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dc.contributor.authorLorca Mandujano, Gustavo Patricio
dc.date.accessioned2019-08-02T14:10:48Z
dc.date.available2019-08-02T14:10:48Z
dc.date.issued2018-02-20
dc.identifier.citationLORCA MANDUJANO, Gustavo Patricio. Seleção e evolução dirigida de leveduras para a utilização nas indústrias do bioetanol e cervejeiras. 2018. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11586.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11586
dc.description.abstractThe fermented product industries have been demanding alternatives for increasing yields and reducing fermentation costs. Nowadays, the technique known as adaptive evolution becomes an excellent tool to develop different yeast phenotypes for fermentative processes. Our research group has been developing since 2009 a project focused on the isolation of yeasts obtained from Brazilian bioethanol industries, obtaining a strain collection that reaches 289 isolates. The challenge of this work is focused on the use of this collection to identify some strains with characteristics of interest in two industries: beer and bioethanol. With regard to beer production, we have been able to identify up to 64 yeasts with maltose growth potential, indicating a promising result for the evolution of these linages. The two strains, LGBA-287 and LGBA-288, with higher capacity of maltose were used in fermentation experiments and when compared to an industrial lineage they were similar in fermentative capacity. The analysis of the production route of 4-vinylguayacol (4-VG) given by the expression of the PAD1 and FDC1 genes and complemented with beer sensory evaluation allowed to demonstrate that there are possibilities to obtain beers with aromatic complexity using yeasts isolated from bioethanol. The development of these strains may have a direct application in fermentative processes aiming at a better quality of the product. In the case of bioethanol, an isolated thermotolerant lineage (LGBA-01) was tested; commercial yeast CAT-1; an evolved CAT-1 phenotype (CATEV, evolved under multi-stress conditions). (I) significant changes in the expression of genes such as: production of glycerol (GPD1 and GPD2) and ethanol (ADH1), and the production of glycerol (GPD1 and GPD2) ; (II) Signals of metabolic pathway by expression of genes such as GPD1, GPD2, ADH1, ALD4, ADR1, AGT1, MAL31, ACS2, SUC2 and SNF1. The expression of these genes revealed that CATEV presented trade-offs associated to the process of adaptive evolution in response to unfavorable conditions. In HPLC analysis, LGBA-01 and CATEV showed high capacity of ethanol production when fermented at high temperatures. Finally, our results could contribute to both industry and the scientific community.eng
dc.description.sponsorshipOutrapor
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectFermentaçãopor
dc.subjectCervejapor
dc.subjectBioetanolpor
dc.subjectLeveduraspor
dc.subjectFermentationeng
dc.subjectBeereng
dc.subjectBioethanoleng
dc.subjectYeasteng
dc.titleSeleção e evolução dirigida de leveduras para a utilização nas indústrias do bioetanol e cervejeiraspor
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Cunha, Anderson Ferreira da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0329741640375661por
dc.contributor.advisor-co1Sousa, Cristina Paiva de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9002619114161319por
dc.description.resumoAs indústrias de produtos fermentados vêm demandando alternativas para o aumento de rendimentos produtivos e redução dos custos de fermentação. Neste contexto, a técnica conhecida como evolução adaptativa se torna uma excelente ferramenta para desenvolver diferentes fenótipos de leveduras para processos fermentativos. Nosso grupo de pesquisa vem desenvolvendo desde 2009 um projeto focado no isolamento de leveduras obtidas desde industrias brasileiras de bioetanol, obtendo um banco que atinge 289 isolados. O desafio deste trabalho está focado na utilização deste banco para a identificação de cepas com características de interesse em duas industrias: cerveja e bioetanol. Com relação a produção de cerveja, conseguimos identificar até o momento 64 leveduras com a capacidade de crescimento em maltose, indicando um resultado promissor para a evolução destas linhagens com aplicação na produção industrial de cervejas. As duas linhagens, LGBA-287 e LGBA-288, com maior capacidade de consumo de maltose foram utilizadas em experimentos fermentativos e quando comparadas com uma linhagem industrial mostraram-se semelhantes quanto a capacidade fermentativa. As análises da rota de produção de 4-vinilguayacol (4-VG) dada pela expressão dos genes PAD1 e FDC1 e complementado com degustação de cerveja permitiram demostrar que existem possibilidades de obter cervejas com complexidade aromática utilizando leveduras isoladas desde bioetanol. O desenvolvimento dessas linhagens poderá ter uma aplicação direta em processos fermentativos visando uma melhor qualidade do produto. Já no caso do bioetanol, foram testadas: uma linhagem termotolerante isolada (LGBA-01); a levedura comercial CAT-1; um fenótipo evoluído de CAT-1 (CATEV, evoluída em condições multi-estresse). Estudo das vias metabólicas envolvidas na fermentação de açucares redutores obtidos pela utilização de sacarose foram realizados e indicaram que a linhagem evoluída apresentou: (I) modificações significativas na expressão de genes tais como: produção de glicerol (GPD1 e GPD2) e etanol (ADH1); (II) Sinais de desvio de rotas metabólicas pela expressão de genes tais como: GPD1, GPD2, ADH1, ALD4, ADR1, AGT1, MAL31, ACS2, SUC2 e SNF1. A expressão desses genes revelou que CATEV apresentou compensações (Trade-off) associadas ao processo de evolução adaptativa em resposta a condições desfavoráveis. Nas análises de produção de etanol e produtos secundários de fermentação por HPLC, LGBA-01 e CATEV mostraram-se muito promissoras quando fermentadas em altas temperaturas. Finalmente, nossos resultados poderiam contribuir tanto na indústria quanto na comunidade cientifica.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotecpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::CIENCIA DE ALIMENTOS::MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOSpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA MOLECULAR E DE MICROORGANISMOSpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADApor
dc.description.sponsorshipIdOEA: 001/2016por
dc.description.sponsorshipIdFAPESP: 2016/10130-7por
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor


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