Systems biology approaches for the design of novel Saccharomyces cerevisiae winemaking strains for enhanced flavour compounds synthesis

Tese de Doutoramento em Biologia Ambiental e Molecular

Capacidade fermentativa de Saccharomyces cerevisiae enriquecida com ácidos graxos

Levedura de panificaçao (Saccharomyces cerevisiae) foi obtida anaerobicamente (sem e com adição dos ácidos graxos palmítico, oleico e linoleico) e aerobicamente e utilizada em ensaios de fermentação com 14% e 16% de sacarose a 32°C. Não houve diferenças significativas, quanto a viabilidade celular, entre os tratamentos das leveduras com ácido oleico, ácido linoleico e aerobicamente (as quais foram ricas em palmitoleico e oleico). As leveduras enriquecidas com ácido palmítico e anaeróbicas apresentaram maior redução na viabilidade do que com ácidos graxos insaturados. Foi observado um aumento na produção de ácido pirúvico e uma redução nos álcoois superiores com a redução da viabilidade celular.

Aumento da produção de etanol a partir de melaço de cana-de-açúcar pela adição de benzoato

O efeito da adição de benzoato de sódio sobre a fermentação alcoólica de meio de melaço de cana-de-açúcar com 15% de açúcares redutores totais foi estudado utilizando a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Foram adicionados 7,5 miligramas de benzoato de sódio para 0,8 gramas de levedura seca durante 0, 2, 4 e 6 ciclos fermentativos. Com a adição de benzoato ocorreu aumento na produção de etanol, redução do crescimento da levedura e dos teores de glicerol e dos álcoois n-propílico, isobutílico e isoamílico. O inibidor não provocou redução da viabilidade celular e após a retirada do inibidor a levedura voltou a apresentar crescimento. Este fato sugere a possibilidade do uso do benzoato em destilarias de álcool combustível.

Efeito do nitrito sobre a fermentação alcoólica realizada por Saccharomyces cerevisiae

O efeito de concentrações de até 80 ppm de nitrito sobre a fermentação alcoólica foi estudado com levedura de panificação (Saccharomyces cerevisiae). Houve aumento no tempo de fermentação com adição de nitrito sem afetar a produção de etanol. Com a adição de 60 e 80 ppm de NO2-, ocorreu redução na viabilidade celular e brotamento acompanhada por aumento no acúmulo de trealose e glicogênio. Aumentando a concentração de nitrito houve aumento no álcool n-propílico e redução nos teores de álcoois isobutílico e isoamílico.

Lipídios em sedimentos arqueológicos: resultados preliminares do sítio arqueológico Rio do Meio, Ilha de Santa Catarina (SC)

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a distribuição de lipídios em sedimentos arqueológicos do sítio Rio do Meio, Ilha de Santa Catarina. Nos extratos totais de lipídios, analisados por cromatografia gasosa e espectrometria de massas (CG e CG-EM), predominaram os compostos ácidos e álcoois saturados. Foram detectados pelo menos dois tipos de matéria orgânica: uma antiga e outra comparativamente recente. Na primeira, o extrato total de lipídios foi dominado por ácidos graxos de cadeias curtas (< Ac20:0), com menor percentagem de ácidos e álcoois de cadeias longas (> Ac20:0 e Al20:0). Em contraste, na deposição classificada como recente, foram identificados em maiores teores os ácidos e álcoois de cadeias longas (> Ac20:0 e Al20:0). Neste estudo, foi possível observar a incorporação de material orgânico procedente de fontes de origem vegetal, bacteriana e, possivelmente, animal (gorduras) nos sedimentos arqueológicos analisados.

Efeito de três processos de vinificação sobre a composição química e a qualidade do vinho Cabernet Franc

Foram avaliados os efeitos de três processos de vinificação sobre a composição química e a qualidade do vinho Cabernet Franc, nas safras de 1987 a 1990. As vinificações foram realizadas em escala industrial, pelos processos clássico, de termovinificação e de maceração carbônica. Avaliaram- se teor alcoólico, acidez total, açúcares redutores, cinzas, extrato seco, compostos fenólicos e voláteis e elementos minerais. Procedeu-se, também, à análise sensorial dos vinhos. Os resultados foram submetidos à análise de componentes principais (ACP) e à análise de variância, sendo que os três primeiros eixos explicaram 68,2% da variação total. Através da ACP, foi possível separar os vinhos de maceração carbônica dos outros dois processos de vinificação. As variáveis que apresentaram maior efeito na variação foram os álcoois superiores, os cátions e os compostos fenólicos. A avaliação sensorial mostrou que a maceração carbônica originou vinhos leves e com menor intensidade de cor, e a termovinificação e a vinificação clássica originaram vinhos com mais corpo, melhor qualidade e equilíbrio gustativo e maior tipicidade varietal.

