ACÚMULO DE CÁDMIO POR Saccharomyces cerevisiae FERMENTANDO MOSTO DE CALDO DE CANA

O presente trabalho estudou o acúmulo de cádmio (Cd) por Saccharomyces cerevisiae, fermentando mosto de caldo de cana com contaminações controladas, em níveis sub-tóxicos, do citado metal. O ensaio de fermentação foi conduzido em erlenmayers de 500 mL, acondicionados em estufa B.O.D. O mosto, não esterilizado, continha 12% de açúcares redutores totais (ART) e pH 4,5. Para a contaminação controlada empregou-se cloreto de cádmio em quatro níveis de contaminações: 0,5; 1,0; 2,0 e 5,0 mg Cd kg-1 mosto. A inoculação do mosto foi executada com fermento de panificação (10% p/p). Após a fermentação (4 horas) foram determinados, porcentagem de fermento no vinho centrifugado e teor alcoólico do mesmo. Na levedura separada por centrifugação, foram determinados peso úmido, matéria seca, proteína bruta e teores de cádmio por espectrofotometria de absorção atômica. Em todos os níveis de contaminação estudados houve acúmulo de Cd pela levedura.

Fermentação de trealose e glicogênio endógenos em Saccharomyces cerevisiae

As linhagens PE-2 e VR-1 de Saccharomyces cerevisiae foram submetidas à fermentação das reservas endógenas na temperatura de 40oC. No intervalo de 0 a 24 horas foram recolhidas as amostras para a determinação de etanol, nitrogênio no fermento e no vinho, bem como os carboidratos de reserva (trealose e glicogênio) e a viabilidade celular. A trealose foi esgotada durante 24 horas. Os teores de glicogênio sofreram muitas oscilações ao longo do tempo, entre a mobilização e a síntese e embora não esgotado, deve ter contribuído significativamente para a formação de álcool na suspensão. Foi observada a relação proporcional entre a mobilização de trealose e a queda da viabilidade celular. No transcorrer da fermentação das reservas de carboidratos houve aumento nos teores de nitrogênio no fermento até 6 e 8 horas, sendo tal incremento afetado pela linhagem de levedura. No prosseguimento da fermentação ocorreu a autólise celular, que foi percebida pelo aumento brusco de nitrogênio no vinho (de 200 para 1500mg/L) e pela queda da viabilidade celular. O ganho alcançado com a fermentação endógena foi de 40 e 68 litros de álcool por tonelada de levedura seca com incremento de 25 e 27% de proteína no fermento para as linhagens PE-2 e VR-1, respectivamente. Este resultado tem reflexos positivos quando da comercialização da levedura seca como proteína microbiana.

Efeito do cloreto de sódio na produção de proteínas (Saccharomyces cerevisiae) em fermentação semi-sólida

Estudou-se o efeito do cloreto de sódio sobre a produção de biomassa e proteínas extracelulares totais, durante o cultivo de Saccharomyces cerevisiae. A levedura foi desenvonvida em fermentador de leito fluidizado, com vazão de ar de 70L/min, temperatura de 33° C, e umidade relativa de 99-100%. Foi utilizado substrato semi-sólido de batatas, previamente hidrolizado, acrescido de cloreto de sódio 0,6M. O crescimento celular foi monitorado por densidade óptica à 595 nm. Observou-se, como resultado, que a adição de cloreto de sódio 0,6M induziu um aumento de 36,86% na produção de proteínas extracelulares totais, mas inibiu o crescimento celular em 27,62% quando os meios com e sem cloreto de sódio foram testados. A produção máxima de biomassa, tanto para os experimentos com adição de cloreto de sódio quanto para o sem adição, ocorreu no período de 7 a 9 horas de fermentacão, enquanto que a produção de proteínas extracelulares totais, independentemente da adição do sal, ocorreu durante o período de 9 a 12 horas de fermentação. As velocidades específicas máximas de crescimento foram de 0,350/h para os experimentos com sal, e de 0,339/h para aqueles sem a adição do sal. A combinação de alta vazão de ar e a presença de cloreto de sódio 0,6M na fermentação parece não ter tido efeito sobre a duração da fase lag na curva de crescimento celular de Saccharomyces cerevisiae.

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.

