Floculação de leveduras por Lactobacillus fermentum em processos industriais de fermentação alcoólica avaliada por técnica fotométrica

Na produção de álcool por fermentação com leveduras, a floculação manifesta-se como um mecanismo natural de agregação de células. Essa condição pode ser induzida por vários fatores, entre eles, a interação entre bactérias floculentas como Lactobacillus fermentum e as leveduras. Esse fato torna-se prejudicial para o processo, pois tanto nas unidades que se utilizam do sistema de recuperação de células por centrifugação, como nas que não o utilizam, ocorrem perdas excessivas de fermento, em conseqüência dos problemas operacionais decorrentes da floculação, comprometendo seriamente o desempenho industrial. No presente trabalho, avaliou-se a floculação em vinho proveniente de fermentação experimental, sob duas condições de pH de fermento tratado utilizadas como inóculo e temperaturas de fermentação, não se observando diferenças significativas entre elas. Com este estudo, pôde-se ainda avaliar a capacidade de dispersão dos flocos em três condições de pH no tratamento do fermento em fase industrial, mostrando diferenças altamente significativas entre elas. A maior capacidade de dispersão no tratamento do fermento é desejável para o controle da floculação industrial, permitindo a sua centrifugação, com conseqüente separação das bactérias contaminantes do fermento. Essas constatações tornaram-se possíveis pelo emprego da técnica usual de determinação da floculação por espectrofotometria, modificada pela desfloculação prévia das amostras de vinho e fermento, o que conferiu maior estabilidade nas leituras.

Effects of nutritional factors on growth of Lactobacillus fermentum mixed with Saccharomyces cerevisiae in alcoholic fermentation

The growth of Lactobacillus fermentum was studied in mixed culture with Saccharomyces cerevisiae during alcoholic fermentation of high test molasses (HTM). Yeast extract or a group of 17 amino acids caused a strong and fast decrease in yeast viability due to the strong increase of acidity produced by bacteria. Pure culture of Lactobacillus fermentum in dry sugar cane broth confirmed amino acids as the main nutrients needed to stimulate the growth of bacterial contaminant during alcoholic fermentation. The absence of L. fermentum growth was obtained when leucine: isoleucine or valine were not added to the medium. Phenylalanine, alanine, glutamic acid, cystine, proline, histidine, arginine, threonine, tryptophane, serine and methionine inhibited the bacterial growth at least in one of the cultures of L. fermentum tested.

Efeito da radiação de microondas sobre Lactobacillus fermentum; linhagens: CCT4143; CCT4144; CCT4145; CCT4146 e FT038B

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC

Chemical inhibition of the contaminant Lactobacillus fermentum from distilleries producing fuel bioethanol

The purpose of this study was to determine the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of pure or mixed chemicals for Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus fermentum in the samples isolated from distilleries with serious bacterial contamination problems. The biocides, which showed the best results were: 3,4,4' trichlorocarbanilide (TCC), tested at pH 4.0 (MIC = 3.12 mg/l), TCC with benzethonium chloride (CBe) at pH 6.0 (MIC = 3.12 mg/l) and TCC mixed with benzalkonium chloride (CBa) at pH 6.0 (MIC = 1.53 mg /l). If CBa was used in sugar cane milling in 1:1 ratio with TCC, a 8 times reduction of CBa was possible. This formulation also should be tested in fermentation steps since it was more difficult for the bacterium to develop resistance to biocide. There was no inhibition of S. cerevisiae and there were only antibiotics as an option to bacterial control of fuel ethanol fermentation by S. cerevisiae.

Effect of immersion and inoculation in ovo of Lactobacillus spp. in embryonated chicken eggs in the prevention of Salmonella enteritidis after hatch

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

Susceptibility of Saccharomyces cerevisiae and lactic acid bacteria from the alcohol industry to several antimicrobial compounds

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Quantificação da floculação de Saccharomyces cerevisiae por bactérias contaminantes da fermentação alcoólica

O assentamento de células de leveduras no fundo das dornas e perdas de células nas centrífugas podem ser causadas por bactérias floculantes, contaminantes naturais da fermentação alcoólica industrial. Estes problemas levam a queda no rendimento e produtividade do etanol. O presente trabalho visa a caracterização da floculação de Saccharomyces cerevisiae por Lactobacillus fermentum CCT 1396. As células de leveduras e bactérias foram misturadas e a floculação das células quantificadas por espectrofotometria. Concentrações de bactérias numa faixa de 0,4 a 3,8g/L (biomassa seca) foram testadas a fim de determinar a ótima concentração de bactérias necessária para provocar a floculação das leveduras. O efeito de pH na floculação das células de leveduras e bactérias foi determinado. 1,38g/L de bactéria foi necessário para a floculação, de 65,4g/L de células de levedura com tempo de contato entre as células (sob agitação) de 15 minutos e repouso de 20 minutos. No pH 3,0 pouco efeito na floculação celular foi detectado e as células continuaram floculadas, mas na faixa de pH 2,0 -- 2,5 a floculação foi próxima de zero. Esta técnica pode ser utilizada para o controle da floculação de leveduras de indústrias de produção de álcool, para determinar a origem desta floculação, já que trata-se de uma técnica fácil, econômica e rápida.

