A busca de alimentos para os rebanhos sejam de bovinos, ovinos ou caprinos, torna-se cada vez mais indispensável para os pequenos criadores do nordeste brasileiro, uma vez que a escassez de alimento nos períodos de estiagem é mais frequente. Visando o desenvolvimento sustentável dessa região, diversos estudos propõem formas alternativas de aproveitamento do fruto do maxixe-bravo (Cucumis dipsaceus Ehrenb), sendo uma dessas alternativas, aumentar o valor proteico dos frutos por meio do processo de enriquecimento proteico, com micro-organismos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar o processo de enriquecimento proteico do maxixe-bravo, por fermentação semissólida, com a utilização da Saccharomyces cerevisiae, avaliando a influência da concentração inicial de levedura e concentração de ureia no teor proteico, utilizando planejamento fatorial. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Bioquímica e Biotecnologia de Alimentos (UFCG/CES). Os frutos do maxixe-bravo foram coletados no sítio Bom Sucesso, Sossego, PB. As coletas foram realizadas entre agosto e setembro de 2015. A fermentação ocorreu em estufa de circulação de ar a 35 °C, sistema de batelada, durante 72 h. O processo fermentativo com concentrações de 1 % de levedura e 3 % de ureia proporcionou o maior aumento proteico. Com 72 h, o teor de proteína bruta e o aumento proteico foram de 71,02 e 538,7%, respectivamente. Das duas variáveis, a concentração de ureia foi a que apresentou maior influência significativa no processo fermentativo. O suplemento proteico obtido da fermentação, utilizando levedura, poderá posteriormente ser utilizado como uma alternativa na alimentação de pequenos ruminantes.