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE CÁDMIO POR Saccharomyces cerevisiae

Com o objetivo de determinar as isotermas de adsorção de cádmio por Saccharomyces cerevisiae, foram utilizados os sais cloreto e nitrato de cádmio nas concentrações de 5, 10, 20, 40, 60, 80 e 100mg L-1. A biomassa foi produzida a partir de uma cultura "starter"de Saccharomyces cerevisiae IZ 1904. Após o contato de 16h entre o microrganismo e as soluções em estudo, a biomassa foi separada por centrifugação e o teor de cádmio residual foi determinado no sobrenadante por espectrofotometria de absorção atômica. Para os dois sais empregados foi observado um acúmulo crescente de cádmio nas concentrações de 5, 10, 20 e 40mg L-1. Nas concentrações de 60, 80 e 100mg L-1 foi observado que a levedura acumulou teores menores do metal, evidenciando danos na parede celular, nem sempre acompanhados de iguais danos da membrana citoplasmática, tais alterações da parede visualizadas por microscopia eletrônica de varredura.

Efeitos do cádmio sobre o crescimento das leveduras Saccharomyces cerevisiae PE-2 e Saccharomyces cerevisiae IZ-1904, e a capacidade da vinhaça em atenuar a toxicidade

O presente trabalho teve por finalidade estudar os efeitos do cádmio sobre a levedura Saccharomyces cerevisiae, bem como avaliar a possibilidade de se utilizar a vinhaça como fornecedora de agentes ligantes, visando minimizar os efeitos deletérios do mesmo. Primeiramente montou-se um ensaio visando observar a ação tóxica de diferentes concentrações de cádmio (0; 0,05; 0,1 e 0,5mM), avaliada pelo crescimento de duas cepas da levedura S. cerevisiae (PE-2 e IZ-1904) em meio YED. O meio foi inoculado com 1mL de uma suspensão a 1% (m/v) das respectivas cepas e incubado por 18 horas. Em tempos determinados durante o crescimento anaeróbio, alíquotas da suspensão de células foram retiradas e a concentração celular foi determinada. No final do ensaio, foram determinadas a viabilidade celular, a taxa de brotamento e a contaminação bacteriana. Os teores de trealose para cada tratamento, de ambas as cepas, foram dosados no início e no final do ensaio. Em uma segunda etapa, montou-se um ensaio visando avaliar a capacidade da vinhaça (0,15 e 30% do volume do meio) em atenuar os efeitos tóxicos de duas doses de cádmio (0,1 e 0,5mM), empregando-se a levedura S. cerevisiae PE-2 em meio YED. O meio foi inoculado com 2mL de uma suspensão a 1% (m/v) da levedura e incubado por 18 horas. Em tempos determinados durante o crescimento anaeróbio, alíquotas da suspensão de células foram retiradas e a concentração celular foi determinada. No final do ensaio, foram determinadas a viabilidade celular, a taxa de brotamento, a contaminação bacteriana e a produção de etanol. Os teores de trealose, para cada tratamento, foram dosados nas leveduras no início e no final do ensaio. O cádmio prejudicou o crescimento e a viabilidade celular das duas cepas da levedura S. cerevisiae. A vinhaça apresentou um discreto efeito tóxico, traduzido pela redução do crescimento. Porém, nos tratamentos contaminados com cádmio, apresentou um efeito protetor, minimizando os efeitos deletérios do metal.

Viabilidade celular de Saccharomyces cerevisiae cultivada em associação com bactérias contaminantes da fermentação alcoólica

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência de bactérias dos gêneros Bacillus e Lactobacillus, bem como de seus produtos metabólicos, na redução da viabilidade celular de leveduras Saccharomyces cerevisiae. As bactérias Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus stearothermophilus, Lactobacillus fermentum e Lactobacillus plantarum foram cultivadas em associação com a levedura S. cerevisiae (cepa Y-904) por 72 horas a 32 °C, sob agitação. A viabilidade celular, a taxa de brotamento e a população de células de S. cerevisiae e a acidez total, a acidez volátil e o pH dos meios de cultivos foram determinados às 0, 24, 48 e 72 horas do cultivo misto. As culturas de bactérias foram tratadas através do calor, de agente antimicrobiano e de irradiação. Os resultados mostraram que apenas os meios de cultivo mais acidificados, contaminados com as bactérias ativas L. fermentum e B. subtilis, provocaram redução na viabilidade celular de S. cerevisiae. Excetuando a bactéria B. subtilis tratada com radiação gama, as demais bactérias tratadas pelos diferentes processos (calor, irradiação e antimicrobiano) não causaram diminuição da viabilidade celular e da população de S. cerevisiae, indicando que a presença isolada dos metabólitos celulares dessas bactérias não foi suficiente para reduzir a porcentagem de células vivas de S. cerevisiae.

