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Orientador: David Alexander Mitchell Co-orientador: Luiz Fernando Lima Luz Jr Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia - PIPE. Defesa: Curitiba, 2007 Inclui bibliografia e anexos Área de concentraçao: Engenharia de Processos Térmicos e Químicos

Os avanços na área de Biotecnologia têm sido essenciais para a evolução da indústria do etanol no Brasil. A levedura Brettanomyces bruxellensis é comumente encontrada em ambientes comerciais de fermentação alcoólica. Essa levedura é capaz de fermentar uma variedade de fontes de carbono, porém em taxas variáveis. Seu perfil de aroma exclusivo a torna interessante para a produção de cervejas, além da tolerância ao baixo pH e à capacidade de produzir altas concentrações de etanol, características de interesse para a indústria cervejeira e de bioetanol. O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o potencial fermentativo de Brettanomyces bruxellensis, isolada de uma cervejaria em Bruxelas - Bélgica, na presença de diferentes açúcares. Inicialmente, foi realizada a análise do crescimento em meio Yeast Nitrogen Base, suplementado com xilose, glicose, sacarose, frutose e lactose. Foram preparadas placas contendo o meio carbonato de cálcio para a avaliação da produção de ácido. Em seguida, foi realizado o teste de tolerância ao teor alcoólico na presença de etanol nas concentrações de 0%, 4%, 6%, 8%, 10% e 12% (v/v). Além disso, também, foi avaliado o crescimento da levedura em meio YPD com variações de pH entre 2 - 8. Por fim, foi avaliada a fermentação alcoólica em sacarose, frutose e glicose. A levedura utilizada não foi capaz de consumir xilose e lactose, apresentando crescimento apenas nos meios suplementados com sacarose, frutose e glicose. Também foi constatada a ocorrência de fermentação alcoólica na presença destes açúcares, apresentando graduação alcoólica de 1,33% para sacarose, 1,22% para frutose e 1,21% para glicose. Foi observada a indicação da produção de ácido pela levedura nos testes em meio com carbonato de cálcio, em virtude da formação de halos transparentes em torno das colônias. Além disso, a levedura apresentou crescimento em meio contendo 12% de etanol e em pH na faixa entre 3 - 8. Conclui-se que a linhagem de Brettanomyces bruxellensis apresenta potencial para ser empregada em processos biotecnológicos, em virtude principalmente da tolerância a elevada concentração de etanol e atuação em ampla faixa de pH. Advances in the field of biotechnology have been essential for the evolution of the ethanol industry in Brazil. Brettanomyces bruxellensis yeast is commonly found in commercial fermentation environments. This yeast can ferment a variety of carbon sources, but at varying rates. Its unique aroma profile makes it interesting for beer production, in addition to its low pH tolerance and ability to produce high concentrations of ethanol, characteristics of interest to the brewing and bioethanol industry. The objective of this work was to evaluate the fermentative potential of Brettanomyces bruxellensis, isolated from a brewery in Brussels - Belgium, in the presence of different sugars. Initially, growth analysis was performed on Yeast Nitrogen Base medium supplemented with xylose, glucose, sucrose, fructose and lactose. Plates containing calcium carbonate medium were prepared for the evaluation of acid production. Then, the alcohol tolerance test was performed in the presence of ethanol at concentrations of 0%, 4%, 6%, 8%, 10% and 12% (v/v). In addition, yeast growth in YPD medium with pH ranges between 2 - 8 was also evaluated. Finally, the alcoholic fermentation in sucrose, fructose and glucose was evaluated. The yeast used was not able to consume xylose and lactose, showing growth only in media supplemented with sucrose, fructose and glucose. Alcoholic fermentation was also observed in the presence of these sugars, with an alcoholic content of 1,33% for sucrose, 1,22% for fructose and 1,21% for glucose. The indication of acid production by yeast was observed in the tests in calcium carbonate medium, due to the formation of transparent halos around the colonies. In addition, the yeast showed growth in medium containing 12% ethanol and at pH in the range 3 - 8. It is concluded that the Brettanomyces bruxellensis strain has potential to be used in biotechnological processes, mainly due to the tolerance to high ethanol concentration and performance in a wide pH range.

A produção de cerveja é realizada em três etapas principais, o preparo do mosto, a fermentação e o envase. Após a fermentação é necessário realizar um processo de filtração que acaba causando um desperdício de filtro, de bebida e das próprias leveduras. Devido estes custos, a capacidade de floculação de algumas leveduras passou a ser observada com maior interesse ao se demonstrar útil na etapa de filtração, reduzindo os gastos realizados durante este processo. Sabe-se que a floculação ocorre em certas variáveis como variação da temperatura, concentração de cálcio, teor alcoólico, pH e agitação. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da temperatura e do cálcio sobre a floculação das leveduras selecionadas. Para tanto, foram escolhidas e caracterizadas 45 linhagens de leveduras obtidas do banco de cepas da empresa Bio4, das quais avaliou-se seu potencial de consumo e crescimento em meios contendo separadamente maltose e maltotriose. Após essa etapa, 12 leveduras pré-selecionadas foram diferenciadas em Lagers e Ales quanto ao consumo de melibiose. Para avaliação da floculação, 4 leveduras do tipo ALE foram submetidas a um planejamento experimental onde variou-se a temperatura (18 ºC, 22 ºC, 26 ºC) e a concentração de cálcio (2,08 mol/L, 1,66 mol/L, 1,24 mol/L). Para a levedura LAGER, foi realizado um planejamento onde utilizou-se temperaturas menores (10 ºC, 12 ºC, 14 ºC) e concentrações de cálcio (2,08 mol/L, 1,66 mol/L, 1,24 mol/L). Como resultado, foi analisado a floculação de cada uma dessa leveduras, classificando-as como 90-100% “alta”, 40-90% “média” e 0-15% “baixa” ou “não flocula”. Destas, a ST20 e a COOP12 apresentaram uma taxa de floculação alta, enquanto a Maracujá e a ST.Cruz mantiveram-se como leveduras de média floculação. Beer production is carried out in three main stages, preparation of the wort, fermentation and bottling. After fermentation is necessary to perform a filtration process that ultimately causing a big filter waste and beverage own yeast. Given these costs, the flocculation ability of some yeast began to be observed with greater interest to be shown useful in the filtration step, reducing the costs incurred during this process. It is known that flocculation occurs in certain variables such as temperature variation, calcium concentration, alcohol content, pH and agitation. This study aimed to evaluate the influence of temperature and calcium on the flocculation of selected yeast. Therefore, they were chosen and characterized 45 strains of yeast strains obtained from the bank of Bio4 company, of which we evaluated their potential for consumption and growth in media containing maltose and maltotriose separately. After this step, 12 pre-selected yeasts were differentiated in Lagers and Ales for eating melibiose. For evaluation of flocculation, 4 ALE type yeast were subjected to an experimental design which varied the temperature (18 °C, 22 °C, 26 °C) and calcium concentration (2.08 mol/L, 1.66 mol/L, 1.24 mol/L). For Lager yeast, it performed a design which was used lower temperatures (10 °C, 12 °C, 14 °C) and calcium (2.08 mol/L, 1.66 mol/L, 1.24 mol/L ). As a result, it was analyzed flocculation of each of this yeast, classifying them as 90-100% "high" 40-90% "average" and 0-15% "low" or "no flocculates." Of these, ST 20 and COOP12 have a high flocculation rate, while Maracujá and ST.Cruz remained as an average flocculating yeasts.