Avaliação dos parâmetros fermentativos relacionados ao perfil de aminoácidos e vitaminas em diferentes variedades de cana-de-açúcar utilizando Saccharomyces cerevisiae PE-2

dc.contributor.advisor-co1Vendruscolo, Francielo
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7105461627589188
dc.contributor.advisor1Castiglioni, Gabriel Luis
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6050198962131737
dc.contributor.referee1Castiglioni, Gabriel Luis
dc.contributor.referee2Faria, Fabrícia Paula de
dc.contributor.referee3Montano, Inti Doraci Cavalcanti
dc.creatorSantos, Tatiane Oliveira dos
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0835804693600138
dc.date.accessioned2024-09-30T17:49:42Z
dc.date.available2024-09-30T17:49:42Z
dc.date.issued2024-03-22
dc.description.abstractThe sugarcane culture is one of Brazil's main economic activities, being the predominant raw material in bioethanol production, an alternative to fossil fuels for decarbonizing the transportation sector. Although the production process is well elucidated, there are numerous possibilities for optimizing ethanol production. Since almost all ethanol production is done through the fermentation of sugarcane, and yeast have specific nutritional requirements, knowledge of the chemical composition of sugarcane juice is of great importance for achieving the highest efficiency in converting sugars into ethanol. Therefore, this study aimed to characterize the wort obtained from five sugarcane cultivars in terms of sugars, free amino acids, and vitamins. Fermentation assays were performed with the worts of each cultivar separately. Fermentation started with 130 g.L- 1 of total sugars (sucrose, glucose, and fructose) and lasted 72 hours, using the Saccharomyces cerevisiae PE-2 strain. The chemical composition of the worts was determined for sugars, amino acids, and vitamins, before and after fermentation by HPLC. Fermentative parameters such as substrate to biomass conversion factor (Yx/s), substrate to product conversion factor (Yp/s), productivity (ϕ), and fermentation efficiency (η) were calculated and subjected to one-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey test, both at a statistical significance level of 5%. All cultivars showed good efficiency in alcoholic fermentation: 86.6% (RB867515), 88.2% (RB044108), 92.6% (RB988082), 93.5% (RB034045), and 97.4% (RB074067). Statistical differences were observed among most fermentative parameters, with emphasis on cultivar RB074067 with higher ethanol production and lower production of secondary metabolites. The quantified amino acids (Ala, Arg, Gli, Glu, Met, Tre, and Val) showed concentration variations among cultivars, as did B-complex vitamins (B1, B3, B5, B6, B7, and PABA). Total consumption of most amino acids and vitamin biosynthesis by yeast during fermentation were observed. The fermentation results highlight cultivar RB074067 as a promising variety for achieving increased industrial alcoholic fermentation efficiency with S. cerevisiae PE-2 without additional costs for nutrient supplementation to correct the wort's chemical composition.eng
dc.description.resumoA cultura da cana-de-açúcar é uma das principais atividades econômicas do Brasil, sendo a matéria prima majoritária na fabricação de etanol, uma alternativa aos combustíveis fósseis para a descarbonização do setor de transportes. Apesar do processo produtivo já ser bem elucidado, há inúmeras possibilidades de otimização da produção de etanol. Visto que quase a totalidade da produção de etanol é feita pela fermentação da cana-de-açúcar, e que as leveduras têm requisitos nutricionais específicos, é de grande utilidade o conhecimento da composição química do caldo da cana para se obter a maior eficiência de conversão dos açúcares em etanol. Portanto, esse trabalho teve o objetivo de caracterizar o mosto obtido de cinco cultivares de cana-de-açúcar quanto aos açúcares, aminoácidos livres e vitaminas. Foram realizados ensaios fermentativos com os mostos de cada cultivar separadamente. A fermentação iniciou-se com 130 g.L-1 de açúcares totais (sacarose, glicose e frutose), eve duração de 72h, utilizando a linhagem de Saccharomyces cerevisiae PE-2. A composição química dos mostos foi determinada com relação aos açúcares, aminoácidos e vitaminas, antes e depois da fermentação por HPLC. Os parâmetros fermentativos de fator de conversão de substrato em biomassa (Yx/s), fator de conversão de substrato em produto (Yp/s), produtividade (ϕ) e eficiência da fermentação (η) foram calculados e submetidos a análise de variância de fator único (ANOVA) e teste de Tukey, ambos ao nível de significância estatística de 5%. Todas as cultivares mostraram boa eficiência de fermentação alcoólica: 86,6% (RB867515), 88,2% (RB044108), 92,6% (RB988082), 93,5% (RB034045) e 97,4% (RB074067). Observou se diferença estatística entre a maioria dos parâmetros fermentativos, com destaque para a cultivar RB074067 com maior produção de etanol e menor produção de metabólitos secundários. Os aminoácidos quantificados (Ala, Arg, Gli, Glu, Met, Tre e Val) apresentaram variações de concentração entre as cultivares, assim como as vitaminas do complexo B (B1, B3, B5, B6, B7 e PABA). Observou-se o consumo total da maioria dos aminoácidos e a biossíntese de vitaminas pelas leveduras no decorrer da fermentação. Os resultados fermentativos evidenciam a cultivar RB074067 como uma variedade promissora para se conseguir um aumento da eficiência da fermentação alcoólica industrial com S. cerevisiae PE-2 sem custos adicionais com suplementação de nutrientes para correção da composição química do mosto.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationSANTOS, T. O. Avaliação dos parâmetros fermentativos relacionados ao perfil de aminoácidos e vitaminas em diferentes variedades de cana-de-açúcar utilizando Saccharomyces cerevisiae PE-2. 2024. 83 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13414
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química (IQ)
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectFfermentação alcoólicapor
dc.subjectEtanolpor
dc.subjectProdução de vitaminaspor
dc.subjectHPLCpor
dc.subjectQuantificação de aminoácidospor
dc.subjectQuantificação de vitaminaspor
dc.subjectGicerolpor
dc.subjectÁcido acéticopor
dc.subjectAalcoholic fermentationeng
dc.subjectEthanoleng
dc.subjectVitamin productioneng
dc.subjectAmino acid quantificationeng
dc.subjectVitamin quantificationeng
dc.subjectGlyceroleng
dc.subjectAcetic acideng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleAvaliação dos parâmetros fermentativos relacionados ao perfil de aminoácidos e vitaminas em diferentes variedades de cana-de-açúcar utilizando Saccharomyces cerevisiae PE-2
dc.title.alternativeEvaluation of fermentative parameters related to amino acid and vitamin profiles in different varieties of sugarcane using Saccharomyces cerevisiae PE-2eng
dc.typeDissertação

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