Co-cultivo de bactérias ácido láticas e Saccharomyces cerevisiae para melhoria do processo fermentativo de produção de cachaça
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ary Correa Junior
Inayara Cristina Alves Lacerda
Beatriz Martins Borelli
Fátima de Cassia Oliveira Gomes
Inayara Cristina Alves Lacerda
Beatriz Martins Borelli
Fátima de Cassia Oliveira Gomes
Resumo
A cachaça, um destilado obtido através da fermentação do caldo da cana
de açúcar, assume um papel de considerável relevância tanto no contexto
cultural quanto na esfera econômica do país. O presente trabalho teve como
objetivo estudar a aplicação de linhagens de bactérias ácido láticas (BAL) em co-
fermentação com Saccharomyces cerevisiae para a produção de cachaça, assim
como a utilização destas bactérias em uma etapa de re-fermentação do vinho
produzido. Processo similar a esta etapa de re-fermentação é utilizado na
produção de vinho e whisky, nos quais a fermentação com bactérias é realizada
para confeir uma maior diversidade de aromas e sabores. Um total de vinte e
seis isolados de BAL, provenientes das dornas de fermentação da cachaça, foi
selecionado para os testes de fermentação. Estes isolados foram identificados
por sequenciamento da subunidade menor do gene do rRNA. As BAL foram
submetidas a ensaios de crescimento em meio sintético semelhante ao caldo de
cana e fermentações em escala de bancada. O consumo dos açúcares e a
síntese de etanol e glicerol foram analisados, assim como os parâmetros de
rendimento, eficiência e produtividade. Posteriormente, foi então conduzida a
produção das cachaças em escala piloto, abrangendo tanto a etapa de
fermentação quanto a destilação. Além disso, foram realizadas análises dos
compostos secundários gerados durante o processo, bem como da
concentração de cobre presente nas amostras. A partir dos testes conduzidos,
duas bactérias ácido láticas foram selecionadas: Lacticaseibacillus paracasei
CO30547 e, Lactiplantibacillus plantarum BALS1.1. Estas mostraram
desempenho altamente satisfatório em todas os experimentos realizadas. As
cachaças obtidas por re-fermentação apresentaram quantidades superiores de
acetato de etila, importante composto aromático relacionado ao flavour da
bebida, quando comparadas às produzidas por co-fermentação. Os resultados
obtidos revelaram que as bactérias escolhidas exerceram uma influência positiva
sobre o processo de fermentação da cachaça, promovendo a geração de
compostos voláteis desejáveis e mantendo-se em conformidade com os limites
legais preestabelecidos.
Abstract
Cachaça, a distilled spirit obtained through the fermentation of sugarcane juice, plays
a significant role both in the cultural context and in the economic sphere of the country.
The present study aimed to investigate the application of lactic acid bacteria (LAB)
strains in co-fermentation with Saccharomyces cerevisiae for cachaça production, as
well as the use of these bacteria in a wine re-fermentation step. A process similar to
this re-fermentation step is used in wine and whisky production, where bacterial
fermentation is employed to impart a greater diversity of aromas and flavors. A total of
twenty-six isolates of LAB, derived from cachaça fermentation vats, were selected for
fermentation tests. These isolates were identified through sequencing of the small
subunit of the rRNA gene. The LAB were subjected to growth assays in a synthetic
medium similar to sugarcane juice and bench-scale fermentations. Sugar
consumption, as well as ethanol and glycerol synthesis, were analyzed, along with
yield, efficiency, and productivity parameters. Subsequently, the production of cachaça
was carried out on a pilot scale, encompassing both the fermentation and distillation
stages. Additionally, analyses of secondary compounds generated during the process
were performed, along with the concentration of copper present in the samples. From
the conducted tests, two lactic acid bacteria were selected: Lacticaseibacillus
paracasei CO30547 and Lactiplantibacillus plantarum BALS1.1. These exhibited
highly satisfactory performance in all experiments conducted. Cachaças obtained
through re-fermentation showed higher amounts of ethyl acetate, an important
aromatic compound related to the beverage's flavor, compared to those produced
through co-fermentation. The obtained results revealed that the chosen bacteria had a
positive influence on the cachaça fermentation process, promoting the generation of
desirable volatile compounds and remaining in compliance with predetermined legal
limits.
Assunto
Microbiologia, Cachaça, Fermentação, Saccharomyces cerevisiae
Palavras-chave
Cachaça, bactéria ácido lática, re-fermentação, co-fermentação, Saccharomyces cerevisiae