s cerevisiae
DESCRIPTION
Contexto histórico e uso industrial da levedura Saccharomyces cerevisiaeTRANSCRIPT
Saccharomyces cerevisiae:Um microrganismo ao nosso serviço
Trabalho realizado por:Alexandra GonçalvesMaria Augusta Soares
Microbiologia14-Dez-2006
1
Contexto Histórico
6000 a.C.: produção de pão e cerveja
1835: associação de leveduras à fermentação alcoólica
1837: identificação de S. cerevisiae em malte
1839: identificação do açúcar como nutriente para o seu
crescimento
1857 – 1876: relação entre a fermentação e o metabolismo de
leveduras. Estudos aprofundados sobre S. cerevisiae (Pasteur)
Microbiologia14-Dez-2006
in www.e-esola.ptsitecanal.asp?canal=5.htm
2
Contexto Histórico
1883: recuperação de álcool e dióxido de carbono de
extractos de leveduras de células
1949: primeiro mapeamento genético da levedura da cerveja
1930 – 1960: taxonomia da levedura
1990 – 1994: vacina da Hepatite C obtida a partir do DNA
recombinante
1996: sequenciação completa do genoma
Microbiologia14-Dez-2006
3
Identificação da S. cerevisiae
Classificação Científica:
Domínio: EukaryaReino: FungiFilo: AscomycotaClasse: SaccharomycetesOrdem: SaccharomycetalesFamília: SaccharomycetaceaeGénero: SaccharomycesEspécie: S. cerevisiae
Microbiologia14-Dez-2006
in www.e-esola.ptsitecanal.asp?canal=5.htm
4
Microbiologia14-Dez-2006
Descrição – Morfologia
modelo para estudos eucariotas constituída por uma única célula forma oval ou esférica colónia com aspecto semelhante à das bactérias
figuras in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
5
Microbiologia14-Dez-2006
Descrição – Colónias
Leveduras selvagens:Colónias de superfície
rugosa e/ou bordas irregulares
Levedura da panificação:Colónias lisas, brilhantes e
bordas regulares
Morfologia das colónias permite distingui-las
in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
6
Microbiologia14-Dez-2006
Descrição – Estrutura interna
** núcleo** mitocôndrias** parede celular rígida** vacúolo de grandes dimensões
pode acumular água
aumentar ou diminuir de volume
sem perder a viabilidade
permite
in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
Microbiologia14-Dez-2006
7
Descrição – Estrutura interna
possui 16 cromossomas
cromossoma?cromossoma?
DNA?DNA?
in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
Microbiologia14-Dez-2006
8
Ciclo de Vida – Reprodução Assexuada
Necessário nutrientes
Mitose gera células idênticas figuras in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
in MADIGAN, M. et al. 2004
Microbiologia14-Dez-2006
9
Ciclo de Vida – Reprodução Sexuada
Resulta da meiose em condições adversas
descendentes diferentes?
Processo envolve
1. Esporulação de células
diplóides por meiose
2. Germinação dos esporos
3. Cruzamento sexual
figuras in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
Microbiologia14-Dez-2006
10
Ciclo de Vida – Resumo
in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
Microbiologia14-Dez-2006
11
Leveduras Comercias
Levedura húmida
Levedura seca
• Células vivas e hidratadas• Mantidas até 4 semanas a 4ºC
• na presença de água re-hidratam• com nutrientes multiplicam-se• perdem pouca actividade biológica
in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
Habitat naturalHabitat natural frutas, sulcos de frutas
Microbiologia14-Dez-2006
12
Metabolismo - produtos
Produção de novas células Excreção:
* Etanol * Glicerol * Succinato
* Acetato * CO2 * Outros
Condições de respiraçãoCondições de respiração
Respiração aeróbia
Condições de fermentaçãoCondições de fermentação
Fermentação anaeróbia
in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
Microbiologia14-Dez-2006
13
Uso industrial da S. cerevisiae
organismo modelo para eucariotas
fácil de cultivar e manter em laboratório
não patogénico
fácil de manipular geneticamente
in MADIGAN, M. et al. 2004
In pt.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiae
14
Microbiologia14-Dez-2006
Exploração dos produtos da fermentação
- processo bioquímico
- retiram do meio os nutrientes
- por acção catalítica produzem-se substâncias com interesse
Fermentação
Fermentação alcoólica1 glicose
2 ácido pirúvico
2 acetaldeído
2 etanol
2 ADP
2ATP
CO2
NAD
NADH+
15
Microbiologia14-Dez-2006
Obtenção de um óptimo rendimento
ImportanteImportante
microrganismos
Substratos adequados
Temperatura adequada
pH óptimo
CONTROLO
ProdutosCervejaVinhoOutras bebidas (baixo teor alcoólico)PãoEtanol
16
Microbiologia14-Dez-2006
Crescimento da levedura
Industrialmente é feito em sistemas fechados
A – Fase de inoculação do meio Adaptação do microrganismoB – Fase exponencial Crescimento de células (ex)C – Fase estacionária Cessa o crescimentoD – Fase de morte
Taxa específica de crescimento é específica para cada microrganismo,
crescendo num meio fixo
Velocidade de crescimento
12
lnln
tt
Y
Microbiologia14-Dez-2006
17
Aplicações
Produção de pão
Produção de biocombustível
Produção de vinho e cerveja
Biotecnologia
Microbiologia14-Dez-2006
18
Biocombustível
Combustível alternativo
Limpo e renovável
Tecnologia testada e aprovada
Custo de produção baixo
Não agride o ambientein MADIGAN, M. et al. 2004
Microbiologia14-Dez-2006
19
Fabrico das bebidas alcoólicas
vinho
Produção de cervejaProdução de cervejaEtapas
Produção do mostoFermentação do mostoMaturaçãoFiltraçãoEnchimentoPasteurização (facultativo)
Temperatura óptima 6 a 20º C pH do mosto entre 4 a 6 Concentração de acúcares no mosto de 6 a 9% Teor alcoólico não muito alto A anaerobiose tem maior rendimento em álcool Devem existir elementos minerais adequados às necessidades das leveduras
in MADIGAN, M. et al. 2004
Microbiologia14-Dez-2006
20
Indústria da panificação
Objectivos da leveduraObjectivos da levedura Produzir gás carbónico em quantidade suficiente e no tempo certo – pão macio Produzir um conjunto de compostos químicos – sabores característicos Facilitar a maturação do pão
Qualidade dos processo depende de:Qualidade dos processo depende de:
Quantidade inicial de leveduras; Temperatura; Substâncias adicionadas; Humidade do ambiente.
in MADIGAN, M. et al. 2004
Microbiologia14-Dez-2006
21
Aproveitamento biotecnológico
Tentativa de manipulação genética da levedura obter estirpes com maior interesse
• Capaz de flocular• Capaz de interromper o processo fermentativo a baixas temperaturas• Utilização na indústria farmaceútica (vacina para a Hepatite B)
Vacinas virais em DNA
recombinante
Microbiologia14-Dez-2006
FELIZ NATAL!FELIZ NATAL!
E façam um consumo moderado dos
produtos feitos pela S. cerevisiae!
22
Bibliografia
MADIGAN, M. et al. Microbiologia de Brock. 10ª ed. Prentice Hall. São Paulo. 2004
pt.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiae
www.e-esola.ptsitecanal.asp?canal=5.htm
www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm
quimicanova.sbq.org.br/qnol/2001/vol24n4/03.pdf