La masa madre, una mezcla de harina y agua fermentada de forma natural, se utiliza en la fabricación artesanal de pan como agente leudante y para aumentar las cualidades nutritivas y organolépticas de los productos a base de cereales. La elaboración de este pan a nivel industrial se complica por la necesidad de realizar refrescos diarios de la masa en condiciones controladas para garantizar una microbiota estable, la reproducibilidad del proceso y la calidad del pan. Como alternativa, la harina puede inocularse con un cultivo iniciador formado por una mezcla de bacterias lácticas y levaduras (generalmente Fructilactobacillus sanfranciscensis y Saccharomyces cerevisiae o Kazachstania humilis) específicamente seleccionadas por su capacidad para crecer y fermentar en condiciones de estrés y contribuir a las características típicas del pan. En el marco de nuestra colaboración con Europastry, una multinacional de panadería, el primer objetivo de este trabajo de doctorado ha sido obtener información sobre la diversidad de levaduras de las masas madre producidas en sus instalaciones y seleccionar cepas para el desarrollo de un cultivo iniciador de S. cerevisiae. El análisis de la microbiota permitió identificar a S. cerevisiae y K. humilis como especies de levadura predominantes. Además, el análisis de la composición volátil de las muestras demostró que estas levaduras son las principales responsables, junto con el tipo de harina, del perfil aromático diferenciador de las masas. Paralelamente, las cepas de levadura aisladas de las masas madre se clasificaron de acuerdo con su poder fermentativo y tolerancia a estrés, lo que posibilitó identificar las mejores cepas de cada especie, generado una amplia colección de aislados de levadura para futuros desarrollos. Estos análisis nos permitieron concluir que K. humilis mostró un mejor rendimiento que S. cerevisiae en términos de capacidad leudante, especialmente en presencia de ácido láctico y/o acético. Además, los resultados mostraron que la presencia de ácido acético reduce la producción de CO2 de las cepas de S. cerevisiae, pero no tiene un efecto destacable en el caso de K. humilis. La sensibilidad de las cepas de S. cerevisiae a la presencia de ácido acético nos llevó al segundo objetivo de esta Tesis Doctoral: generar derivados de aislados de masa madre de S. cerevisiae tolerantes a ácido acético mediante estrategias de adaptación evolutiva. Estas estrategias dieron como resultado la obtención de poblaciones heterogéneas más tolerantes a acético pero, en algunos casos, también más susceptibles a láctico, lo que sugiere que S. cerevisiae desarrolla diferentes respuestas a estos ácidos. A pesar de ello, se obtuvieron clones individuales resistentes a ambos ácidos y que muestran una elevada actividad leudante. La secuenciación del genoma y el análisis a nivel de ploidía de las cepas parentales y evolucionadas reveló la existencia de aneuploidías junto con los polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs), que podrían explicar la heterogeneidad fenotípica. Los estudios de las variaciones en el número de copias (CNVs) y de los SNPs confirmaron la implicación de genes previamente relacionados con la tolerancia a estrés ácido y la utilización de la maltosa, así como sugirieron la posible función de nuevos genes en estos mecanismos. Por último, como tercer objetivo de esta Tesis Doctoral, decidimos examinar el uso de aislados de masa madre en otros procesos fermentativos, como el cervecero, alentados por la rápida evolución de las empresas cerveceras artesanales. Aunque estudios anteriores habían demostrado que los aislados de masa madre de S. cerevisiae pueden emplearse para fermentar mosto cervecero, la información respecto a propiedades importantes como la velocidad de fermentación o la termotolerancia era escasa. De acuerdo a esto, se determinaron las constantes cinéticas, la actividad fermentativa y los parámetros bioquímicos de dos cepas de masa madre de S. cerevisiae aisladas en nuestro laboratorio y dos cepas cerveceras comerciales, en la fermentación de mosto de malta a 20 y 37ºC. Los resultados mostraron la capacidad de las cepas de masa madre para reducir el tiempo de fermentación a las dos temperaturas ensayadas, una característica que aporta estabilidad microbiológica al proceso y flexibilidad al cervecero. Además, las cepas de masa madre generan, en general, más compuestos aromáticos que las cepas comerciales, en particular ésteres y ácidos, una característica regulada en función de la temperatura de fermentación.