Trehalose accumulation, invertase activity and physiological characteristics of yeasts isolated from 24 h fermentative cycles during the production of artisanal Brazilian cachaça

Abstract

Trehalose accumulation, invertase activity and physiological characteristics of 86 yeast isolates from short fermentative cycles during the production of cachaça in three artisanal distilleries of the State of Minas Gerais were studied. Among these isolates, 70% were able to grow at temperatures between 40 and 42ºC. Only Saccharomyces cerevisiae isolates were able to grow over 40ºC. Lower temperatures (<40ºC) favoured the growth of yeasts such as Candida parapsilosis-like, C. maltosa-like, Kloeckera japonica, S. exiguus and C. bombicola-like. The isolates from all three distilleries were ethanol tolerant, produced invertase, and accumulate trehalose in the presence of glucose. The strains isolated from distillery A presented more resistance to ethanol (around 84.2% of the strains were able to grow in the presence of 12% ethanol) when compared to the ones from distilleries C and B (9.5% and no strain, respectively). The strains of S. cerevisiae isolated from the three distilleries presented a higher capacity to produce invertase and accumulate trehalose in the presence of glucose. Based on the results of thermal and ethanol stress experiments, it was possible to identify strong relationship between intracellular trehalose accumulation and cell viability. The increase in cell viability was even more pronounced when the strains were subjected to a pre-treatment at sublethal temperatures.

Comparison between two selected Saccharomyces cerevisiae strains as fermentation starters in the production of traditional cachaça

“…The average temperature of the cachaça fermentations, as practiced in the state of Minas Gerais, is around 30° C and may go up to 40° C in the hotter regions of the state . The data obtained for tolerance to high glucose and ethanol concentrations, as well as the ability to grow and to ferment at high temperatures, were similar to the results obtained by Pataro et al (1998Pataro et al ( , 2002 for yeast isolated during the cachaça fermentation processes. Strain UFMG-A829 exhibited 110 µmol of reducing sugars per mg/cells.min of invertase activity, and strain K1-V1116 produced 40 µmol of reducing sugars per mg/cells.min.…”

“…Strain UFMG-A829 exhibited 110 µmol of reducing sugars per mg/cells.min of invertase activity, and strain K1-V1116 produced 40 µmol of reducing sugars per mg/cells.min. Studies carried out by Pataro et al (1998Pataro et al ( , 2002 have shown an elevated invertase activity in S. cerevisiae strains isolated from the traditional fermentation processes to produce cachaça. The values observed for these strains reached 100 µmol reducing sugars/ mg cells.min.…”

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

“…Nesse processo, leveduras selvagens, provenientes dos equipamentos de moagem e da dorna de fermentação, são multiplicadas usando-se caldo de cana como substrato por 5 a 10 dias, até atingirem concentração suficiente para iniciar um ciclo fermentativo (MORAIS et al, 1997;PATARO et al, 1998PATARO et al, , 2000PATARO et al, , 2002SChwAN et al, 2001). Devido à maneira como o fermento é produzido e pelo fato de o caldo de cana ser constantemente adicionado à dorna, diferentes linhagens de S. cerevisiae podem ser isoladas durante o período de produção, o que faz com que a cachaça esteja sujeita a variações no aroma e no sabor (PATARO et al, 2000;GuERRA et al, 2001;GOMES et al, 2007).…”

“…Devido à maneira como o fermento é produzido e pelo fato de o caldo de cana ser constantemente adicionado à dorna, diferentes linhagens de S. cerevisiae podem ser isoladas durante o período de produção, o que faz com que a cachaça esteja sujeita a variações no aroma e no sabor (PATARO et al, 2000;GuERRA et al, 2001;GOMES et al, 2007). Outras características do processo fermentativo, tais como constante adição de altas concentrações de açúcar, altas temperaturas e altas concentrações de etanol, podem ser responsáveis pela grande diversidade de linhagens de leveduras encontradas (MORAIS et al,1997;PATARO et al, 2000PATARO et al, , 2002GuERRA et al, 2001;ARAúJO et al, 2007).…”

“…A identificação e a caracterização das populações de S. cerevisiae são fundamentais no entendimento do processo de fermentação da cachaça, já que as características sensoriais da bebida dependem das linhagens que prevalecem durante o processo (PATARO et al, 2002;OLIVEIRA et al, 2004OLIVEIRA et al, , 2005GOMES et al, 2007). A análise do perfil de restrição do DNA mitocondrial (mtDNA-RFLP) tem sido apontada como uma técnica eficiente para caracterizar e diferenciar linhagens industriais de S. cerevisiae (GuILLAMóN et al, 1996;LóPEz et al, 2001).…”