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Título: Caracterização bioquímico-molecular de cepas de Saccharomyces cerevisiae isoladas e selecionadas para a produção de cachaça com ênfase na produção de compostos aromatizantes.
Autor(es): Souza, Anderson Proust Gonçalves de
Orientador(es): Brandão, Rogélio Lopes
Palavras-chave: Cachaça
Compostos aromáticos
Data do documento: 2010
Membros da banca: Morais Junior, Marcos Antonio de
Borges, William de Castro
Referência: SOUZA, Anderson Proust Gonçalves de. Caracterização bioquímico-molecular de cepas de Saccharomyces cerevisiae isoladas e selecionadas para a produção de cachaça com ênfase na produção de compostos aromatizantes. 2010. 91 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2010.
Resumo: No Brasil, a cachaça é a mais popular bebida destilada produzida pela destilação de caldo de cana fermentado. A produção nacional é estimada em torno de 1,3 bilhões de litros por ano, dos quais menos de 1% é exportado. Como conseqüência desta pequena exportação, grandes esforços tem sido realizados para aumentar a qualidade deste produto e aumentar a participação deste produto no mercado internacional. Usualmente o processo de fermentação do caldo de cana é conduzido por uma sucessão de cepas de leveduras, sendo que a espécie de levedura predominante é a Saccharomyces cerevisiae. Na cachaça e em outras bebidas como o vinho, tem sido incorporado o uso de cepas selecionadas no processo fermentativo para melhorar as características das bebidas e gerar um produto de melhor qualidade. Neste trabalho, utilizamos quatro cepas oriundas de diferentes localidades geográficas, porém selecionadas e isoladas pelo mesmo procedimento conforme metodologia desenvolvida em nosso laboratório (INPI-MG Protocolo-315) que seleciona leveduras com características desejáveis para a produção de cachaça. Além destas cepas outras duas cepas previamente identificadas como resistente e sensível a cerulenina e TFL foram utilizadas nos experimentos. Neste trabalho, as cepas LBCM 600, LBCM 601, LBCM 613 e LBCM 632, selecionadas por tal metodologia foram identificadas como S. cerevisiae pela análise com enzimas de restrição da região ITS (internal transcribed spacer region). O polimorfismo do DNA das cepas foi analisado com as técnicas de RAPD-PCR, COX-PCR e análises de microssatélites. Nossos resultados demonstraram que a análise de microssatélites permitiu uma nítida distinção dentre todas as cepas analisadas, ao contrário das técnicas de RAPD-PCR e COX-PCR. Isto demonstrou ser necessário o uso de diferentes técnicas combinadas na análise do polimorfismo das cepas. Posteriormente as cepas foram analisadas quanto à produção de alcoóis superiores e ésteres através de cromatografia gasosa, demonstrando que as cepas produzem elevada quantidade de álcool isoamílico, octanoato e decanoato de etila. Por fim os genes BAP2, BAT1, BAT2, ATF2, ADH1 e EEB1 foram analisados em suas expressões por qRT-PCR. Ao contrário do esperado, nenhuma correlação direta pôde ser estabelecida entre o nível de expressão destes genes e a produção de compostos aromáticos. Os resultados demonstram que a metodologia de seleção desenvolvida precisa ser aperfeiçoada, sobretudo no que diz respeito à utilização de outras técnicas que possibilitem a identificação de características indicadoras por exemplo de uma maior capacidade de produção de compostos aromatizantes.
Resumo em outra língua: In Brazil, cachaça is the most popular beverage produced by distillation of fermented sugar-cane juice. The national production is estimated to be 1.3 billion liters per year of which less than 1% is exported. As a consequence of such small exportation, big efforts have been made to improve this products quality and increase its role in the international trade market. Usually the sugar-cane juice fermentation process has a succession of yeasts, with Saccharomyces cerevisiae being the predominant species. In the “cachaça”, and in other drinks as the wine, it has been incorporate the use of strains selected in the fermentative process to improve the characteristics of the beverage and to generate a product of better quality. In this work, it were used four strains from different geographic locations, selected and isolated by the same procedure according to the methodology developed in our lab (INPI-MG Protocol-315) that selects yeast strains with desirable characteristics for the “cachaça” production. Besides these four yeast strains two other strains previously identified as resistant and sensible to cerulenin and TFL were used in the experiments. In this work the LBCM 600, LBCM 601, LBCM 613 and LBCM 632 yeast strains, selected by such methodology were identified as S. cerevisiae by an intergenic transcribed spacer region (ITS) restriction analysis. The yeast strains DNA polymorphism was analized with the RAPD-PCR, COX-PCR techniques and SSR analizes. Our results demonstrated that the microsatellite analizes allowed a clear distinction among all the analized yeasts, unlike the RAPD-PCR and COX-PCR techniques. This demonstrated the necessity to use combined techniques to analize the yeast polymorphism. Subsequently the yeasts were analized for the production of higher alcohols and esters by gas chromatograph assays, demonstrating that the strains produce high amount of isoamyl alcohol, ethyl octanoate and ethyl decanoate. Finally the BAP2, BAT1, BAT2, ATF2, ADH1 and EEB1 genes were evaluated by its expression with qRTPCR. Unless the expected, any direct correlation could be established between the expression levels of these genes and the aroma compound production. The results show that the selection methodology developed needs to be improved, particularly with regard to the use of other techniques that allow the identification of features indicative of such a greater capacity for production of flavor compounds.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6460
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