Diversity of yeasts during fermentation of cocoa from two sites in the Brazilian Amazon

The purpose of this study was to identify the yeasts involved in spontaneous fermentation of cocoa from the Brazilian Amazon region. The fermentation process was carried out experimentally with cocoa seeds from two sites (Medicilândia and Tucumã), State of Pará, northern Brazil, during a six-day period. Totals of 44 yeasts were isolated from Medicilândia and 29 from Tucumã. Molecular identification was carried out by sequencing the D1/D2 region fragment of the rRNA 26S gene, expanded with universal primers for the NL1GC and LS2 eukaryotes. Pichia manshurica and Saccharomyces cerevisiae were identified in Medicilândia and five yeast species (Pichia fermentans, P. kudriavzevii, P. manshurica, S. cerevisiae and Zygosaccharomyces bailii) were identified in Tucumã. The results showed that P. manshurica and S. cerevisiae may have potential for use as starter cultures in future studies to improve the quality of cocoa seeds fermented in the Brazilian Amazon region. (AU)

A proposta deste estudo foi identificar as leveduras envolvidas na fermentação espontânea de cacau da Amazônia brasileira. A fermentação foi realizada em Medicilândia e Tucumã, Pará, Brasil, durante 6 dias. Em total foram obtidos 44 isolados de leveduras de Medicilândia e 29 de Tucumã. A identificação molecular foi realizada por sequenciamento do fragmento da região D1/D2 do gene rRNA 26S, amplificado com primers universais para eucariotos NL1GC e LS2. Em Medicilândia, foram identificadas Pichia manshurica e Saccharomyces cerevisiae. Em Tucumã foram identificadas cinco espécies (Pichia fermentans, P. kudriavzevii, P. manshurica, S. cerevisiae e Zygosaccharomyces bailii). Os resultados sugerem que P. manshurica e S. cerevisiae podem ter potencial para uso como culturas starter em estudos futuros, para melhorar a qualidade das sementes de cacau fermentadas na Amazônia brasileira.(AU)

Influencia de las regiones de estabilidad del biorreactor en la producción eficiente de alcohol carburante / Influence of bioreactor stability regions in the efficient production of fuel ethanol

Colombia ha desarrollado un proyecto ambicioso en la producción de alcohol carburante, y actualmente es uno de los países líderes de América Latina en la producción de biocombustibles. No obstante, algunas de sus plantas industriales productoras de etanol presentan problemas durante el arranque y la operación de los fermentadores, que afectan adversamente la productividad del proceso global. Estudios teóricos y experimentales demuestran que el comportamiento dinámico del proceso depende de los fenómenos de estabilidad que exhibe el sistema. En este trabajo se muestra la influencia de las regiones de estabilidad sobre la eficiencia del proceso tomando como criterios de evaluación índices de impacto económico y ambiental. Para esto, se realizó un análisis de estabilidad donde se tomó como parámetro de operación principal la velocidad de dilución. Se empleó un programa propio desarrollado sobre Matlab® para generar diagramas de bifurcación y de fase. El algoritmo de reducción de residuos (WAR) desarrollado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, y el software SuperPro Designer®, fueron utilizados respectivamente para hacer la evaluación ambiental y económica del proceso. Como resultado, se evidenció que los procesos continuos de fermentación se pueden llevar a cabo en diferentes regiones de estabilidad, y que las variables de respuesta, tales como el rendimiento, dependen de la región de operación seleccionada. Finalmente, se llegó a la conclusión de que la evaluación de la estabilidad de los procesos de fermentación debe incluirse en las etapas de diseño de bioprocesos para garantizar su buen desempeño.

Colombia has developed an ambitious project to produce fuel ethanol. Nowadays, Colombia is one of the leading countries in Latin America for the biofuels production. However, some of its industrial plants producing ethanol present problems during the startup and the operation of fermenters, which adversely affects the productivity of the global process. Theoretical and experimental studies show that the process’ dynamic behavior depends on the stability phenomenon exhibited by the system. This work shows the influence of the stability regions on the process’ efficiency. For this, economic and environmental index were used. A stability analysis was carried out. The dilution rate was selected as the main operating parameter. An own program developed on Matlab® was used to generate bifurcation diagrams and phase diagrams. The Waste Reduction Algorithm (WAR) developed by the Environmental Protection Agency of the United States, and the SuperPro Designer® software were used for estimating the environmental and economic assessment of the process. As a result, it was shown that continuous fermentation processes can be carried out in different stability regions. Likewise, it was shown that the response variables, such as the yield, depend on the selected operating region. Finally, it was concluded that the evaluation of fermentation processes’ stability must be included in the stages for designing of bioprocess in order to ensure a good performance.

