Caracterização molecular e perfil fermentativo de leveduras epífitas isoladas de frutos in natura para seleção de linhagens com potencial para produção de cerveja

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorFiaux, Sorele Batista-
Autor(es): dc.contributorCastro, Helena Carla-
Autor(es): dc.contributorAlves, Fábio Aguiar-
Autor(es): dc.contributorAlmeida, Vinícius Cotta de-
Autor(es): dc.contributorRocha, Leandro Machado-
Autor(es): dc.contributorMadeira, Lucianne Fragel-
Autor(es): dc.contributorMathias, Thiago Rocha dos Santos-
Autor(es): dc.contributorPeixoto, Fernando Cunha-
Autor(es): dc.creatorSilva, Frederico Medeiros Rosas da-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:55:58Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:55:58Z-
Data de envio: dc.date.issued2023-04-20-
Data de envio: dc.date.issued2023-04-20-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/28585-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/760345-
Descrição: dc.descriptionDesde o controle dos processos de fermentação alcoólica, leveduras do gênero Saccharomyces se mostram excelentes para a produção de cerveja que se popularizaram no início do século XX. No entanto, o interesse em novas linhagens de leveduras vem aumentando, para atender a demanda de um mercado atual em transição, com aumento de microcervejarias locais, dedicadas à criação de cervejas mais autênticas e com características sensoriais diferenciadas e complexas. Por conta da diversidade ambiental brasileira, supõe-se que o isolamento de diferentes linhagens de leveduras com potencial fermentativo e com produção peculiar de metabólitos secundários possa fornecer sabores e aromas diferenciais na cerveja. Este trabalho objetiva, a partir do isolamento, identificar e analisar o perfil fermentativo de linhagens de leveduras epífitas de frutos para seleção de linhagens adequadas para produção de cerveja com características sensoriais diferenciadas. Para isso, cento e nove (109) amostras de ocasião de frutos in natura foram coletadas com material estéril, obtendo-se 161 colônias sugestivas de leveduras. Trinta e nove (39) foram excluídas por, microscopicamente, apresentarem-se impuras e 31 por não apresentarem crescimento adequado em meio líquido. Assim, 91 colônias puras com morfologia leveduriforme foram isoladas, submetidas à identificação fenotípica, estocadas e analisadas quanto à atenuação da densidade, variação de pH e aroma preliminar em fermentação de mosto cervejeiro. Em 26 isolados (28,6%), não foi possível a identificação fenotípica, porém, 31 (34,1%) foram identificados como S. cerevisiae, além de outras 9 diferentes espécies classe I de risco biológico. Treze isolados (14,3%) foram descartados por pertencerem ao grupo de risco biológico classe II. A identificação molecular (reação em cadeia da polimerase e sequenciamento da região ITS do gene do RNA ribossômico 5.8S) foi capaz de identificar 8 isolados não identificados pela metodologia fenotípica, todas não-Saccharomyces, dentre eles, quatro isolados do Filo Basidiomycota. Os isolados apresentaram grande variação na capacidade de atenuação de densidade após 14 dias (de 8% a 94%, média 51,6%), com 43 isolados com atenuação mínima do mosto de 60%. Apenas um isolado de classe II foi capaz de atenuar o mosto em 60% (C. krusei). Em relação à percepção de aroma preliminar, 19 isolados foram considerados diferenciados e 35 comuns, totalizando 54 isolados com aroma adequado. Todos os isolados com aroma diferenciado tiveram confirmação por identificação molecular, nenhuma classe II de risco biológico. A combinação de identificação, atenuação do mosto e perfil de aroma adequados permitiu pré-selecionar 27 isolados adequados para aplicação em fermentações cervejeiras. A análise estatística por regressão logística binária mostrou correlação (OR = 4,4) para coleta de amostras em zona não-urbana com isolamento de leveduras adequadas para fermentação cervejeira. A seleção final de isolados considerados potenciais para produção de cerveja com características sensoriais diferenciadas foi realizada após análise de distanciamento genético por filogenia, busca de genes off-flavors por multiplex-PCR, perfil de aroma diferenciado, exclusão