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Item Metabolomics and sensorial analysis: strategic to selecte new yeast to improve coffee quality(Universidade Federal de Lavras, 2023-07-17) Pajoy Trujillo, Manuel Alejandro; Schwan, Rosane Freitas; Batista, Nádia NaraMonitoring coffee production processes from cultivation to roasting guarantees an improvement in the final quality of the beverage. Anaerobic fermentation induced by microbial metabolism (SIAF), with or without the addition of starter cultures, helps in the production of specialty coffees. The starter cultures depend on the altitude and region of production, the coffee variety, as well as the processing method. The aim of this study was to evaluate the fermentation performance of potential starter cultures in the natural and pulped processes of the Acaiá cultivar using metabolomic and sensory methodologies. The whole, peeled fruit was sanitized with peracetic acid (520 ppm). Fermentations were carried out by inoculating the yeasts Meyerozyma caribbica (CCMA 1993, CCMA 1950, CCMA1992, CCMA 1617, CCMA1635), Hanseniaspora uvarum (CCMA 1944), Pichia kluyveri (CCMA1658), Meyerozyma guillermondii (CCMA1737), Cystofilobasidium ferigula (CCMA1647) and control in bioreactors (5L) in duplicate. Fermentation was carried out for 168 hours for the natural process and 144 hours for the pulped process. In the controls for each process, yeast isolations were carried out on YEPG agar at pH 3.2. The isolates were identified using MALDI-TOF. High performance liquid chromatography (HPLC) detected citric, tartaric, succinic, lactic and acetic acids, as well as ethanol, in both processes. The volatile compounds were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), where 97 compounds were detected in the pulped coffee and 118 in the natural coffee, highlighting the production of alcohols, esters, pyrazines and furans. The pulped process has notes of orange, tropical fruit and woodiness, while the natural process has chocolatey notes. In this research, strains such as Hanseniaspora uvarum (CCMA 1944), Pichia kluyveri (CCMA1658), Meyerozyma guillermondii (CCMA1737) and Meyerozyma caribbica (CCMA1735) can be indicated as suitable for fermentation in the natural process, while Hanseniaspora uvarum (CCMA 1944) and Meyerozyma caribbica (CCMA1735) are suitable for fermentation in the pulped process.Item Microencapsulação por spray drying de leveduras epifíticas do café para inoculação no processo fermentativo(Universidade Federal de Lavras, 2022-12-13) Martins, Pâmela Mynsen Machado; Schwan, Rosane Freitas; Dias, Disney Ribeiro; Batista, Nádia NaraA comercialização de leveduras na forma líquida não é indicada a longo prazo pois as células perdem a viabilidade. Além disso, há de risco de contaminação e maiores custos com transporte e armazenamento refrigerado. Assim, uma alternativa é a secagem por spray drying. Esta técnica pode ser utilizada de forma contínua e rápida, permitindo altas taxas de produção com baixos custos operacionais. Dito isto, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficácia da microencapsulação por spray drying para promoção da secagem e revestimento de três leveduras epifíticas do café: Saccharomyces cerevisiae CCMA0543, Torulaspora delbrueckii CCMA0684 e Meyerozyma caribbica CCMA1738. O trabalho foi dividido em três etapas. A primeira etapa consistiu na avaliação da viabilidade celular das leveduras microencapsuladas em spray dryer de escala laboratorial. As leveduras (109 UFC mL−1 ) foram microencapsuladas separadamente com maltodextrina (15%), maltodextrina (15%) com sacarose (2%) ou maltose (2%). Os resultados indicaram que a viabilidade celular variou entre 94,06 e 97,97%. Após 6 meses, ambas as leveduras armazenadas a 7 °C e 25 °C apresentaram 107 e 10 2 UFC mL −1 , respectivamente. Esta etapa mostrou que foi possível microencapsular as leveduras epifíticas do café por spray drying e que a maltodextrina foi eficiente como material de parede. A segunda etapa consistiu na avaliação do efeito dos parâmetros operacionais no processo de secagem para obtenção de leveduras microencapsuladas em spray dryer de maior escala. A concentração do material de parede e a temperatura de entrada do ar de secagem foram investigadas por meio do Delineamento do