Спонтанная ферментация какао-бобов, проводимая в резервуаре из нержавеющей стали новой конструкции: влияние на динамику микробных популяций и физико-химические свойства
Spontaneous cocoa bean fermentation carried out in a novel-design stainless steel tank: influence on the dynamics of microbial populations and physical-chemical properties
Coelho, Irene da Silva, Schwan, Rosane Freitas, Pereira, Gilberto Vinícius de Melo, Almeida, Euziclei Gonzaga de, Magalhães, Karina Teixeira
lactic acid bacteria chocolate acetic acid bacteria
Аннотация (перевод)
Спонтанная ферментация какао-бобов, проводимая в резервуаре из нержавеющей стали (SST) новой конструкции вместимостью 40-kg, изучалась параллельно с традиционными бразильскими методами ферментации в деревянных ящиках (деревянные ящики вместимостью 40-kg (WB1) и деревянные ящики вместимостью 600-kg (WB2)) с использованием многофазного подхода, который включал культурозависимый и культуронезависимый микробиологический анализ образцов ферментируемой мякоти какао-бобов и анализ целевых метаболитов как мякоти какао, так и семядолей. Оба микробиологических подхода показали, что доминирующие виды, выполняющие основные физиологические роли, были одинаковыми для ферментации в SST по сравнению с ящиками. Эти виды состояли из Saccharomyces cerevisiae и Hanseniaspora sp. в группе дрожжей; Lactobacillus fermentum и L. plantarum в группе молочнокислых бактерий (LAB); Acetobacter tropicalis, относящейся к группе уксуснокислых бактерий (AAB); и Bacillus subtilis в семействе Bacillaceae. При ферментации в ящиках наблюдалось большее разнообразие бактерий и дрожжей, не относящихся к Saccharomyces. Кроме того, потенциально новый вид AAB, принадлежащий к роду Asaia, был выделен в ходе ферментации в WB1. Кластерный анализ профилей генов рРНК-PCR-DGGE выявил более сложную картину образцов из ящиков, указывая на то, что экология бактерий и дрожжей представляла собой процессы, специфичные для ферментации (деревянные ящики по сравнению с SST). Профиль потребления углеводов и продуктов ферментации в мякоти и бобах продемонстрировал схожие тенденции в ходе обоих процессов ферментации. Однако опосредованное дрожжами и AAB превращение углеводов в этанол и последующее превращение этанола в уксусную кислоту достигались с большей эффективностью в SST, тогда как температуры во время ферментации в деревянных ящиках в целом были выше. При дальнейшей доработке модель SST может оказаться полезной при проектировании новых биореакторов для оптимизации ферментации какао со стартовыми культурами.
Оригинальная аннотация
Spontaneous cocoa bean fermentations carried out in a novel-design 40-kg-capacity stainless steel tank (SST) was studied in parallel to traditional Brazilian methods of fermentation in wooden boxes (40-kg-capacity wooden boxes (WB1) and 600-kg-capacity wooden boxes (WB2)) using a multiphasic approach that entailed culture-dependent and -independent microbiological analyses of fermenting cocoa bean pulp samples and target metabolite analyses of both cocoa pulp and cotyledons. Both microbiological approaches revealed that the dominant species of major physiological roles were the same for fermentations in SST, relative to boxes. These species consisted of Saccharomyces cerevisiae and Hanseniaspora sp. in the yeast group; Lactobacillus fermentum and L. plantarum in the lactic acid bacteria (LAB) group; Acetobacter tropicalis belonging to the acetic acid bacteria (AAB) group; and Bacillus subtilis in the Bacillaceae family. A greater diversity of bacteria and non-Saccharomyces yeasts was observed in box fermentations. Additionally, a potentially novel AAB belonging to the genus Asaia was isolated during fermentation in WB1. Cluster analysis of the rRNA genes-PCR-DGGE profiles revealed a more complex picture of the box samples, indicating that bacterial and yeast ecology were fermentation-specific processes (wooden boxes vs. SST). The profile of carbohydrate consumption and fermentation products in the pulp and beans showed similar trends during both fermentation processes. However, the yeast-AAB-mediated conversion of carbohydrates into ethanol, and subsequent conversion of ethanol into acetic acid, was achieved with greater efficiency in SST, while temperatures were generally higher during fermentation in wooden boxes. With further refinements, the SST model may be useful in designing novel bioreactors for the optimisation of cocoa fermentation with starter cultures.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/797dfa1e-4b5b-4b17-8351-b29cfb60b026
DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2012.11.018.