Estudo dos metabólitos voláteis em cervejas ales: uma análise comparativa entre uma levedura produzida no Brasil e uma tradicional Americana

Abstract

O Brasil é o terceiro maior produtor de cerveja do mundo com uma produção de 15 bilhões de litros anuais. O setor cervejeiro no país apresentou grande expansão nos últimos anos e representa 1,6% do PIB nacional. Entretanto, mesmo com uma influência econômica tão alta, a maior parte dos insumos utilizados na produção cervejeira ainda são importados de outros países. Sendo assim, explorar matérias-primas que vêm sendo produzidas no Brasil pode levar a uma significante contribuição para a economia nacional. Na produção de cervejas, a fermentação do mosto é um processo determinante para a qualidade da bebida, sendo que diversos produtos do metabolismo das leveduras são responsáveis por grande parte dos aromas e sabores presentes nas cervejas. O objetivo deste estudo foi comparar o perfil metabólico volátil de cervejas elaboradas com uma levedura produzida e comercializada no Brasil e uma levedura tradicional Americana (ambas Saccharomyces cerevisiae). A extração e análise dos voláteis foram realizadas pelas técnicas HS-SPME/GC-MS e os resultados trabalhados em combinação com análises estatísticas uni- e multivariadas na busca das principais diferenças ou similaridades entre as cervejas. A análise de PCA indicou a existência de diferenças no perfil químico entre as cervejas, o que foi confirmado pelo mapa de calor acoplado com HCA. A seleção de 25 variáveis (metabólitos) que melhor respondem pelas diferenças entre os grupos ocorreu de acordo com o valor F na análise de variância (ANOVA one-way). Os ésteres nonanoato de etila e octanoato de isoamila foram detectados apenas na cerveja produzida com a levedura US-05, assim como os metabólitos oriundos do lúpulo β-mirceno e geranato de metila. Além disso, esta cerveja apresentou maiores intensidades de ésteres etílicos derivados de ácidos orgânicos de cadeia média. Por outro lado, a cerveja produzida com a levedura BS-02 diferiu principalmente pela presença do éster propanoato de etila, detectado apenas nesta cerveja, mas também pela maior intensidade do álcool superior 2-feniletanol e do seu respectivo éster acetato de feniletila. Os resultados obtidos indicaram que a cerveja produzida com a levedura US-05 apresentou maiores intensidades de ésteres, sugerindo assim um perfil mais aromático principalmente com notas florais e frutadas, e nesse sentido sugere uma maior neutralidade na cerveja produzida com a levedura BS-02.

Brazil is the third largest beer producer in the world, with a production of 15 billion liters annually. The country's beer sector has expanded significantly in recent years and represents 1.6% of the national PIB. However, even with such a high economic influence, most of the raw materials used in beer production are still imported from other countries. Therefore, exploiting raw materials that are being produced in Brazil can make a significant contribution to the national economy. In the production of beer, the fermentation of the wort is a determining process for the quality of the drink, and various products of yeast metabolism are responsible for a large part of the aromas and flavors present in beers. This study aimed to compare the volatile metabolic profile of beers made with a yeast produced and marketed in Brazil and a traditional American yeast (both Saccharomyces cerevisiae). Volatiles were analyzed using HS-SPME/GC-MS techniques, and these were combined with uni- and multivariate statistical analyses to find the main differences or similarities between the beers. The PCA analysis indicated differences in the chemical profile of the beers, confirmed by the heat map coupled with HCA. The selection of 25 variables (metabolites) that best account for the differences between the groups occurred according to the F value in the analysis of variance (one-way ANOVA). The esters ethyl nonanoate and isoamyl octanoate were detected only in beer produced with US-05 yeast, as well as metabolites from hops β-myrcene and methyl geranate. Furthermore, this beer presented higher intensities of ethyl esters derived from medium-chain organic acids. Otherwise, the beer produced with BS-02 yeast differed mainly due to the presence of ethyl propanoate ester, detected only in this beer, but also due to the greater intensity of the higher alcohol 2-phenylethanol and phenylethyl acetate ester. The results indicated that the beer produced with the US-05 yeast presented higher ester intensities, thus suggesting a more aromatic profile, mainly with floral and fruity notes, and a greater neutrality in the beer produced with the BS-02 yeast.