, copper and ethyl carbamate) of cachaça. The cane stalks storage for periods exceeding 48 hours caused significant losses in the juice technological quality, reducing the sucrose content, purity and total reducing sugars, increasing the acidity levels, reducing sugars and lactic acid bacteria. The cane stalks stored for 72 and 96 hours, influencing negatively the fermentative process; presenting decreasing in the viability of the yeast cells and shoots, as well an elevation in the lactic bacteria and non-Saccharomyces yeasts concentration in the recycled yeast. The technical characteristics of the wines were also compromised with the use of stalks stored. The volatile acidity levels, ethyl acetate, acetaldehyde, methanol, copper, and ethyl carbamate in the cachaças were within the ones established by the Brazilian law, while the superior alcohols and furfural content were high in the sugarcane distillated after harvested and stored. The concentrations of ethyl acetate and ethyl carbamate remained high at the end of the 5th cycle to cane spirits stored for longer than 48 hours, but did not exceed the limits specified in legislation.

Submitted by gracianygarciamestra@gmail.com (gracianygarciamestra@gmail.com) on 2016-04-04T18:37:44Z No. of bitstreams: 1 Graciany_Garcia.pdf: 921895 bytes, checksum: bd45dc3e7ee4305b8a89c5ad98fe0101 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-06T16:46:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 garcia_g_me_jabo.pdf: 921895 bytes, checksum: bd45dc3e7ee4305b8a89c5ad98fe0101 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T16:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 garcia_g_me_jabo.pdf: 921895 bytes, checksum: bd45dc3e7ee4305b8a89c5ad98fe0101 (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Cachaça is the second most widely consumed alcoholic beverage in Brazil, obtained by distillation of sugarcane wine, having its quality affected by the raw material, fermentation conditions and productive process. With the growing demand of the consumer market for quality cachaça, the search for the improvement in relation to the progress of the technical-scientific knowledge has been intensified. The physical chemical treatment of the juice is a technology that qualifies the beverage. This study aimed is to evaluate the performance of two types of yeast (selected CA-11 and the pressed) and the influence of the physical-chemical treatment of sugarcane juice on the secondary compounds and the interference of the same in the quality of the beverage. The experiment was carried out in 2014/2015, using a variety of SP83-2847 cane grown in Pitangueiras-SP region. The trial design was done in blocks with 9 repetitions, 3 cycles with 3 repetitions, where the primary treatment was the clarified juice and not clarified and secondary the two types of yeast. It has assessed the viability of the cells and shoots and the index of budding along the fermentation. In the wine was determined the total acidity, pH, ARRT, alcoholic content, glycerol, efficiency fermentative and mineral composition. In distillates was analyzed total aldehydes, volatile acidity, total esters, methanol, acrolein, ethyl carbamate, furfuraldehyde and hydroxymethylfurfural, higher alcohols, alcohol sec. butyl and n-butanol, all determined by GC and HPLC. The use of CA-11 yeast combined with the juice treatment process, has indicated highest cell viability index and lower alcohol concentrations and congeners coefficient higher in relation to others. All results were lower than the limits allowed by Brazilian law. The results obtained suggest that the use of selected strains with the prior treatment of the juice enables better performance of the fermenting yeasts, resulting in distillate with appropriate physico-chemical standards and with quality. / A cachaça é a segunda bebida alcoólica mais consumida no Brasil, obtida pela destilação do vinho de cana-de-açúcar, tendo sua qualidade afetada pela matéria-prima, condições da fermentação e processo produtivo. Com a crescente exigência do mercado consumidor por cachaça de qualidade, intensificou-se a busca pelo aprimoramento em relação ao avanço do conhecimento técnico-científico. O tratamento físico químico do caldo é uma tecnologia que pode qualificar a bebida. Objetivou-se avaliar o desempenho de dois tipos de fermento (selecionado CA-11 e o prensado) e a influência do tratamento físico-químico do caldo de cana sobre os compostos secundários e a interferência dos mesmos na qualidade da bebida. O experimento foi realizado na safra 2014/2015, utilizando a variedade de cana SP83- 2847 cultivada na região de Pitangueiras-SP. O delineamento experimental utilizado foi feito em blocos com 9 repetições, sendo 3 ciclos com 3 repetições, onde o tratamento primário foi o caldo clarificado e não clarificado e o secundário os dois tipos de fermento. Avaliou-se a viabilidade das células e de brotos e o índice de brotamentos ao longo da fermentação. No vinho determinou-se acidez total, pH, ARRT, teor alcoólico, glicerol, eficiência fermentativa e composição mineral. Nos destilados foram analisados aldeídos totais, acidez volátil, ésteres totais, metanol, acroleína, carbamato de etila, furfural e hidroximetilfurfural, álcoois superiores, álcool sec. butílico e n-butanol, todos determinados por cromatografia gasosa e HPLC. O emprego do fermento CA-11 aliado ao processo de tratamento do caldo indicaram maior índice de viabilidade celular e menores concentrações de álcoois superiores e coeficiente de congêneres em relação aos demais. Todos os resultados foram abaixo dos limites permitidos pela legislação brasileira. Os resultados obtidos sugerem que a utilização de cepas selecionadas com o prévio tratamento do caldo possibilita melhor desempenho das leveduras fermentadoras, resultando em destilados com padrões físico-químicos adequados e de qualidade.

