Efeito da presença de tricotecenos durante a etapa de mosturação do processo cervejeiro

Abstract

A cerveja é a bebida alcoólica mais consumida mundialmente e dentre os insumos utilizados na sua produção destaca-se o malte de cevada. Os fungos das espécies Fusarium, são potenciais agentes contaminantes desses grãos e quando submetidos a condições de estresse podem produzir micotoxinas, metabólitos secundários que apresentam efeitos patológicos em animais e humanos. Dentre as micotoxinas detecta-se o Deoxivalenol (DON), tricoteceno com maior ocorrência e o 15-acetil-deoxivalenol (15-ADON) forma acetilada do DON. Durante o processo cervejeiro a redução dos níveis de micotoxinas já foi observada na etapa de mosturação, entretanto não há estudos que evidenciem o motivo dessa redução. Além disso, sabe-se que a atividade das enzimas amilolíticas pode ser afetada pela presença de alguns tricotecenos. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da concentração dos tricotecenos DON e 15-ADON na atividade das enzimas hidrolíticas envolvidas na etapa de mosturação como também a ação enzimática relacionada a redução da concentração destas micotoxinas. Para a etapa de mosturação, foi utilizado cevada maltada na concentração de 0,2 kg L-1 e três rampas de temperaturas (50, 60 e 70 °C) referente as enzimas hidrolíticas, proteases, -amilase e -amilase, respectivamente. O extrato enzimático obtido de cada temperatura foi avaliado quanto a sua atividade em meio sintético na presença das micotoxinas DON e 15-ADON e na ausência de contaminação. Também foi avaliado a concentração das micotoxinas durante a ação enzimática. Os resultados evidenciaram que a presença dos tricotecenos, DON e 15-ADON, retarda e altera a atividade máxima de cada enzima. A redução da concentração 15-ADON pela ação das enzimas foi observada (p<0,05), apresentando valores abaixo do limite de detecção do método quando a concentração inicial foi de 0,23 µg mL-1 e 74, 72 e 92 % para 0,85 µg mL-1 quando sob ação das enzimas proteolíticas, -amilases e -amilases respectivamente. Para o tricoteceno DON não foi observado redução da concentração pela ação das enzimas. Em contrapartida, sua concentração foi incrementada cerca de 45, 30 e 8% pela ação das enzimas proteolíticas, -amilases e -amilases respectivamente. Logo, mesmo que o malte apresente a concentração dessa toxina abaixo do limite máximo estabelecido pelos órgãos fiscalizadores, nada garante que o produto final não apresente maiores concentrações da mesma. Diante do exposto, a mosturação cervejeira mostrou-se um método promissor para redução da micotoxina 15-ADON, mas não foi eficaz na redução da concentração de DON. Além disso, a contaminação de micotoxina durante a mosturação pode afetar a atividade enzimática e com isso modificar o rendimento do processo, causando assim perdas econômicas ou alterações no produto.

Beer, which the most consumed alcoholic drink worldwide, uses barley malt as its main input. Fusarium fungi are potential contaminants of these grains and when exposed to stress conditions, they can produce mycotoxins, that are secondary metabolites with pathological effects on animals and humans. Among the mycotoxins, the deoxynivalenol (DON), that is the trichothecene with higheest occurrence, and 15-acetyl-deoxyivalenol (15-ADON) which is DONs acetylated form, are enfasized. During the brewing process, the mycotoxin reduction has been reported in the mashing step, however there are no studies showing the reasons of reduction. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of trichothecenes DON and 15-ADON concentration on the activity of the hydrolytic enzymes involved in the mashing step. In the mashing step, malted barley was used at 0.2 kg L-1 concentration and three temperature ramps (50, 60 and 70 ° C) were applied to hydrolytic enzymes protease, -amylase and -amylase, respectively. Enzymatic extract obtained at each temperature were evaluated regarding their activity in a buffer system with DON and 15-ADON mycotoxins and without contamination. Mycotoxin concentrations during the enzyme activity action was also evaluated. Results showed that the presence of trichothecenes, DON and 15-ADON, slows down and alters the maximum activity of each enzyme. Reduction in 15-ADON concentration by the enzyme activity was observed (p <0.05), values were below the detection limit when the initial concentration was 0.23 µg mL-1 and 74, 72 and 92% at 0.85 µg mL-1 when under the activity of protease, -amylase and -amylase respectively. Trichothecene DON, no reduction in concentration was observed. In contrast, its concentration was increased in 45, 30 and 8% by proteoase, -amylase and -amylase respectively. Therefore, even if the malt shows the concentration of this toxin below the maximum limit established by the inspection agencies, there is no guarantee that the final product will not high DON concentration. The mashing has shown to be a promising method of reducing mycotoxin 15-ADON, but it was not effective in reducing the DON concentration. In addition, mycotoxin contamination during mashing can affect enzyme activity and thereby modify the yield of the process, thus causing economic losses or changes in the product.