Utilización de Candida guilliermondii aislada del corozo chiquito (Bactris guineensis) en la producción de xilitol / Utilization of Candida guilliermondii isolated of corozo chiquito (Bactris guineensis) in the production of xylitol

La levadura Candida guilliermondii es objeto de estudio debido a su capacidad de producir xilitol aprovechando compuestos hemicelulósicos ricos en xilosa, dado esto, la cepa Candida guilliermondii aislada del fruto del corozo chiquito (Bactris guineensis) fue usada en este estudio con el fin de evaluar su capacidad para producir xilitol sobre un sustrato hidrolizado de cascarilla de arroz. El objetivo de este trabajo fue determinar los parámetros fermentativos como producción de xilitol, productividad volumétrica (Qp) y rendimiento de sustrato en producto (Yp/s) durante la fermentación con la cepa nativa Candida guilliermondii. Se emplearon 200 ml de medio de cultivo hidrolizado de cascarilla de arroz, el cual contenía una concentración de xilosa de 27,5 g/L. La fermentación se llevó a cabo bajo las siguientes condiciones: temperatura 30 ºC, pH del medio 5,8, agitación 120 rpm e inóculo adaptado de 3 g/L. Los resultados mostraron que después de 120 horas de fermentación se obtuvieron 2,6 g/L de xilitol con productividad volumétrica (Qp) de 0,02 g/L-h y rendimiento de sustrato en producto (Yp/s) de 0,13 g/g. De esta manera, la cepa nativa Candida guilliermondii, aislada del fruto de Corozo chiquito (Bactris guineensis), produjo xilitol bajo condiciones específicas de fermentación.

The yeast Candida guilliermondii has been studied due to its ability to produce xylitol in xylose-rich hemicellulosic compounds, Candida guilliermondii strain isolated from the fruit of Corozo chiquito (Bactris guineensis) was used in this study to assess their ability to xylitol production on these substrates. The aim of this study was to determine the fermentation parameters such as xylitol production, volumetric productivity (Qp) and yield of xylitol production (Yp/s) during fermentation with the native strain Candida guilliermondii. Was used 200 ml of culture medium rice husk hydrolysate, which contained a xylose concentration of 27.5 g/L. The fermentation was carried out under the following conditions: temperature 30 ºC, pH of 5.8, agitation 120 rpm and adapted inoculum of 3 g/L. The results showed that after 120 hours of fermentation 2.6 g / L of xylitol was achieved with volumetric productivity (Qp) 0.02 g/L-h and 0.13 g/g yield of xylitol production (Yp/s). The native strain Candida guilliermondii, isolated from the fruit of Corozo chiquito (Bactris guineensis) produced xylitol fermentation under specific conditions.

Producción y purificación parcial de enzimas hidrolíticas de aspergillus ficuum en fermentación sólida sobre residuos agroindustriales / Production and partial purification of aspergillus ficuum hydrolytic enzymes in solid state fermentation of agroindustrial residues

En el presente trabajo se describe la producción de las enzimas fitasa, celulasa, xilanasa y proteasa con Aspergillus ficuum cepa DSM 932 mediante fermentación en estado sólido (SSF) usando torta de canola y pomaza de cranberry como sustratos. Como medida indirecta de la producción de las enzimas se usó en cada caso la actividad enzimática. la torta de canola resultó ser un mejor sustrato para fitasa, celulasa y xilanasa, en tanto que la pomaza de cranberry resultó ser un sustrato potencial para proteasa. Mediante ultrafiltración escalonada fue posible purificar parcialmente los extractos enzimáticos de fitasa, celulasas y xilanasas, obtenidos a partir de torta de canola. La fitasa resultó tener un tamaño >100 kDa, en tanto que las celulasas y xilanasas presentan actividad en los retenidos de 10, 30 y 50 kDa, lo que indicaría que las isoenzimas de ambos complejos tienen pesos moleculares que oscilan entre 10 y 100 kDa.