Composto Central Rotacional (DCCR). Em seguida, a performance fermentativa das leveduras microencapsuladas foram avaliadas em meio de casca e polpa de café. As leveduras atingiram viabilidade celular e rendimentos de secagem acima de 90 e 50%, respectivamente. Soro de leite em pó manteve a viabilidade celular das três leveduras ao longo de 90 dias de armazenamento à temperatura ambiente (25°C) e foi selecionado como material de parede para as três leveduras. M. caribbica mostrou-se mais sensível à secagem por spray drying e menos resistente ao armazenamento. Algumas diferenças foram encontradas na fermentação, mas as leveduras microencapsuladas mantiveram suas características biotecnológicas. Por fim, a terceira etapa consistiu em comparar os desempenhos fermentativos de leveduras líquidas e microencapsuladas em café fermentados por anaerobiose autoinduzida (SIAF). Após 180 h de fermentação no processo natural, T. delbrueckii microencapsulada (MT) (7,97x107 cel/g) apresentou uma população maior do que T. delbrueckii líquida (FT) (1,76x107 cel/g). O estado da levedura influenciou na concentração dos compostos orgânicos e voláteis. Os cafés inoculados com S. cerevisiae microencapsulada (MS) apresentaram notas dominantes de frutado, caramelo e nozes no processamento natural. Já no café descascado, os cafés inoculados com MT apresentaram caramelo, mel e nozes. Considerando os parâmetros analisados, as leveduras mais indicadas para processamento natural e descascado seriam MS e MT, respectivamente. Como conclusão, as leveduras microencapsuladas por spray drying foram metabolicamente ativas e podem ser consideradas com potencial comercial, principalmente para produtores de café interessados em utilizar culturas iniciadoras durante SIAF.Item Efeitos da utilização de biorreatores de diferentes escalas na fermentação de café(Universidade Federal de Lavras, 2023-02-03) Maia Júnior, Carlos Roberto Luiz; Schwan, Rosane Freitas; Dias, Disney Ribeiro; Batista, Nádia NaraA utilização de biorreatores na fermentação de café se torna parte fundamental para o controle do processo, possibilitando aumento da qualidade do produto final e do volume, Diante da crescente demanda por cafés de qualidade, o desenvolvimento de biorreatores de grande escala desperta o interesse do setor produtivo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade dos cafés fermentados sob anaeróbiose induzida (SIAF) em biorreatores de 50L, 1400 L e 7000L utilizando a cepa Saccharomyces cerevisiae CCMA 0543 como cultura iniciadora. A população de S. cerevisiae foi mensuradadurante a fermentação e secagem através da técnica de qPCR. O perfil de compostos voláteis e não voláteis foi avaliado no processo fermentativo e secagem por de GC-MS (Gas chromatography coupled to mass spectrometry) HPLC (High-performance liquid chromatography), respectivamente.Aqualidadesensorial foi avaliada pelo método SCA(Specialty Coffee Association). Os cafés fermentados da variedade Acaiá foram selecionados da região sul do estado de Minas Gerais em altitudes de 900 m. A maior população microbiana foi encontrada no biorreator de 7000 L (6.47 Log cell.g-¹ ), seguido pelo biorreator de 1400 L (6.06Log cell.g-¹ ) e 50L (5.83Log cell.g-¹ ). Os aldeídos foram encontrados em maiores concentrações nos biorreatores de 50 L (5.08 mg/g) e 1400 L (4.43 mg/g), responsáveis por notas sensoriais frutadas e chocolate. No biorreator de 7000 L se destacaram os éteres, remetendo a notasflorais e doces. Ácido lático foi detectado em maior abundância (11.59 g/kg), contribuindo com a acidez da bebida. A trigonelina foi o composto bioativo encontrado em maior concentração nos três biorreatores avaliados e é responsável pelo amargor. O resultado da avaliação sensorial indica que o processo fermentativo quando bem conduzido, gera compostos de interesse para classificação da bebida, influenciando nas notas sensoriais e consequentemente na pontuação atribuída pelos provadores. Todos tratamentos apresentaram notas acima de 80 pontos, classificando os cafés como especiais de acordo com a SCA. O escalonamento de biorreatores na fermentação de café utilizando cultura iniciadora se torna promissor, e pode aumentar a qualidade da bebida, desde que se monitore todas as etapas do processo.Item Compreendendo o impacto da fermentação