INFLUÊNCIA DA FONTE DE NITROGÊNIO NO PERFIL FERMENTATIVO, TRANSCRIPTÔMICO, E NA PRODUÇÃO DE ÁLCOOIS SUPERIORES EM Saccharomyces cerevisiae.

Abstract

Durante o processo fermentativo de elaboração de Cachaça, a levedura Sacharomyces cerevisiae produz uma serie de compostos com propriedades organolépticas, destacando-se por a sua importância os álcoois superiores. A sua formação depende de numerosos fatores, sendo a fonte e a concentração de nitrogênio um dos mais importantes. Nos últimos anos tem sido frequente o acréscimo de sais de amônio para melhorar o desempenho fermentativo em alambiques artesanais. Neste contexto científico e industrial, com o fim de determinar o efeito desta suplementação nutricional na formação dos álcoois superiores, e por consequência no perfil organoléptico, analisamos ao nível transcritômico e metabólico a produção de álcoois superiores pela linhagem industrial de S. cerevisiae JP1, empregada na produção de aguardente de cana, e pela linhagem de laboratório CEN.PK113, usada como referência, durante culturas em meio mineral com diferentes fontes de nitrogênio na forma de amônio (como sal de sulfato), leucina, isoleucina, valina, triptofano e fenilalanina. Os resultados cinéticos (μmax, td) e parâmetros fermentativos (consumo de glicose, e produção de acetato e etanol) mostraram o melhor desempenho fermentativo para o meio sulfato de amônio e valina, e estes superiores aos obtidos para os cultivos em leucina, isoleucina e fenilalanina. Já a cultura com triptofano apresentou um crescimento deficiente. Isto confirmaria a prática usual dos produtores de cachaça de adicionar sulfato de amônio para evitar problemas de baixo rendimento. A produção dos álcoois superiores atingiu níveis de entre 300 a 1000 μg/L nos cultivos em aminoácidos como fonte de nitrogênio, enquanto foi observada uma baixa produção (<8 μg/L) nos meios com amônio. Pela produção dos álcoois superiores, pode-se observar que o catabolismo de aminoácidos ramificados e aromáticos seguiu principalmente a via de Ehrlich. O rendimento de conversão dos aminoácidos adicionados aos álcoois correspondentes foi calculado no intervalo de 0,0042 a 0,0092%. Surpreendentemente, no meio com isoleucina foi verificada a produção de 3-metil-butanol entre 30 e 50 μg/L, composto derivado da leucina. A análise de transcrição gênica sugere que esta produção inusitada 3-metilbutanol pode ser resultado da síntese de novo do aminoácido leucina a partir do piruvato, e da aparente regulação temporal diferencial dos níveis de transcrição dos genes da via de Ehrlich. Ao mesmo tempo, sugerimos que a compartimentalização exercida pela mitocôndria e a atividade global das alfa-ceto ácidos descarboxilases sejam as principais causa da produção de álcoois superiores em meios nos quais não está presente o aminoácido precursor.