Cientistas da USP identificam alguns microrganismos envolvidos na fermentação das sementes de cacau

Crédito: Elias Shariff Falla Mardini / Pixabay

Crédito: Elias Shariff Falla Mardini / Pixabay

Pesquisadores da Faculdade de Ci√™ncias Farmac√™uticas de Ribeir√£o Preto (FCFRP) da USP identificaram algumas espécies de bactérias que ainda n√£o haviam sido detectadas na fermenta√ß√£o das sementes de cacau. Os dados obtidos podem contribuir para o avan√ßo econômico e científico da cadeia de produ√ß√£o e comercializa√ß√£o do fruto, "pois permitem um conhecimento mais aprofundado dos principais microrganismos relacionados ao processo fermentativo, implicados com o sabor e o aroma dos melhores chocolates", apontam os cientistas.

No grupo das bactérias l√°ticas, foi identificado o genoma de Liquorilactobacillus vini. J√° no grupo das bactérias acéticas, os cientistas identificaram os genomas de Komagataeibacter saccharivorans, Komagataeibacter maltaceti e Komagataeibacter melaceti. O artigo que descreve o estudo acaba de ser publicado na Revista da Sociedade Americana de Microbiologia, sendo destaque na capa do periódico.

O cacau tem papel de destaque nas exporta√ß√Ķes brasileiras. Segundo dados do Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Servi√ßos, o Brasil est√° entre os dez maiores produtores de cacau do mundo. Em 2019, foram enviados para fora do País mais de 50 milh√Ķes de toneladas de pó, manteiga ou pasta de cacau. Naquele mesmo ano, o Brasil foi reconhecido pela Organiza√ß√£o Internacional do Cacau (ICCO) como exportador de cacau 100% fino e de aroma, que possui alto valor agregado.

Para atingir esse status e manter a competitividade no mercado mundial, os produtores, a indústria do chocolate e as ag√™ncias de fomento investem em pesquisa científica e tecnológica. Um dos principais focos dos estudos, atualmente, est√° na fase de fermenta√ß√£o das sementes, pois muitas das bactérias e leveduras presentes nesse processo ainda n√£o s√£o conhecidas, guardando, provavelmente, o segredo do aroma marcante e da qualidade do chocolate, principal produto do cacau. E a pesquisa da FCFRP d√° um passo importante nesse sentido.

Leveduras, bactérias l√°ticas e bactérias acéticas

O biólogo Ot√°vio Guilherme Gon√ßalves de Almeida, primeiro autor do artigo e doutorando do Programa de Pós-Gradua√ß√£o em Bioci√™ncias e Biotecnologia da FCFRP, explica que a fermenta√ß√£o do cacau é um processo espont√Ęneo e nunca se sabe se a fermenta√ß√£o terminar√° bem ou n√£o, pois ocorre uma sucess√£o de microrganismos. Segundo o biólogo, a fermenta√ß√£o se inicia com as leveduras que cedem seus lugares às bactérias l√°ticas, que, por sua vez, s√£o substituídas por bactérias acéticas na fase final da fermenta√ß√£o. O processo dura, em média, seis dias e as bactérias l√°ticas dominam o cen√°rio a partir do terceiro e quarto dias.

Segundo Almeida, é impossível prever se a microbiota local – o conjunto de microrganismos que habitam aquele ecossistema – estimular√° e produzir√° compostos de interesse ao longo do processo. Entre eles, est√£o a libera√ß√£o de compostos org√Ęnicos armazenados na semente de cacau e a forma√ß√£o de metabólitos relacionados à gera√ß√£o de aroma e sabor que s√£o de interesse para a produ√ß√£o de chocolate, por exemplo. "Uma microbiota ocasional e pouco adaptada ao ambiente de fermenta√ß√£o pode fermentar muito pouco as sementes, resultando em um processo incompleto com pouco ou nenhum perfil sensorial de interesse. Isso pode resultar na redu√ß√£o da qualidade das sementes fermentadas e exigir métodos de corre√ß√£o na etapa de preparo do chocolate."