de café em biorreatores fechados na microbiota e na qualidade sensorial do café(Universidade Federal de Lavras, 2020-03-06) Palumbo, Juliana Maria Campos; Schwan, Rosane Freitas; Borém, Flávio Meira; Batista, Nádia NaraO café é uma das bebidas não alcoólicas mais populares consumida mundialmente e sua qualidade está envolvida com o aroma e sabor da bebida. A fermentação em ambientes fechados, em anaerobiose induzida, com inoculação de culturas iniciadoras são etapas de metodologia recentemente utilizada que podem contribuir para a produção de cafés com características especiais. O objetivo do trabalho foi conhecer o perfil químico, sensorial e microbiológico do processo envolvendo a fermentação na fruta íntegra, seguida de descascamento e secagem em pergaminho com mucilagem remanescente, além disso, conhecer os microrganismos presentes na fermentação espontânea e avaliar o efeito da bebida através da inoculação de Saccharomyces cerevisiae CCMA 0543 em diferentes tempos de fermentação. Cafés cerejas da variedade Mundo Novo foram avaliados nos tempos 0 horas (T1), 24 horas (T2), 48 horas (T3), 72 horas (T4) e 96 horas (T5) na fermentação inoculada e na fermentação espontânea (controle). A fermentação ocorreu em biorreatores fechados, em sistema de batelada simples. Os isolados foram identificados pelo perfil protéico (MALDI-TOF MS) e pelo sequenciamento do DNA. A quantificação do PCR em tempo real (qPCR) foi realizada para avaliar a persistência da cepa de S. cerevisiae que foi inoculada. Os açucares e ácidos orgânicos foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e os compostos voláteis identificados por cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas (GC-MS) durante a fermentação e secagem. Análise sensorial foi realizada no café torrado pela análise de dominância temporal das sensações (TDS). Na fermentação espontânea o tempo de 36 e 48 horas apresentaram as maiores populações de microrganismos. As bactérias dominaram o processo fermentativo em todos tratamentos. No ínicio de secagem, a população bacteriana foi alta, aproximadamente 4,9 UFC/g, decrescendo até o final de secagem, enquanto a população de leveduras dominou (5,4 UFC/ml) no final da secagem. Um total de 228 isolados de bactérias e leveduras foram identificados. A cepa inoculada permaneceu viável durante o processo. A fermentação inoculada com a S. cerevisiae CCMA 0543 apresentou altas concentrações de ácido cítrico nos tratamentos 1 (15,15 mg/g) e 5 (14,39 mg/g). Ácido succínico esteve presente em todos os tratamentos, a maior concentração foi no tratamento 5 (5,03 mg/g). A concentração de ácido acético não interferiu na qualidade da bebida variando de 3,25 a 14,93 mg/g na fermentação espontânea e de 1,89 a 15,71 mg/g na fermentação inoculada. A concentração de glicose e frutose diminuiu durante a fermentação no biorreator e secagem. Um total de 118 compostos voláteis foram identificados em todas as amostras. O tratamento CCMA 0543 foi caracterizado pela produção de compostos voláteis pertencentes as classes de furanos, pirazinas e cetonas nos tratamentos 2 e 4 e ácidos nos tratamentos 1, 3 e 5. Cafés inoculados até 48 horas apresentaram sabores de caramelo como dominante, e frutado nas 72 horas, e uma complexidade de sabores foram observadas em 96 horas. A integração da tecnologia de fermentação semi-sólida em anaerobiose induzida pela ação da levedura inoculada no processo utilizado é uma estratégia inovadora. Este método apresentou resultados positivos para a bebida, acrescentando sabores na qualidade da bebida.Item Efeitos da utilização de biorreatores de diferentes escalas na fermentação de café(Universidade Federal de Lavras, 2023-02-03) Maia Júnior, Carlos Roberto Luiz; Schwan, Rosane Freitas; Dias, Disney Ribeiro; Batista, Nádia NaraA utilização de biorreatores na fermentação de café se torna parte fundamental para o controle do processo, possibilitando aumento da qualidade do produto final e do volume, Diante da crescente demanda por cafés de qualidade, o desenvolvimento de biorreatores de grande escala desperta o interesse do setor produtivo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade dos cafés fermentados sob anaeróbiose induzida (SIAF) em biorreatores de 50L, 1400 L e 7000L utilizando a cepa Saccharomyces cerevisiae CCMA 