Ocorrência das biovares 1 e 2 de Ralstonia solanacearum em lavouras de batata no estado do Rio Grande do Sul

Com a finalidade de verificar a ocorrência e a distribuição de biovares de Ralstonia solanacearum no Estado do Rio Grande do Sul, plantas com sintomas de murcha-bacteriana foram coletadas, na primavera de 1999, em 25 lavouras de batata (Solanum tuberosum) em dez municípios das quatro áreas de produção: Serra do Nordeste, Planalto Superior, Depressão Central e Grandes Lagoas. A determinação da espécie foi feita com teste sorológico através de ELISA e da biovar com base no metabolismo oxidativo de açúcares e álcoois. Noventa e quatro porcento dos 490 isolados foram identificados como biovar 2. A ocorrência da biovar 1 foi registrada na Serra do Nordeste e Depressão Central. A ocorrência das biovares não mostrou relação com a temperatura média local ou cultivar de batata.

Síntese e emprego do [Pd(dmba)(NCO)(PPh3)] em processos catalíticos envolvendo a preparação de derivados da uréia e de alcoxicarbonil complexos

Este trabalho trata do emprego do ciclometalado [Pd(dmba) (NCO)(PPh3)] (dmba = N,N-dimetilbenzilamina; PPh3 = trifenilfosfina) em processos catalíticos em fase homogênea, envolvendo a reação entre p-toluidina e p-nitrotolueno, produzindo N,N'-bis(4-metilfenil)uréia. A reação foi realizada a 140 0C, sob pressão inicial de CO de 60 bar. Empregou-se também o mesmo composto em reações de carbonilação na presença dos álcoois metílico e etílico, obtendo-se os alcoxicarbonil complexos [Pd(NCO)(CO2R)(PPh3)2] (R=Me ou Et). Constatou-se que o emprego do [Pd(dmba)(NCO)(PPh3)] nos referidos processos, propiciou a formação dos produtos com bons rendimentos.

Síntese de éster de cadeia longa via catálise básica heterogênea

Um éster de cadeia longa foi sintetizado pela transesterificação do palmitato de metila com álcoois de cadeia longa usando óxido de magnésio como catalisador. Esses foram preparados pela decomposição térmica de diferentes precursores, buscando estabelecer relações entre propriedades estruturais e atividades. Temperatura e quantidade de catalisador foram variados para se avaliar o rendimento do éster em função do precursor utilizado na preparação do óxido.

Caracterização morfológica e frequência dos estádios do ciclo do epitélio seminífero em preás (Galea spixii Wagler, 1831) criados em cativeiro

Estudos baseados nas características testiculares estão altamente relacionados com a eficiência reprodutiva de varias espécies. Assim, o projeto desenvolvido teve como objetivo identificar as células do epitélio seminífero, caracterizar histologicamente suas associações, que formam os estádios, e determinar a frequência destes. Os fragmentos de testículos, com 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 150 dias foram coletados no Centro de Multiplicação da Universidade Federal Rural do Semi-árido, Mossoró/ RN. Passando pelos processos de fixação, lavagens em soluções de concentrações crescentes de álcoois (70-100%), desidratação em xilol, inclusão em Histosec®, preparação das lâminas histológicas, colorações em Hematoxilina e Eosina (HE) e suas fotomicrografias para a caracterização dos núcleos celulares do epitélio germinativo e a definição dos oitos estágios do ciclo do epitélio seminífero (CES) baseados no Método da Morfologia Tubular. Das faixas etárias analisadas todos os animais de 90-150 dias de idade apresentaram todos os estádios do CES. Os estádios I e III foram os que apresentaram maior e menor freqüência, respectivamente. Os animais caracterizados como pré-púberes (30 dias), púberes (45-90 dias de idade) e pós-púberes (105150 dias de idade) apresentaram os estádios I, VIII e IV com uma maior freqüência, respectivamente.

Composição química da cera epicuticular e caracterização da superfície foliar em genótipos de cana-de-açúcar

Objetivou-se neste trabalho avaliar a composição química da cera epicuticular e caracterizar a superfície foliar dos cultivares de cana-de-açúcar RB855113 (sensível à mistura de herbicidas trifloxysulfuron-sodium + ametryn), SP80-1842 e SP80-1816, do clone RB957689 (com média sensibilidade à mistura de herbicidas) e do cultivar RB867515 (tolerante). A cera epicuticular foi extraída e quantificada e os seus constituintes analisados por cromatografia a gás, acoplada a espectrômetro de massa (CG-EM). Para determinação da composição química, assim como a caracterização da superfície foliar dos cultivares avaliados, amostras de lâmina foliar foram coletadas e submetidas à microscopia eletrônica de varredura, para caracterização das faces adaxial e abaxial. A análise das amostras revelou a presença de hidrocarbonetos, esteróides, ésteres graxos, álcoois e aldeídos. A cera do cultivar sensível à mistura (RB855113) apresentou menor número de componentes químicos e predominância de ésteres graxos de cadeia mais curta que os encontrados nos demais cultivares, bem como pequena proporção de esteróides e hidrocarbonetos. Nos cultivares com média sensibilidade (SP80-1842 e RB867515), a cera apresentou maior proporção de hidrocarbonetos e esteróides. A cera do cultivar RB855113 apresentou polaridade intermediária, porém menos polar que a cera do cultivar RB867515 (tolerante à mistura). Não foram observadas diferenças marcantes entre os cultivares no que se refere à micromorfologia foliar.

