Study of self-induced anaerobic fermentation in coffee

Autor: Braga, Ana Valéria Ulhano, 1989
Přispěvatelé: Schmidt, Flavio Luis, 1967, Pereira, Karen Signori, Santos, Rosana Francisco Siqueira dos, Iamanaka, Beatriz Thie, Rocha, Liliana de Oliveira, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Flavio Luis Schmidt Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A aplicação de processos de fermentação em café tem aumentado nos últimos anos devido à busca do produtor e consumidor por qualidade e diversidade nos perfis sensoriais da bebida. Nesse estudo, frutos de café foram fermentados naturalmente em recipientes fechados, sem adição de água, através de um processo chamado fermentação anaeróbia induzida. Foram realizados 15 processos em duas fazendas com perfis de produtos distintos. Após a secagem, amostras de café foram enviadas para análise sensorial com Q-graders. Com amostras de café verde e torrado foram realizadas análises físico-químicas de umidade, Aw, densidade aparente e expansão na torra, índice de refração e sólidos solúveis, condutividade elétrica e lixiviação de potássio, compostos fenólicos totais, melanoidinas, cafeína, ácido clorogênico e ácido cafêico, sacarose, glicose e frutose, ácidos orgânicos e compostos voláteis. Com o fruto do café congelado foram realizadas análises de pH e acidez titulável, análises microbiológicas tradicionais e identificação genética da comunidade microbiana, e análise da atividade enzimática da invertase, poligalacturonase e endo-?-mannanase. Em 12 processos, houve aumento da nota da avaliação sensorial, além do desenvolvimento de maior complexidade na descrição de atributos da bebida. O processo de fermentação levou a um aumento na quantidade de ácido oxálico, ácido lático e ácido acético no café verde e a redução na quantidade de ácido lático e do ácido acético no café torrado. Após o processo, 13 compostos voláteis aumentaram e 11 reduziram no café verde e 12 compostos voláteis tiveram aumento e 15 tiveram redução no café torrado. 2,3-butanodiol e acetato de etila no café verde e 2,3-butanodiol, 2,5-dimetil-4-hidroxi-3(2H)-furanona, 2-furanometanol propanoato, 1-(2-furil)etano-1-ona, 2,5-dimetilfurano, furfural, 2-hidroxi-3-metilciclopent-2-en-1-ona, 3-etil-2-hidroxiciclopent-2-en-1-ona, acetoína, maltol, 1H -Pirrole-2-carboxaldeído e 1-(2-tienil)ethanona no café torrado foram positivamente correlacionados com a avaliação sensorial. 655 espécies de bactérias e 296 de fungos foram identificadas através da análise de genética da comunidade microbiana. Os gêneros predominantes das bactérias foram Enterobacter sp., Lactobacillus sp. e Pantoea sp., e dos fungos foram Cladosporium sp. e Candida sp.. 31 espécies de microrganismos foram detectadas pela primeira vez na fermentação do café, incluindo Wallemia mellicola, responsável por até 7,6% das sequências em uma amostra. A lavagem do café antes da fermentação levou a: rápida redução do pH; rápido desenvolvimento de Lactobacillus sp. e rápida dominância de Candida sp.; redução do tempo de fermentação necessário para obter a melhor nota sensorial; aumento na atividade da invertase na semente; atividade mais expressiva da invertase na polpa/casca; tendência decrescente na atividade da poligalacturonase na polpa/casca de café. A redução da quantidade de hexanal, o aumento da quantidade de ácido acético e o aumento na atividade da enzima endo-?-mananase são indicativos de que o café continua o processo de amadurecimento durante esse tipo de fermentação. A fermentação anaeróbia induzida é uma alternativa interessante de processamento pós-colheita para aumentar a qualidade da bebida, e gerar cafés com diferentes características sensoriais, agregando valor ao produto através de um baixo investimento Abstract: The use of coffee fermentation processes has increased in recent years due to the producer and consumer's search for quality and diversity in the beverage sensory profiles. In this study, coffee fruits were naturally fermented in closed containers, without the addition of water, through a process known as self-induced anaerobic fermentation (SIAF). 15 processes were carried out on two farms with different product profiles. After drying, coffee samples were sent for sensory analysis by Q-graders. With samples of green and roasted coffee, were performed the physicochemical analyzes of: moisture, Aw, apparent density and expansion on roasting, ºBrix and soluble solids, electrical conductivity and potassium leaching, total phenolic compounds, melanoidins, caffeine, chlorogenic acids and caffeic acid, sucrose, glucose and fructose, organic acids and volatile organic compounds. pH, titratable acidity, traditional microbiological analysis, genetic identification of microbial community and enzymatic activity analyses (invertase, polygalacturonase, and endo-?-mannanase) were performed with the frozen coffee fruit. In 12 processes, there was an increase in the average of the sensory evaluation grade, in addition to the description of complex sensory attributes. The fermentation process led to a significant increase in the amount of oxalic acid, lactic acid, and acetic acid in green coffee and a reduction in the amount of lactic acid and acetic acid in roasted coffee. After the process, 13 volatile compounds increased and 11 decreased in green coffee, and 12 volatile compounds increased and 15 decreased in roasted coffee. 2,3-butanediol and ethyl acetate in green coffee and 2,3-butanediol, 2,5-dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-furanone, 2-furanmethanol propanoate, 1-(2-furyl)ethane-1-one, 2,5-dimethylfuran, furfural, 2-hydroxy-3-methylcyclopent-2-en-1-one, 3-ethyl-2-hydroxycyclopent-2-en-1-one, acetoin, maltol, 1H-pyrrole-2-carboxaldehyde and 1-(2-thienyl)ethanone in roasted coffee were positively correlated with sensory evaluation. 655 species of bacteria and 296 of fungi were identified through the genetic identification of microbial community. The predominant bacterial gender was Enterobacter sp., Lactobacillus sp., and Pantoea sp., and the fungi were Cladosporium sp. and Candida sp.. 31 species of microorganisms were detected for the first time in coffee fermentation, including Wallemia mellicola, responsible for up to 7.6% of the sequences in a sample. Washing the coffee before fermentation led to: faster pH reduction; faster development of Lactobacillus sp. and faster dominance of Candida sp.; reduction of the fermentation time needed to obtain the best sensory score; increase in the invertase activity in the seed; more expressive activity of invertase in the pulp/peel; decreasing trend in polygalacturonase activity in coffee pulp/husk. The reduction in the hexanal amount, the increase in the acetic acid amount, and the increase in the endo-?-mannanase enzyme activity are indicative that the coffee continues ripening during this fermentation type. Self-induced anaerobic fermentation is an interesting alternative of post-harvest processing to increase the quality of the beverage, and generate coffees with different sensory characteristics, adding value to the product through a low investment Doutorado Tecnologia de Alimentos Doutora em Tecnologia de Alimentos CAPES 001 FAPESP 2018/09186-3
Databáze: OpenAIRE
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