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Previous issue date: 2012-05-18 / Durante o processo fermentativo de elaboração de Cachaça, a leveduraSacharomyces cerevisiaeproduz uma serie de compostos com propriedadesorganolépticas, destacando-se por a sua importância os álcoois superiores. A suaformação depende de numerosos fatores, sendo a fonte e a concentração de nitrogênioum dos mais importantes. Nos últimos anos tem sido frequente o acréscimo de sais deamônio paramelhorar o desempenho fermentativo em alambiques artesanais. Nestecontexto científico e industrial, com o fim de determinar o efeito desta suplementaçãonutricional na formação dos álcoois superiores, e por consequência no perfilorganoléptico, analisamosao nível transcritômico e metabólico a produção de álcooissuperiores pela linhagem industrial deS. cerevisiaeJP1, empregada na produção deaguardente de cana, e pela linhagem de laboratório CEN.PK113, usada como referência,durante culturas em meio mineral com diferentes fontes de nitrogênio na forma de amônio(como sal de sulfato), leucina, isoleucina, valina, triptofano e fenilalanina. Os resultadoscinéticos (μmax,td) e parâmetros fermentativos (consumo de glicose, e produção deacetato e etanol) mostraram o melhor desempenho fermentativo para o meio sulfato deamônio e valina, e estes superiores aos obtidos para os cultivos em leucina, isoleucina efenilalanina. Já a cultura com triptofano apresentou um crescimento deficiente. Istoconfirmaria a prática usual dos produtores de cachaça de adicionar sulfato de amôniopara evitar problemas de baixo rendimento. A produção dos álcoois superiores atingiuníveis de entre 300 a 1000μg/L nos cultivos em aminoácidos como fonte de nitrogênio,enquanto foi observada umabaixa produção (<8μg/L) nos meios com amônio. Pelaprodução dos álcoois superiores, pode-se observar que o catabolismo de aminoácidosramificados e aromáticos seguiu principalmente a via de Ehrlich. O rendimento deconversão dos aminoácidos adicionados aos álcoois correspondentes foi calculado nointervalo de 0,0042 a 0,0092%. Surpreendentemente, no meio com isoleucina foiverificada a produção de 3-metil-butanol entre 30 e 50 μg/L, composto derivado daleucina. A análise de transcrição gênica sugere que esta produção inusitada 3-metil-butanol pode ser resultado da síntese de novo do aminoácido leucina a partir do piruvato,e da aparente regulação temporal diferencial dos níveis de transcrição dos genes da viade Ehrlich. Ao mesmo tempo, sugerimos que a compartimentalização exercida pelamitocôndria e a atividade global das alfa-ceto ácidos descarboxilases sejam as principaiscausa da produção de álcoois superiores em meios nos quais não está presente oaminoácido precursor. / During the fermentation process for Cachaça fabrication, the yeastSaccharomyces cerevisiae produces a series of organoleptic compounds, highlighting thehigher alcohols. Its formation depends on numerous factors, being the source and anitrogen concentration one of the most important. In recent years, it has often been usualthe addition of ammonium salts to improve the fermentation performance in craft stills. Inthis scientific and industrial context, with the aim of determine the effect of this nutritionalsupplementation in the formation of higher alcohols, and consequently in the flavor profile,we analyzed at transcriptomic and metabolic level the higher alcohols production of theindustrial strain of S. cerevisiae JP1, used in the production of sugar cane, and thereference laboratory strain CEN.PK113, in mineral medium cultures with different nitrogensources in the form of ammonium (as sulfate salt), leucine, isoleucine, valine, tryptophanand phenylalanine. The kinetic results (μmax,td), and fermentation parameters (glucoseconsumption, and ethanol and acetate production) showed for the medium ammoniumsulfate and valine the best performance, resulting in higher valor those obtained by thecultivation of leucine, isoleucine and phenylalanine. Already, tryptophan cultured showedpoor growth. This will confirms the usual practice of cachaça producers of addingammonium sulfate to avoid yield problems. The production of higher alcohols reachedlevels between 300 to 1000μg/L in amino acids cultures, while in medium with ammoniumwas low production (8μg/L). For this reason, we noted that the catabolism of branchedand aromatic aminoacids mainly follows the Ehrlich pathway. The yield of conversion ofthe amino acid added to the corresponding alcohols was calculated in the range 0.0042 to0.0092%. Surprisingly, it was observed in isoleucine medium the production of 3-methylbutanol from30 to 50μg/L, the leucine derivative compound. Analysis of genetranscription suggests that this unusual production of 3-methyl-butanol can be the result ofde novo synthesis of leucine from pyruvate, and for the apparent temporal differentialregulationof Ehrlich ́s genes transcription levels. At the same time, it is suggested that thecompartmentalization exerted by mitochondria and the global activity of alpha-keto acidsdescarboxilases are the main cause of formation of higher alcohols in cultures where isabsent the amino acid precursor.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/18529 |
| Date | 18 May 2012 |
| Creators | VIDAL, Esteban Espinosa |
| Contributors | MORAIS JÚNIOR, Marcos Antônio de, FRANÇOIS, Jean Marie |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Genetica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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