Orientadora: Márcia Justino Rossini Mutton / Banca: Francisco Vicente Gaiotto Cleto / Banca: Flávia Cecílio Ribeiro Gregagnoli / Resumo: Atualmente o Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (Saccharum spp), sendo a região sudeste a maior responsável por esta produção. O estado de São Paulo encontra-se como o maior produtor, com aproximadamente 58,55% da produção total. Uma das maiores preocupações do setor sucroalcooleiro tem sido a qualidade da matéria-prima, a contaminação bacteriana dos processos fermentativos e a qualidade final do etanol. O setor utiliza antimicrobianos sintéticos e naturais na fermentação visando um produto final de qualidade. Objetivou-se nesse trabalho analisar a composição e a qualidade do destilado final, sob antibiótico natural própolis, comparado com o de uso convencional (o antibiótico sintético ampicilina) da fermentação proveniente de duas estirpes diferentes de levedura. Utilizou-se um esquema fatorial 3X2X6, com 3 tratamentos principais (mosto testemunha, mosto com adição de extrato etanólico de própolis e mosto com adição de ampicilina); 2 tratamentos secundários (estirpes selecionadas CAT 1 e PE 2) e 6 ciclos fermentativos, com três repetições. Foram realizadas análises tecnológicas e microbiológicas no mosto e nos destilados. Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram que o uso de antibiótico natural própolis não afetou a microbiota das leveduras fermentativa e a composição e a qualidade do destilado. As estirpes de leveduras apresentaram o mesmo rendimento alcoólico. / Abstract: Brazil is highlighted as a big sugar cane producer, being the São Paulo State the biggest producer, having around 58.55% of the total Brazilian production. Among the sugar and alcohol sector's preoccupations, the raw material, quality, the fermentative process contamination and the ethanol final quality are the most important issues. This work aimed evaluates the composition and the distillate final quality when a natural antibiotic deviated from propolis compared to the ampicillin was used, using the CAT 1 and PE 2 strains. The factorial scheme 3x2x6 was used, being 3 main treatments (control, must + propolis ethanolic extract, and must + ampicillin); 2 secondary treatments (strains selected CAT1 and PE2), and 6 fermentative cycles, with 3 replications. Technologic and microbiologic analyses were done. Results showed that the propolis as natural biocide doesn't affected the fermentative microbiota and composition and quality of distillate. Yeasts strains CAT 1 e PE 2 didn't show differences to alcoholic yield. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-19Bitstream added on 2014-06-13T18:56:03Z : No. of bitstreams: 1 halabi_af_me_jabo.pdf: 1665101 bytes, checksum: 498a750134c20b146fbf692994a022e0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atualmente o Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (Saccharum spp), sendo a região sudeste a maior responsável por esta produção. O estado de São Paulo encontra-se como o maior produtor, com aproximadamente 58,55% da produção total. Uma das maiores preocupações do setor sucroalcooleiro tem sido a qualidade da matéria-prima, a contaminação bacteriana dos processos fermentativos e a qualidade final do etanol. O setor utiliza antimicrobianos sintéticos e naturais na fermentação visando um produto final de qualidade. Objetivou-se nesse trabalho analisar a composição e a qualidade do destilado final, sob antibiótico natural própolis, comparado com o de uso convencional (o antibiótico sintético ampicilina) da fermentação proveniente de duas estirpes diferentes de levedura. Utilizou-se um esquema fatorial 3X2X6, com 3 tratamentos principais (mosto testemunha, mosto com adição de extrato etanólico de própolis e mosto com adição de ampicilina); 2 tratamentos secundários (estirpes selecionadas CAT 1 e PE 2) e 6 ciclos fermentativos, com três repetições. Foram realizadas análises tecnológicas e microbiológicas no mosto e nos destilados. Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram que o uso de antibiótico natural própolis não afetou a microbiota das leveduras fermentativa e a composição e a qualidade do destilado. As estirpes de leveduras apresentaram o mesmo rendimento alcoólico. / Brazil is highlighted as a big sugar cane producer, being the São Paulo State the biggest producer, having around 58.55% of the total Brazilian production. Among the sugar and alcohol sector’s preoccupations, the raw material, quality, the fermentative process contamination and the ethanol final quality are the most important issues. This work aimed evaluates the composition and the distillate final quality when a natural antibiotic deviated from propolis compared to the ampicillin was used, using the CAT 1 and PE 2 strains. The factorial scheme 3x2x6 was used, being 3 main treatments (control, must + propolis ethanolic extract, and must + ampicillin); 2 secondary treatments (strains selected CAT1 and PE2), and 6 fermentative cycles, with 3 replications. Technologic and microbiologic analyses were done. Results showed that the propolis as natural biocide doesn’t affected the fermentative microbiota and composition and quality of distillate. Yeasts strains CAT 1 e PE 2 didn´t show differences to alcoholic yield.