Por isso, é importante determinar a composi√ß√£o microbiana durante o processo, verificando se h√° cepas mais adaptadas ao ambiente de fermenta√ß√£o do cacau. "Esses estudos contribuem para o futuro desenvolvimento de culturas starters, ou seja "coquetéis" microbianos para padroniza√ß√£o do processo fermentativo, sem perder a identidade geogr√°fica, a fim de garantir a qualidade e aumentar o rendimento do produtor."

Para a professora Elaine Cristina Pereira De Martinis, que também assina o artigo, com o conhecimento da microbiota ou "cocobiota" – como vem sendo chamada por alguns pesquisadores – de cada regi√£o geogr√°fica, pode-se ainda desvendar vias metabólicas microbianas-chaves para obten√ß√£o de sementes com um grau adequado de fermenta√ß√£o, e com aroma e sabor característicos. "Esses microrganismos também podem competir com outros indesej√°veis e inibir suas atividades. Dessa maneira, poderíamos ter diversos tipos de chocolates beneficiados por suas microbiotas autóctones, ou seja, naturais daquela regi√£o e, portanto, bem adaptadas, com sabores característicos da regi√£o produtora, o que seria um sinônimo de produto gourmet no mercado."

Técnicas de bioinform√°tica

Os pesquisadores conseguiram identificar esses microrganismos comparando a diversidade microbiana durante o processo de fermenta√ß√£o, através da técnica de montar genomas a partir de metagenomas, isto é, de bancos de DNAs extraídos diretamente do ambiente de fermenta√ß√£o do cacau. "Para isso, selecionamos todos os dados públicos de metagenomas de cacau, incluindo um conjunto de dados de nossa autoria j√° publicado anteriormente na Food Research International."

Com a sele√ß√£o, os pesquisadores decidiram revisitar todos esses dados para avaliar se, com a tecnologia de prospec√ß√£o de metagenomas de fermenta√ß√£o do cacau, poderiam obter novas informa√ß√Ķes a respeito da composi√ß√£o da microbiota, a fim de correlacionar as espécies presentes com seu respectivo potencial funcional. "Essa técnica permite avaliar a composi√ß√£o microbiana, ou seja, quem est√° ali", dizem. E, para surpresa dos pesquisadores, estavam ali os quatro novos membros dessa comunidade microbiana da fermenta√ß√£o.

De acordo com Almeida, outra vantagem desses achados est√° no aumento do número de genomas públicos disponíveis para a compara√ß√£o em estudos de ecologia microbiana relacionados à biogeografia das espécies e adapta√ß√£o nicho-específica. "Em outras palavras, pode-se mensurar a adapta√ß√£o dos microrganismos ao ambiente do cacau comparando-os com microrganismos isolados de outras matrizes (humanos, animais, plantas e solo) e estabelecer perfis da composi√ß√£o diferencial de genes entre os genomas. Esses genes s√£o marcadores nicho-específicos associados e podem revelar estratégias de adapta√ß√£o da microbiota a um determinado ambiente."

J√° a professora Elaine lembra que essas ferramentas de bioinform√°tica permitem elucidar genomas que poderiam ser difíceis ou quase impossíveis de serem acessados utilizando técnicas cl√°ssicas de cultivo em placa, "pois estima-se que 99.8% da diversidade microbiana n√£o pode ser cultivada em laboratório".

Os pesquisadores destacam, ainda, que a microbiota pode ser distinta, dependendo da regi√£o geogr√°fica e do período da safra, revestindo de maior import√Ęncia o trabalho de avaliar em conjunto os microbiomas públicos disponíveis, a fim de capturar todos os genomas presentes em diversas fermenta√ß√Ķes. "Em um estudo com essa amplitude est√£o representados dados de diferentes variedades de cacau, bem como de v√°rias regi√Ķes cacaueiras, do Brasil (Bahia) e de Gana (√Āfrica)."

O trabalho Metagenome-Assembled Genomes Contribute to Unraveling of the Microbiome of Cocoa Fermentation tem apoio da Funda√ß√£o de Amparo à Pesquisa do Estado de S√£o Paulo (Fapesp).