Este documento descreve a história, classificação, morfologia, ciclo de vida, metabolismo e usos industriais da levedura Saccharomyces cerevisiae. A levedura S. cerevisiae tem sido usada há milhares de anos na produção de pão e cerveja e é um organismo modelo em microbiologia.

1. Saccharomyces cerevisiae: Um microrganismo ao nosso serviço Trabalho realizado por: Alexandra Gonçalves Maria Augusta Soares Microbiologia 14-Dez-2006

2. 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) Microbiologia 14-Dez-2006 in www.e-esola.ptsitecanal.asp?canal=5.htm

3. 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 Microbiologia 14-Dez-2006

4. 3 Identificação da S. cerevisiae Classificação Científica: Domínio: Eukarya Reino : Fungi Filo : Ascomycota Classe : Saccharomycetes Ordem : Saccharomycetales Família : Saccharomycetaceae Género : Saccharomyces Espécie : S. cerevisiae Microbiologia 14-Dez-2006 in www.e-esola.ptsitecanal.asp?canal=5.htm

5. 4 Microbiologia 14-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

6. 5 Microbiologia 14-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

7. 6 Microbiologia 14-Dez-2006 Descrição – Estrutura interna ** núcleo ** mitocôndrias ** parede celular rígida ** vacúolo de grandes dimensões in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm pode acumular água aumentar ou diminuir de volume sem perder a viabilidade permite

8. Microbiologia 14-Dez-2006 7 Descrição – Estrutura interna possui 16 cromossomas cromossoma? DNA? in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm

9. Microbiologia 14-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

10. Microbiologia 14-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

11. Microbiologia 14-Dez-2006 10 Ciclo de Vida – Resumo in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm

12. Microbiologia 14-Dez-2006 11 Leveduras Comercias 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 natural  frutas, sulcos de frutas Levedura húmida Levedura seca

13. Microbiologia 14-Dez-2006 12 Metabolismo - produtos Produção de novas células Excreção: * Etanol * Glicerol * Succinato * Acetato * CO 2 * Outros in www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO2/principal2.htm Condições de respiração Respiração aeróbia Condições de fermentação Fermentação anaeróbia

14. Microbiologia 14-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

15. 14 Microbiologia 14-Dez-2006 Exploração dos produtos da fermentação - processo bioquímico - retiram do meio os nutrientes - por acção catalítica produzem-se substâncias com interesse Fermentação Fermentação alcoólica S. cerevisiae 1 glicose 2 ácido pirúvico 2 acetaldeído 2 etanol 2 ADP 2ATP CO2 NAD NADH+

16. 15 Microbiologia 14-Dez-2006 Obtenção de um óptimo rendimento Importante microrganismos Substratos adequados Temperatura adequada pH óptimo Produtos Cerveja Vinho Outras bebidas (baixo teor alcoólico) Pão Etanol CONTROLO

17. 16 Microbiologia 14-Dez-2006 Crescimento da levedura Industrialmente é feito em sistemas fechados A – Fase de inoculação do meio Adaptação do microrganismo B – Fase exponencial Crescimento de células (e x ) C – Fase estacionária Cessa o crescimento D – Fase de morte Taxa específica de crescimento  é específica para cada microrganismo, crescendo num meio fixo Velocidade de crescimento

18. Microbiologia 14-Dez-2006 17 Aplicações Produção de biocombustível Biotecnologia Produção de pão Produção de vinho e cerveja

19. Microbiologia 14-Dez-2006 18 Biocombustível Combustível alternativo Limpo e renovável Tecnologia testada e aprovada Custo de produção baixo Não agride o ambiente in MADIGAN, M. et al. 2004

20. Microbiologia 14-Dez-2006 19 Fabrico das bebidas alcoólicas vinho Produção de cerveja Etapas Produção do mosto Fermentação do mosto Maturação Filtração Enchimento Pasteurização (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

21. Microbiologia 14-Dez-2006 20 Indústria da panificação Objectivos 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: Quantidade inicial de leveduras; Temperatura; Substâncias adicionadas; Humidade do ambiente. in MADIGAN, M. et al. 2004

22. Microbiologia 14-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

23. Microbiologia 14-Dez-2006 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