52º CBQ - CARACTERIZAÇÃO DE COMPONENTES SECUNDÁRIOS EM CACHAÇAS PRODUZIDAS POR LINHAGENS SELECIONADAS DE SACCHAROMYCES CEREVISIAE POR CROMATOGRAFIA GASOSA ACOPLADA A ESPECTRÔMETRO DE MASSAS (GC/MS) PELA TÉCNICA DE MICROEXTRAÇÃO EM FASE SÓLIDA (SPME)

ÁREA: Alimentos

TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO DE COMPONENTES SECUNDÁRIOS EM CACHAÇAS PRODUZIDAS POR LINHAGENS SELECIONADAS DE SACCHAROMYCES CEREVISIAE POR CROMATOGRAFIA GASOSA ACOPLADA A ESPECTRÔMETRO DE MASSAS (GC/MS) PELA TÉCNICA DE MICROEXTRAÇÃO EM FASE SÓLIDA (SPME)

AUTORES: Teodoro, M. (CEFET-MG) ; Gomes, F.C. (CEET-MG) ; Badotti, F. (UFMG) ; Machado, A.M. (CEFET-MG) ; Souza, P. (CEFET-MG) ; Silveira, A. (CEFET-MG) ; Gonçalves, R. (CEFET-MG)

RESUMO: RESUMO: A fermentação é considerada o ponto crítico do processo de produção da cachaça, e as leveduras são importantes nesta etapa, Variações em cachaças de uma mesma safra podem ser atribuídas a variações na microbiota. Uma solução para melhorar a qualidade da bebida é a utilização de linhagens selecionadas de S. cerevisiae caracterizadas genética e fisiologicamente. Neste trabalho comparou a variação na microbiota de fermentações utilizando linhagens selecionadas de S. cerevisiae e fermentação espontânea, além de estabelecer um perfil químico das cachaças. Os resultados mostraram uma predominância das linhagens selecionadas ao longo dos ciclos fermentativos e as análises por GC/MS e SPME indicaram homogeneidade entre as cachaças produzidas por linhagem selecionada

PALAVRAS CHAVES: cachaça; linhagens selecionadas; SPME

INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: No processo de produção da cachaça várias etapas influenciam a qualidade final do produto, entretanto, a fermentação é considerada o ponto crítico do processo, visto que nesta etapa são formados, os compostos secundários que irão lhe conferir o sabor e aroma característico (CARDOSO et al., 2006). As leveduras são pelo processo, mais especificamente a espécie Saccharomyces cerevisiae devido a sua alta tolerância ao etanol e osmolaridade (BADOTTI et al., 2010). A produção de etanol e de compostos secundários, contudo, é variável dentre as inúmeras linhagens de S.cerevisiae encontradas no mosto, o que acarreta em diferenças organolépticas em cachaças de diferentes safras e até de uma mesma safra. Uma alternativa para evitar a heterogeneidade nas características da bebida é a utilização de linhagens selecionadas para conduzir os ciclos fermentativos ao invés do tradicional fermento espontâneo utilizado na grande maioria das destilarias brasileiras. O uso de linhagens selecionadas apresenta a vantagem de acelerar o processo de preparação do fermento, além de reduzir a chance de contaminação por linhagens que não são adequadas, consequentemente, há a tendência em obter uma bebida de características organolépticas superiores e constantes ao longo das safras (GOMES et al., 2009; SILVA et al., 2009). A técnica denominada SPME integra o preparo da amostra, sua extração, concentração e introdução no instrumento de análise em apenas uma etapa sem o uso de solventes. Devido a essas características, além de diminuir os custos da análise, o método proporciona um melhor limite de detecção de substâncias. Este processo vem sendo combinado com análises por CG/MS para a identificação de compostos orgânicos voláteis em alimentos e bebidas. (VAS; VÉKEY, 2004; SOUZA et al., 2009)

MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: Em duas destilarias diferentes localizadas no estado de Minas Gerais foram realizados experimentos utilizando dornas com linhagens selecionadas de S. cerevisiae e paralelamente uma dorna com fermentação espontânea. Durante os ciclos fermentativos foram realizadas três coletas (7, 14 e 21 dias) dos mostos e das cachaças correspondentes. As leveduras isoladas de cada mosto tiveram o perfil de restrição do DNA mitocondrial comparados pela técnica de extração do DNA mitocondrial como descrito por QUEROL et al. (1992) e modificado por LÒPEZ et al. (2001). As amostras de DNA foram digeridas com a enzima de restrição Hinf I (Invitrogen) de acordo com as instruções do fabricante e os produtos de digestão foram submetidos à eletroforese em gel de agarose 1,5% a 80 V por 2 horas em tampão TBE (Tris-Borato-EDTA) 0,5 %. As amostras de cachaça foram submetidas à extração por SPME e em seguida analisadas em cromatógrafo modelo Agilent 7890A equipado com detector seletivo de massa modelo MSD 5975C e autosampler 7643 utilizando uma coluna capilar de 30 m x 0,25 mm x 0,25 DI com fase ligada HP-5MS, sendo a temperatura inicial de 35°C por 5 minutos e gradiente de 3°C por minuto até 240°C, permanecendo nesta temperatura por 1 minuto. O gás de arraste foi o He e a razão split de 10:1.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Análises dos perfis de restrição do mtDNA (Figura 1) mostraram a predominância das linhagens selecionadas ao longo dos ciclos fermentativos, enquanto que na fermentação espontânea apresentou variação entre os perfis. Este resultado é esperado, pois, as linhagens selecionadas foram adicionadas em grande quantidade à dorna e, portanto tende a predominar ao longo do processo. As linhagens da fermentação espontânea exibiram cinco perfis diferentes, sem predominância de nenhum. Já nas selecionadas se mantiveram iguais, com exceção de um perfil isolado na primeira coleta. Figura 1. Perfis de restrição do DNA mitocondrial de leveduras isoladas de mostos de fermentação espontânea e com linhagem selecionada durante três etapas do processo de produção de cachaça. A análise por GC/MS e SPME indicou um número próximo de compostos para ambas as fermentações, entretanto houve variação entre os compostos presentes nas cachaças provenientes de diferentes etapas da fermentação espontânea. Esta variação é esperada em função da maior variação na microbiota fermentadora mostrada pelos perfis moleculares da técnica do DNA mitocondrial. O uso de linhagem selecionada resultou em cachaças mais parecidas com 37 compostos comuns nas três coletas, enquanto na espontânea foram 28 compostos e com maior variação entre as coletas (Figura 2). Figura 2. Diagramas de Venn para os compostos encontrados em cada coleta das amostras de cachaça produzida por linhagem selecionada e fermentação espontânea. Um agrupamento dos compostos de acordo com suas funções mostrou que a as substâncias majoritárias encontradas nas cachaças são ésteres e álcoois. Na fermentação espontânea foram encontrados 92 compostos sendo 31 álcoois e 29 ésteres já na selecionada 74 substâncias sendo 24 álcoois, 27 ésteres.

Figura 1

. Perfis de restrição do DNA mitocondrial de leveduras isoladas de mostos de fermentação espontânea e com linhagem selecionada durante três etapas do

Figura 2

Diagramas de Venn para os compostos encontrados em cada coleta das amostras de cachaça produzida por linhagem selecionada e fermentação espontânea.

CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: Os resultados da análise dos perfis de restrição do mtDNA indicou uma tendência da linhagem selecionada se manter predominante ao longo do processo de produção da cachaça. Em contra partida a fermentação espontânea apresentou maior variação de linhagens ao longo da safra. Os resultados da análise por GC/MS e extração por SPME mostram cachaças mais homogêneas para a fermentação iniciada por linhagem selecionada em relação à espontânea. Deste modo o uso de linhagens selecionadas se mostra mais vantajoso para os produtores que buscam obter uma cachaça mais homogênea e de melhor qualida

AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: À Fapemig e CNPq pelo apoio financeiro.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

BADOTTI, F.; DÁRIO, M. G.; ROSA, C. A.; STAMBUK, B. U. 2010. Caracterização bioquímica e molecular de linhagens de Saccharomyces cerevisiae isoladas de fermentações artesanais de caldo de cana e melado para a produção de cachaça em Florianópolis-SC. Brazilian Journal Food and Technology,13: 205-213.

CARDOSO, M. das G. Análises físico-químicas de aguardente. In: ______.
Produção de aguardente de cana-de-açúcar. Lavras: UFLA/FAEPE, 2006. p.203-232.

GOMES, F. de C. O., ARAÚJO, R. A. de C., CISALPINO, P. S., MOREIRA, E. S. A., ZANI, C. L., ROSA, C. A. 2009. Comparison between two selected Saccharomyces cerevisiae strains as fermentation starters in the production of traditional cachaça. Brazilian Archives of Biology and Technology, 52: 449-455.

LÓPEZ, V.; QUEROL, A.; RAMÓN, D.; FERNÁNDEZ-ESPINAR, M.T. 2001. A simplified procedure to analyse mitochondrial DNA from industrial yeast. International Journal of Food Microbiology, 68: 75-81.

Querol, A.; Barrio, E.; Huerta,T.; Ramón, D. 1992. Molecular monitoring of wine fermentations conducted by active dry yeast strains. Applied and Environmental Microbiology, 58: 2948-2953.

SILVA, P. H. A. da, SANTOS, J. de O., ARAÚJO, L. D., FARIA, F. C., PEREIRA, A. F., OLIVEIRA, V. A. de, VICENTE, M. de A., BRANDÃO, R. L. 2009. Avaliação cromatográfica de compostos voláteis de cachaças produzidas com leveduras de diferentes procedências. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 29: 100-106.

SOUZA, P. P., CARDEAL, Z. L., AUGUSTI, R., MORRISON, P., MARRIOTT, P. J. 2009. Determination of volatile compounds in Brazilian distilled cachaça by using comprehensive two-dimensional gas chromatography and effects of production pathways. Journal of Chromatography A, 1216: 2881–2890.

VAS, G., VÉKEY, K. 2004. Solid-phase microextraction: a powerfull sample preparation tool prior to mass spectrometric analysis. Journal of Mass Spectrometry, 39: 233–25.