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-13Bitstream added on 2014-06-13T18:31:27Z : No. of bitstreams: 1 oliveirafilho_jh_me_jabo.pdf: 697900 bytes, checksum: 8506e7c314e6d9e7dc607082ecfa14a5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na produção de cachaça, a microbiota contaminante afeta diretamente o processo fermentativo, originando fermentações indesejáveis, contribuindo para menores rendimentos em álcool e um desbalanceamento na formação dos compostos secundários que caracterizam a bebida. Portanto, são necessárias práticas para minimizar e controlar essas contaminações, sendo a aplicação de antimicrobianos uma alternativa eficaz para tal controle. Dentro desse enfoque, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de antimicrobianos naturais e sua interação com antibióticos convencionais no controle da contaminação bacteriana na produção cachaça. Para as análises tecnológicas e microbiológicas do vinho e pé-de-cuba, utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado em parcelas sub-subdivididas, em esquema fatorial 5x2x10 com três repetições, sendo quatro biocidas (extrato de própolis marrom, extrato de própolis verde, ampicilina e interação própolis/ampicilina (P/A)) e controle (sem adição de antimicrobiano), combinando-se os tratamentos em início e final de safra por 10 ciclos fermentativos. Para as análises tecnológicas do mosto, utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado em parcelas subdivididas, em esquema fatorial 2x10 com três repetições, sendo duas épocas da safra (inicio e final) por 10 ciclos fermentativos. Foi observado um comportamento distinto entre épocas, com maiores valores de contaminantes e acidez em mosto no final da safra. Dentre os tratamentos, o extrato de própolis marrom, própolis verde, ampicilina e interação (P/A) mantiveram os índices de viabilidade celulares a níveis elevados e superiores a 90%, com menores índices observados para o tratamento controle. As concentrações de bactérias no pé-de-cuba foram significativamente menores com o emprego dos biocidas. No tratamento controle a acidez total do vinho foi superior... / During the cachaça production, the contaminant microbiota affects directly the fermentative process, originating undesirable fermentations, minimizing the alcohol production as well an unbalancing in the secondary compounds formation that characterizes the beverage. Therefore, practices that minimize those contaminations are necessary and the antimicrobial use is one of the efficient alternatives the control. This work aimed to evaluate the natural antimicrobials efficiency as well its interaction with conventional antibiotics to control the bacterial contamination in the cachaça production. A completely randomized design in sub-divided parcels in a factorial 5x2x10 scheme with 3 replications was used, being four biocides (brown propolis extract, green propolis extract, ampicillin and propolis/ampicillin interaction – P/A) and control, combining them in the beginning and final of harvest by 10 fermentative cycles. A different behavior between treatments was observed, being the higher contamination and acidity found in the end of the harvest. Among treatments, the brown propolis extract, green propolis extract, ampicillin and P/A kept cellular viability indexes higher than 90%, and the control treatment was lower. The bacterial concentration in the inoculums was significantly smaller when biocides were used. In the control treatment the residual reducing sugars. The propolis extract and its combination with synthetic antimicrobials were efficient to control contaminant bacteria during the fermentative process

