Orientador : Fumio Yokoya

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

Resumo: A floculação da levedura Saccharomyces cerevisiae provocada pela bactéria Lactobacil/us fermentum causa sérios prejuízos à fermentação alcoólica, uma vez que reduz o número de células utilizado durante o processo e propicia a proliferação de contaminantes. O mecanismo de floculação foi...

Resumo: A floculação da levedura Saccharomyces cerevisiae provocada pela bactéria Lactobacil/us fermentum causa sérios prejuízos à fermentação alcoólica, uma vez que reduz o número de células utilizado durante o processo e propicia a proliferação de contaminantes. O mecanismo de floculação foi estudado através do efeito de modificadores químicos de proteínas e de carboidratos da parede celular, da ação de íons, e da lectina concanavalina A. Determinou-se uma relação entre as concentrações de células da bactéria e da levedura, a qual resulta na condição de máxima floculação, compreendendo, respectivamente, valores de 0,16 g/l e de 3,39 g/l (massa seca). Dentre os íons analisados, verificou-se: que os íons Ba+2, Ca+2, Sr+2, Mg+2, K+, Na+ (8 X 10-4 M) promoveram a floculação, sendo que, os íons divalentes apresentaram efeitos promotores mais intensos que os monovalentes, enquanto que os íons trivalentes (Al+3 e Fe+3) praticamente não apresentaram efeito promotor; a concentração mínima de cálcio requerida para a promoção da floculação compreendeu valores iguais ou maiores a 2 X 10-4 M; os íons sódio em concentração de 4,0 M em presença de cálcio 8 X 10-4 M, apresentaram efeito sinergístico na inibição da floculação, enquanto que, os íons magnésio em concentrações entre 0,8 e 4,0 M causaram progressiva inibição do processo, independentemente da presença de cálcio. Foi verificada a presença de sítios receptores para a lectina concanavalina A nas superfícies celulares de Sacch. cerevisiae e de L. fermentum, sendo que, para a ocorrência da agregação de cada célula de levedura e de bactéria foram necessárias, respectivamente, 4,04 X 106 e 1,46 X 106 moléculas de concanavalina A. Testes com modificadores químicos de proteínas mostraram que os grupos funcionais fenol e indol de aminoácidos, presentes na superfície celular de L. fermentum, devem participar do processo de floculação. Contudo, não foi verificada a participação, neste fenômeno, de grupos funcionais de aminoácidos da parede celular de Sacch. cerevisiae. A presença de uréia 7,5 ou 8,0 M, em reações de modificações químicas de proteínas, não tornou os grupos funcionais de aminoácidos mais acessíveis a ação dos reagentes. Constatou-se que carboidratos da superfície celular de Sacch. cerevisiae devem estar envolvidos nessa interação, uma vez que houve inibição da floculação após o tratamento da levedura com periodato de sódio (0,01 M). Por outro lado, não se verificou a participação de carboidratos no fator floculante de L. fermentum.

Abstract: The flocculation of yeast, Saccharomyces cerevisiae, by bacterium, Lactobacillus fermentum, causes serious loss in alcoholic fermentation due to reduction in yeast cell numbers in suspension and increase in growth of contaminants. The mechanism of flocculation was studied with protein and...

Abstract: The flocculation of yeast, Saccharomyces cerevisiae, by bacterium, Lactobacillus fermentum, causes serious loss in alcoholic fermentation due to reduction in yeast cell numbers in suspension and increase in growth of contaminants. The mechanism of flocculation was studied with protein and carbohydrate modifying chemicals, action of cations and concanavalin A. The optimum ratio between bacterial and yeast cells for maximum flocculation was 0.16 g/L and 3.39 g/L (d.w.) respectively. Among cations, barium, calcium, strontium, magnesium, potassium and sodium (8 X 10-4 M) estimulated flocculation, but trivalent ions (Al+3 and Fe+3) had no effect. The minimum calcium concentration for flocculation was 2 X 10-4 M. Sodium ion showed sinergistic effect when added at high concentration (4.0 M) in solution with 8 X 10-4 M calcium ions. Magnesi4m ions showed progressive inhibition between 0.8 to 4.0 M when added to cell suspension with or without added calcium ions (8 X 10-4 M). Treatment with concanavalin A showed receptor site of lectins in yeast and bacterial cells. Sacch. cerevisiae required 4.04 X 106 molecules of concanavalin A per cell and L. fermentum 1.46 X 106 molecules. Tests with protein modifying chemicals showed that the functional groups phenol and indol of amino acids on cell surface of L. fermentum were essential for flocculation. Urea (7.5 or 8.0 M ) did not change functional groups of cell surface. Carbohydrate of Sacch. cerevisiae is important for flocculation because treatment of its cells with sodium periodate (0.01 M) inhibited the flocculation. Same treatment on L. fermentum had no effect, which showed that carbohydrate from bacterial cell surface did not participate in flocculation.