Leveduras não-Saccharomyces: aplicação na produção de cerveja e potencial probiótico
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Data de Publicação: | 2021 |
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Texto Completo: | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/10038 |
Resumo: | O mercado cervejeiro atual demanda cada vez mais novos produtos e tecnologias. Cervejas produzidas com ingredientes locais, novos flavors, cervejas de baixa caloria e com baixo ou nenhum teor de álcool são uma tendência do mercado. A aplicação de diferentes cepas de leveduras e bactérias comercialmente disponíveis, ou então presentes na superfície de frutas ou no interior de barris de maturação pode contribuir para obtenção de aromas únicos e características fermentativas específicas nas cervejas, e além disso, esses microrganismos podem apresentar outros atributos interessantes, como atividades que caracterizam o potencial probiótico. Cervejeiros têm buscado a utilização de leveduras não-convencionais (ou nãoSaccharomyces) como alternativas para obter novos flavors, texturas, acidez e controle de contaminação em seus processos. Os objetivos desse trabalho foram identificar a diversidade de microrganismos presentes em cervejas de fermentação mista, com foco em leveduras nãoSaccharomyces. Isolar e identificar leveduras não-Saccharomyces de fontes como flores, frutas e folhas, caracterizando-as fisiologicamente quanto características importantes para fermentação de mostos de cerveja. Avaliar o potencial probiótico das leveduras, explorando atributos como atividade antimicrobiana contra patógenos alimentares, capacidade de autoagregação, co-agregação, tolerância às condições adversas encontradas no trato gastrointestinal e resposta induzida em macrófagos cultivados. A partir de 20 amostras de cervejas de fermentação espontânea, não-espontânea e culturas mistas iniciadoras, determinamos o metagenoma dessas amostras, compreendendo 26 espécies de fungos e 140 espécies de bactérias, observando que vários microrganismos são capazes de participar desse processo fermentativo, inclusive com presença de leveduras não-Saccharomyces, como Brettanomyces, Pichia, Issatchenkia, Wickerhamomyces, entre outras. Foram isoladas e caracterizadas leveduras não-Saccharomyces a partir de amostras ambientais, com destaque para Moniliella megachiliensis, Pichia kluyveri, Hanseniaspora uvarum e Candida intermedia, as quais apresentaram características diferentes das cepas de S. cerevisiae comercialmente disponíveis para produção de cerveja, como tolerância à pHs muito ácidos (pH ≤ 3.0), a elevado estresse iônico (≥ 5% NaCl), à altas temperaturas de incubação (37 °C) e a produção de aromas característicos. Foi identificada nas leveduras isoladas, a capacidade de auto-agregação em níveis superiores a 83% em diferentes temperaturas de incubação (18, 28 e 37 °C), co-agregação com Listeria monocytogenes e Escherichia coli entre 50 - 68%, inibição de crescimento de patógenos, e a imunoestimulação por transcrição de mRNAs de citocinas, fatores de transcrição e moléculas receptoras em macrófagos estimulados com células vivas das leveduras e seus derivados. Dessa forma, concluiu-se que leveduras não-Saccharomyces tem potencial para aplicação na produção de cervejas e potencial probiótico em condições in vitro, nesse caso as leveduras M. megachiliensis, P. kluyveri, H. uvarum e C. intermedia, as quais necessitam de novos estudos para determinação e confirmação da atividade probiótica e de segurança dos isolados. |
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2023-09-05T20:36:20Z2023-09-052023-09-05T20:36:20Z2021-11-11PIRAINE, Renan Eugênio Araujo. Leveduras não-Saccharomyces: aplicação na produção de cerveja e potencial probiótico. 2021. 139f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2021.http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/10038O mercado cervejeiro atual demanda cada vez mais novos produtos e tecnologias. Cervejas produzidas com ingredientes locais, novos flavors, cervejas de baixa caloria e com baixo ou nenhum teor de álcool são uma tendência do mercado. A aplicação de diferentes cepas de leveduras e bactérias comercialmente disponíveis, ou então presentes na superfície de frutas ou no interior de barris de maturação pode contribuir para obtenção de aromas únicos e características fermentativas específicas nas cervejas, e além disso, esses microrganismos podem apresentar outros atributos interessantes, como atividades que caracterizam o potencial probiótico. Cervejeiros têm buscado a utilização de leveduras não-convencionais (ou nãoSaccharomyces) como alternativas para obter novos flavors, texturas, acidez e controle de contaminação em seus processos. Os objetivos desse trabalho foram identificar a diversidade de microrganismos presentes em cervejas de fermentação mista, com foco em leveduras nãoSaccharomyces. Isolar e identificar leveduras não-Saccharomyces de fontes como flores, frutas e folhas, caracterizando-as fisiologicamente quanto características importantes para fermentação de mostos de cerveja. Avaliar o potencial probiótico das leveduras, explorando atributos como atividade antimicrobiana contra patógenos alimentares, capacidade de autoagregação, co-agregação, tolerância às condições adversas encontradas no trato gastrointestinal e resposta induzida em macrófagos cultivados. A partir de 20 amostras de cervejas de fermentação espontânea, não-espontânea e culturas mistas iniciadoras, determinamos o metagenoma dessas amostras, compreendendo 26 espécies de fungos e 140 espécies de bactérias, observando que vários microrganismos são capazes de participar desse processo fermentativo, inclusive com presença de leveduras não-Saccharomyces, como Brettanomyces, Pichia, Issatchenkia, Wickerhamomyces, entre outras. Foram isoladas e caracterizadas leveduras não-Saccharomyces a partir de amostras ambientais, com destaque para Moniliella megachiliensis, Pichia kluyveri, Hanseniaspora uvarum e Candida intermedia, as quais apresentaram características diferentes das cepas de