Effect of 3,4,4 '-trichlorocarbanilide on growth of lactic acid bacteria contaminants in alcoholic fermentation

3,4,4'-trichlorocarbanilide (TCC) was rested as a new method of bacterial growth control for S. cerevisiae alcoholic fermentations of diluted high test molasses (HTM). Minimal inhibitory concentration (MIC) was tested to determine the necessary concentration of TCC to control bacterial growth. The fed-batch alcoholic fermentation process was used with cell recycle similar to industrial conditions and Lactobacillus fermentum CCT 1407 was mixed in the first inoculum to grow with the yeast. Yeast extract was added into the must to stimulate bacterial growth. The best results of TCC's MIC to bacterial growth of Lactobacillus fermentum and Leuconostoc mesenteroides (< 0.125-1.0 mu g/ml) and Saccharomyces cerevisiae (16 mu g/ml) occurred when it was combined with sodium dodecylsulphate (SDS) in a 1: 4 TCC/SDS ratio (wt/wt) in distilled water solution. 1.8 g/l TCC entrapped in calcium alginate added to the must with yeast extract inhibited the growth of Lactobacillus fermentum CCT 1407 maintaining a controlled acidity, higher yeast viability and up to 20.8% of improvement in the average of alcoholic efficiency. Addition of 0.075 g/l TCC entrapped in calcium alginate and 1.67 mg/l SDS in the wort with yeast extract (0-5.0 g/l), inhibited and controlled the extensive bacterial contamination for 19 cycles of fermentation. (C) 1998 Published by Elsevier B.V. Ltd.

Chlorine dioxide against bacteria and yeasts from the alcoholic fermentation

The ethanol production in Brazil is carried out by fed-batch or continuous process with cell recycle, in such way that bacterial contaminants are also recycled and may be troublesome due to the substrate competition. Addition of sulphuric acid when inoculum cells are washed can control the bacterial growth or alternatively biocides are used. This work aimed to verify the effect of chlorine dioxide, a well-known biocide for bacterial decontamination of water and equipments, against contaminant bacteria ( Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fermentum and Leuconostoc mesenteroides) from alcoholic fermentation, through the method of minimum inhibitory concentration ( MIC), as well as its effect on the industrial yeast inoculum. Lower MIC was found for B. subtilis ( 10 ppm) and Leuconostoc mesenteroides ( 50 ppm) than for Lactobacillus fermentum ( 75 ppm) and Lactobacillus plantarum ( 125 ppm). Additionally, these concentrations of chlorine dioxide had similar effects on bacteria as 3 ppm of Kamoran (R) ( recommended dosage for fermentation tanks), exception for B. subtilis, which could not be controlled at this Kamoran (R) dosage. The growth of industrial yeasts was affected when the concentration of chlorine dioxide was higher than 50 ppm, but the effect was slightly dependent on the type of yeast strain. Smooth yeast colonies ( dispersed cells) seemed to be more sensitive than wrinkled yeast colonies ( clustered cells/pseudohyphal growth), both isolated from an alcohol-producing unit during the 2006/2007 sugar cane harvest. The main advantage in the usage of chlorine dioxide that it can replace antibiotics, avoiding the selection of resistant populations of microorganisms.

Screening for yeast with antibacterial properties from an ethanol distillery

A general screening for the expression of antibacterial activity and non-flocculating type of yeast strains from must and fermented broth of alcohol distilleries was performed. From 60 strains only Saccharomyces sp. M26 presented a inhibitory halo in Lactobacillus fermentum culture and significant reduction in the culture turbidity (71%) and specific growth rate (56%) when compared to the control. Freezing did not affect the antibacterial activity of the Saccharomyces sp. M26 extract and heating at 90°C for 20 min completely destroyed this activity. It is expected the decrease of lactic acid bacteria growth in the S. cerevisiae alcoholic fermentation should allow for better control of these bacteria in the process. © 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Identificação e caracterização da microbiota lática isolada de queijo mussarela de búfala

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

Ação biocida do Poliquilgerm® derivado dom óleo de Ricinus Communis L. (mamona) sobre bactérias contaminantes da fermentação etanólica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Sinergismo entre sulfito, ácido lático, PH e etanol na fermentação alcoólica de Saccharomyces cerevisiae PE-2 e M-26

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diversidade e evolução da microbiota lática autóctone em queijo Muçarela de búfala e aplicação tecnológica dos isolados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)