Optimization of temperature, sugar concentration, and inoculum size to maximize ethanol production without significant decrease in yeast cell viability

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Enrichment of a continuous culture of Saccharomyces cerevisiae with the yeast Issatchenkia orientalis in the production of ethanol at increasing temperatures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Optimisation of the glycerol-to-ornithine molar ratio in the feed medium for the continuous production of clavulanic acid by Streptomyces clavuligerus

Amino acids are well metabolized by Streptomyces clavuligerus during the production of clavulanic acid using glycerol as main carbon and energy source. However, only a few amino acids such as arginine and ornithine are favorable for CA biosynthesis. The aim of this work was to optimize the glycerol:ornithine molar ratio in the feed medium containing only these compounds to maximize CA production in continuous cultivation. A minimum number of experiments were performed by means of a simple two-level full-factorial central composite design to investigate the combined effect of glycerol and ornithine feeding on the CA concentration during the intermittent and continuous process in shake-flasks. Statistical analysis of the experimental data using the response surface methodology showed that a glycerol-to-ornithine molar ratio of approximately 40:1 in the feed medium resulted in the highest CA concentration when fermentation was stopped. Under these optimized conditions, in bench-scale fermentor runs, the CA concentration reached more than double the concentration obtained in shake-flasks runs. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of organic and inorganic additives on flotation recovery of washed cells of Saccharomyces cerevisiae resuspended in water

Separation of microbial cells by flotation recovery is usually carried out in industrial reactors or wastewater treatment systems, which contain a complex mixture of microbial nutrients and excretion products. In the present study, the separation of yeast cells by flotation recovery was carried out using a simple flotation recovery systems containing washed yeast cells resuspended in water in order to elucidate the effects of additives (defined amounts of organic and inorganic acids, ethanol, surfactants and sodium chloride) on the cellular interactions at interfaces (cell/aqueous phase and cell/air bubble). When sodium chloride, organic acids (notably propionic, succinic and acetic acids) and organic surfactants (sodium dodecyl sulphate (SDS), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and Nonidet P40) were added to the flotation recovery system, significant increases in the cell recovery of yeast hydrophobic cells (Saccharomyces cerevisiae, strain FLT-01) were observed. The association of ethanol to acetic acid solution (a minor by-product of alcoholic fermentation) in the flotation recovery system, containing washed cells of strain FLT-01 resuspended in water, leading to an increased flotation recovery at pH 5.5. Thus, the association among products of the cellular metabolism (e.g., ethanol and acetic acid) can improve yeast cell recovery by flotation recovery. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Broiler litter reutilization applying different composting concepts

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Analysis of the secondary compounds produced by Saccharomyces cerevisiae and wild yeast strains during the production of cachaça

O presente trabalho visou estabelecer uma comparação entre composição de cachaças produzidas por Saccharomyces cerevisiae (Sc) e estirpes de leveduras selvagens [Pichia silvicola (Ps), Pichia anomala 1 (Pa1), Pichia anomala 2 (Pa2) e Dekkera bruxelensis (Db)], isoladas em destilarias da região de Jaboticabal-SP. Os componentes secundários da fração denominada coração foram determinados por cromatografia gasosa. Os níveis dos componentes secundários foram influenciados pelo pH dos respectivos vinhos, os quais dependem da estirpe de levedura empregada no processo fermentativo. A Saccharomyces cerevisiae apresentou valores ligeiramente superiores de componentes secundários, enquanto as estirpes selvagens produziram maiores teores de álcoois superiores. As estirpes selvagens de leveduras mostraram-se adequadas para obtenção de uma cachaça de boa qualidade.

Screening of filamentous fungi for production of enzymes of biotechnological interest

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização e biodigestão anaeróbia dos dejetos de caprinos

Quantificar e caracterizar os dejetos gerados por cabras Saanen em quatro categorias de idade e alimentadas com três dietas e na seqüência, e promover a biodigestão anaeróbia dos dejetos constituíram os objetivos deste trabalho. Para a produção de dejetos, foram utilizadas 36 cabras Saanen, com idades entre 2 e 4 (C1), 4 e 8 (C2), 8 e 12 (C3) e acima de 12 meses (C4), alimentadas com as dietas 1 (D1: 80% volumoso (Vol) e 20% concentrado (Con)); 2 (D2: 60% Vol e 40% Con) e 3 (D3: 40% Vol e 20% Con). Foram quantificadas as produções diárias de fezes e urina e seus teores em N, P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Zn e Mn. Com a mistura das fezes e urina de todas as categorias, separadas segundo as dietas, foram abastecidos biodigestores batelada, com capacidade para 4 L de substrato em fermentação. A C1 apresentou menor (P<0,05) excreção de fezes (164,1 g de MS (massa seca)/animal por dia) e o menor consumo de alimento (362,2g MS (massa seca)/animal por dia). As maiores concentrações de N, P, K, Ca, Mg e K ocorreram nas fezes e urina geradas por cabras da C4 e alimentadas pela D3. O substrato preparado com dejetos oriundos da D3 apresentou 45% de redução nos teores de sólidos voláteis (SV). Os substratos preparados com dejetos obtidos de animais alimentados com a D3 produziram mais biogás (P<0,01) por kg de sólidos totais e SV adicionados.

