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http://hdl.handle.net/11422/28117
| Type: | Dissertação |
| Title: | Caracterização da levedura Saccharomyces cariocanus G01 como um novo fermento cervejeiro |
| Author(s)/Inventor(s): | Linhares, Scarlate Nobre |
| Advisor: | Miguel, Marco Antônio Lemos |
| Abstract: | O Brasil é o terceiro maior mercado cervejeiro do mundo e, apesar de sua expressiva biodiversidade, ainda depende de insumos importados, principalmente lúpulo e fermentos. Há também uma crescente demanda por atributos inovadores nas cervejas, não apenas sensoriais, como o uso de fermentos selvagens, produtos com designação geográfica ou com apelo sociocultural. Neste contexto, nosso grupo tem investigado o potencial biotecnológico de microrganismos ambientais, com ênfase em uma estirpe previamente isolada da Mata Atlântica sendo classificada como nova espécie, Saccharomyces cariocanus. A estirpe G01, derivada da estirpe-tipo UFRJ 50816T após passagens sucessivas em mosto cervejeiro, apresentou características promissoras para aplicação na produção de cerveja. O presente estudo teve como objetivo avaliar seu desempenho fermentativo e propriedades fisiológicas desejáveis em fermentos cervejeiros, como tolerância ao etanol e a iso-α-ácidos de lúpulo, floculação, produção de H2S, fenótipo killer, faixa térmica de crescimento, além de testar a imobilização em alginato visando reuso celular e ganho cinético. Também foi realizado o primeiro sequenciamento parcial da espécie, correlacionando características fenotípicas com dados genômicos. A estirpe G01 fermentou glicose, sacarose e maltose em 48–72 h, manteve biomassa em 7,5 % v/v de etanol e apresentou crescimento residual a 10 %. Tolerou de 5 a 55 IBU, com recuperação até 72 h, e exibiu floculação de 41,2 %, classificada como moderada. Não foi detectado fenótipo killer, mais comum em leveduras vínicas. A produção de H2S foi identificada, embora não comprometa seu uso, visto que também ocorre em fermentos comerciais. O crescimento ocorreu entre 17 e 28 °C, mas não a 37 °C, o que reduz a associação com patogenicidade, apoiado pela ausência de produção da enzima fosfolipase associada à virulência. No comparativo, a G01 teve desempenho próximo aos fermentos comerciais US-05 e Nottingham, embora com menor floculação, similar ao observado em fermentos para cervejas do tipo Wit e Weiss. Sensorialmente, produziu cervejas com perfis ricos em ésteres, em consonância com a presença dos genes ATF1, relacionado à síntese de acetato de isoamila (aroma de banana), e PAD1/FDC1, envolvidos na formação de compostos fenólicos (aroma de cravo). A imobilização em alginato 1,5 % resultou em esferas de 2,16 ± 0,10 mm e 0,010 ± 0,001 g, contendo cerca de 1,0×107 células/mL, com viabilidade preservada sob refrigeração. Tanto células livres quanto imobilizadas apresentaram atenuação de aproximadamente 41,2 % e teor alcoólico estimado de 2,76 %, sem diferenças no resultado final, indicando que o benefício da imobilização ocorre principalmente nas fases iniciais da fermentação. O conjunto dos dados confirma o perfil tipo Ale da estirpe, com forte potencial para produção de cervejas aromáticas e turvas, típicas de estilos como Weissbier e algumas belgas, como as Witbier. Os resultados posicionam a G01 como candidata nacional a fermento cervejeiro, com perspectivas de otimização em temperatura, regime de lúpulo e protocolos de estocagem celular para maximizar sua viabilidade e produtividade. |
| Abstract: | Brazil is the third largest beer market in the world and, despite its remarkable biodiversity, it still relies on imported inputs, mainly hops and brewing yeasts. There is also a growing demand for innovative attributes in beers, not only sensory, such as the use of wild yeasts, products with geographical indication, or sociocultural appeal. In this context, our group has investigated the biotechnological potential of environmental microorganisms, with emphasis on a strain previously isolated from the Atlantic Forest and classified as a new species, Saccharomyces cariocanus. Strain G01, derived from the type strain UFRJ 50816T after successive passages in brewer’s wort, showed promising characteristics for brewing applications. This study aimed to evaluate its fermentative performance and physiological properties desirable in brewing yeasts, such as tolerance to ethanol and hop iso-α-acids, flocculation, H2S production, killer phenotype, and growth temperature range, as well as to test immobilization in alginate for cell reuse and improved fermentation kinetics. In addition, the first partial sequencing of the species was carried out, correlating phenotypic features with genomic data. Strain G01 fermented glucose, sucrose, and maltose within 48–72 h, maintained biomass at 7.5 % v/v ethanol with residual growth at 10%, tolerated 5 to 55 IBU with recovery up to 72 h, and exhibited 41.2 % flocculation, classified as moderate. The killer phenotype was not detected, a feature more commonly found in wine yeasts. H2S production was observed, although this does not preclude its use, since it also occurs in commercial brewing yeasts. Growth occurred between 17 and 28 °C but not at 37 °C, reducing the association with pathogenicity, supported by the absence of production of the virulence-associated enzyme phospholipase. Compared with commercial yeasts US-05 and Nottingham, G01 showed similar performance, although with lower flocculation, resembling yeasts used in Wit and Weiss beer production. Sensory evaluation revealed beers rich in ester aromas, consistent with the presence of ATF1, related to isoamyl acetate synthesis (banana-like aroma), and PAD1/FDC1, involved in the formation of phenolic compounds (clove-like aroma). Immobilization in 1.5 % alginate produced beads of 2.16±0.10 mm and 0.010±0.001 g, containing about 1.0×107 cells/mL, with viability better preserved under refrigeration. Both free and immobilized cells achieved attenuation of 41.2 % and an estimated alcohol content of 2.76 %, with no significant differences in the final outcome, indicating that the main benefit of immobilization occurs during the early stages of fermentation. Altogether, the data confirm the Ale-type profile of G01, with strong potential for the production of aromatic and cloudy beers, typical of Weissbier, and some Belgian styles, such as Witbier. The results support G01 as a national candidate for brewing yeast, with clear prospects for optimization regarding fermentation temperature, hopping regime, and storage protocols for immobilized cells to maximize viability and productivity. |
| Keywords: | Leveduras Fermentação Cerveja Yeasts Fermentation Beer |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL E DE FERMENTACAO |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências (Microbiologia) |
| Production unit: | Instituto de Microbiologia Paulo de Góes |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 15-Oct-2025 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Embargado |
| Citation: | Linhares, S. N. (2025). Caracterização da levedura Saccharomyces cariocanus G01 como um novo fermento cervejeiro. [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro]. Repositório Institucional Pantheon. |
| Appears in Collections: | Microbiologia |
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