Survival, metabolism and production of volatile phenols by Dekkera bruxellensis in monovarietal wines

The specific defect caused by the production of volatile phenolic compounds in wines is a major economic concern among wine producers at a global scale. Vinylphenols and, specially, ethylphenols may accumulate in wines imparting undesirable odours and flavours, which may strongly affect the wine quality. The main organisms responsible for the production of these compounds are the yeasts Brettanomyces/Dekkera. Several studies have been carried out on this subject over the last 20 years, but scientific work concerning the relationship between the grape varieties and the production of volatile phenols is extremely scarce. Thus, the overall aim of this work was to characterise the survival and metabolic behaviour of Dekkera bruxellensis in monovarietal wines and to evaluate whether certain grape varieties pose a higher risk to develop volatile phenols. The work started by searching for contaminated wines and by isolating strains of Brettanomyces/Dekkera using selective and differential culture media. The percentage of contaminated wines was 37% and all strains isolated were identified as Dekkera bruxellensis. The results support the view that, among the Brettanomyces/Dekkera yeasts, D. bruxellensis is the main species responsible for the production of volatile phenols in wines. Phenotypic variation was found among the strains studied regarding the tolerance to ethanol. The most tolerant strains were able to grow at 14% v/v ethanol and the wine isolates were, in general, more tolerant than the reference strain D. bruxellensis PYCC 4801. Strains, from the most tolerant group, were selected to perform survival and metabolic studies in real wine conditions. Prior to the metabolic studies, a chemical characterisation of monovarietal red wines from eight selected grape varieties (Cabernet Sauvignon, Syrah, Aragonez, Castelão, Touriga Franca, Touriga Nacional, Trincadeira and Vinhão) was performed, focusing on the volatile phenols and on the respective precursor compounds, both on the free and bond forms. It was found that the precursors exist mostly as esters of tartaric acid (caftaric, coutaric and fertaric acids). The predominant free hydroxycinnamic acid was p-coumaric acid, the highest concentrations being found in Syrah and Touriga Franca and the lowest in Touriga Nacional and Trincadeira. Touriga Nacional exhibited the highest difference between bound and free forms. Twenty two % of the wines analysed presented levels of volatile phenols above the perception threshold, the highest vi values being found in Vinhão and Trincadeira. The results show relevant differences among grape varieties but the availability of precursors on the free form may not be the only factor explaining the potential of wines to develop volatile phenols. The survival of D. bruxellensis in monovarietal wines (Touriga Nacional, Cabernet Sauvignon and Syrah) and the metabolism of hydroxycinnamic acids were evaluated. After the inoculation, yeast culturable populations were reduced to undetectable numbers in all wines, but viability measurement by flow cytometry showed that a significant part of the populations were in a viable-but-not-culturable state (VBNC). VBNC cells were metabolically active, causing the spoilage of the wine, and this physiological state favoured the accumulation of vinylphenols rather than ethylphenols independently of the grape variety. The survival capacity of D. bruxellensis was higher on Touriga Nacional wines than in Cabernet Sauvignon and Syrah. Wine susceptibility to Dekkera may be correlated with the phenolic composition, specifically the bound/free molar ratios of hydroxycinnamic acids. As stated above, Touriga Nacional exhibited the highest difference between bound and free forms and the level of free hydroxycinnamic acids is relatively low in comparison with other grape varieties. Therefore, the documented antimicrobial activity of free hydroxycinnamic acids may be expected to be lower in Touriga Nacional wines. Besides the production of volatile phenols, D. bruxellensis showed esterase activity leading to the increase on the amount of ethyl esters, including ethyl acetate. The fatty acids isovaleric acid and caprylic acid also increased in the inoculated wines. The concentration of monoterpenes analysed increased in the Cabernet Sauvignon wines but not in Touriga Nacional wines. The grape variety effect observed can be related with different compositions of glycosidically bound terpenes subjected to the ß-glycosidase activity of D. bruxellensis.A produção de fenóis voláteis em vinhos tem sérias repercussões económicas nas empresas, pelo que continua a ser fonte de grande preocupação