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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2021.tde-28052021-091354
Documento
Autor
Nombre completo
Marcelle Balduino de Almeida
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2021
Director
Tribunal
Cruz, Sandra Helena da (Presidente)
Antonini, Sandra Regina Ceccato
Basso, Thiago Olitta
Furlan, Renata Maria Christofoleti
Título en portugués
Caracterização de leveduras não-Saccharomyces com potencial para a produção de cervejas especiais
Palabras clave en portugués
Biotecnologia
Caracterização
Fermentação
Inovação
Leveduras não-convencionais
Resumen en portugués
A busca por diversificação no mercado de bebidas alcoólicas e a crescente demanda dos consumidores por bebidas de alta qualidade tem sido uma constante, impulsionando inovações, levando à revisão das propostas produtivas e personalização de produtos. Leveduras não-Saccharomyces podem fornecer uma série de perspectivas e aplicações para o desenvolvimento de cervejas especiais, como o aprimoramento do perfil organoléptico e aplicação na produção de cervejas de baixo teor alcoólico e calórico. Sendo assim, este estudo teve como objetivo avaliar características físio-tecnológicas de leveduras não-Saccharomyces isoladas de diferentes bioprocessos, visando sua aplicação na produção de cervejas especiais. Para isso, 12 linhagens pertencentes as espécies Dekkera bruxellensis, Hanseniaspora guilliermondii, Hanseniaspora vineae, Pichia kluyveri, Pichia kudriavzevii, Pichia membranifaciens, Torulaspora delbrueckii, Torulopsis colliculosa e Torulopsis utilis foram caracterizadas levando em consideração o crescimento em diferentes fontes de açúcar, capacidade fermentativa, tolerância ao etanol, capacidade de produção de sulfeto de hidrogênio e caracterização aromática. Diante do comportamento das linhagens nas etapas de caracterização, as cepas D. bruxellensis SYL-1 e CCA77, H. vineae SYL-54 e T. delbrueckii SYL-48 foram selecionadas para aplicação como inóculos em ensaios de microfermentação em mosto cervejeiro, conduzidos com inoculações puras e em sistemas de inoculação sequencial com linhagem cervejeira S. cerevisiae. Os produtos das fermentações foram avaliados quanto a atenuação aparente do mosto, teor alcoólico, acidez total titulável, pH e dinâmica populacional. Foi observado que apenas as cepas pertencentes ao gênero Pichia não apresentam capacidade fermentativa. As cepas de D. bruxellensis foram capazes de metabolizar todas as fontes de açúcar. Enquanto P. membranifaciens e P. kluyveri não metabolizaram de forma eficiente nenhuma das fontes de açúcar avaliadas. T. delbrueckii não foi capaz de crescer apenas em maltose, apontando sua potencial aplicação na produção de cervejas com baixo teor alcoólico ou seu uso em inoculações com outras leveduras. Diferenças nos perfis aromáticos foram observadas entre todas as cepas. As cepas P. kluyveri, P. kudriavzevii, T. delbrueckii, T. colliculosa e T. utilis não desenvolveram o off-flavor 4-vinil-fenol. As cepas D. bruxellensis, bem como H. guilliermondii, H. vineae, P. kudriavzevii, T. delbrueckii e T. colliculosa foram tolerantes em meio contendo entre 10-12% (v/v) de etanol. Levando em consideração as taxas de etanol produzidas nas microfermentações com inoculações puras a cepa H. vineae pode ser direcionada para a produção de cervejas sem álcool, enquanto as cepas de D. bruxellensis e T. delbrueckii podem ser empregadas na produção de cervejas com baixo teor alcoólico. Por outro lado, as microfermentações com inoculações sequenciais se mostraram uma estratégia adequada para a produção de cervejas com níveis mais altos de álcool. Os resultados demonstraram que as leveduras D. bruxellensis (SYL-1 e CCA77), H. vineae e T. delbrueckii possuem potencial para a produção de cervejas especiais, desde que observadas suas características fisiológicas, estratégias de inoculação e qual resultado se deseja obter acerca das características da cerveja a ser produzida.
Título en inglés
Screening of non-Saccharomyces yeasts with potential for special beer brewing
Palabras clave en inglés
Biotechnology
Brewing
Characterization
Innovation
Non-conventional yeasts
Resumen en inglés
Nowadays the search for diversification in the alcoholic beverage market and the increasing consumers demand for high-quality beverages has been a constant, driving innovations, leading to revision of its production proposals and product customization. Non-Saccharomyces yeasts can provide a range of perspectives and applications for the development of differentiated specialty beers, such as the improvement of organoleptic profile and application in the production of low-alcohol and low-calorie beers. Thus, this study aimed to assess physiological and technological traits for novel non-conventional yeast strains isolated from different bioprocesses to be applied in specialty beer brewing. For that, 12 strains of 9 distinct species (Dekkera bruxellensis, Hanseniaspora guilliermondii, Hanseniaspora vineae, Pichia kluyveri, Pichia kudriavzevii, Pichia membranifaciens, Torulaspora delbrueckii, Torulopsis colliculosa and Torulopsis utilis) were put through a screening system, which included ethanol resistance test, hydrogen sulfide (H2S) production, sugar utilization test, fermentative capacity, phenolic off-flavor, and aromatic tests. After passing these steps, trial beer wort microfermentation were performed, under controlled conditions, using D. bruxellensis SYL-1, D. bruxellensis CCA77, H. vineae SYL-54, and T. delbrueckii SYL-48 with single- and co-culture with a commercial brewing yeast, S. cerevisiae US-05. The fermentations were analyzed for pH drop, titratable acidity, extract reduction, ethanol content, and population dynamics. It was observed that only Pichia strains exhibited no fermentative capacity in wort. The D. bruxellensis strains were able to metabolize all carbon sources. While P. membranifaciens and P. kluyveri were not able to efficiently metabolize any carbon sources assessed. T. delbrueckii strain was not able to grow only in maltose, pointing its potential application for low-alcohol beer brewing, as well as its use in inoculations with other yeasts. Differences in the aromatic profiles were observed among all the strains. The strains P. kluyveri, P. kudriavzevii, T. delbrueckii, T. colliculosa e T. utilis were not up to develop the Phenolic Off-Flavor (4-vinyl-phenol) on medium with the precursor p-Coumaric acid. D. bruxellensis strains, as well as H. guilliermondii, H. vineae, P. kudriavzevii, T. delbrueckii and T. colliculosa showed satisfying growth under alcohol contents of 10-12% (v/v). Considering the ethanol rates produced in microfermentation with pure inoculations, the H. vineae strain can be pointing to brewing non-alcoholic beers, while D. bruxellensis and T. delbrueckii can be used to brewing low-alcohol beers. On the other hand, microfermentation with sequential inoculations proved to be an appropriate strategy for brewing beers with more alcohol content. The results demonstrated that the yeasts D. bruxellensis (SYL-1 and CCA77), H. vineae and T. delbrueckii can be explored for brewing special beers, as long as their physiological traits, inoculation strategies and the expectations around the beer characteristics are observed.
 
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Fecha de Publicación
2021-05-28
 
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