ABSTRACT
Among the native yeasts found in alcoholic fermentation, rough colonies associated with pseudohyphal morphology belonging to the species Saccharomyces cerevisiae are very common and undesirable during the process. The aim of this work was to perform morphological and physiological characterisations of S. cerevisiae strains that exhibited rough and smooth colonies in an attempt to identify alternatives that could contribute to the management of rough colony yeasts in alcoholic fermentation. Characterisation tests for invasiveness in Agar medium, killer activity, flocculation and fermentative capacity were performed on 22 strains (11 rough and 11 smooth colonies). The effects of acid treatment at different pH values on the growth of two strains ("52" -rough and "PE-02" smooth) as well as batch fermentation tests with cell recycling and acid treatment of the cells were also evaluated. Invasiveness in YPD Agar medium occurred at low frequency; ten of eleven rough yeasts exhibited flocculation; none of the strains showed killer activity; and the rough strains presented lower and slower fermentative capacities compared to the smooth strains in a 48-h cycle in a batch system with sugar cane juice. The growth of the rough strain was severely affected by the acid treatment at pH values of 1.0 and 1.5; however, the growth of the smooth strain was not affected. The fermentative efficiency in mixed fermentation (smooth and rough strains in the same cell mass proportion) did not differ from the efficiency obtained with the smooth strain alone, most likely because the acid treatment was conducted at pH 1.5 in a batch cell-recycle test. A fermentative efficiency as low as 60% was observed with the rough colony alone.
ABSTRACT
Among the native yeasts found in alcoholic fermentation, rough colonies associated with pseudohyphal morphology belonging to the species Saccharomyces cerevisiae are very common and undesirable during the process. The aim of this work was to perform morphological and physiological characterisations of S. cerevisiae strains that exhibited rough and smooth colonies in an attempt to identify alternatives that could contribute to the management of rough colony yeasts in alcoholic fermentation. Characterisation tests for invasiveness in Agar medium, killer activity, flocculation and fermentative capacity were performed on 22 strains (11 rough and 11 smooth colonies). The effects of acid treatment at different pH values on the growth of two strains ("52" -rough and "PE-02" smooth) as well as batch fermentation tests with cell recycling and acid treatment of the cells were also evaluated. Invasiveness in YPD Agar medium occurred at low frequency; ten of eleven rough yeasts exhibited flocculation; none of the strains showed killer activity; and the rough strains presented lower and slower fermentative capacities compared to the smooth strains in a 48-h cycle in a batch system with sugar cane juice. The growth of the rough strain was severely affected by the acid treatment at pH values of 1.0 and 1.5; however, the growth of the smooth strain was not affected. The fermentative efficiency in mixed fermentation (smooth and rough strains in the same cell mass proportion) did not differ from the efficiency obtained with the smooth strain alone, most likely because the acid treatment was conducted at pH 1.5 in a batch cell-recycle test. A fermentative efficiency as low as 60% was observed with the rough colony alone.
ABSTRACT
This study verified the effect of the spontaneous fermentation/natural ferment (NF) on the chemo-sensory quality of cachaça, comparing to the commercial ferment (CF). The effect of ageing (maturation) was also analysed in the beverage. Microbiological analysis (plating on selective media for total/wild yeast and bacteria counting) and physico-chemical analysis (pH, acidity and soluble solids) were performed in the samples of the must and the ferment collected during three cycles of fermentation in a semi-industrial scale. Samples of cachaça were stored in 5-L oak containers for 45 days, subsequently analyzing the physico-chemical characteristics (pH, acidity, alcohol content, copper and secondary compounds) and sensory acceptability (aroma, flavour, colour, body and global impression). The fermentation with NF showed higher number of wild yeasts; however there was no difference in the number of bacteria comparing to CF. An intense acidification occurred during the preparation of NF, which was also observed in the initial cycles of fermentation, but decreased afterwards. Greater alterations in cachaça composition were found to be more exclusively related to the maturation than to the type of ferment, except for the acidity. However, there was a significant loss of aroma, flavour and global impression after maturation but only in cachaça produced with the CF. The results revealed a strong interaction between ferment and maturation of the beverage, suggesting that substances produced by the microorganisms from different inocula during fermentation reacted differently with the wood components of the barrels influencing the sensory attributes.
Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da fermentação espontânea/fermento natural (NF) sobre a qualidade fisico-química e aceitabilidade da cachaça, comparando-se com o fermento comercial (CF). O efeito do envelhecimento (maturação) da bebida foi também avaliado. Análises microbiológicas (plaqueamento em meios seletivos para contagem de leveduras totais/selvagens e bactérias) e físico-químicas (pH, acidez e sólidos solúveis) foram conduzidas nas amostras do mosto e do fermento coletadas durante três ciclos fermentativos (escala semi-industrial). Amostras de cachaça foram armazenadas em barris de carvalho de 5 litros por 45 dias, seguindo-se a análise físico-química (pH, acidez, teor alcoolico, cobre e compostos secundários) e de aceitabilidade sensorial (aroma, sabor, cor, corpo e impressão global). A fermentação com NF mostrou maior número de leveduras selvagens; no entanto, não houve diferença significativa no número de bactérias quando comparada com CF. Uma intensa acidificação foi observada durante o preparo de NF, a qual foi verificada nos ciclos iniciais da fermentação, decrescendo a seguir. As alterações na composição da cachaça foram mais significativas em relação à maturação do que ao tipo de fermento, com exceção da acidez. No entanto, houve uma perda significativa de aroma, sabor e impressão global após a maturação na cachaça produzida com CF. Os resultados revelaram uma forte interação entre fermento e envelhecimento (maturação) da bebida, sugerindo que substâncias produzidas pelos microrganismos a partir de inóculos diferentes reagiram diferentemente com componentes da madeira dos barris, influenciando nos atributos sensoriais de aceitabilidade.
ABSTRACT
This study verified the effect of the spontaneous fermentation/natural ferment (NF) on the chemo-sensory quality of cachaça, comparing to the commercial ferment (CF). The effect of ageing (maturation) was also analysed in the beverage. Microbiological analysis (plating on selective media for total/wild yeast and bacteria counting) and physico-chemical analysis (pH, acidity and soluble solids) were performed in the samples of the must and the ferment collected during three cycles of fermentation in a semi-industrial scale. Samples of cachaça were stored in 5-L oak containers for 45 days, subsequently analyzing the physico-chemical characteristics (pH, acidity, alcohol content, copper and secondary compounds) and sensory acceptability (aroma, flavour, colour, body and global impression). The fermentation with NF showed higher number of wild yeasts; however there was no difference in the number of bacteria comparing to CF. An intense acidification occurred during the preparation of NF, which was also observed in the initial cycles of fermentation, but decreased afterwards. Greater alterations in cachaça composition were found to be more exclusively related to the maturation than to the type of ferment, except for the acidity. However, there was a significant loss of aroma, flavour and global impression after maturation but only in cachaça produced with the CF. The results revealed a strong interaction between ferment and maturation of the beverage, suggesting that substances produced by the microorganisms from different inocula during fermentation reacted differently with the wood components of the barrels influencing the sensory attributes.
Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da fermentação espontânea/fermento natural (NF) sobre a qualidade fisico-química e aceitabilidade da cachaça, comparando-se com o fermento comercial (CF). O efeito do envelhecimento (maturação) da bebida foi também avaliado. Análises microbiológicas (plaqueamento em meios seletivos para contagem de leveduras totais/selvagens e bactérias) e físico-químicas (pH, acidez e sólidos solúveis) foram conduzidas nas amostras do mosto e do fermento coletadas durante três ciclos fermentativos (escala semi-industrial). Amostras de cachaça foram armazenadas em barris de carvalho de 5 litros por 45 dias, seguindo-se a análise físico-química (pH, acidez, teor alcoolico, cobre e compostos secundários) e de aceitabilidade sensorial (aroma, sabor, cor, corpo e impressão global). A fermentação com NF mostrou maior número de leveduras selvagens; no entanto, não houve diferença significativa no número de bactérias quando comparada com CF. Uma intensa acidificação foi observada durante o preparo de NF, a qual foi verificada nos ciclos iniciais da fermentação, decrescendo a seguir. As alterações na composição da cachaça foram mais significativas em relação à maturação do que ao tipo de fermento, com exceção da acidez. No entanto, houve uma perda significativa de aroma, sabor e impressão global após a maturação na cachaça produzida com CF. Os resultados revelaram uma forte interação entre fermento e envelhecimento (maturação) da bebida, sugerindo que substâncias produzidas pelos microrganismos a partir de inóculos diferentes reagiram diferentemente com componentes da madeira dos barris, influenciando nos atributos sensoriais de aceitabilidade.