Determinação de isotermas de adsorção de Saccharomyces cerevisiae empregando acetato e sulfato de cádmio

Para determinar as isotermas de adsorção de cádmio por Saccharomyces cerevisiae, foram utilizados os sais acetato e sulfato de cádmio, nas concentrações de 5; 10; 20; 40; 60; 80 e 100 mg.L-1. A biomassa foi produzida a partir de uma cultura "starter" de Saccharomyces cerevisiae IZ 1904. Após o contato de 16 horas entre o microrganismo em estudo e as soluções teste, a biomassa foi separada por centrifugação e o teor de cádmio residual foi determinado por espectrofotometria de absorção atômica diretamente no sobrenadante. Os dois sais testados demonstraram acúmulo crescente do metal nas concentrações de 5; 10; 20 e 40 mg.L-1. Porém, nas concentrações de 60; 80 e 100 mg.L-1, foi observado um acúmulo decrescente do metal, mostrando assim danos da parede celular, nem sempre evidenciados em nível de membrana citoplasmática, visualizados por microscopia eletrônica de varredura.

Influência de frações da parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre os índices séricos de glicose e lipídios, microbiota intestinal e produção de ácidos graxos voláteis (AGV) de cadeias curtas de ratos em crescimento

Os índices séricos de glicose e lipídios, a microbiota intestinal e a produção de ácidos graxos voláteis de cadeias curtas (AGV) foram determinados em ratos Wistar submetidos às dietas: padrão (AIN-P), padrão modificada (AIN-M) e às dietas contendo frações de parede celular de levedura: glicana insolúvel (GI), manana (M) e glicana mais manana (G+M), como única fonte de fibra alimentar. O fracionamento da parede celular (PC) foi realizado por processos físicos e químicos de extração, centrifugação e secagem em "spray dryer". Os índices séricos foram dosados através de "kits" comerciais. A microbiota e a produção de AGV foram determinadas nos conteúdos intestinais, incluindo cólon, ceco e reto. Considerando os níveis de colesterol no tempo (T0) e no tempo 28 (T28), as dietas AIN-P, AIN-M e M apresentaram efeito hipocolesterolêmico, tendo em vista que a composição das dietas eram de natureza hipercolesterolêmica. Em relação à glicose sérica, no tempo (T0) observou-se uma elevação geral da glicemia, sugerindo um efeito hiperglicêmico das dietas estudadas. A dieta G+M foi a que apresentou valores significantemente mais elevados de lipídios séricos no tempo T14, e os níveis mais baixos foram observados na dieta M e na dieta GI no T14 e nas dietas AIN-M e AIN-P. A dieta AIN-P foi a que apresentou valor significantemente mais elevado de triacilgliceróis nos tempos T14 e T28. Os níveis mais baixos nos tempos T14 foram constatados para as dietas G+M e GI e no tempo T28 para as dietas AIN-M e M. De um modo geral, não houve modificações significativas na microbiota intestinal dos animais em nenhuma das dietas. Dentre os AGV, o ácido acético foi o predominante, seguido do propiônico e do butírico, em todas as dietas estudadas.

Effects of nickel on the mineral composition of Fleischmann’s yeast (Saccharomyces cerevisiae)

Sugar cane juice containing 12% (w.w -1) of total reducing sugars and 0.0 to 5.0 mmol of nickel L-1, with pH ranging from 3.5 to 6.5, was inoculated with Fleischmann’s yeast (Saccharomyces cerevisiae) (10% w.w -1). Six hours after fermentation, the yeast’s cellular viability and trehalose content were evaluated. The resulting must was centrifuged and the raw yeast was analyzed by atomic absorption spectroscopy to evaluate the intracellular levels of calcium, copper, iron, magnesium, manganese, nickel, phosphorus, potassium, sulfur and zinc. The intracellular levels of iron, magnesium and calcium were affected and the yeast’s susceptibility to nickel was enhanced by the decrease in pH. The yeast’s growth was not affected by nickel at high pH, but the toxic effects of nickel were potentiated at low pH.