Composição química da cera epicuticular de biótipos de azevém resistente e suscetível ao glyphosate

Objetivou-se com este trabalho determinar a composição química da cera epicuticular dos biótipos de azevém (Lolium multiflorum) resistente e suscetível ao glyphosate, buscando relações entre suas características e a resistência dos biótipos ao herbicida. A cera epicuticular foi extraída e quantificada e os seus constituintes analisados por cromatografia em fase gasosa, acoplada a espectrômetro de massa (CG-EM). Para determinação da composição química, amostras de lâmina foliar foram retiradas 30 dias após a emergência das plantas, coletando-se a primeira folha com lígula totalmente visível. A quantidade de cera epicuticular extraída não diferiu entre os biótipos. Entre os compostos que constituem a cera epicuticular, os álcoois são os mais abundantes, sendo representados por apenas um composto: o hexacosan-1-ol (46,80% no biótipo resistente e 52,20% no biótipo suscetível). Ao comparar a polaridade da cera epicuticular dos biótipos de azevém, constatou-se que tanto no biótipo resistente quanto no suscetível a cera epicuticular apresentou mais de 50% de componentes polares (álcoois e aldeídos) em sua constituição, sendo esse valor igual a 69,80% no biótipo resistente e 64,94% no biótipo suscetível. Por meio da caracterização apresentada, pode-se afirmar que existem pequenas diferenças na cera epicuticular dos biótipos de azevém resistente e suscetível ao glyphosate; o biótipo resistente apresentou grau de polaridade pouco superior ao do biótipo suscetível, porém essa diferença não pode ser considerada marcante a ponto de determinar maior ou menor tolerância de um biótipo ou outro ao herbicida glyphosate.

Emissão por folhas de Ficus benjamina L. (Moraceae) de compostos orgânicos voláteis oxigenados

A vegetação é a fonte de aproximadamente 90% de todos os compostos orgânicos voláteis na atmosfera global. Alguns hidrocarbonetos oxigenados emitidos por plantas reagem com radicais livres, tais como nitrato e hidroxila, e ozônio em taxas comparáveis com aquelas dos compostos antropogênicos mais reativos e podem contribuir para a formação de ozônio em áreas urbanas. Apesar do papel importante dos hidrocarbonetos naturais na formação fotoquímica dos oxidantes, pouco se sabe sobre as espécies químicas dos compostos orgânicos voláteis emitidos por plantas. Nesse trabalho, foi estudada a emissão de compostos orgânicos voláteis por Ficus benjamina, espécie comumente encontrada na região da cidade de São Paulo. Os gases emitidos pelas folhas da F. benjamina foram coletados em sistemas fechados e vários compostos orgânicos voláteis oxigenados, tais como ácidos orgânicos (ácido fórmico e ácido acético), aldeídos (formaldeído, acetaldeído e hexanal) e álcoois (mentol, 1- butanol, 1-pentanol, 2-penten-1-ol, 4-penten-2-ol e linalool), foram identificados através de técnicas cromatográficas.

Síntese de esteres terpenóides por via enzimática: influência do tamanho da cadeia alifática do ácido graxo e da estrutura do álcool de terpeno

A especificidade de uma preparação comercial de lipase imobilizada, com relação a molécula ácida e alcoólica do substrato, foi estudada através da síntese de diversos ésteres de terpenóides. Na série de reações do citronelol e ácidos graxos com diferentes tamanho de cadeia alifática (C2 a C18), altas taxas de esterificação (95 a 98%) foram alcançadas para ácidos contendo 4 ou mais carbonos. Numa segunda série de experimentos, diferentes álcoois terpenos foram esterificados com ácido butírico, sendo constatado uma influência marcante da estrutura do álcool de terpeno no desempenho desta preparação enzimática. Graus de esterificação maiores que 95% somente foram obtidos para os álcoois primários como citronelol, geraniol e nerol. Álcoois secundários (mentol) e terciários (linalol) não foram esterificados, sob as condições testadas.

NOVAS APLICAÇÕES DE SISTEMAS SFE "HOME MADE".: I. PLANTAS MEDICINAIS BRASILEIRAS

Neste trabalho, apresenta-se uma visão geral da evolução do uso da SFE (extração com fluido supercrítico) na análise de plantas medicinais brasileiras dentro das pesquisas desenvolvidas pelo Laboratório de Cromatografia do IQSC-USP. Utilizou-se como fluido extrator o CO2, puro ou modificado com solventes de polaridade baixa a alta (pentano, solventes halogenados, álcoois, água), para a extração seletiva de princípios ativos de Maytenus aquifolium ("espinheira santa") e Mikania glomerata ("guaco"), respectivamente contendo triterpenos e cumarina. Os extratos obtidos por SFE foram analisados por CGAR (cromatografia gasosa de alta resolução), CLAE-DAD (cromatografia líquida de alta eficiência com detector" photodiodearray") ou CCD (cromatografia de camada delgada). A SFE forneceu resultados similares ou melhores do que os obtidos com métodos convencionais de extração (Soxhlet, maceração, etc), indicando o potencial uso da SFE para análise e/ou produção de preparações contendo estas plantas medicinais.