Abstract Fermentation has the potential of converting fruit by-products into value-added products via an efficient, sustainable, and low-cost process. Traditionally, Mexicans use pineapple residues to produce a fermented beverage called tepache. As this soft drink is increasingly consumed in restaurants, it is necessary to develop an effective and reliable process to yield a final product with desirable physicochemical properties. In this work, tepache was prepared using an ultrasound pre-treatment to enhance the fermentation process and improve the end-product quality. The ultrasound was provided by a probe (25 kHz, 400 W) submerged in pineapple preparations before fermentation. Characterization of physicochemical properties was performed on samples processed under different types of amplitude (20 and 100%) and sonication time (5 and 10 min). In all samples, the pH, acidity, and ºBrix values were similar to those in commercial tepaches. On the other hand, microscopy revealed that 5 min of sonication induced positive changes in the suspended matter responsible for the physical stability of fruit beverages. The tepaches obtained with this method had color uniformity. Indeed, 5 min of sonication at the highest amplitude (16.34 kJ・cm-2) augmented the soluble solids during the initial phases of fermentation. Moreover, the results from IR spectroscopy proved that ultrasound helped the ethanol release from yeasts. The maximum ethanol yield, calculated by model fitting, had a positive variation of 35%. These findings prove that ultrasound is capable to induce physicochemical changes useful for the industrial production of tepache.
Resumo A fermentação tem o potencial de converter subprodutos de frutas em produtos de valor adicional por meio de um processo eficiente, sustentável e de baixo custo. Tradicionalmente, os mexicanos usam resíduos de abacaxi para produzir uma bebida fermentada chamada tepache. Como este refrigerante é cada vez mais consumido em restaurantes, é necessário desenvolver um processo eficaz e confiável para obter um produto com propriedades físico-químicas desejáveis. Neste trabalho, o tepache foi preparado por meio de um pré-tratamento com ultrassom, a fim de aprimorar o processo de fermentação e melhorar a qualidade do produto acabado. O ultrassom foi fornecido por uma sonda (25 kHz, 400 W) submersa em preparações de abacaxi antes da fermentação. A caracterização das propriedades físico-químicas foi realizada em amostras processadas sob diferentes condições de amplitude (20 e 100%) e tempo de sonicação (5 e 10 min). Em todas as amostras, os valores de pH, acidez e °Brix foram semelhantes aos dos tepaches comerciais. Por outro lado, a microscopia revelou que 5 min de sonicação induziu mudanças positivas na matéria suspensa responsável pela estabilidade física das bebidas de frutas. De fato, os tepaches obtidos com este método apresentaram uniformidade de cor e observou-se que o tempo de sonicação de 5 min na amplitude mais alta (16.34 kJ⋅cm-2) aumentou os sólidos solúveis durante as fases iniciais da fermentação. Além disso, os resultados da espectroscopia de IR provaram que o ultrassom ajudou a liberar etanol das leveduras. O rendimento máximo de etanol, calculado por ajuste de modelo, teve variação positiva de 35%. Esses achados comprovam que o ultrassom é capaz de induzir alterações físico-químicas úteis para a produção industrial de tepache.
