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.

O presente trabalho teve por objetivo estudar distúrbios fisiológicos e bioquímicos causados pelo alumínio em duas linhagens de Saccharomyces cerevisiae: levedura de panificação Fleischmann e a linhagem PE-2. Para tal, procurou-se simular, tanto quanto possível, as condições fisiológicas da fermentação industrial. Foram realizados 4 experimentos, empregando-se mosto semi-sintético e caldo de cana, contendo 200 g de açúcares redutores totais (ART) por litro. O alumínio foi adicionado na forma de AlCl3.6H2O nas seguintes proporções: 0 (testemunha), 50 e 100 mg/L, nos experimentos de 1 a 3, e 0 e 50 mg/L, no experimento 4, variando-se o pH dos mostos de 4,0 a 5,0. Os experimentos foram conduzidos com reciclo de células, sendo avaliados os seguintes parâmetros: rendimento em etanol, formação de glicerol e açúcares residuais, crescimento em biomassa, viabilidade celular, contaminação bacteriana, teores iniciais e finais dos carboidratos de reserva (trealose e glicogênio) e acúmulo de alumínio nas células de levedura. Concluiu-se que níveis tóxicos de alumínio podem estar presentes em mostos industriais, pois os efeitos tóxicos foram constatados em ambas linhagens, porém, a linhagem PE-2 mostrou-se mais resistente a tais efeitos quando comparada com a levedura de panificação Fleischmann. / The aim of this work was to study physiological and biochemical effects caused by aluminum (Al) in two strains of Saccharomyces cerevisiae: baker's yeast Fleischmann and strain PE-2. For such, was tried to simulate, so much as possible, the physiological conditions of the industrial process. Four experiments were performed: using semi-synthetic and cane juice containing 200g of total reducing sugar per liter at pH 4.0 and 5.0. Aluminum was added in the form of AlCl3.6H2O in the following proportions: 0 (control), 50 mg/L and 100 mg/L . The experiments were performed with cell reuse and the following parameters were analysed: ethanol production, glicerol production and residual sugars, growth of the yeast, yeast viability, bacterial contamination, trehalose and glycogen content and accumulation of aluminum in the yeast cells. It was concluded that toxic levels of aluminum could be present in industrial substrates, since toxic effects were verified for both strains. The strain PE-2 showed to be more tolerant to aluminum when compared to baker's yeast.

O presente trabalho teve por objetivo estudar distúrbios fisiológicos e bioquímicos causados pelo alumínio em duas linhagens de Saccharomyces cerevisiae: levedura de panificação Fleischmann e a linhagem PE-2. Para tal, procurou-se simular, tanto quanto possível, as condições fisiológicas da fermentação industrial. Foram realizados 4 experimentos, empregando-se mosto semi-sintético e caldo de cana, contendo 200 g de açúcares redutores totais (ART) por litro. O alumínio foi adicionado na forma de AlCl3.6H2O nas seguintes proporções: 0 (testemunha), 50 e 100 mg/L, nos experimentos de 1 a 3, e 0 e 50 mg/L, no experimento 4, variando-se o pH dos mostos de 4,0 a 5,0. Os experimentos foram conduzidos com reciclo de células, sendo avaliados os seguintes parâmetros: rendimento em etanol, formação de glicerol e açúcares residuais, crescimento em biomassa, viabilidade celular, contaminação bacteriana, teores iniciais e finais dos carboidratos de reserva (trealose e glicogênio) e acúmulo de alumínio nas células de levedura. Concluiu-se que níveis tóxicos de alumínio podem estar presentes em mostos industriais, pois os efeitos tóxicos foram constatados em ambas linhagens, porém, a linhagem PE-2 mostrou-se mais resistente a tais efeitos quando comparada com a levedura de panificação Fleischmann. / The aim of this work was to study physiological and biochemical effects caused by aluminum (Al) in two strains of Saccharomyces cerevisiae: baker's yeast Fleischmann and strain PE-2. For such, was tried to simulate, so much as possible, the physiological conditions of the industrial process. Four experiments were performed: using semi-synthetic and cane juice containing 200g of total reducing sugar per liter at pH 4.0 and 5.0. Aluminum was added in the form of AlCl3.6H2O in the following proportions: 0 (control), 50 mg/L and 100 mg/L . The experiments were performed with cell reuse and the following parameters were analysed: ethanol production, glicerol production and residual sugars, growth of the yeast, yeast viability, bacterial contamination, trehalose and glycogen content and accumulation of aluminum in the yeast cells. It was concluded that toxic levels of aluminum could be present in industrial substrates, since toxic effects were verified for both strains. The strain PE-2 showed to be more tolerant to aluminum when compared to baker's yeast.

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.