Biossintese de metabólitos voláteis frutais por Pachyolen tannophilus e Ceratocystis fimbriata pela fermentação no estado sólido da casca de café

Abstract

Resumo: O principal objetivo deste trabalho é mostrar a viabilidade da utilização de resíduos da Agroindústria do café na biosíntese de aromas por Ceratocystis fimbríata e Pachysoien tannophilus. Uma prévia seleção do meio de cultivo foi feita e o resíduo sólido do tratamento da casca de café com vapor fluente foi escolhido (no lugar da casca e do resíduo líquido) para a produção de aromas, em cultivos estáticos em Erlenmeyers. A otimização das condições de cultivo para Pachysoien tannophilus foi obtida com um experimento fatorial (27'4). Os melhores resultados foram conseguidos com adição de 26% de glicose ao meio, umidecido inicialmente a 70% e cujo ínóculo foi de 10® células/g matéria seca (MS). Neste caso, um forte aroma foi reportado (alcoólico com notas frutaisbanana) e o total de voláteis acumulados foi de 4,0 mmol eq. etanol /L gMS. Etanol foi o composto mais abundante medido no headspace (85 %), mas acetaldeído, etil acetato, isobutanol, isoamil acetato, etii-3 hexenoato e isobutil acetato também estavam presentes. No caso da adição de 35%, a fermentação foi mais lenta (a máxima produção foi atingida após 9 dias, contra 4 dias para 26%), mas os voláteis acumulados foram de 5,7 mmol eq. ethanol/L gMS. Os compostos produzidos neste caso foram os mesmos mencionados para 26%, mas isobutil acetato e etil-3-hexenoato foram encontrados em concentrações mais elevadas, originando um intenso aroma de abacaxi. A variação da umidade inicial (70% e 60%) e da temperatura (25°C e 30°C) não influenciaram o processo, enquanto que a adição de solução salina e a mudança no pH original do meio (de 4,5 para 6,0) apresentaram efeito negativo. Quando leucina foi adicionada ao cultivo, um intenso aroma de banana foi percebido, como também o aumento nas concentrações de álcool isoamílico e isoamil acetato. Para Ceratocystis fimbríata o estudo foi feito variando as concentrações de glicose adicionadas aos meios (20% a 46%). Na adição de 20% e 35% de glicose, um intenso aroma de abacaxi foi percebido nos meios de cultivo. A fermentação foi mais rápida com 20% de glicose, atingindo a máxima produção de voláteis após 5 dias contra 9 do caso do substrato com 35%. O total de voláteis produzidos foram de 6,6 e 5,2 mmol eq. ethanol IL gMS, respectivamente. Compostos como acetaldeído, etanol, 2-propanol, etil acetato (este representando 80% and 75% do total de voláteis, respectivamente), etil isobutirato, isobutil acetato, etil butirato, isoamil acetato foram identificados por cromatografia em fase gasosa em ambos cultivos. Para 20% de glicose propil acetato e etil-3 hexenoato foram também detectados e no meio com 35% 2-octanona. No caso da adição de 46% de glicose somente um fraco aroma de banana foi identificado e a produção total de voláteis foi pequena. A adição de leucina (10 mmol/L) no substrato com35% de glicose aumentou a produção total de voláteis (8,3 mmol eq. ethanoi /L.g MS) e o aroma era de banana ficou mais intenso. Enquanto que a adição de óleo de soja não aumentou a produção de voláteis a adição de uma solução salina diminuiu-a drasticamente

Resumo: The main purpose of this work is to show the feasibility of using solid coffee wastes for aroma production by Cenatocystis fimbriata and Pachysoíen tannophiius. A previous selection step was made and steam treated coffee husk was chosen (against husk and liquid extract) for aroma production by both microorganisms, in static cultures in Erlenmeyer flasks. An optimization of culture conditions for Pachysoíen tannophiius was achieved with an experimental factorial design (27'4). Best results were obtained for an addiction of 26% of glucose, initial moisture content of 70% and inoculum size of 10^ ceils/g dry matter (DM). In this case, a strong alcoholíc aroma with a fruity note (banana) was reported and accumulated volatile compounds attained values of 4,0 mmol eq. ethanoi IL g DM. Ethanoi was the most abundant compound in the headspace (85 %), but acetaldehyde, ethyl acetate, isobutanol, isoamyl acetate, ethyl-3 hexenoate and isobutyl acetate were also present. For an addiction of 35%, the fermentation was slower (maxima reached after 9 days against 4 days for 26% of glucose) but the accumulated volatile attained 5,7 mmol eq. ethanol/L gDM. The molecules produced were the same already mentioned, but isobutyl acetate and ethyl-3-hexanoate were found more concentrated in the headspace, giving a strong pineapple aroma. Initial moisture (70% and 60%) and temperature (25°C and 30°C) were not found to have an influence on the process while the addition of a salt solution and the change of the natural pH (4,5 to 6,0) displayed a negative effect. When leucine was added to the medium, a strong banana odor was found with increased amounts of isoamyl alcohol and isoamyl acetate. For Ceratocystis fimbriata static cultures were achieved, supplemented with different glucose concentrations (20% to 46%) to obtain different C/N ratios. For the addiction of 20% end 35% of glucose, a strong pineapple aroma was detected in the headspace of the cultures. Fermentation was more rapid with 20% of glucose, showing maximum volatile concentration after 5 days against 9 in case of substrate with 35%. Accumulated total volatiles produced were 6,6 and 5,2 mmol eq. ethanoi IL gDM, respectively. Compounds such as acetaldehyde, ethanoi, 2-propanol, ethyl acetate (thisrepresenting 80% and 75% of total volatiles, respectively), ethyl isobutyrate, isobutyl acetate, ethyl butirate, isoamyl acetate were identified by GC analysis in both cultures. For 20% of glucose propil acetate and ethyl-3 hexenoate were also found and for 35% 2- octanone. In the case with the addiction of 46% of glucose only a weak odor of banana was detected, and total volatile production was poor. Addition of leucine (10 mmol/l) to the substrate with 35% of glucose, increased the total volatile production (8,3 mmol eq. ethanol l \.g DM) and a strong banana odour was detected. While the addition of soybean oil did not improve the volatile production, addition of mineral salts drasticaily decreased their production