0543 como cultura iniciadora. A população de S. cerevisiae foi mensuradadurante a fermentação e secagem através da técnica de qPCR. O perfil de compostos voláteis e não voláteis foi avaliado no processo fermentativo e secagem por de GC-MS (Gas chromatography coupled to mass spectrometry) HPLC (High-performance liquid chromatography), respectivamente.Aqualidadesensorial foi avaliada pelo método SCA(Specialty Coffee Association). Os cafés fermentados da variedade Acaiá foram selecionados da região sul do estado de Minas Gerais em altitudes de 900 m. A maior população microbiana foi encontrada no biorreator de 7000 L (6.47 Log cell.g-¹), seguido pelo biorreator de 1400 L (6.06Log cell.g-¹ ) e 50L (5.83Log cell.g-¹ ). Os aldeídos foram encontrados em maiores concentrações nos biorreatores de 50 L (5.08 mg/g) e 1400 L (4.43 mg/g), responsáveis por notas sensoriais frutadas e chocolate. No biorreator de 7000 L se destacaram os éteres, remetendo a notasflorais e doces. Ácido lático foi detectado em maior abundância (11.59 g/kg), contribuindo com a acidez da bebida. A trigonelina foi o composto bioativo encontrado em maior concentração nos três biorreatores avaliados e é responsável pelo amargor. O resultado da avaliação sensorial indica que o processo fermentativoquando bem conduzido, gera compostos de interesse para classificação da bebida, influenciando nas notas sensoriais e consequentemente na pontuação atribuída pelos provadores.Todos tratamentos apresentaram notas acima de 80 pontos, classificando os cafés como especiais de acordo com a SCA. O escalonamento de biorreatores na fermentação de café utilizando cultura iniciadora se torna promissor, e pode aumentar a qualidade da bebida, desde que se monitore todas as etapas do processo.Item Application of microrganisms for coffee fermentation(Universidade Federal de Lavras, 2018-03-23) Ribeiro, Luciana Silva; Schwan, Rosane Freitas; Evangelista, Suzana Reis; Miguel, Maria Gabriela da Cruz PedrozoArabica coffees of three varieties present distinct results when inoculated with microorganisms. The attempt to improve coffee quality can be implemented at different stages of coffee production. Presence of microorganisms during coffee fermentation directly interferes with the quality and characteristics of final beverage. The aim of this study was to evaluate the effect on coffee quality of inoculation of different microorganisms and also to study a bacteriological composition of coffees processed by wet fermentation. Three varieties of coffees studied at work: Ouro amarelo, Mundo novo and Catuaí Vermelho, mining region (Cerrado Mineiro and Southern of Minas Gerais). Ouro amarelo and Novo mundo processed by semi-dry method inoculated with three yeast strains (Saccharomyces cerevisiae CCMA 0200 and CCMA 0543; Torulaspora delbrueckii CCMA 0684). Two sensory analysis techniques were used (Cup Test and Temporal Dominance of Sensations). It was possible to observe that Ouro Amarelo variety obtained higher scores for evaluated attributes. The use of the CCMA 0543 and CCMA 0684 strains improved the sensory quality of the beverages. The second aspect discussed in this work is the diversity and effect of the inoculation of bacteria in fermentation of coffee by the wet process. Initially, a bacterial diversity was studied (Ouro amarelo, Mundo Novo and Catuaí Vermelho). Through identification techniques such as MALDI-TOF (Array Assisted Laser Desorption / Ionization - Time of Flight) and sequencing it was possible to identify 41 species of bacteria. In addition, some target compounds were quantified through HPLC (High Performance Liquid Chromatography) and CG-MS (Gas Chromatography and a mass spectrometer). According to the results, Lactobacillus plantarum and Leuconostoc mesenteroides were found in all varieties. Citric acid was detected at high concentrations and as the main classes of volatiles found were acids, alcohols, aldehydes and hydrocarbons. The sensorial profile demonstrates the presence of sensations of acidity (Ouro amarelo and Catuaí vermelho), bitterness, chocolate and nuts (Novo mundo) and sweetness (Catuaí vermelho). And finally, some species tested for their fermentation capacity to be applied as a starter culture in coffee of the Catuaí vermelho, in wet fermentation process. Strains