dissertação
Physiological and genetic characterization of Saccharomyces cerevisiae strains isolated from different sources for production of fermented cereal-beverages
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Biologia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Diferentes cepas de leveduras, mesmo pertencentes à mesma espécie, podem apresentar características fisiológicas e genéticas distintas, o que tornam esses microrganismos importantes industrialmente. A utilização de leveduras isoladas de substratos naturais e de diversos processos fermentativos pode contribuir para o desenvolvimento e melhoramento de alimentos e bebidas fermentados, aumentando o uso e a diversificação desses microrganismos em diversos processos. Assim, o objetivo do presente estudo foi caracterizar, fisiologicamente e geneticamente, diferentes cepas da levedura Saccharomyces cerevisiae, isoladas de diferentes substratos, e direcionar essas cepas notáveis para seu uso e melhoria na produção industrial de bebidas fermentadas à base de cereais. Inicialmente, foram avaliadas 81 cepas indígenas de S. cerevisiae, isoladas do caxiri, kefir, destilarias, mandioca, maçã, fruto e fermentação do cacau. Com relação às análises enzimáticas, para a produção de amilase, dentre todas as cepas analisadas, apenas a CCMA 0708, isolada do caxiri, apresentou atividade para a enzima amilase. Quanto a fitase, as cepas analisadas apresentaram diferenças significativas para a produção da enzima fitase, uma importante característica para sua aplicação na produção de bebidas a base de cereais, visto o fitato (ou ácido fítico) corresponder a um fator antinutricional. Vinte e oito cepas positivas selecionadas no teste de fitase apresentaram diferenças fisiológicas, quando submetidas à diferentes condições de estresse, como elevadas temperaturas, variações de pH e diferentes osmolaridades. Com relação aos testes genéticos, quando avaliadas quanto aos polimorfismos utilizando as técnicas de Rep-PCR e RAPD- PCR, as cepas apresentaram diferenças no perfil genético e de bandas em ambos os testes. Além disso, as análises cromatográficas sugerem pequenas diferenças no perfil de compostos voláteis e não-voláteis produzidos pelas cepas em um meio de fermentação a base de milho, com 24 horas de fermentação. Portanto, as 12 cepas selecionadas ao final desse estudo, apresentaram potencial uso na produção de bebidas não-alcoólicas a base de cereais.
Abstract
Different yeast strains, even belonging to the same species, may have different physiological and genetic characteristics, which make these microorganisms important industrially. The use of yeasts isolated from natural substrates and various fermentation processes can contribute to the development and improvement of fermented foods and beverages, increasing the use and diversification of these microorganisms in several processes. Thus, the objective of the present study was to characterize, physiologically and genetically, different Saccharomyces cerevisiae strains, isolated from different sources, and direct these remarkable strains for their use and improvement in the industrial production of fermented cereal-beverages. Initially, 81 indigenous S. cerevisiae strains isolated from caxiri, kefir, distilleries, cassava, apple fruit, fruit and cocoa fermentation were evaluated. Regarding the enzymatic analyzes, for amylase production, only CCMA 0708, isolated from caxiri, showed low activity for the amylase enzyme. For phytase, the strains analyzed presented significant differences for phytase production, an important characteristic for their application in the cereals beverages production, since phytate (or phytic acid) corresponds to an antinutrient compound. Twenty-eight positive strains selected in the phytase test presented physiological differences when submitted to different stress conditions, such as high temperatures, different pH variations and osmolarities. Regarding genetic tests, evaluated for polymorphisms using Rep-PCR and RAPD-PCR techniques, the strains showed differences in the genetic profile and bands in both tests. In addition, the chromatographic analyzes suggest small differences in the profile of volatile and nonvolatile compounds produced by the strains in a maize-based medium with 24 hours of fermentation. Therefore, the 12 strains selected at the end of this study had potential use in the production of non-alcoholic beverages based on cereals.
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SILVA, J. de A. N. Physiological and genetic characterization of Saccharomyces cerevisiae strains isolated from different sources for production of fermented cereal-beverages. 2018. 79 p. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.