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-04-06T18:40:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Dissertação-BillySantos.pdf: 1715330 bytes, checksum: 928f73e06e0a832aee3a63d319146b43 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-06T18:40:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Dissertação-BillySantos.pdf: 1715330 bytes, checksum: 928f73e06e0a832aee3a63d319146b43 (MD5) Previous issue date: 2012 / A indústria alcooleira no Brasil perde anualmente vários milhares de reais devido a episódios de contaminação produzidos por bactérias. Além disso, outros milhares são gastos com o uso de antibióticos industriais para a contenção dessas contaminações. Infelizmente, não há ainda um catálogo completo de informações sobre todas as possíveis espécies bacterianas envolvidas na contaminação industrial, seus efeitos no processo e os fatores que levam a essas contaminações. Com a crescente demanda por fontes de energia renováveis, principalmente o etanol, grandes esforços têm sido feitos para aumentar a sua produção. Este trabalho tem como objetivo principal identificar as bactérias lácticas que entram no processo de fermentação alcoólica através do caldo de cana-de-açúcar com a utilização de ferramentas moleculares para uma rápida e eficiente identificação. Para foram realizadas coletas em quatro destilarias do Nordeste do Brasil durante a safra de 2007/2008. A identificação dos isolados foi realizada através da técnica ARDRA e pela análise do sequenciamento de DNA dos genes pheS e 16S. Os resultados obtidos mostram que os lactobacilos são os principais contaminantes do processo, com o Lactobacillus fermentumse destacando entre as demais. Também foi observado que entram no processo bactérias dos gene Weissella eLeuconostoc, com destaque para a W. confusa e o Leuc. mesenteroides que foram identificadas em três das destilarias estudadas. Além da identificação, os isolados de W. confusa e o Leuc. Mesenteroidesforam tipados pelo REP-PCR com o primer(GTG)5. Os resultados mostraram que, além da diversidade de espécies bacterianas detectadas, existe uma diversidade de linhagens dessas duas principais espécies no processo. A espécie Leuc. mesenteroides tem sido apontada como contaminante em processo de fermentação alcoólica industrial, sendo algumas linhagens capazes de causar a formação de dextrana, podendo causar danos ao processo fermentativo. Desta forma se faz necessário trabalhos futuros com o fim de correlacionar os perfis destas espécies com possíveis danos à fermentação, para que com este conhecimento possa ser criadas novas estratégias de controle destes microorganismos. / The alcohol industry in Brazil loses several thousand dollars each year due to episodes of contamination produced by bacteria. In addition, thousands more are spent on the industrial use of antibiotics to contain these contaminants. Unfortunately, there is still no complete catalog of all possible information about bacterial species involved in industrial pollution, its effects on the process and the factors that lead to these contaminants. With the growing demand for renewable energy sources, especially ethanol, great efforts have been made to increase production. This work has as main objective to identify lactic acid bacteria that enter the process of fermentation through thejuicesugarcane with the use of molecular tools for rapid and efficient identification. For this, samples were taken at four distilleries in northeastern Brazil during the harvest of 2007/2008. The identification of isolates was performed using the ARDRA technique and analysis of DNA sequencing of the pheSand 16S genes. The results show that lactobacilli are the main contaminants of the process with Lactobacillus fermentumstood out among the others. We also observed that bacteria enter the process of genus Weissellaand Leuconostoc, with emphasis on the W. confusedand Leuc. mesenteroidesthat were identified in three distilleries studied. Besides identification, the isolates of W. confusaand Leuc. mesenteroideswere typed by rep-PCR with the primer (GTG)5. The results showed that, in addition to the variety of bacterial species found, there are several lines of these two major species in the process. The species Leuc. mesenteroideshas been identified as a contaminant in industrial fermentation process, some strains can cause the formation of dextran, causing damage to the process. Thus further work is required in order to correlate the profiles of these species with possible damage to the fermentation, so that this knowledge can be created new control strategies such microorganisms.