Fermentação como tecnologia social : desenvolvendo bebidas de baixo teor alcoólico com polpas de frutas nativas brasileiras

Abstract

Esta tese validou a hipótese de que a kombucha pode ser utilizada como inóculo para a produção de bebidas de baixo teor alcoólico com polpas de frutas nativas brasileiras. O estudo buscou não apenas desenvolver um produto inovador e mais saudável, mas também valorizar espécies nativas subutilizadas e promover uma alternativa viável e sustentável de aproveitamento de recursos locais. Ao associar ciência e tecnologia com saberes tradicionais, o trabalho se insere no escopo das tecnologias sociais, com potencial de aplicação em contextos comunitários e de agricultura familiar. Na etapa inicial, bebidas fermentadas utilizando kombucha como inóculo e polpas de araçá-vermelho (Psidium cattleianum), butiá-da-serra (Butia eriospatha) e jaboticaba (Plinia cauliflora) foram produzidas em escala laboratorial. As bebidas foram monitoradas ao longo de 10 dias quanto a propriedades físico-químicas, consumo de substratos, produção de metabólitos, teor de compostos fenólicos totais, atividade antioxidante e composição microbiana. Os resultados destacaram a adaptabilidade do inóculo aos novos substratos, demonstrando seu papel na formação da sucessão microbiana e na garantia da segurança e qualidade das bebidas fermentadas. A análise metagenômica por sequenciamento shotgun revelou a predominância das leveduras Brettanomyces anomalus e Zygosaccharomyces sp., e das bactérias Gluconobacter oxydans, Komagataeibacter rhaeticus e K. saccharivorans. A partir do quinto dia, observou-se aumento significativo nos fenólicos totais nas bebidas de araçá-vermelho e jaboticaba, com maior atividade antioxidante para as amostras com araçá vermelho. Na etapa piloto, bebidas de araçá-vermelho foram produzidas em maior escala e avaliadas nas versões não fermentada, fermentada e pasteurizada quanto aos parâmetros físico químicos, teor de açúcares, metabólitos e compostos voláteis. Os efeitos da pasteurização e carbonatação na aceitação de 108 consumidores foram avaliados por meio de análise sensorial usando metodologias descritivas emergentes rápidas, incluindo mapeamento de atributos e emoções. A análise de penalidades foi usada para identificar os atributos que impulsionam a aceitação e a rejeição. Os consumidores também participaram de testes cegos e informados para avaliar o impacto da exposição ao conceito de araçá vermelho e as principais motivações de compra foram identificadas. A fermentação reduziu os sólidos solúveis e açúcares, aumentando os níveis de ácido acético, etanol e compostos voláteis, com destaque para o acetato de feniletila. A pasteurização reduziu os teores de etanol e ácido acético, alterou o perfil volátil, promovendo a formação de Z-geraniol e E-geraniol, e modificou a percepção sensorial, mas não comprometeu a aceitação. A carbonatação aumentou a aceitação global. Os atributos que impulsionaram a aceitação incluíram notas alcoólicas, frutadas, doces e herbais, além de aroma suave e sensação cremosa. Já os atributos associados à rejeição foram aroma e sabor fermentado, azedo, avinagrado, amargo e intenso. A exposição ao conceito de araçá-vermelho aumentou as emoções positivas e reduziu as negativas. Foram identificadas motivações de compra relacionadas à inovação, saudabilidade e sustentabilidade. Espera-se que os achados desta pesquisa orientem novas estratégias de desenvolvimento de bebidas fermentadas que atendam às expectativas dos consumidores, ao mesmo tempo em que contribuam com a sustentabilidade ambiental, econômica e social do sistema agroalimentar brasileiro.

This thesis validated the hypothesis that kombucha can be used as an inoculum for the production of low-alcohol beverages using native Brazilian fruit pulps. The study aimed not only to develop a more innovative and healthier product, but also to promote the use of underutilized native species and offer a viable and sustainable alternative for the utilization of local resources. By integrating science and technology with traditional knowledge, this work falls within the scope of social technologies, with potential for application in community-based and small-scale farming contexts. In the initial stage, fermented beverages using kombucha as the inoculum and red-araçá (Psidium cattleianum), butiá-da-serra (Butia eriospatha), and jaboticaba (Plinia cauliflora) pulps were produced on a laboratory scale. The beverages were monitored over a 10-day period for physicochemical properties, substrate consumption, metabolite production, total phenolic content, antioxidant activity, and microbial composition.The results highlighted the adaptability of the inoculum to new substrates, demonstrating its role in microbial succession and in ensuring the safety and quality of the fermented beverages. Shotgun metagenomic sequencing revealed the predominance of the yeasts Brettanomyces anomalus and Zygosaccharomyces sp., and the bacteria Gluconobacter oxydans, Komagataeibacter rhaeticus, and K. saccharivorans. From the fifth day onwards, a significant increase in total phenolics was observed in the red araçá and jaboticaba beverages, with the highest antioxidant activity in the red araçá samples. In the pilot stage, red araçá beverages were produced at a larger scale and evaluated in non-fermented, fermented, and pasteurized versions for physicochemical parameters, sugar content, metabolites, and volatile compounds. The effects of pasteurization and carbonation on the acceptance of 108 consumers were assessed through sensory analysis using rapid emerging descriptive methodologies, including attribute and emotion mapping. Penalty analysis was used to identify attributes that drove acceptance or rejection. Consumers also participated in blind and informed tests to evaluate the impact of exposure to the red araçá concept, and the main purchase motivations were identified. Fermentation reduced soluble solids and sugars while increasing levels of acetic acid, ethanol, and volatile compounds, with phenylethyl acetate standing out. Pasteurization decreased ethanol and acetic acid levels, altered the volatile profile by promoting the formation of Z-geraniol and E-geraniol, and modified sensory perception without compromising acceptance. Carbonation improved overall acceptance. Attributes that positively influenced acceptance included alcoholic, fruity, sweet, and herbal notes, as well as smooth aroma and creamy mouthfeel. Attributes associated with rejection were fermented, sour, vinegary, bitter, and intense aroma or flavor. Exposure to the red araçá concept enhanced positive emotions and reduced negative ones. Purchase motivations related to innovation, healthiness, and sustainability were identified. The findings of this research are expected to guide new strategies for the development of fermented beverages that meet consumer expectations while contributing to the environmental, economic, and social sustainability of the Brazilian agri-food system.