Effect of pH, dextrose and yeast extract on cadmium toxicity on Saccharomyces cerevisiae PE-2

The aim of this study was to evaluate the effects of pH, dextrose and yeast extract on the cadmium toxicity on Saccharomyces cerevisiae PE-2. In the first assay, the YED mediums with different pH (2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8) containing 0.0 and 0.05 mmol Cd L-1 were inoculated with yeast suspension and incubated at 30 °C for 18 hours. During the anaerobic growth, the biomass concentration was determined. The yeast trehalose content, cell viability, and the growth rate were assessed at the beginning and at the end of the growth stages. In the second assay the YED mediums were diluted to the total, ½, and ¼ content of dextrose and yeast and 0.0 and 0.05 mmol Cd L-1 were added. The pH of the mediums was adjusted to 5. The culture mediums were inoculated and incubated at 30 °C for 18 hours. The yeast growth was not affected by cadmium at high pH, but at low pH the yeast becomes more sensitive to the toxic effect. The yeast susceptibility to cadmium was enhanced by the decrease of yeast extract strength and the increase of dextrose strength.

Acompanhamento do processo de fermentação para produção de cachaça através de métodos microbiológicos e físico-químicos com diferentes isolados de Saccharomyces cerevisiae

Com a crescente exigência do mercado consumidor por produtos de melhor qualidade, busca-se o constante aprimoramento da produção de cachaça, uma vez que todas as etapas da cadeia produtiva de bebidas fermento-destiladas são importantes. O objetivo deste trabalho foi acompanhar o processo de fermentação para produção de cachaça, utilizando diferentes isolados de Saccharomyces cerevisiae a partir da quantificação de metabólitos secundários por Cromatografia Gasosa. O acompanhamento do processo deu-se desde o preparo do inóculo até o final do processo fermentativo. O estudo foi conduzido na Universidade Federal de Lavras (UFLA). Foram utilizados 8 isolados de Saccharomyces cerevisiae inoculados em caldo de cana, dos quais foram retiradas amostras durante a fase de crescimento em sistema de batelada alimentada e fermentação. As amostras foram analisadas quanto à taxa de floculação, ºBrix e álcoois superiores. Os parâmetros avaliados apresentaram diferenças para cada isolado. O melhor isolado para a produção de cachaça foi o isolado UFLA CA116 por apresentar alto número de células viáveis, maior taxa de floculação, ausência 1-propanol, presença de 1,3 butanediol.

Monitoring of wine aging process by electrospray ionization mass spectrometry

The characterization of wine samples by direct insertion electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS), without pre-treatment or chromatographic separation, in a process denominated fingerprinting, has been applied to several samples of wine produced with grapes of the Pinot noir, Merlot and Cabernet Sauvignon varieties from the state o Rio Grande do Sul, in Brazil. The ESI-MS fingerprints of the samples detected changes which occurred during the aging process in the three grape varieties. Principal Component Analysis (PCA) of the negative ion mode fingerprints was used to group the samples, pinpoint the main changes in their composition, and indicate marker ions for each group of samples.

Stability of the anthocyanins extracted from residues of the wine industry

Anthocyanins are highly important due to their antioxidant capacity. They are the most important among the phenolic compounds and one of the main natural dyes used in the food industry. In this research, residue of processed grapes was used to investigate the presence of anthocyanins, the possibility of their extraction from the residue, and their stability. The extraction solution consisted of 70 mL of ethanol 70% and 30 mL of HCl 0.1% at pH 2.0. The results found for the processed grapes residue was 26.20 mg.100 g-1. In order to evaluate stability, caffeic acid was added at 0.5:1 w/v; 0.8:1 w/v; and 1:1 w/v concentrations. Anthocyanins extract reached the greatest stability at 0.5:1 w/v concentration, with 82.47% color retention and a half-life period of 15 days. Therefore, the use of this organic acid as a stabilizer for anthocyanins is feasible.

Effect of trellising system on grape and wine composition of Syrah vines grown in the cerrado region of Minas Gerais

Based on the concept that the trellising system affects not only sunlight interception and carbon assimilation, but also the fruitzone microclimate, which has a great impact on fruit composition and consequently on wine quality, the effect of two trellising systems - Vertical Shoot Position (VSP) and modified Geneva Double Curtain (GDC) - on wine and berry composition of Syrah grapes grown in João Pinheiro, Northeast region of Minas Gerais State, Brazil was investigated. The parameters such as pH, berry size and weight, and seeds total phenolic contents were not affected by the training system. The GDC system produced fruits with the highest Brix and lowest titratable acidity. Berries from the VSP system presented lower anthocyanin concentration than those from the GDC system. Similar results were found for the total phenolic content of the skin of grape berries from the VSP system. GDC wines were characterized by high anthocyanin content and red color, resulting in wines with high color intensity. These data suggest that in the tropical region of Minas Gerais state, with high temperature and high sunlight intensity, the trellising system, which protects bunches against excessive radiation, should be chosen.