Identificarion of contaminant bacteria in cachaça yeast by 16s rDNA gene sequencing

ABSTRACT

Cachaça is a typical Brazilian liquor produced from the distillation of fermented sugarcane juice mainly by Saccharomyces cerevisiae. Most of the domestic production is artisanal, and producers usually are not concerned regarding microbiological control of the fermentation. This study aimed to characterize the contaminant bacterial community of the yeast used in the production of cachaça in an artisanal still. Four samples were collected, of which one (NA) was used for comparison purposes and was collected one year earlier. The remaining samples were collected at three different periods at the end of the first day of fermentation (NP), after fifteen days (NS), and thirty days after the same yeast was used (NT). Five hundred and eighty-seven sequences were analyzed from the partial sequencing of the 16S rDNA gene. Sequence analyses revealed the presence of 170 operational taxonomic units (OTUs). Of these, only one was shared among three samples and seventeen were shared between two samples. The remaining 152 OTUs were identified only once in distinct samples indicating that the contaminant bacterial population is highly dynamic along the fermentation process. Statistical analyses revealed differences in bacterial composition among samples. Undescribed species in the literature on yeasts of cachaça were found, such as Weissella cibaria, Leuconostoc citreum, and some species of Lactobacillus, in addition to some unknown bacteria. The community of bacteria in the fermentation process is much more complex than it was previously considered. No previous report is known regarding the use of this technique to determine bacterial contaminants in yeast for the production of cachaça.

RESUMO

A cachaça é uma bebida típica brasileira produzida a partir da destilação do caldo de cana-de-açúcar fermentado principalmente por Saccharomyces cerevisiae. Grande parte da produção nacional é artesanal, e não há uma preocupação por parte dos produtores quanto ao controle microbiológico da fermentação. Este trabalho objetivou caracterizar a comunidade bacteriana contaminante do fermento utilizado na produção de cachaça em um alambique artesanal. Foram coletadas quatro amostras, sendo uma (NA) utilizada como efeito comparativo e coletada um ano anterior às demais. As restantes foram coletadas em três diferentes períodos ao final do primeiro dia de fermentação (NP), após quinze dias (NS) e trinta dias após a utilização do mesmo fermento (NT). Foram analisadas, a partir do seqüenciamento parcial do gene 16S rDNA, 587 seqüências. As análises das seqüências revelaram a presença de 170 unidades taxonômicas operacionais. Destas, 152 foram identificadas uma única vez em diferentes amostras, dezessete foram comuns em pelo menos duas amostras e somente uma foi identificada em três amostras, evidenciando uma grande dinâmica populacional bacteriana durante o processo fermentativo. Análises estatísticas revelaram diferenças na composição bacteriana entre as amostras. Foram encontradas espécies ainda não descritas na literatura em fermentos para a produção de cachaça, como Weissella cibaria, Leuconostoc citreum e algumas espécies de Lactobacillus, além de bactérias não conhecidas. Os resultados revelaram que a comunidade de bactérias contaminantes do processo fermentativo é muito mais complexa do que se conhecida. Não há conhecimento de relato anterior sobre a utilização desta técnica para determinar contaminantes bacterianos em fermentos de cana-de-açúcar para produção de cachaça.