Microbiological and physicochemical evaluations of juice extracted from different parts of sugar cane stalks from three varieties cultivated under organic management

Abstract

IntroductionThe term "cachaça" is usually applied to a beverage obtained by the fermentation of sugar cane juice after distillation. The cachaça production is a complex microbial process characterized by the occurrence of different yeast species with predominance of Saccharomyces cerevisiae (MORAIS et al, 1997;PATARO et al., 2000;SCHWAN et al., 2001). Basically, this beverage is processed by two distinct forms, industrial and artisanal. In the industrial segment, the process is conducted in big and medium-sized industries, with standardization and distillation in stainless columns. On the other hand, in the artisanal segment this beverage is processed in small-sized and familiar business, on small scale basis, empiric knowledge, and its distillation is carried out in copper alembic (CONFEDERAÇÃO..., 2005).Most of the small distilleries produce cachaça by spontaneous fermentation using a natural ferment ("fermento caipira") which is prepared by various methods including the microorganisms naturally present in the sugar cane juice, or by mixing it with crushed corn, powdered rice, or citrus fruits (GOMES et al., 2007). ResumoA produção artesanal de cachaça, uma bebida obtida por fermentação do caldo de cana-de-açúcar após destilação, especialmente por pequenos produtores, tradicionalmente utiliza o fermento caipira, o qual consiste de caldo de cana misturado com milho moído, farelo de arroz e sucos de frutas cítricas. Apesar dos inconvenientes como dificuldades no controle de qualidade devido ao alto nível de contaminantes e longos períodos de preparação, a qualidade sensorial da bebida pode ser atribuída às atividades fisiológicas de leveduras selvagens e mesmo bactérias presentes durante a fermentação, quando este tipo de fermento é utilizado. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as características microbiológicas (leveduras) e físico-químicas do caldo de cana extraído de diferentes partes do colmo (base, meio e ponta) em três períodos da safra (maio a dezembro) de três variedades (RB72454, RB835486 e RB 867515) em uma área sob manejo orgânico. O caldo da ponta (do 11º internó até a ponta) do colmo poderia ser indicado para a preparação do fermento caipira por ser uma fonte de leveduras e açúcares redutores, especialmente da variedade RB867515. Devido ao efeito da sazonalidade, o melhor período para utilizar esta parte do colmo da cana é no início da safra, quando os compostos fenólicos estão em baixa concentração, mas com altos números de Saccharomyces e de outras leveduras. A alta acidez encontrada nesta parte do colmo poderia resultar num controle mais efetivo dos contaminantes bacterianos. Estes resultados explicam as instruções tradicionais para adição da ponta da cana para o preparo do fermento caipira e podem ajudar no seu manejo a fim de obter um melhor desempenho, no contexto da produção da cachaça orgânica inclusive. Palavras-chave: cana-de-açúcar; leveduras; fermentação; cana orgânica. AbstractThe artisanal production of cachaça, a beverage obtained by the fermentation of sugar cane j...

Insights into the ecology of Schizosaccharomyces species in natural and artificial habitats

“…If S. pombe has a tendency to occur in detectable cell densities late in the fermentation process, this could explain why it was not detected in several other investigations on cachaça fermentations (Morais et al 1997 ; Silva et al 2009 ), too. Additionally, Martini et al ( 2010 ) did not find any Schizosaccharomyces yeasts in sugar cane juice and it was not detected in or on sugar cane itself (Khunnamwong et al 2018 ; Nasanit et al 2015 ; Srisuk et al 2019 ). This suggests that S. pombe is present in low cell densities at the beginning of the fermentation process.…”

Evaluation of microbiological purity of raw and refined white cane sugar

“…and Streptomyces spp. (Klaushofer, Clarke, Rein, & Mauch, 1998;Lucca, Kitchen, Clarke, & Goynes, 1992;Martini, Correia-Margarido, & Ceccato-Antonini, 2010;Nunez & Colmer, 1968). The composition of the population of microorganisms is closely linked to the sugar content and pH of sugar cane.…”

High doses of potassium metabisulphite are required to control the growth of native bacteria and yeasts from sugarcane juice

“…This result may be attributed to the yeast composition of the juice, which is known to vary along the sugarcane maturation. Saccharomyces yeasts are more resistant to PMB than non-Saccharomyces yeasts (Divol et al, 2012;Bassi, Paraluppi, Reis, & Ceccato-Antonini, 2015) and the proportion between Saccharomyces and non-Saccharomyces in the sugarcane juice oscillates according to the sugarcane maturation (Martini, Margarido, & Ceccato-Antonini, 2010).The sugarcane juice has a diversity of bacteria and fungi that can compete with the starter yeast S. cerevisiae and affect the fermentative yield. Genera as Candida, Debaryomyces, Hanseniaspora, Meyerozyma, Wickerhamiella and Zygosaccharomyces were observed to constitute 11.9% of the yeasts present in the sugarcane stalks, and Candida represents the major fraction (Souza et al, 2016).…”

“…Two characteristics of the sugarcane juice should be highlighted to explain the high doses of PMB required to achieve a microbial logarithmic reduction of at least one log cycle, that is the pH of the juice (around 5.0-5.5) and the presence of sugars like glucose (Martini et al, 2010).The efficiency of PMB decreases with the increase in pH (Divol et al, 2012). Oliva-Neto and Yokoya (2001) verified that the minimum inhibitory concentration of sodium sulphite to lactic bacteria increased around 15 times when the pH of the medium varied from 4.5 to 6.5.…”