S. cerevisiae comercialmente disponíveis para produção de cerveja, como tolerância à pHs muito ácidos (pH ≤ 3.0), a elevado estresse iônico (≥ 5% NaCl), à altas temperaturas de incubação (37 °C) e a produção de aromas característicos. Foi identificada nas leveduras isoladas, a capacidade de auto-agregação em níveis superiores a 83% em diferentes temperaturas de incubação (18, 28 e 37 °C), co-agregação com Listeria monocytogenes e Escherichia coli entre 50 - 68%, inibição de crescimento de patógenos, e a imunoestimulação por transcrição de mRNAs de citocinas, fatores de transcrição e moléculas receptoras em macrófagos estimulados com células vivas das leveduras e seus derivados. Dessa forma, concluiu-se que leveduras não-Saccharomyces tem potencial para aplicação na produção de cervejas e potencial probiótico em condições in vitro, nesse caso as leveduras M. megachiliensis, P. kluyveri, H. uvarum e C. intermedia, as quais necessitam de novos estudos para determinação e confirmação da atividade probiótica e de segurança dos isolados.The current beer market constantly demands new products and technologies. Beers produced with local ingredients, new flavors, low-calorie beers with low or no alcohol content are a trend in the beer business. The application of different bacteria and yeast strains commercially available, or those present on the surface of fruits or inside maturation barrels, contribute to obtaining unique aromas and specific fermentative characteristics in beers, and in addition, other interesting attributes can be identified in these microorganisms, such as probiotic and antagonist activity against pathogens. Brewers have sought to use non-conventional (or non-Saccharomyces) yeasts as alternatives to obtain new flavors, texture, acidity and contamination control in their processes. Thus, the objective of this work was to identify the diversity of microorganisms present in mixed-fermentation beers, with the main focus on non-Saccharomyces yeasts. Moreover, isolate and identify non-Saccharomyces yeasts from sources such as flowers, fruits and leaves, physiologically characterizing them focusing on important characteristics for the fermentation of beer worts. In addition, evaluate the probiotic potential of the strains, exploring attributes such as antimicrobial activity agains food pathogens, auto-aggregation capacity, co-aggregation, tolerance to adverse conditions found in the gastrointestinal tract, and finally, evaluate the response induced in immune system cells when incubated with yeasts. Twenty samples of mixed starter cultures, spontaneous and non-spontaneous fermentation beers, were used to determine their metagenome, in which were identified 26 species of fungi and 140 species of bacteria, proving that several microorganisms are able to participate in this fermentation process, including a large presence of non-Saccharomyces yeasts, such as Brettanomyces, Pichia, Issatchenkia, Wickerhamomyces, among others. It was possible to isolate and characterize nonSaccharomyces yeasts from environmental samples, especially Moniliella megachiliensis, Pichia kluyveri, Hanseniaspora uvarum, Candida intermedia, which showed different characteristics from most of the commercially available S. cerevisiae strains for beer production, such as tolerance to very acidic pHs (pH ≤ 3.0), high ionic stress (≥ 5% NaCl), high incubation temperatures (37 °C), and the production of characteristic aromas. It was identified in these isolates an auto-aggregation capacity with levels above 83% in different incubation temperatures (18, 28 and 37 °C), co-aggregation with Listeria monocytogenes and Escherichia coli between 50 – 68%), growth inhibition of pathogens, and the induction of mRNA transcription of cytokines, transcription factors and receptor molecules by macrophages stimulated with live yeast cells and their derivatives (heat-killed cells, culture supernatant and DNA). Therefore, it was concluded that non-Saccharomyces yeasts showed potential for application in beer production, it being described here the yeasts M. megachiliensis, P. kluyveri, H. uvarum and C. intermedia, which also provoke interest of new studies for determination and confirmation of their probiotic activity.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em BiotecnologiaUFPelBrasilCC BY-NC-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessCIENCIAS AGRARIASCIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOSCIENCIA DE ALIMENTOSFungosFermentaçãoBebidas fermentadasMetagenomaInibição de patógenosFungiFermentationFermented beverageMetagenomePathogen inhibitionLeveduras não-Saccharomyces: aplicação na produção de cerveja e potencial probióticoNon-Saccharomyces yeasts: probiotic potential and applicability in beer productioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://orcid.org/0000-0001-6650-8286http://lattes.cnpq.br/6525260139772353http://lattes.cnpq.br/0198257253890399Leite, Fábio Pereira LeivasPiraine, Renan Eugênio Araujoreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELORIGINALTese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdfTese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdfapplication/pdf4718013http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/10038/1/Tese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdf743e1d3bc2521d7d0a9a9cfed7f52347MD51open accessTEXTTese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdf.txtTese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdf.txtExtracted texttext/plain366442http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/10038/3/Tese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdf.txt9a8c192bf971a52596325aa9cf35f058MD53open accessTHUMBNAILTese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdf.jpgTese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1354http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/10038/4/Tese_Renan_Eugenio_Araujo_Piraine.pdf.jpg9692bdd44586c91fb0a2b18586c41f37MD54open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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