Pantoea dispersa CCMA 1203; Cellulosimicrobium cellulans 1186, L. mesenteroides CCMA 1105 and L. plantarum CCMA 1065 presented better results in relation to acid production and changes in volatile profile during fermentation. These strains are strongly selective to be as well as starter cultures in wet fermented coffee. However, it is concluded that the inoculation of microorganisms in coffee is a highly promising alternative, being dependent on the variety and type of processing to be applied.Item Avaliação sensorial e química de café natural com inoculação e controle de secagem(Universidade Federal de Lavras, 2022-07-28) Pereira, Vinicius Moribe; Borém, Flávio Meira; Andrade, Ednilton Tavares deO Brasil é o maior produtor de café arábica do mundo, e o mercado de cafés especiais também tem ganhado importância. Em média, esses cafés são comercializados com ágio de 27,1%. Para ser considerado especial. o café deve expressar um potencial elevado de aroma e sabor, além de uma qualidade intrínseca que é proveniente da interação entre genótipo, ambiente e processamento. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de grãos de café natural com e sem inoculação de leveduras com tempos de fermentação diferentes e a cinética de secagem de dois métodos: secagem contínua e secagem intermitente. O método de secagem, após a fermentação, afeta a qualidade de bebida do café, visto que a qualidade do café fermentado e seco, via secagem intermitente, foi superior com o tempo efetivo de secagem inferior. A fermentação combinada com a secagem contínua intensifica atributos negativos da bebida do café. A fermentação mais prolongada contribuiu, para aumentar os conteúdos dos ácidos succínico e acético, na redução da concentração de açúcares e maior concentração de ácidos graxos linolênico, behemico, esteárico, araquidico e oleico. Para o café natural, nas secagens contínua e intermitente, os modelos matemáticos que melhor descrevem os dados experimentais de teor de água de equilíbrio foram os modelos de Dois Termos e Henderson & Pabis modificado.Item Avaliação da microbiota presente no processamento úmido do café e do uso de culturas iniciadoras no processamento natural e semi-seco(Universidade Federal de Lavras, 2014-04-08) Evangelista, Suzana Reis; Schwan, Rosane FreitasO café está entre as bebidas mais consumidas, e é um produto de grande importância para a economia do Brasil, principal país produtor e exportador. Existe uma microbiota presente no café composta por leveduras, fungos e bactérias. Durante o processamento dos frutos, a atividade metabólica desta microbiota natural pode influenciar na qualidade final do produto. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o uso de leveduras como culturas iniciadoras no processamento natural e semi-seco do café, e conhecer a microbiota presente durante o processamento úmido do café. Métodos dependentes e independentes (PCR-DGGE) decultivo foram utilizados para avaliar a microbiota. As técnicas cromatográficas – cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e cromatografia gasosa (GC) foram usadas para caracterização do perfil de ácidos e compostos voláteis. A metodologia Temporal Dominance of Sensations (TDS) foi utilizada na análise sensorial. O uso de culturas iniciadoras no processamento semi-seco do café, demonstrou ser uma alternativa para se obter um produto diferenciado. Os ácidos propiônico e butírico, que podem prejudicar as características sensoriais, não foram detectados, a presença de culturas iniciadoras promoveu uma maior concentração de voláteis no café torrado e proporcionou um sabor de caramelo, sendo os melhores resultados obtidos para Candida parapsilosis UFLA YCN448 e Saccharomyces cerevisiae UFLA YCN727. Durante o processamento úmido do café foi possível identificar uma grande variedade de espécies de levedura, sendo as principais Pichiacaribbica (53%), Hanseniaspora uvarum (35.57%), Torulaspora delbrueckii (50%), e de bactérias, sendo as principais Staphylococcus warneri, Erwinia persicina (19.61%), Enterobacter asburiae (41.80 %) e Leuconostoc mesenteroides. O uso da técnica de DGGE combinado com o método dependente de cultivo foi necessário para se obter uma melhor avaliação das espécies de micro- organismos presentes durante a fermentação do café.