The potential use of fructophilic acid lactic bacteria to improve cocoa beans fermentation : isolation, selection and evaluation

Resumo: No processamento pós-colheita de cacau, a fermentação é uma etapa essencialna formação de cor, sabor e aroma das amêndoas. Durante este processo, microrganismospresentes no ambiente consomem os açúcares da polpa de cacau, facilitando o processode secagem das sementes. Devido à natureza glucofílica dos microrganismos, a glicose éconsumida rapidamente e altos níveis de frutose residual são geralmente observados. Issoacarreta um processo de secagem ineficiente, além de servir como açúcar residual para ocrescimento de microrganismos indesejáveis. As bactérias ácido-láticas frutofílicas sãometabolicamente caracterizadas por preferirem frutose à glicose como fonte de carbono.Neste contexto, este trabalho teve como objetivo isolar, selecionar e avaliar o potencialde bactérias ácido-láticas frutofílicas para otimizar o consumo de açúcares e formação demetabólitos durante a etapa de fermentação de cacau. Na primeira etapa do estudo,fermentações de cacau em escala laboratorial foram avaliadas quanto à presença ediversidade de bactérias ácido-láticas por sequenciamento de nova geração (IlluminaMiSeq), indicando a presença de potenciais bactérias frutofílicas pertencentes aos gênerosFructobacillus e Lactobacillus. Um total de 80 cepas microbianas com rápido consumode frutose foram isoladas e identificadas por métodos moleculares. Dez cepasidentificadas como Lactobacillus plantarum foram caracterizadas como "bactériasfrutofílicas facultativas" a partir do perfil de consumo de diferentes açúcares.Lactobacillus plantarum LPBF35 foi finalmente selecionada por produzir moléculasaromáticas, tais como acetato de etila e nonanal. A confirmação da classificação de L.plantarum LPBF35 como bactéria frutofílica facultativa ocorreu com base na avaliaçãodo sequenciamento de seu genoma, indicando a presença dos genes adhE1 e adhE2responsáveis pela expressão da enzima álcool/acetaldeído desidrogenase. A introduçãode L. plantarum LPBF35 como cultura iniciadora otimizou significativamente o consumode frutose da polpa durante a fermentação de cacau quando comparada aos processosutilizando uma cepa glucofílica (Pediococcus acidilactici LPBF66) e à fermentaçãoespontânea (sem inoculação). Na segunda etapa, o metabolismo de L. plantarum LPBF35foi estudado em cultura mista com Ped. acidilactici LPBF66 ou Pichia fermentansYC5.2. L. plantarum LPBF35 dominou todas as co-inoculações avaliadas e, quandoinoculada em cultura mista com a levedura P. fermentans YC5.2, aumentou a eficiênciado consumo de açúcares da polpa e a formação de compostos aromáticos durante afermentação (2-metil-1-butanol, acetato de isoamila e acetato de etila) e das amêndoasapós a secagem (acetato de etila, 2,3-butanodiol, benzaldeído e 2,3-butanodiona). Estesresultados demonstram que o consórcio microbiano entre bactérias frutofílicas e leveduraé ideal para melhorar o metabolismo de açúcares e a formação de metabólitos durante afermentação de cacau.