na indústria vínica a nível mundial. A presença de vinilfenóis e, em especial, os etilfenóis acima de determinados valores confere odores e sabores indesejáveis que podem afectar, drasticamente, a qualidade do vinho. Os principais organismos responsáveis pela produção desses compostos são as leveduras Brettanomyces/Dekkera. Diversos estudos foram realizados sobre este assunto nos últimos 20 anos, focando principalmente na origem/fontes de Brettanomyces/Dekkera, nas condições necessárias para o seu desenvolvimento no vinho, nos requisitos nutricionais, em métodos de detecção e identificação e em estratégias para controlar o problema. Mas, trabalho científico sobre a relação entre as castas de uvas e a produção de fenóis voláteis é escasso. Assim, o objetivo geral desta tese foi caracterizar a sobrevivência e o comportamento metabólico de Dekkera bruxellensis em vinhos monovarietais e avaliar se determinadas castas apresentam maior risco de desenvolvimento de fenóis voláteis. O trabalho começou pela pesquisa de vinhos contaminados e pelo isolamento de estirpes de Brettanomyces/Dekkera usando meios de cultura seletivos e diferenciais. A percentagem de vinhos contaminados foi de 37% e todas as estirpes isoladas foram identificadas como Dekkera bruxellensis. Os resultados confirmam que, entre as leveduras Brettanomyces/Dekkera, D. bruxellensis é a principal espécie responsável pela produção de fenóis voláteis nos vinhos. Foi observada variação fenotípica entre as estirpes estudadas quanto à tolerância ao etanol. As mais tolerantes foram capazes de crescer na presença de 14% v/v etanol e, de uma forma geral, os isolados vínicos foram mais tolerantes do que a estirpe de referência D. bruxellensis PYCC 4801. Estirpes do grupo mais tolerante foram selecionadas para realizar estudos metabólicos e de sobrevivência em condições reais de vinho. Antes dos estudos de metabolismo, foi feita a caracterização química de vinhos tintos monovarietais de oito castas selecionadas (Cabernet Sauvignon, Syrah, Aragonez, Castelão, Touriga Franca, Touriga Nacional, Trincadeira e Vinhão), focando nos fenóis voláteis e respectivos compostos precursores, tanto na forma livre como na forma ligada. Verificou-se que viii os precursores existem principalmente como ésteres de ácido tartárico (ácido caftárico, coutárico e fertárico). O ácido hidroxicinâmico predominante foi o ácido p-cumárico, sendo as maiores concentrações encontradas em Syrah e Touriga Franca e as mais baixas em Touriga Nacional e Trincadeira. A casta Touriga Nacional exibiu a maior diferença entre formas livres e ligadas. Vinte e dois % dos vinhos analisados apresentaram níveis de fenóis voláteis acima do limiar de percepção, sendo os valores mais elevados encontrados em Vinhão e Trincadeira. Os resultados mostram diferenças relevantes entre as castas, mas a disponibilidade de precursores na forma livre não é o único fator que explica o potencial dos vinhos para desenvolver fenóis voláteis. A sobrevivência de D. bruxellensis em vinhos monovarietais (Touriga Nacional, Cabernet Sauvignon e Syrah) e o metabolismo dos ácidos hidroxicinâmicos foram avaliados. Após a inoculação, as populações de leveduras cultiváveis foram reduzidas para números indetectáveis em todos os vinhos, mas a determinação da viabilidade por citometria de fluxo mostrou que uma parte significativa das populações estava em no estado viável mas não cultivável (VNC). Células VNC mostraram ser metabolicamente ativas causando a deterioração do vinho, e este estado fisiológico favoreceu a acumulação de vinilfenóis, independentemente da casta. A capacidade de sobrevivência de D. bruxellensis foi maior nos vinhos Touriga Nacional do que em Cabernet Sauvignon e Syrah. A susceptibilidade do vinho a Dekkera pode estar correlacionada com a composição fenólica dos vinhos, especificamente a proporção de ácidos hidroxicinâmicos livres/ligados. Tal como acima referido, a casta Touriga Nacional exibiu a maior diferença entre as formas livres e ligadas e concentração de ácidos hidroxicinâmicos livres é relativamente baixo em comparação com as outras castas. Assim, podemos esperar que a reconhecida atividade antimicrobiana dos ácidos hidroxicinâmicos livres seja menor nos vinhos Touriga Nacional. Além da produção de fenóis voláteis, D. bruxellensis mostrou atividade esterásica levando ao aumento da quantidade de ésteres etílicos, incluindo o acetato de etilo. Os ácidos gordos isovalérico e caprílico também aumentaram nos vinhos inoculados. A concentração de monoterpenos analisados aumentou nos vinhos Cabernet Sauvignon mas não nos vinhos Touriga Nacional. A influência da casta pode estar relacionada com a composição de terpenos ligados a açúcares, sujeitos à atividade ß-glicosidásica de D. bruxellensis

