Optimization of mead production: design of different strategies for improvement of alcoholic fermentation
Year: 2016
Type: dissertation
Abstract: O hidromel é uma bebida tradicional que contém 8% a 18% (v/v) de etanol e resulta da fermentação alcoólica de mel diluído, realizada por leveduras. Como o mel é uma matriz com uma baixa concentração de nutrientes e outras condições desfavoráveis de crescimento, normalmente são vários os problemas encontrados na produção de hidromel, nomeadamente, paragens ou amuos de fermentação, parâmetros insatisfatórios de qualidade, bem como propriedades sensoriais desagradáveis. Além disso, a fermentação do hidromel é um processo moroso e a qualidade do produto final é muito variável. Neste contexto, o objectivo global deste projecto de doutoramento foi a optimização do crescimento e desempenho fermentativo da levedura para conduzir à maximização da qualidade do hidromel. Para atingir esta finalidade foram seleccionadas duas estirpes da levedura Saccharomyces cerevisiae, QA23 e ICV D47, para realizar vários ensaios de fermentação. Inicialmente, para melhorar a fermentação do hidromel, avaliou-se o potencial do enriquecimento nutritivo do mosto-mel. O mosto foi suplementado com sais, vitaminas ou uma mistura de ambos, embora essas adições não tenham tido efeitos positivos no crescimento de leveduras, no perfil de fermentação ou nas características do hidromel. Na tentativa de optimizar o processo fermentativo, outras estratégias foram testadas, incluindo a utilização de elevadas densidades celulares ou a imobilização das células. O aumento da quantidade de inóculo resultou numa redução do tempo de fermentação, embora não se tenham verificado efeitos positivos adicionais no crescimento das leveduras. Com a menor quantidade de inóculo, detectaram-se pequenas diferenças na cinética de crescimento entre as duas estirpes. Para avaliar a concentração de alginato mais eficaz para a imobilização, as duas estirpes de levedura foram encapsuladas em esferas com 2 ou 4% (p/v) de alginato, embora nenhuma das concentrações tenha sido capaz de evitar a saída das células das esferas para o meio. Assim, a imobilização das células de levedura em camada simples de Ca-alginato ou em camada dupla de alginato-quitosano foi aplicada na produção de hidromel. A imobilização não teve qualquer efeito adverso na viabilidade celular, uma vez que foram observadas diferenças mínimas na cinética de fermentação entre as fermentações conduzidas com células livres ou encapsuladas. Além disso, a imobilização em camada dupla de alginato-quitosano não apresentou nenhuma vantagem comparativamente com a camada simples de Ca-alginato, uma vez que o número de células livres no meio, resultante da saída das células das esferas, foi semelhante. Adicionalmente aos estudos de cinética de crescimento das leveduras e de desempenho fermentativo, pesquisaram-se, em todas as fermentações, tanto a produção de compostos voláteis aromáticos como as características físico-químicas dos hidroméis. No final da fermentação alcoólica procedeu-se à identificação e quantificação dos compostos voláteis dos hidroméis por GC-FID e GC-MS. Os resultados obtidos mostraram que a composição aromática final do hidromel dependeu da concentração do inóculo: a formação de compostos voláteis em concentrações acima dos seus limites de detecção foi particularmente pronunciada com concentrações baixas de inóculo. As células imobilizadas produziram hidroméis com concentrações mais elevadas de compostos com características frutadas e de compostos indesejáveis. Os ésteres, acetato de isoamilo, octanoato de etilo e hexanoato de etilo e o acetaldeído foram os principais odorantes encontrados em todos os hidroméis, embora as concentrações tenham variado de acordo com a concentração do inóculo e a imobilização das células. Em geral, a qualidade enológica de hidroméis, excepto a acidez volátil, não foi influenciada pela concentração do inóculo ou imobilização. O hidromel obtido com células de levedura imobilizadas ou com maiores concentrações de inóculo apresentou mais ácido acético. Finalmente, as fermentações foram realizadas em volumes mais elevados para avaliar uma possível correlação entre a formação dos compostos aromáticos e os atributos sensoriais do hidromel. A formação dos compostos de aromáticos mais agradáveis foi detectada no hidromel fermentado por células de levedura não imobilizadas. A análise sensorial também corroborou esta observação, revelando que os descritores de aroma mais agradáveis estavam correlacionados com o hidromel obtido com células de levedura livres, independentemente da estirpe. Resumindo, as condições que melhoraram os desempenhos fermentativo e de crescimento não resultaram, necessariamente, em hidromel de alta qualidade.
Author: Pereira, Ana Paula Rodrigues
Language: English
Subfield: Food Science
Domain: Life Sciences
SDG: Zero hunger
Open Access status: green
OpenAlex ID: W2341719047