Orientador: Fumio Yokoya

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Este trabalho foi realizado em duas etapas: uma envolvendo isolamento, taxonomia e testes de resistência ao etanol e floculação do fermento comercial, no intuito de selecionar bactérias táticas, natura!mente contaminantes de dornas de fermentação. Na segunda etapa, foi montado um sistema...

Resumo: Este trabalho foi realizado em duas etapas: uma envolvendo isolamento, taxonomia e testes de resistência ao etanol e floculação do fermento comercial, no intuito de selecionar bactérias táticas, natura!mente contaminantes de dornas de fermentação. Na segunda etapa, foi montado um sistema piloto de Saneada para realização dos ensaios de fermentação. Inoculando com uma bactéria selecionada na primeira etapa - o LactobaclIIus fermentum nº 28 , simulando-se a infecção bacteriana das dornas de fermentação nas usinas, através do processo cíclico de batelada alimentada. Para a primeira etapa, a amostragem foi feita tícleite de leyeduras", sem tratamento ácido, obtido de duas destilarias anexas no mes de agosto de 1988. A primeira - Usina Santa Adélia (Jabotícabal-SP) - apresentava problemas microbiológicos e a segunda Usina Modelo - operava normalmente. Os resultados da taxonomia demonstraram que e bactéria predominantemente encontrada foi Lactobaci!Ius fermentum (62%), seguida de LactobaciIIua murinus (9%), Lactobacillus vaccInostercus (9%), LactobaciIlus piantarum (2%) e Leuconostoc (2%). Dentre os lactobacilos houve um predomínio do tipo heterofermentativo obrigatório (85%). As cepas testadas apresentaram-se resistentes a 7% (v/v) de etanol e 63% resistiram a 10%, demonstrando adaptação ao ambiente alcoólico. A característica de floculação do fermento foi manifestada em 67% das cepas testadas. Quanto às usinas, confirmou-se que a Usina Santa Adélia apresentava maior índice de contam inação, de cepas resistentes ao etanol e de floculação do fermento comercial. Os resultados dos ensaios de fermentação demonstraram que acima Ce 4,8 g/l de acidez, expressa em ácido látlco, e a relação levedura/bactéria inferior a 0,9, as características vitais e o crescimento da levedura foram seriamente comprometidos. A produtividade de etanol (Pe) e a taxa de consumo de açúcar (Ps) sofreram queda semelhante (em torno de 54%), entre a
média dos primeiros 9 cicios e o 16° cicio, onde a acidez e a contaminação foram máximas. Isso causou a diminuição na velocidade de consumo de açúcar pela levedura, e a consequente queda na produção de etanol, devido ao excesso de acidez proveniente da contaminação bacteriana. Os parâmetros de rendimento de álcool , Yp/so e porcentagem de ART consumido, também apresentaram uma queda acentuada nos ciclos finais, servindo também como índices para avaliação da infecção na produção de etanol. O fator de conversão de açúcar consumido em etanol produzido - Yp/s não demonstrou o efeito da acidez sobre a produção de etanol, isso, foi distribuição o cálculo baseando-se no açúcar consumido pela levedura e não no disponível no sistema

Abstract: This research was carried out in 2 stages. The first stage involved isolation, taxonomy, tests of resistance to ethanol and commercial yeast flocculation tests, all aimed at selecting lactic bacteria which were natural contaminants of fermentation vats. In the second stage, a pilot system...

Abstract: This research was carried out in 2 stages. The first stage involved isolation, taxonomy, tests of resistance to ethanol and commercial yeast flocculation tests, all aimed at selecting lactic bacteria which were natural contaminants of fermentation vats. In the second stage, a pilot system was set up to carry out fermentation assays simulating distillery conditions and using one of the bacteria's selected in the first stage. Under these conditions Lactobacillus fermentum isolated n 28 was tested, reproducing the bacterial infection of the distillery fermentation vats by way of a fed-batch process. For the first stage of experiment, concentrated yeast samples from two distilleries were obtained, without cid treatment, during August , 1388. The first distillery (Santa AdeIla - Jaboticabal, S.P.) was presenting microbiological problems, while the second (Modelo - Piracicaba, SP) was operating formally. The results of the taxonomic study showed that the predominant bacterium present woo Lactobacillus fermentum (Bet), followed by Lactobacilus murinus (9%), Lactobacillus vacclnostercus (9%), Lactobacillus plantarun (2%) and Leuconostoc (2%). Among the lactobaciIIus, the obligate he terofermentatiue types were predominant Í8BX). The strains tested were all resistant to 7% (v/u) ethanol, and 64% were resistant to 10%, demonstrating adaptation to the alcoholic environment. Flocculation of the yeast was a characteristic of 67% of the strains tested. Regarding the distilleries, the expected results were confirmed. The Santa fidélla showed a higher level of contamination, with strains more resistant to alcohol and floculation of the commercial yeast. The results of the fermentation assays, showed that both the vital characteristics and growth of the yeast were seriously undermined when the acid concentration exceeded 4,8 g/f (expressed as lactic acid) and yeast/bacteria ratio of about 0,9. The alcohol productivity (Pern) and sugar consumption ratios (Ps> suffered similar decrease (about 54%) between the average of the first 9 cycles and that of the sixteenth cycle, when the acidity and contamination were maximum. This indicated a loss in the velocity of sugar consumption by yeast, and a consequent fail in the production of ethanol, due to the excess of acidity caused by the bacteria! contamination. The parameters alcohol yield, Yp/so and the percentage of total sugars consumed also showed accentuated fails during the final cycles, and therefore could also serve as index for the evaluate some of infection in the ethanol production. The conversion factor Yp/s was not affected by the acidity. This was related to the fact that the calculations were based on the sugar consumed by the yeast, and not that available within the system