A Etnomatemática nos cursos de formação continuada de professores: implicações das regularidades discursivas e das relações de poder na produção de subjetividades

Este trabalho tem como finalidade apresentar uma discussão, resultante de uma pesquisa de mestrado, de como a utilização da Etnomatemática nos cursos de formação continuada de professores de matemática implica na produção de subjetividades. Para isso, foram analisadas duas dissertações de Mestrado que trabalharam a Etnomatemática na linha da Formação de Professores, uma produzida em instituição privada e a outra em instituição pública divulgadas nos anos de 2006 e 2009, respectivamente, na cidade de Porto Alegre-RS. A análise deteve-se em investigar, segundo as teorias discursivas foucaultianas, como, através das regularidades discursivas e das relações de poder-saber são produzidos diferentes modos de subjetivação nos sujeitos investigadores. Ao utilizar dois eixos norteadores de visibilidade, Etnomatemática como arte e técnica de explicar e conhecer dentro das diferentes culturas e a relação desta com a formação do professor; e a Etnomatemática como um mecanismo de governo, concluiu-se que, os discursos das dissertações analisadas, operam como mecanismos de governo capaz de habilitar e conduzir condutas, produzindo, desta forma, modos singulares de subjetivação

Análise das propostas de inovação nos trabalhos de conclusão de curso de um programa de mestrado profissional em matemática

Este trabalho tem como objetivo geral determinar quais são, e como se justificam, as inovações nos trabalhos de conclusão de curso do Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional (PROFMAT). Para isso, realizou-se um estudo qualitativo de vinte e nove trabalhos publicados nos anos de 2013 e 2014. Conclui-se que os dois principais tipos de inovação são a incorporação de conteúdos de nível superior na Educação Básica e a introdução de recursos informáticos. O primeiro tipo se justifica porque permite novas maneiras de relacionar e abordar conteúdos matemáticos, a realização de processos matemáticos relevantes e aulas mais atrativas que despertam o interesse dos alunos. O segundo tipo se justifica porque as TIC estimulam, motivam, tornam as aulas mais incitantes e são ferramentas que facilitam a abordagem de conceitos e a resolução de problemas

Analyzing problem solving strategies under a cognitive viewpoint

In this paper we investigate the hurnan reasoning applied to the rnathernatical problem resolution process. Our approach is based on two main settings: a. the investigation of mental processes involved in the human reasoning applied to problem resolution; b. the analysis of differences in the categorization and resolution of rnathematical problems by beginners and specialists. In a. we sought to contribute for the rupture of the logical-formal reasoning paradigm. In fact, we sought to contribute for the rupture of the idea that identifies the hurnan as a completely rational entity, which invokes a thinking way that adheres the rules of an explicit form. Our results show that the human reasoning is not determined exclusively by logical- forrnal guidelines, but is rather determined by characteristics and aspects of the context. In b. we sought to analyze more effectively the problem-resolution process. We concentrated our discussion on the differences in the categorization and resolution of mathematical problems by beginners and specialists. Our results indicate for a problem categorization and subsequent resolution: specialists are guided by organized logical principIes, and beginners are guided by superficial elements found in its enunciation

A cognitive approach to mental representation in mathematical problem solving

In this paper we investigate mental-representation strategies applied to solve contextual problerns that involve mathematical calculus. We are interested in formal procedures, algorithrms, and strategies that could be used by three groups of peoples: with specific mathematical knowledge (the expert group); without this knowledge (the control group); and without this specific knowledge but acquainted with the designed problem context (the familiar group ). Our investigation demonstrates that the reasoning developments of these three groups are quite different from one to another: in the expert group the reasoning is only based on algorithmic operations; in the control group the reasoning combines algorithm with other mathematical strategies; and the familiar group uses a more intuitive reasoning. probably influenced by their familiarity with the problem context and by their special mental strategies. In this research we aim to come through with Cognitive Science studies on the nature of human knowledge. Mathematical problem resolutions in general and arithmetic calculus in particular are tools very interesting to recognize the difference between expert and beginner knowledge and reasoning