Biodigestão anaeróbia dos resíduos da produção avícola: cama de frangos e carcaças

O propósito deste trabalho foi avaliar a produção de biogás, bem como os potenciais de produção e a qualidade do biofertilizante obtido com a biodigestão anaeróbia dos resíduos cama de frangos e carcaças de aves pré-compostados. Para tanto, foram pré-compostados cama de frango e carcaças de aves mortas em uma composteira durante um período de 60 dias, período necessário para que ocorresse decomposição prévia das carcaças e assim fosse possível manipular o material para abastecer os biodigestores. Após este período, o material foi utilizado para abastecer os biodigestores batelada de campo com capacidade de 60 litros de material em fermentação. Para o processo de biodigestão anaeróbia, foram efetuadas análises dos teores de sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV), composição química do efluente, potenciais de produção, além do número mais provável (NMP) de coliformes totais e termotolerantes no afluente e efluente. Os potenciais médios de produção de biogás foram: 0,073; 0,152 e 0,141m³.kg-1 de material, SV e ST adicionados, respectivamente. Foram observadas reduções acima de 99% no NMP de coliformes totais e termotolerantes, sendo observado NMP de 3,7 x 10(5) g-1 no início e 7,45 x 10² g-1 no final.

Produção animal e o meio ambiente: uma comparação entre potencial de emissão de metano dos dejetos e a quantidade de alimento produzido

O objetivo do trabalho foi efetuar a comparação das principais espécies de interesse agropecuário, em relação à eficiência de conversão das dietas em produtos de origem animal (carne ou ovo), produção de resíduo e potencial de emissão de metano, a partir da fermentação dos resíduos. Para isso, foram selecionadas cinco espécies de animais durante a fase de produção: 1) suínos, do nascimento ao abate (peso vivo (PV) final de 90 kg) ; 2) bovinos, do desmame ao abate (PV: 520 kg); 3) caprinos, do desmame ao abate (PV: 30 kg); 4) aves, durante toda a fase de postura (14,7 kg de ovos); 5) frango de corte, do nascimento ao abate (PV: 3,1 kg). Para a estimativa dos parâmetros propostos, foram medidos os dados do desempenho e efetuou-se a biodigestão anaeróbia dos dejetos produzidos pelos animais. de maneira geral, os dejetos dos ruminantes apresentaram altas concentrações de fibra e baixos potenciais de produção de biogás; no entanto, o menor desempenho destes animais na conversão do alimento em produto e a maior produção de dejetos fizeram com que eles apresentassem maiores produções de metano por kg de alimento produzido.

Avaliação da farinha de mandioca e do fubá de milho como substratos para a obtenção de bebida fermento-destilada

A farinha de mandioca e o fubá de milho foram avaliados como matérias-primas alternativas na obtenção de uma bebida fermento-destilada, visando gerar informações úteis à aplicação industrial. Os substratos foram caracterizados e comparou-se a eficiência da mosturação, o perfil de açúcares no mosto, bem como as curvas de fermentação dos substratos. Os resultados demonstraram que o conteúdo de amido foi de 78,1 % para o fubá de milho e 92,7 % para a farinha de mandioca. Quanto ao rendimento da mosturação foi de 57, 4 % para o milho e 66,4 % para a mandioca, sendo que o perfil de açúcares no mosto demonstrou que 95 % dos açúcares presentes no mosto de mandioca foi glicose e o restante pequenas porcentagens de dextrinas e maltose. Já o perfil do mosto de milho apresentou cerca de 85 % de glicose , 10 % de dextrinas e cerca de 4 % de maltose. Para o processo fermentativo, observou -se que o consumo de açúcares no mosto de mandioca foi mais rápido que no mosto de milho.