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2017-08-18T13:57:44Z No. of bitstreams: 1 2010 - Diego Dias Carneiro.pdf: 2540734 bytes, checksum: 49c9a669764fa3f9360256c27d7f24e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T13:57:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Diego Dias Carneiro.pdf: 2540734 bytes, checksum: 49c9a669764fa3f9360256c27d7f24e7 (MD5) Previous issue date: 2010-03-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior, CAPES, Brasil. / Beer is the oldest alcoholic beverage in the world, and its processing has been evolving along the time. Nowadays, beer trading occupies an important position in the economic market since it is the most consumed beverage in Brazil and around the world. Due to this economic significance, the search for more efficient processes that are able to keep the sensorial attributes to the final product represents a great interest for breweries. Fermentation is an important stage of the beer process since in this stage the products and by-products resulted from the yeast metabolism are formed. The detailed study of the fermentative stage of the beer production allows analyzing how the main process variables influence the fermentation and the way they interact each other. To reach this goal, mathematical modeling and computational simulation, were used in this work as a tool for studying the fermentative process. The goals of this study were: i) Select and reproduce through computational simulation, phenomenological models that describe the brewing process; ii) Investigate the effect of manipulate process variables (temperature, pressure and/or flows) over the dynamic behavior of the products and by-products of interest, and; iii) Propose a control strategy that be able to implement optimal temperature profiles in the beer fermentation process. A few dynamics mathematical models that describe the fermentation process were found in the literature. Based on the experimental validation and on the process variables considered, three phenomenological models were selected for the development of this work. It was observed that the manipulate process variables usually affect the dynamic of the fermentation temperature and, as a consequence, the dynamic of the other process variables. A simple control strategy, capable to heat up and refrigerate the fermentation vessel according to the process needs, was proposed in this work to better drive the fermentative process. The proposed control strategy shows very efficient, providing to the process operator facilities to the application of optimal temperature profiles in order to obtain a satisfactory fermentation and leading to a final product with appropriate sensorial attributes for the customer. / A cerveja ? a bebida alco?lica mais antiga do mundo e seu processamento vem evoluindo ao longo do tempo. Atualmente, a comercializa??o da cerveja ocupa uma posi??o de destaque no mercado econ?mico, pois ? a bebida alco?lica mais consumida no Brasil e no mundo. Devido a esta import?ncia econ?mica, a busca por processos mais eficientes e com capacidade de manter a qualidade sensorial do produto final ? de grande interesse para as cervejarias. A fermenta??o ? uma etapa importante do processo cervejeiro, pois ? nessa fase que se formam os produtos e sub-produtos do metabolismo das leveduras. O estudo detalhado sobre a etapa fermentativa da produ??o de cerveja permite analisar como as principais vari?veis de processo influenciam a fermenta??o e o modo como elas interagem. Para atingir esta meta, a modelagem matem?tica, aliada ? simula??o computacional, foi utilizada nessa disserta??o como ferramenta de estudo do processo fermentativo. Os objetivos desta disserta??o foram: i) Selecionar e reproduzir atrav?s de simula??o computacional modelos matem?ticos fenomenol?gicos da etapa de fermenta??o do processo de produ??o cervejeira; ii) Investigar o efeito das vari?veis manipul?veis de processo (temperatura, press?o e/ou vaz?es) sobre o comportamento din?mico dos produtos e subprodutos de interesse, e; iii) Propor uma estrat?gia de controle que seja capaz de implementar de modo eficiente perfis ?timos de temperatura no processo cervejeiro. Foram encontrados poucos modelos din?micos na literatura que representam a etapa fermentativa da produ??o da cerveja. Para o desenvolvimento dessa disserta??o foram utilizados tr?s modelos fenomenol?gicos escolhidos com base em sua valida??o experimental e nas vari?veis de processo consideradas. Observou-se que as vari?veis manipul?veis de processo normalmente influenciam a din?mica da temperatura da fermenta??o e, consequentemente, a din?mica das demais vari?veis do processo. Para a melhor condu??o do processo fermentativo uma estrat?gia de controle simples, capaz de aquecer e refrigerar o tanque de fermenta??o conforme a necessidade do processo, foi proposta nessa disserta??o. A estrat?gia de controle proposta se mostrou bastante eficiente, proporcionando ao operador a possibilidade da aplica??o de perfis ?timos de temperatura que proporcionem a condu??o satisfat?ria da fermenta??o cervejeira, levando a um produto final com os atributos sensoriais adequados para o consumidor.