In this paper, describes the production of the enzymes phytase, cellulase, xylanase and protease by Aspergillus ficuum DSM 932 strain, in solid state fermentation (SSF) using canola cake and cranberry pomace as substrates. The enzyme activity was used in each case as an indirect measure of the enzymes production. Canola meal turned out to be a better substrate for phytase, cellulase and xylanase, while cranberry pomace was found to be a potential substrate for protease. Various ultrafiltration operations were carried out, decreasing the cut off membranes out in order to purify partially extracts of enzymes phytase, cellulase and xylanase, obtained from canola meal. Phytase was found to have a size >100 kDa, whereas cellulase and xylanase activity present in the retained 10, 30 and 50 kDa, suggesting that isozymes of both complexes have molecular weights ranging between 10 and 100 kDa.

Producción de enzima fitasa de aspergillus ficuum con residuos agroindustriales en fermentación sumergida y sobre sustrato sólido / Phytase production by aspergillus ficuum in submergida y sobre sustrato solido

Se describe la producción de fitasa mediante cultivos del tipo sumergido (SmF) y sobre sustrato sólido (SSF) con Aspergillus ficuum DSM 932 en medios de cultivos basados en residuos de la agroindustria. La actividad enzimática fitásica se usó como medida indirecta de la producción de la enzima. En SmF, pH 5,3 y 25 ºC, se trabajó en fermentadores de diferentes volúmenes y con el mayor se operó con diferentes niveles de aireación y agitación. En SSF a 25 ºC se usaron placas de Petri. En SmF con un medio basado en cereales se presentó la mejor actividad neta (0,25 FTU/mL) al sexto día para 300 rpm y 0,5 vvm. En SSF, la torta de canola resultó ser el mejor sustrato con una actividad fitásica neta máxima al tercer día de 6,79 FTU/mL de extracto, equivalente a 33,96 FTU/g de sustrato sólido o 56,43 FTU/g de sustrato seco. Aplicando tecnologías de membrana se concentró un extracto de fitasa a partir de una SmF en medio basado en cereales y también fue posible purificar 6,33 veces un extracto de fitasa producido en SSF con torta de canola, diafiltrando tres veces consecutivas el retenido de 100 kDa. La enzima fitasa de la cepa A. ficuum DSM 932 mostró tener un tamaño ≥ 100 kDa.

Phytase production by submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF) using Aspergillus ficuum DSM 932 in agro-waste-based culture media is described here. Phytase enzyme activity was used for the indirect measurement of enzyme production. Fermentation was carried out in SmF, pH 5.3 at 25 ºC with two fermenters having different volumes; the largest one had different levels of aeration and agitation. Petri dishes were used for SSF at 25 °C. A cereal-based medium obtained the best net activity (0.25 FTU mL-1) for SmF on the sixth day at 300 rpm at 0.5 vvm. Canola cake was the best substrate for SSF, having maximum net phytase activity on the third day: 6.79 FTU mL-1 extract, equivalent to 33.96 FTU g-1 solid substrate or 56.43 FTU g-1 dry substrate. A phytase extract was concentrated from an SmF-based medium in cereals by applying membrane technologies. A phytase extract produced in SSF with canola cakes was purified 6.33 times using three consecutive diafiltrations of the 100 kDa retentate. A. ficuum DSM 932 phytase was ≥ 100 kDa in size.

Caracterização e otimização do uso de miméticos de gordura em bebidas lácteas / Fat mimetics characterization and optimization in latic beverages

O uso de soro de leite em bebidas fermentadas ou não é uma opção atrativa devido às excelentes qualidades nutricionais, quantidade disponível evitando seu descarte que pode causar danos ao meio ambiente. Face ao aumento de peso e doenças cardiovasculares, devido ao consumo de alimentos altamente calóricos, o desenvolvimento de alimentos com baixo ou reduzido teor de gordura torna-se essencial. Combinações de dois tipos de miméticos de gordura (polidextrose e concentrado protéico de soro) nas concentrações 0,09; 0,5; 1,5; 2,5 e 2,9 porcento (p/v) foram adicionados nos iogurtes para a preparação das bebidas lácteas. Estas combinações foram usadas no perfil de otimização através da metodologia...