de gêneros de baixa aceitação comercial e acidificação (pH < 4,0, como potencial para produção de cerveja tipo sour). A combinação destes critérios possibilitou a seleção de 6 isolados potencialmente diferenciados, que tiveram a confirmação de fermentação alcoólica no Alcoolyzer Beer(R), que foram divididos em três subgrupos: (i) dois isolados S. cerevisiae distintos geneticamente das linhagens existentes e com aroma diferenciado; (ii) dois isolados não Saccharomyces (Pichia kluyveri; Hanseniaspora uvarum) com acidificação (pH < 4,0) e aroma diferenciados; (iii) dois isolados do Filo Basidiomycota (yeast-like) com acidificação (pH < 4). Os isolados do grupo (ii) foram submetidos à fermentação com variação de parâmetros: taxa de inóculo (1x106 células/mL / 1,5x106 células/mL) e temperatura (20ºC e 25ºC) e a teste de tolerância ao etanol (0, 5%, 10%, 15%, 20% e 25%), junto de linhagens comerciais de leveduras. A combinação de parâmetros com maior atenuação e produção de aroma, para ambos isolados, foi a 25ºC com inóculo de 1x106 células/mL, uma taxa menor do que a indicada para uso em um novo isolado comercial para acidificação em fermentação única, a Lachancea thermotolerans (2x106 células/mL), que também apresenta como desvantagem a necessidade de adição de glicose ao mosto. Ambos isolados testados apresentaram menor variação na capacidade de atenuação, pH e perfil de aroma (frutado cítrico) quando nas variações de temperatura e taxa de inóculo testadas, quando comparado com o isolado comercial. Ambos isolados do subgrupo (ii) apresentaram tolerância ao etanol semelhante à linhagem comercial de S. cerevisiae Safale US-05 ®. Assim, observa-se a viabilidade do isolamento de leveduras ambientais para utilização em fermentação cervejeira, com geração de cerveja com características sensoriais diferenciadas e, em especial, isolados com capacidade de produzir cerveja sour em fermentação única e com aroma diferenciado. A perspectiva é detectar, por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa, os compostos voláteis produzidos pelas linhagens selecionadas.-
Descrição: dc.descriptionSince the beginning of the control of alcoholic beverage production processes, yeasts of the genus Saccharomyces are excellent for production of beer that became popular in the 20th century. However, increasing interest in new yeast lines has increased interest in meeting the demand of a differentiated beers market in transition, with the increasing creation of a more differentiated current market with differentiated and complex characteristics. According to the environmental diversity, it is assumed that in Brazil the isolation of different strains of yeasts with fermentative potential and with a peculiar production of secondary metabolites can provide distinct flavors and aromas in beer. This work, to do isolation, identify and analyze the fermentative profile of epiphytic yeast strains of fruits for selection of objective strains from the production of beer with differentiated sensorial characteristics. For this, one hundred and nine (109) occasional collections of fresh fruits were suggestive with sterile material, obtaining 161 colonies suggestive of yeasts. Thirty-nine (39) were excluded because, microscopically, they were impure and others 31 inapt to growth in liquid medium. Thus, 91 pure colonies with yeast morphology were isolated, stored, submitted to phenotypic identification and tested for attenuation of beer wort density, pH variation and preliminary aroma. In 26 isolates (28.6%), phenotypic identification was not possible, however, 31 (34.1%) were identified as S. cerevisiae, in addition to 9 other class I species different from biological risk. Thirteen isolates (14.3%) were discarded because they belonged to the class II biological risk group. A molecular identification (reaction by polymerase chains and ITS sequencing of the 5.8S RNA ribosomal region gene) was able to identify 8 isolates not identified by the phenotypic methodology, non-Saccharomyces, among them, four isolates from the Phylum Basidiomycota. The yeasts showed great variation in attenuation capacity after 14 days of fermentation (from 8% to mean 51.6%), with 43 isolates with minimum