OligossacarÃdeos prebiÃticos sÃo carboidratos capazes de chegar ao intestino grosso onde sÃo metabolizados pelas bidifidobactÃrias e lactobacilos ali presentes estimulando o seu crescimento. A importÃncia destes microrganismos està associada a sua relaÃÃo com a melhoria da intolerÃncia à lactose, melhora da funÃÃo intestinal, melhoria do sistema imunolÃgico, reduÃÃo de enzimas mutagÃnicas e sÃntese de vitaminas do complexo B. A enzima dextrana-sacarase pode ser facilmente obtida a partir da fermentaÃÃo do Leuconostoc mesenteroides em meio contendo sacarose como fonte de carbono. Esta enzima catalisa a formaÃÃo de dextrana em meio contendo sacarose como Ãnico substrato. Quando um aceptor està presente no meio de cultura, parte das unidades de glicose da sacarose sÃo desviadas da sÃntese de dextrana formando oligossacarÃdeos. A utilizaÃÃo do suco de caju, rico em glicose e frutose, visa o aproveitamento de excedentes agrÃcolas, reduzindo assim o custo do processo final. Este trabalho teve por objetivo estudar a sÃntese de oligossacarÃdeos prebiÃticos a partir da fermentaÃÃo de duas linhagens de Leuconostoc mesenteroides; B512F e B742, ambas nÃo patogÃnicas e seguras do ponto de vista alimentar. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que o processo fermentativo utilizando o suco de caju como substrato apresentou bons resultados, principalmente no que se refere ao crescimento microbiano, produÃÃo da enzima dextrana-sacarase e crescimento de Lactobacillus sendo sua utilizaÃÃo, portanto viÃvel. / Prebiotic oligosaccharides are carbohydrates able to reach the large intestine being metabolizated by bidifidobacterium and lactobacillus and stimulating their growth. The importance of these microorganisms is related with its improvement of the intolerance to the lactose, improvement of the intestinal function and the imunologic system, mutagenic enzyme reduction and vitamin synthesis of the complex B. The enzyme dextransucrase can be easily obtained through the fermentation of Leuconostoc mesenteroides in a medium containing sucrose as carbon source. This enzyme catalyzes the formation of dextran in a medium containing sucrose as the only substrate. When an acceptor is present in the culture medium, part of the glucose moieties from sucrose are deviated from the dextran synthesis forming prebiotic oligosaccharides. The use of the cashew juice, rich in glucose and fructose, aims to the use of an agriculture excess, reducing the cost of the final process. This work had as objective the study of synthesis of prebiotic oligosaccharides from the fermentation of Leuconostoc mesenteroides, B512F and B742, both non pathogenic and safe from the alimentary point of view. Based on the obtained results it can be concluded that the fermentative process using the cashew juice as substratum presented good results, mainly for the microbial growth, production of the enzyme dextransucrase and growth of Lactobacillus being its use, therefore viable.