ABSTRACT
This study aimed at assessing the microbiological and physical-chemical parameters of frozen pulp andblended açai (Euterpe oleracea Mart) from brands marketed in São Carlos, São Paulo State. The sampleskept frozen for 0, 3, 6 and 9 months were analyzed on Salmonella, total/fecal coliforms contamination, andon parameters as total lipids, pH, humidity, ash, proteins, total solids, reducing and non-reducing sugars.No Salmonella and total/fecal coliforms were found in samples from all products brands and stored atdifferent period of months, being in compliance with Brazilian legislation. On physical-chemical analyses,a significant difference among the product brands and storage times was found; but for pH, no significantdifference was found in the product storing time. All of the samples were in accordance with the hygienicstandards parameters, and the alterations verified on the physical-chemical analysis evidenced that evenunder freezing storage, the chemical reactions still continue to occur in the food.
Polpas e mix de açaí (Euterpe oleracea Mart) congeladas e comercializadas na região de São Carlos, SP foramanalisadas quanto às características microbiológicas e físico-químicas. Nas amostras sob congelamentodurante 0, 3, 6 e 9 meses foram investigadas a contaminação Salmonella, coliformes totais e fecais. Osparâmetros físico-químicos avaliados foram lipídeos totais, pH, umidade, cinzas, proteínas, sólidos totais,açúcares redutores e não redutores. Todas as amostras de diferentes marcas e tempo de armazenamentoinvestigadas demonstraram ausência de bactéria. Nos parâmetros físico-químicos, constatou-se diferençasignificativa entre as marcas de produtos, bem como entre amostras em diferentes tempos de armazenamento;contudo, para pH não houve variação significativa entre as amostras estocadas em diferentes períodos detempo. As amostras analisadas apresentaram conformidade com a legislação no aspecto higiênico sanitário eas variações encontradas nas análises físico-químicas evidenciam que, mesmo sob congelamento, as reaçõesquímicas continuam a ocorrer no alimento.
ABSTRACT
This paper aims to evaluate microbiological and physical-chemical parameters of 31 commercial brown sugar. Microbiological analysis (total mesophilic bacteria, mold and yeasts, total coliforms, Escherichia coli and Salmonella) and physico-chemical analysis (polarization, moisture, condutimetrical ashes, ICUMSA color, reducing sugar, total reducing sugar and pH) were carried out. The microbiological results indicated that only the mesophilic bacteri were above the limit of National Food Canners and Processors. The Brazilian legislation establishing the minimum content of 90oS for sucrose as the unique parameter to evaluate the brown sugar and only 7 samples met the standard. The results of moisture ranged 2.13 to6.02% ashes; 1.15 to 3.45%; reducing sugar 1.17 to 8.51%; total reducing sugar 68.90 to 98.21%; pH 5.24to 7.8 and ICUMSA color 174.6 to 574.5 U.I. Therefore, the brown sugar commercialized in Brazil dont follow a pattern of production, storage and final quality, justified by the significant differences of the value of almost all evaluated parameters.