“An attractive force”: the meaning of drugs to users from an island in Cape Verde

Este estudo teve como objetivo compreender o significado do consumo de drogas na perspectiva de usuários, atendidos em um ambulatório do Serviço da Saúde Mental de uma ilha do arquipélago de Cabo Verde. Dada a natureza do problema, esta investigação utilizou a abordagem qualitativa, tendo como referencial metodológico a Teoria Fundamentada nos Dados, à luz do Interacionismo Simbólico. Participaram do estudo nove usuários de drogas do referido ambulatório. A entrevista gravada e a observação foram as estratégias de obtenção de dados. A análise comparativa dos dados resultou no fenômeno central “uma força que atrai”, expressando a grande dificuldade que os usuários têm para se afastar do consumo abusivo de substâncias psicoativas, sabendo, previamente, que todos os problemas enfrentados nas esferas pessoal, familiar e social advêm da habituação. Este estudo permitiu, assim, identificar pontos vulneráveis de possível atuação da equipe de saúde, visando a prevenção do abuso de drogas.Ese estudio cualitativo tuvo como objetivo comprender el significado del consumo de drogas desde la perspectiva de usuarios atendidos en una clínica del Servicio de Salud Mental de una isla del archipiélago de Cabo Verde. La investigación tuvo como referencial metodológico la Teoría Fundamentada en los Datos, bajo la interpretación del Interaccionismo Simbólico. Participaron del estudio nueve usuarios de drogas de la referida clínica. La grabación de la entrevista y su observación fueron las estrategias para obtener los datos. El análisis comparativo de los datos mostró como resultado el fenómeno central “Una fuerza que atrae”, que expresa la gran dificultad que los usuarios tienen para alejarse del consumo abusivo de substancias psicoactivas, sabiendo, previamente, que todos los problemas enfrentados en las esferas personal, familiar y social provienen de la drogadicción. Este estudio permitió, así, identificar puntos vulnerables en los cuales podría actuar el equipo de salud con la finalidad de prevenir el abuso de drogas.This qualitative study aimed to understand the meaning of drug consumption from the view of users who receive care in an outpatient clinic of a Mental Health Service on an island of the Cape Verde archipelago. The methodological framework was based on the Data-founded Theory, in the light of Symbolic Interactionism. Participants were nine drug users from the mentioned outpatient clinic. Recorded interviews and observation were the strategies for data collection. The comparative data analysis resulted in the central phenomenon “An attractive force”, which expresses the great difficult users have to stop the abusive consumption of psychoactive substances, knowing that all problems faced in the personal, familiar and social areas come from drug habituation. Thus, this study permitted the identification of vulnerable points for possible action by the health team, aiming for the prevention of drug abuse

Etnomatemática sob dois pontos de vista: a visão “D’Ambrosiana” e a visão Pós-Estruturalista

Este trabalho tem como finalidade apresentar duas perspectivas em que a etnomatemática pode ser concebida.Uma delas, a perspectiva ―D‘Ambrosiana‖, entende a etnomatemática como arte ou técnica de explicar e conhecer dentro dos diferentes ambientes sociais e culturais com possíveis implicações pedagógicas. A outra perspectiva é a concepção da etnomatemática como um mecanismo de governo, pois, segundo teorizações pós-estruturalistas propostas por Foucault (1998) e Bampi (2003), as práticas etnomatematicas sãoconsideradas como um dispositivo de governo multicultural que hierarquiza modos de existência singulares fixando-os em uma identidade etnomatizada. O intuito deste estudo é mostrar teoricamente como as duas teorizações foram ganhando espaços na história da Educação Matemática e quais as suas contribuições tantopara a Educação Matemática, quanto para a Formação do Professor de Matemática

Survival and activity of brettanomyces/dekkera in monovarietal wines

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