HIDROLISADO DE FÉCULA DE MANDIOCA COMO ADJUNTO DE MALTE NA FABRICAÇÃO DE CERVEJA: AVALIAÇÃO QUÍMICA E SENSORIAL

Em virtude da progressiva substituição dos adjuntos amiláceos pelos xaropes com alta concentração de maltose nas cervejarias brasileiras, o presente trabalho teve por objetivo comparar hidrolisados de milho e de mandioca, como adjunto de malte, na fabricação de cerveja tipo Pilsen, em escala de laboratório. Os hidrolisados foram produzidos a partir de amido de milho e fécula de mandioca, sendo que na liqüefação e sacarificação da fração amilácea destes produtos foram utilizadas, respectivamente, as enzimas comerciais Termamil (alfa amilase bacteriana) e Fungamil (alfa amilase fúngica). Na fabricação das cervejas, a proporção de malte e hidrolisado foi de 2 para 1, na base do extrato. O mosto foi produzido pelo processo de infusão e após resfriamento e clarificação foi inoculado com levedura cervejeira de baixa fermentação. A fermentação transcorreu a 10 °C até 90% de atenuação do extrato aparente fermentável. As cervejas foram engarrafadas e, em seguida, maturadas a 0 °C, por 14 dias. Terminado o processo de fabricação, as cervejas foram analisadas química e sensorialmente. A semelhança na composição química dos hidrolisados de milho e de mandioca refletiu na composição química dos mostos e das cervejas. Não houve diferença estatística entre os mostos e entre as cervejas testadas para todos os parâmetros químicos analisados. Também, não existiu diferença sensorial entre as cervejas produzidas com hidrolisado de milho e hidrolisado de mandioca. Concluiu-se que a fécula de mandioca apresenta potencial de uso como matéria prima para a fabricação de xarope de maltose de uso cervejeiro e que há elevada probabilidade de sucesso no uso desse xarope para a fabricação de cervejas.

Organic acid profile of commercial sour cassava starch

A presença de ácidos orgânicos no polvilho azedo, além de contribuir com aspectos como sabor e aroma, tem, conforme a literatura indica, correlação com a propriedade de expansão, que é um fator determinante no uso alimentício. Amostras de polvilho azedo foram coletadas nas Regiões Sul e Sudeste diretamente nas empresas ou no comércio. Foram preparadas para análise em cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), sendo que o cromatógrafo estava equipado com coluna Biorad Aminex HPX-87H para análise de ácidos orgânicos e detector refratométrico. As condições de análise envolveram o emprego da fase móvel ácido sulfúrico 0,005M, fluxo de 0,6 ml/min e temperatura da coluna de 60oC. Os ácidos quantificados foram lático (0,036 a 0,813 g/100g), acético (0 a 0,068 g/100g), propiônico (0 a 0,013 g/100g) e butírico (0 a 0,057 g/100g), presentes na fermentação natural. Os resultados revelaram grande variação entre as amostras, com diferenças mesmo dentro das Regiões. Algumas amostras apresentaram quantidades elevadas de ácidos, especialmente do ácido lático, mas nestas amostras os ácidos propiônico e butírico não foram detectados. A ausência do ácido butírico não era esperada, uma vez que esse ácido está diretamente relacionado com o aroma característico do polvilho azedo. O fato pode sugerir que a obtenção de algumas das amostras estudadas pode ter ocorrido sem o processo fermentativo natural.

Aproveitamento da água de umidificação de malte da moagem úmida como matéria prima na fabricação de cerveja

A água de umidificação de malte, resultante da moagem úmida, pode ser usada como matéria prima na fabricação de cerveja. Há, entretanto, cervejarias que descartam esse subproduto, e conseqüentemente, o extrato nele contido. em função disso, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a possibilidade de ganho de rendimento na mosturação e alterações nas características químicas e sensoriais da bebida, em virtude do uso dessa água. Cervejas do tipo Pilsen foram produzidas de duas formas: com e sem água de umidificação de malte. Utilizou-se como matéria prima malte, lúpulo, xarope de maltose, água destilada e água de umidificação de malte. O mosto foi produzido pelo processo de infusão, separado do bagaço de malte por filtração convencional e fervido durante 60 minutos. Após seu resfriamento e clarificação o mosto foi inoculado com levedura de baixa fermentação (1,3g/l, ps) e colocado para fermentar a 10°C. A fermentação foi encerrada com 90% da atenuação limite. em seguida, a cerveja foi engarrafada e maturada a 0°C por 14 dias. Os resultados mostraram que o aumento do rendimento de mosturação, em função do uso da água de umidificação de malte, foi estatisticamente não significativo. A utilização dessa água praticamente não alterou as características químicas e sensoriais da cerveja, havendo apenas um leve aumento na intensidade de cor da bebida (7,1 x 8,0 EBC). Considerando, no entanto, que a água de umidificação de malte obtida em nível industrial apresenta maior concentração de extrato em relação àquela produzida em laboratório, espera-se que o uso da primeira traga ganho de rendimento industrial sem alterações significativas nas características da cerveja.

Armazenamento refrigerado de morango submetido a altas concentrações de CO2

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)