Este trabalho teve como objetivos analisar parâmetros microbiológicos e físico-químicos de 31 marcas de açúcares mascavos. Foram realizadas as análises microbiológicas (bactérias mesófilas totais, bolores eleveduras, coliformes totais, Escherichia coli e Salmonella) e físico-químicas (polarização, umidade, cinzas condutimétricas, cor ICUMSA, açúcar redutor, açúcar redutor total e pH). Os resultados microbiológicos indicaram que houve resultados acima do limite do of National Food Canners and Processors apenas para bactérias mesófilas totais. A legislação brasileira estabelece o teor mínimo de 90oS para sacarose como único parâmetro para avaliação do açúcar mascavo, sendo que apenas sete amostras atendiam ao padrão. Os resultados de umidade variaram de 2,13 a 6,02% para cinzas; de 1,15 a 3,45%; açúcares redutores; de 1,17 a 8,51%, redutores totais de 68,90 a 98,21%; pH de 5,24 a 7,8 e cor ICUMSA de 174,6 a 574,5 U.I indicando que os açúcares mascavos comercializados no Brasil não possuem padrão de produção, armazenamento e qualidade final, indicado pelas diferenças dos parâmetros avaliados.
ABSTRACT
The ethanol production in Brazil is carried out by fed-batch or continuous process with cell recycle, in such way that bacterial contaminants are also recycled and may be troublesome due to the substrate competition. Addition of sulphuric acid when inoculum cells are washed can control the bacterial growth or alternatively biocides are used. This work aimed to verify the effect of chlorine dioxide, a well-known biocide for bacterial decontamination of water and equipments, against contaminant bacteria (Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fermentum and Leuconostoc mesenteroides) from alcoholic fermentation, through the method of minimum inhibitory concentration (MIC), as well as its effect on the industrial yeast inoculum. Lower MIC was found for B. subtilis (10 ppm) and Leuconostoc mesenteroides (50 ppm) than for Lactobacillus fermentum (75 ppm) and Lactobacillus plantarum (125 ppm). Additionally, these concentrations of chlorine dioxide had similar effects on bacteria as 3 ppm of Kamoran® (recommended dosage for fermentation tanks), exception for B. subtilis, which could not be controlled at this Kamoran® dosage. The growth of industrial yeasts was affected when the concentration of chlorine dioxide was higher than 50 ppm, but the effect was slightly dependent on the type of yeast strain. Smooth yeast colonies (dispersed cells) seemed to be more sensitive than wrinkled yeast colonies (clustered cells/pseudohyphal growth), both isolated from an alcohol-producing unit during the 2006/2007 sugar cane harvest. The main advantage in the usage of chlorine dioxide that it can replace antibiotics, avoiding the selection of resistant populations of microorganisms.
A produção de etanol no Brasil é atualmente realizada pelo processo de fermentação em batelada alimentada ou contínuo, com reciclo de células de leveduras, de forma que contaminantes bacterianos são também reciclados e podem causar problemas devido à competição pelo mesmo substrato. O controle bacteriano é feito pela adição de ácido sulfúrico na lavagem das células do fermento ou utilizando-se biocidas. O objetivo do trabalho foi verificar o efeito do dióxido de cloro, um biocida muito utilizado para a descontaminação da água e equipamentos, contra bactérias contaminantes da fermentação alcoólica (Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fermentum e Leuconostoc mesenteroides), através do método da concentração inibitória mínima (CIM), assim como seu efeito sobre o fermento industrial. Valores menores de CIM foram encontrados para Bacillus subtilis (10 ppm) e Leuconostoc mesenteroides (50 ppm) do que para Lactobacillus fermentum (75 ppm) e Lactobacillus plantarum (125 ppm). Estas concentrações tiveram o mesmo efeito inibidor que 3 ppm de Kamoran®, com exceção de B. subtilis, no qual não se observou inibição de crescimento à esta concentração. As leveduras industriais apresentaram inibição no crescimento em concentrações superiores a 50 ppm, porém esta pareceu ser dependente do tipo de linhagem de levedura. Colônias cremosas (células dispersas) foram ligeiramente mais sensíveis que as colônias rugosas (células agrupadas/pseudohifas), ambas isoladas de uma unidade produtora de álcool durante a safra de cana-de-açúcar 2006/2007. A principal vantagem na utilização deste produto está na eliminação do uso de antibióticos, evitando a geração de populações resistentes de microrganismos.
