Prospecção de leveduras da região de Salinas (MG) para produção de cachaça de alambique

Abstract

A cachaça é uma bebida alcoólica destilada tipicamente brasileira, obtida a partir da fermentação e destilação do caldo de cana-de-açúcar, apresentando grande relevância econômica, cultural e social no país. Assim, esta tese teve como objetivo avaliar o potencial biotecnológico de leveduras autóctones associadas à produção de cachaça, integrando uma revisão de literatura, a prospecção e seleção de isolados e a validação do desempenho fermentativo em escala de bancada e piloto. Na etapa experimental, foram isoladas 156 leveduras provenientes de cana-de- açúcar (42%) e do vinho de cana fermentado (58%), coletadas em cinco unidades produtoras da região de Salinas (MG). Após triagem inicial, 70% dos isolados (109) não apresentaram produção significativa de HS, e destes, 56% (61 isolados) foram capazes de fermentar glicose, frutose e sacarose após 36 horas. Nos testes de tolerância a estresses fermentativos, 33% dos isolados apresentaram desempenho superior ao da cepa controle Saccharomyces cerevisiae LNF CA-11. A atividade invertásica extracelular variou de (0,12 ± 0,09) × 10² a (1,20 ± 0,44) × 10² U, sendo 66,7% dos isolados superiores ao controle. A identificação taxonômica revelou predominância de S. cerevisiae e um isolado não-Saccharomyces (Meyerozyma sp.), resultando na seleção final de nove leveduras promissoras. Em escala de bancada, a produção de etanol variou de 1,2 a 3,0%, e as populações finais de leveduras atingiram valores entre 7,4 e 12,7 Log UFC/mL. Em escala piloto, as cachaças apresentaram teores alcoólicos entre 41,8 e 43,2% (v/v), atendendo à legislação, exceto pela cachaça CA-11, que apresentou teor elevado de álcoois superiores. Os atributos sensoriais indicaram diferenças entre as amostras, com destaque para cachaça com maior preferência (Cachaça VH12) e perfil aromático diferenciado (Cachaça CSI15). Os resultados desta tese demonstram que a levedura utilizada na fermentação exerce papel determinante na eficiência do processo, na composição química e no perfil sensorial da cachaça, configurando-se como um fator central para a qualidade e diferenciação da bebida. Palavras-chave: bioprospecção; aguardente; inóculo; performance fermentativa; alambiqueCachaça is a traditional Brazilian distilled alcoholic beverage obtained from the fermentation and distillation of sugarcane juice, holding significant economic, cultural, and social importance in the country. The quality of cachaça is directly related to yeast performance during fermentation. Thus, this thesis aimed to evaluate the biotechnological potential of autochthonous yeasts associated with cachaça production, integrating a literature review, the prospection and selection of isolates, and the validation of fermentative performance at laboratory and pilot scales. In the experimental stage, 156 yeasts were isolated from sugarcane (42%) and fermented sugarcane must (58%), collected from five production units in the Salinas region (MG, Brazil). After initial screening, 70% of the isolates (109) did not show significant HS production, and among these, 56% (61 isolates) were able to ferment glucose, fructose, and sucrose after 36 hours. In the tolerance tests to fermentative stresses, 33% of the isolates showed superior performance compared to the control strain Saccharomyces cerevisiae LNF CA-11. Extracellular invertase activity ranged from (0.12 ± 0.09) × 10² to (1.20 ± 0.44) × 10² U, with 66.7% of the isolates outperforming the control. Taxonomic identification revealed a predominance of S. cerevisiae and one non-Saccharomyces isolate (Meyerozyma sp.), resulting in the final selection of nine promising yeasts. At laboratory scale, ethanol production ranged from 1.2 to 3.0%, and final yeast populations reached values between 7.4 and 12.7 Log CFU/mL. At pilot scale, the cachaças presented alcohol contents ranging from 41.8 to 43.2% (v/v), complying with legislation, except for cachaça CA-11, which showed a high content of higher alcohols. Sensory attributes indicated differences among samples, with emphasis on the most preferred cachaça (Cachaça VH12) and the one with a distinctive aromatic profile (Cachaça CSI15). The results of this thesis demonstrate that the yeast used during fermentation plays a decisive role in process efficiency, chemical composition, and the sensory profile of cachaça, constituting a central factor for the quality and differentiation of the beverage. Keywords: bioprospecting; sugarcane spirit; inoculum ; fermentative performance; Pot still cachaça