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No. of bitstreams: 1 TeseCF.pdf: 2944475 bytes, checksum: 0b8b7d83e1195e91eb572351858f7b93 (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Currently, one of the major challenges for second generation ethanol is to reduce the cost of cellulolytic enzymes. Thus, the development of bioprocesses for the enzyme production on-site and strategies to increase the final yield of the enzymatic hydrolysis are required to ensure that biomass conversion to be economically feasible. Therefore, the objective of this work was to study the production and characterization of enzyme cocktails involved in the degradation of plant biomass by filamentous fungi Trichoderma reesei and Aspergillus niger grown in sequential fermentation and evaluate the application of these cocktails in the saccharification process of sugarcane bagasse. Firstly, evaluation and validation of sequential fermentation cultivation methodology to different strains of Trichoderma. Cultivation were made using sugarcane bagasse "in natura" and pretreated by steam explosion, as a carbon source. The result more significantly was observed for T. reesei Rut C30, the endoglucanase production was 4.2-fold higher than the values obtained in conventional submerged fermentation. The enzyme extracts were characterized in terms of optimum pH and temperature and endoglucanase profile. The thermostability was directly influenced by the type of carbon source and type of cultivation method. Subsequently, the proteomic analysis were performed of enzyme cocktails from T. reesei Rut C30 and A. niger A12 produced by submerged and sequential fermentation in the presence of pretreated bagasse. The performance of the enzyme cocktail in saccharification of pretreated bagasse showed that the combination of enzyme cocktails from T. reesei and A. niger produced by sequential fermentation had a yield than 3-fold higher than the enzyme cocktails of submerged fermentation. In order to evaluate the action of the enzyme cocktails produced by T. reesei and A. niger in sugarcane bagasse saccharification, the last step of the work was to study the additives effects during the sugarcane bagasse hydrolysis aiming at reducing non-productive adsorption of enzymes into lignin. The saccharification results in the presence of soybean protein were 2-fold higher than the controls (no additive) to the enzyme cocktails of two fungi studied produced by solid state fermentation, indicating the potential use of soybean protein as an additive to minimize non-productive adsorption of the enzyme into lignin. Overall, this study presents an interesting final contribution in the cellulase production process and the application of the enzyme cocktail in the hydrolysis of sugarcane bagasse. / Atualmente, um dos grandes desafios para a produção de etanol de segunda geração consiste em diminuir o custo das enzimas celulolíticas. Assim, o desenvolvimento de bioprocessos para produção das enzimas on-site e estratégias para aumentar o rendimento final da hidrólise enzimática são necessários para assegurar que a conversão de biomassa seja economicamente viável. Para tanto, o objetivo deste trabalho foi estudar a produção e caracterização de coquetéis enzimáticos envolvidos na degradação da biomassa vegetal pelos fungos filamentosos Trichoderma reesei e Aspegillus niger cultivados por fermentação sequencial, bem como avaliar a aplicação dos mesmos no processo de sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar. Primeiramente foi realizada a avaliação e validação da metodologia de cultivo de fermentação sequencial para diferentes linhagens de Trichoderma. Os cultivos foram feitos utilizando o bagaço de cana “in natura” e prétratado por explosão a vapor, como fonte de carbono. O melhor resultado foi observado para T. reesei Rut C30, em que a produção de endoglucanase foi 4,2 vezes maior do que os valores obtidos em cultivo convencional de fermentação submersa. Os extratos enzimáticos foram caracterizados em termos de pH e temperatura ótimos e perfil de endoglucanase. A termo-estabilidade foi diretamente influenciada pelo tipo de fonte de carbono e tipo de cultivo. Posteriormente, foram realizadas as análises proteômicas dos coquetéis enzimáticos do T. reesei Rut C30 e A. niger A12 produzidos por fermentação submersa convencional e fermentação sequencial, na presença de bagaço de cana prétratado. A performance dos coquetéis enzimáticos na sacarificação do bagaço de cana pré-tratado mostraram que a combinação dos coquetéis enzimáticos de T. reesei e A. niger produzidos por fermentação sequencial tiveram um rendimento 3 vezes maior do que os coquetéis da fermentação submersa. A fim de explorar melhor a ação dos coquetéis enzimáticos produzidos por T. reesei e A. niger na sacarificação do bagaço, na última etapa do trabalho foi estudo o efeito de aditivos durante a hidrólise do bagaco de cana visando à redução da adsorção improdutiva de enzimas na lignina. Os resultados de sacarificação na presença da proteína de soja foram 2 vezes maiores do que os controles (sem aditivo) para os coquetéis enzimáticos dos dois fungos estudados produzidos por fermentação em estado sólido, indicando o potencial do uso da proteína de soja como aditivo para minimizar a adsorção improdutiva das enzimas na lignina. De modo geral, o presente trabalho conseguiu uma contribuição final interessante no processo de produção das celulases e a aplicação do coquetel enzimático na hidrólise do bagaço de cana.