ABSTRACT
Fungal dimorphism is a complex phenomenon triggered by a large variety of environmental factors and consists of a reversible alternating pattern of growth between different elliptical and filamentous forms of cells. Understanding the mechanisms that regulate these events is of major interest because of their implications in fungal pathogenesis, cell differentiation and industry. Diploid cells of Saccharomyces cerevisiae transform from budding yeast to pseudohyphae when starved for nitrogen, giving the cells an advantage in food foraging, which is sensed by at least two signal transduction pathways: the MAP kinase (MAPK) and the PKA (cAMP-dependent protein kinase A) pathways. The output of these signalling pathways is the expression of pseudohypha-specific genes, whose expression profiles change and is accompanied by a G2 delay in the cell cycle and a prolonged period of polarized growth. Haploid yeast strains show a similar growth type after prolonged incubation on rich medium plates. The cells form chains and invade the agar on the edge of the colony, but they do not become elongated. This growth type is referred to as haploid invasive growth. Alcohols can also induce filamentous growth in S. cerevisiae, promoting aberrant and elongated morphology. The three forms of filamentous growth are revised in this article and also the pathways involved in sensing, signaling and signal transduction during filamentous growth.
O dimorfismo em fungos é um fenômeno complexo acionado por um grande número de fatores ambientais e consiste num padrão alternante e reversível de crescimento, oscilando entre formas elípticas e filamentosas de células. É de grande importância o entendimento dos mecanismos que regulam esses eventos devido as suas implicações na patogenicidade, diferenciação celular e indústria. Células diplóides de Saccharomyces cerevisiae mudam de células brotantes para pseudohifas quando em condições limitantes de nitrogênio, o que confere às células uma vantagem na procura por alimento. A deficiência de nitrogênio é 'percebida' por pelo menos dois caminhos sinalizadores: 'MAP kinase' (MAPK) e 'PKA' (cAMP-dependent protein kinase A). O resultado dessa sinalização é a expressão de genes específicos para filamentação, cujos perfis de expressão mudam e são acompanhados por um retardo da fase G2 do ciclo celular e um período prolongado de crescimento polarizado. Células haplóides mostram um tipo de crescimento similar após prolongada incubação em meio rico. As células formam cadeias e invadem o ágar na borda da colônia, mas não se tornam alongadas. Esse tipo de crescimento é conhecido como crescimento invasivo haplóide. Os álcoois podem também induzir crescimento filamentoso em S. cerevisiae, ocasionando uma morfologia alongada e aberrante. Nesse artigo revisamos as três formas de crescimento filamentoso incluindo os caminhos envolvidos na percepção, sinalização e transdução do sinal durante o crescimento filamentoso.
ABSTRACT
Yeasts can produce pseudohyphae and hyphal-like extensions under certain growth conditions like isoamyl alcohol (IAA) induction, a chief constituent of fusel oil, which is a subproduct from the ethanolic fermentation. The morphology switch from yeast to a filamentous form can be troublesome to the process. In this work it was studied the influence of fusel alcohols, nitrogen sources (ammonium sulphate and leucine) and glifosate (a chemical maturator for sugar cane) added to a complex medium on some industrial strains of yeasts isolated from the fermentative process. Two industrial strains showed transition to hyphal-like extensions or pseudohyphae (clusters of cells) upon addition of IAA from 0.3 to 0.9% /v. The alterations were reversible when the yeasts were reinoculated in YEPD without IAA. Although pseudohyphae are a result of nitrogen-limited medium, we observed them as a result of IAA addition. No influence of the nitrogen source or isopropilic alcohol or glifosate was detected for any strain studied in the concentrations used.
As leveduras podem produzir pseudohifas e extensões semelhantes a hifas sob certas condições de crescimento, como a adição de álcool isoamílico. Esse álcool é o constituinte principal do óleo fusel, um subproduto da fermentação etanólica. A mudança de morfologia da levedura para a forma filamentosa pode causar problemas ao processo fermentativo. Neste trabalho, foi estudada a influência dos álcoois fusel (isoamílico e isopropílico), fontes de nitrogênio (sulfato de amônio e leucina) e glifosate (um maturador químico para cana-de-açúcar) adicionados a um meio complexo sobre linhagens industriais de leveduras isoladas do processo fermentativo. Duas linhagens industriais mostraram transição para pseudohifas (grupos de células) ou extensões semelhantes a hifas após adição de álcool isoamílico, de 0,3% a 0,9% v/v. Todas as alterações foram reversíveis quando as leveduras foram reinoculadas em YEPD sem adição de álcool. Apesar das pseudohifas serem comumente resultantes de meios com limitação de nitrogênio, observou-se que esta morfologia resultou da adição de álcool isoamílico. Não foi detectada nenhuma influência da fonte de nitrogênio ou álcool isopropílico ou glifosate para quaisquer linhagens estudadas.