density attenuation of 60%. Only one class II isolate was able to attenuate the majority by 60% (C. krusei). Regarding the perception of preliminary aroma, 19 isolates were considered common and 35 differentiated, totaling 54 isolates with adequate aroma. All isolates with differentiated aroma were confirmed by molecular identification, with no class II risk. The combination of identification (class I), wort attenuation and adequate aroma profile allowed the pre-selection of 27 isolates suitable for application in brewing fermentations. Statistical analysis by binary logistic regression showed correlation (OR = 4.4) for non-urban sample collection with isolation of yeasts suitable for brewing fermentation. The final selection of isolates considered of potential for beer production with differentiated sensory characteristics was carried out after analysis of genetic distance by phylogeny, search for off-flavors genes by multiplex-PCR, differentiated aroma profile, exclusion of genera with low commercial acceptance and acidification (pH > 4.0, as potential for producing sour beer). The combination of these criteria allowed the selection of 7 potentially differentiated isolates, which had the confirmation of alcoholic fermentation in Alcoolyzer Beer(R), which were divided into three subgroups: (i) two S. cerevisiae isolates genetically distinct from the existing strains and with a different aroma; (ii) two non-Saccharomyces isolates (Pichia kluyveri; Hanseniaspora uvarum) with acidification (pH < 4.0) and differentiated aroma; (iii) two isolates of the Phylum Basidiomycota (yeast-like) with acidification (pH < 4). Group (ii) isolates were subjected to fermentation with varying parameters: inoculum rate (1x106 cells/mL / 1.5x106 cells/mL) and temperature (20ºC and 25ºC). Ethanol tolerance test (0, 5 %, 10%, 15%, 20% and 25%) were performed, along with commercial yeast strains. The combination of parameters with the highest attenuation and aroma production for both isolates was 25ºC with an inoculum of 1x106 cells/mL, a rate lower than that indicated for use in a new commercial isolate for acidification in a single fermentation, Lachancea thermotolerans (2x106 cells /mL), which also has the disadvantage of adding glucose to the wort. Both tested isolates showed less variation in attenuation capacity, pH and aroma profile (citrus fruity) when in the tested temperature and inoculum rate variations, when compared to the commercial isolate. Both isolates from subgroup (ii) showed ethanol tolerance similar to the commercial strain of S. cerevisiae Safale US-05 ®. Thus, it is possible to observe the feasibility of isolating environmental yeasts for use in brewing fermentation, generating beer with differentiated sensory characteristics and, in particular, isolates capable of producing sour beer in a single fermentation and with a differentiated aroma. The perspective is to detect, by gas chromatography coupled with a mass spectrometer, the volatile organic compounds produced by the strains selected.-
Descrição: dc.description94 f-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectLeveduras-
Palavras-chave: dc.subjectFermentação-
Palavras-chave: dc.subjectCerveja-
Palavras-chave: dc.subjectSour-
Palavras-chave: dc.subjectIsolamento-
Palavras-chave: dc.subjectSeleção-
Palavras-chave: dc.subjectLeveduras-
Palavras-chave: dc.subjectFermentação de bebida-
Palavras-chave: dc.subjectFermentação alcoólica-
Palavras-chave: dc.subjectCerveja-
Palavras-chave: dc.subjectAroma-
Palavras-chave: dc.subjectYeast-
Palavras-chave: dc.subjectFermentation-
Palavras-chave: dc.subjectBeer-
Palavras-chave: dc.subjectSour-
Palavras-chave: dc.subjectIsolation-
Palavras-chave: dc.subjectSelection-
Título: dc.titleCaracterização molecular e perfil fermentativo de leveduras epífitas isoladas de frutos in natura para seleção de linhagens com potencial para produção de cerveja-
Título: dc.titleMolecular characterization and fermentative profile of epiphytic yeasts isolated from in natura fruits for selection of strains with potential for beer production-
Tipo de arquivo: dc.typeTese-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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