Polissacarideos da parede celular de levedura de cervejaria (Saccharomyces cerevisiae), obtida por rompimento mecanico da celula e de processo industrial de autolise

Resumo: A parede celular de levedura de fermentação industrial de cerveja(Saccharomyces cerevisiae) é composta basicamente de polissacarídeos,representando um material que pode ter utilização industrial e importante valor econômico. Embora exista um considerável conhecimento da estrutura dos polissacarídeos componentes da parede celular de S. cerevisiae, neste trabalho foram estudadas duas fontes comerciais representadas por: a) células residuaisde levedura de fermentação industrial de cerveja; b) parede celular residual deprodução de extrato de levedura, com autólise das células referidas no item a. Oprocesso de rompimento das células intactas de leveduras foi realizado em ummoinho de esferas de vidro em escala piloto (Dyno-Milí) e otimizado, permitindoatingir aproximadamente 95% de rompimento. O fracionamento delineado permiteuma separação seqüencial de frações a partir das paredes brutas, e,praticamente, isolar frações purificadas e homogêneas e assim determinar opolissacarídeo componente de cada uma e indiretamente sua ocorrência nasfrações de origem. Cada fração foi quantificada, caracterizada quimicamente e opolissacarídeo teve sua estrutura identificada. Para a verificação da estrutura asamostras foram submetidas às análises por CG-EM, RMN13C e espectrometria deinfravermelho (IR). A parede celular obtida por rompimento mecânico apresentouum rendimento de 30% do peso total da célula em base seca. As frações depolissacarídeos isoladas da parede celular obtida por rompimento e paredecelular industrial residual apresentaram, respectivamente, um rendimento empeso seco em relação à parede celular de: 16,7 e 11,2% de glicoproteína; 7,1 e7,8% de manana; 0,8 e 1,0% de glucana álcali solúvel; 59,2 e 63,8% de glucanainsolúvel, e 1,8 e 2,2% de glucana ácido solúvel, respectivamente. Quanto àglicoproteína, quatro subtrações foram isoladas, com 1,3 e 2,7% (fração A), 56,3e 44,2% (fração B), 10,5 e 12,0% (fração C) e, 10,6 e 12,7% (fração D). As trêsprincipais frações de polissacarídeos da parede celular, quantitativamente, forama glicoproteína, a manana e a glucana insolúvel. As duas primeiras tiveram seu polissacarídeo confirmado como α-D-{1->6) manopiranana 2-O-substituída, comramificações α-D-(1->2) manopiranosidicas e uma unidade terminal não redutoraα-D-(1-»3) manopiranosídica; a glucana insolúvel foi confirmada como β-D-(1->3)glucopiranana. Das subtrações isoladas a partir da glicoproteína através defracionamento com Cetavlon, a fração mais abundante (Fração B) teve seupolissacarídeo identificado com estrutura idêntica à da fração de manana. O RNApresente na parede celular foi encontrado integralmente na fração A daglicoproteína, o que elimina tal composto das demais frações e subfrações. Aparede celular constituída pelo subproduto industrial de autólise, mostroucaracterísticas gerais similares à da parede separada por rompimento mecânico,ou seja, mesmo exposta a enzimas nativas e outras, durante a autólise, estaparede foi basimente preservada, embora seja possível observar seucomportamento diferenciado quanto à solubilização e dispersão durante asetapas de fracionamento. o trabalho consolida num texto único, novasinformações em adição a outras, já descritas de forma segmentada e emcondições diversas.Abstract: The cell wall of yeast (S. cerevisiae) from industrial beer fermentation iscomposed of polissacharides which can be utilized in the food and othersindustries. Considerable information about the chemical structure of cell wallpolissacharides of S. cerevisiae is related in the literature and was obtained fromlaboratory cell cultures grown in synthetic media. The aim of this work was toestablish a parallel between the fractionation routine, the yield of each fractionand their compositions, using two commercial sources of raw material: a) residualyeast cells from industrial beer fermentation; b) residual cell wall material from theproduction of yeast extract, with autolysis of the cells referred to in item a. Therupture of the yeast cells was carried out in a pilot glass ball mill (Dyno Mill);thisoperation was optimized and reached near 95% of cell disruption. Thefractionation design for the sequential separation of the fractions obtained fromthe cell wall, allowed for the isolation of virtually homogeneous purified fractionsand the polysaccharide component's of each one could then be determined andindirectly their ocurrence in the original fractions. Each fraction was quantified,characterized chemically and identified structurally. The samples were subjectedto GC-MS, 13C NMR and IR spectroscopy in order to determine the structure. Thecell wall obtained mechanical rupture showed a yield of 30% of the dry cellweight. The purified polissacharide fractions of cell walls obtained from themechanical rupture of cells and from the cell walls of industrial residues showed,respectively, the following yields in dry weight related to the cell wall: 16.7 and11.2% of glycoprotein; 7.1 and 7.8% of mannan; 0.8 and 1.0% of alkali solubleglucan; 59.2 and 63.8% of insoluble glucan and 1.8 and 2.2% of acid solubleglucan. From the glycoprotein four subfractions were isolated with yields of: 1.3and 2.7 %, fraction A; 56.3 and 44.2%, fraction B; 10.5 and 12.0 %, fraction C and10.6 and 12.7 %, fraction D. The three quantitatively main fractions of cell wallpolissacharides were glycoprotein, manan and insoluble glucan. Thepolissacharide of the former two fractions was confirmed as 2-O-substituted α-D-(1->6) mannopyranan with α-D-(1-»2) mannopyranosidic branches and a non-reducing terminal unit of α-D-(1->3) mannopyranoside; the insoluble glucan beingβ-D-(1->3) glucopyranan. From the subfractionation of the glycoprotein usingCetavlon, the polissacharide of the most abundant subtraction (B) showed astructure identical to that of the mannan fraction. The RNA present in the cell wallwas almost totally found in subtraction A, practically eliminated this compoundfrom the other fractions and subtractions. The cell wall byproduct from industrialautolysis, showed almost the same general characteristics when compared to thatfrom mechanical rupture, i.e., even when exposed to native and others enzymesduring autolysis, it was basically preserved, although a different behaviour withrespect to solubilization and dispersion during the fractionation procedures wasobserved. This work consolidates in one publication some new informationtogether with information already described but in a fragmented form and obtainedunder a variety of conditions