ABSTRACT
The number of killer, neutral and sensitive yeasts was determined from strains isolated from substrates related to alcoholic fermentations. From 113 isolates, 24 showed killer activity against NCYC 1006 (standard sensitive strain), while 30 were sensitive to NCYC 738 (standard killer strain), and 59 had no reaction in assays at 25-27°C. Two wild yeast strains of Saccharomyces cerevisiae and one of Candida colliculosa were tested against 10 standard killer strains and one standard sensitive strain in a cell x cell and well-test assays at four different pHs. None of the isolates displayed strong killer activity or were sensitive to the standard strains. All belonged to the neutral type. It was concluded that although the number of killer strains was high, this character cannot be used to protect ethanol fermentation processes against yeast contaminants like those which form cell clusters.
Avaliou-se o número de linhagens 'killer', sensíveis e neutras em leveduras isoladas de substratos relacionados à fermentação etanólica. Das 113 linhagens, 24 mostraram atividade 'Killer' contra o isolado NCYC 1006 (padrão de sensibilidade), 30 foram sensíveis ao isolado NCYC 738 (padrão 'Killer') e 59 apresentaram reação neutra para ambos os isolados. Três cepas de leveduras selvagens do processo (duas de Sacch. cerevisiae e uma de Candida colliculosa, que formam cachos de células não separáveis por tratamentos químicos ou físicos), foram testadas contra 10 isolados padrões do tipo 'Killer' e um isolado padrão de sensibilidade. Os ensaios células x células e células X toxinas foram realizados em diferentes pH e a 30ºC. As três cepas contaminantes mostraram reação neutra a todos os isolados padrões testados. Apesar do alto número de linhagens 'Killer' entre aquelas testadas, concluiu-se que este caráter não pode ser utilizado na proteção do processo de fermentação etanólica contra essas leveduras selvagens contaminantes.
ABSTRACT
The number of killer, neutral and sensitive yeasts was determined from strains isolated from substrates related to alcoholic fermentations. From 113 isolates, 24 showed killer activity against NCYC 1006 (standard sensitive strain), while 30 were sensitive to NCYC 738 (standard killer strain), and 59 had no reaction in assays at 25-27°C. Two wild yeast strains of Saccharomyces cerevisiae and one of Candida colliculosa were tested against 10 standard killer strains and one standard sensitive strain in a cell x cell and well-test assays at four different pHs. None of the isolates displayed strong killer activity or were sensitive to the standard strains. All belonged to the neutral type. It was concluded that although the number of killer strains was high, this character cannot be used to protect ethanol fermentation processes against yeast contaminants like those which form cell clusters.
Avaliou-se o número de linhagens 'killer', sensíveis e neutras em leveduras isoladas de substratos relacionados à fermentação etanólica. Das 113 linhagens, 24 mostraram atividade 'Killer' contra o isolado NCYC 1006 (padrão de sensibilidade), 30 foram sensíveis ao isolado NCYC 738 (padrão 'Killer') e 59 apresentaram reação neutra para ambos os isolados. Três cepas de leveduras selvagens do processo (duas de Sacch. cerevisiae e uma de Candida colliculosa, que formam cachos de células não separáveis por tratamentos químicos ou físicos), foram testadas contra 10 isolados padrões do tipo 'Killer' e um isolado padrão de sensibilidade. Os ensaios células x células e células X toxinas foram realizados em diferentes pH e a 30ºC. As três cepas contaminantes mostraram reação neutra a todos os isolados padrões testados. Apesar do alto número de linhagens 'Killer' entre aquelas testadas, concluiu-se que este caráter não pode ser utilizado na proteção do processo de fermentação etanólica contra essas leveduras selvagens contaminantes.