relatório determinação do teor de sacarose e gas de refrigerantes (3)

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DO NORTE DE MINAS GERAIS – CAPOS SALINAS 
 BACHARELADO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA EM LABORATÓRIO: 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE SACAROSE E GÁS CARBONICO EM 
REFRIGERANTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALINAS 
2022 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA EM LABORATÓRIO 
 
IDENTIFICAÇÃO 
 
Título: Determinação do teor de sacarose e gás carbônico em refrigerantes. 
(Aula 6) 
Discente(s): 
Docente: 
Unidade Curricular: Química orgânica 
Curso: Bacharelado em engenharia de alimentos – 3° período 
Data: 20-09-2022 
 
RESUMO: 
Neste experimento realizou-se o teste para determinação do teor se sacarose e gás 
carbônico (CO2) contidos em refrigerantes, utilizando a Coca Cola original e a Coca 
Cola zero açúcar. Com a realização de todas as etapas do experimento, foi possível 
identificar o devido teor de sacarose contido no refrigerante original e quantidade de 
CO2 presente em sua formulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
 1.1 CONTEXTO HISTÓRICO 
 
 A indústria de refrigerante surgiu em 1871 nos Estados Unidos após o 
inglês Joseph Priestley desenvolver uma experiência para gaseificar água 
mineral. No Brasil, os primeiros registros remetem a 1906, mas somente na 
década de 1920 é que o refrigerante entrou definitivamente no cotidiano dos 
brasileiros (ABIR, 2007), sendo o Brasil hoje, considerado o terceiro produtor 
mundial de refrigerantes depois dos Estados Unidos e México. 
 
1.2 COMPOSIÇÃO DO REFRIGERANTE 
 
Refrigerantes podem-se definir quimicamente como uma bebida 
fabricada industrialmente, não alcóolica, carbonatada e não fermentada. Sua 
composição mais abundante é a água, e em segundo lugar, nos refrigerantes 
tradicionais, a sacarose. 
 
 
Formula estrutural da sacarose 
 
 
 
 
 
Está presente em sua fórmula básica o acompanhamento de gás 
carbônico, que realça o sabor e confere ação refrescante que está associada 
à solubilidade dos gases em líquidos e a bacteriostática, havendo também a 
presença de cloretos, sulfatos, fenóis e o cloro que provoca oxidação da 
bebida, mas para que seja evitada essa reação, são adicionados agentes 
antioxidantes. 
Nas versões diet de refrigerantes não há presença de sacarose, sendo 
assim, acrescentados edulcorantes para proporcionar sabor doce. A sacarina 
e o aspartame são exemplos desse tipo de açúcar. 
 
 
Formula estrutural da sacarina 
 
 
Formula estrutural do aspartame 
 
Os refrigerantes também possuem pH ácido a fim de inibir a proliferação 
de microrganismos, esse pH é alcançado devido a presença de compostos 
como, por exemplo, ácido fosfórico ou ácido cítrico. 
 
1.3 SUA COMPOSIÇÃO EM MAIS DETALHES 
 
 
 
 
 
Os ingredientes que compõem a formulação do refrigerante têm 
finalidades específicas e devem se enquadrar nos padrões estabelecidos. 
Sendo eles: 
− Água: Constituindo cerca de 88% m/m do produto final, e preenchendo certos 
requisitos para ser empregada na manufatura de refrigerante. Baixa 
alcalinidade: Carbonatos e bicarbonatos que se interagem com ácidos 
orgânicos, como ascórbico e cítrico, presentes na formulação, alterando o 
sabor do refrigerante, uma vez que reduzem sua acidez e provocam perda de 
aroma; 
 
− Sulfatos e cloretos: Auxiliam na definição do sabor, entretanto o excesso é 
prejudicial, pois o gosto ficará demasiado acentuado; 
 
− Cloro e fenóis: O cloro dá um sabor característico de remédio e provoca 
reações de oxidação e despigmentação, alterando a cor original do 
refrigerante. Já os fenóis transferem seu sabor típico, principalmente quando 
combinado com o cloro (clorofenóis); 
 
− Metais: Ferro, cobre e manganês aceleram reações de oxidação, degradando 
o refrigerante; 
 
− Padrões microbiológicos: É de estrema necessidade um plano de higienização 
e controle criterioso na unidade industrial, que garantam à água todas as 
características desejadas, como: límpida, inodora e livre de microrganismos. 
 
− Açúcar: É o segundo ingrediente em quantidade contendo a cerca de 11% 
m/m. Ele confere o sabor adocicado, “encorpa” o produto, juntamente com o 
 
 
 
 
acidulante, fixa e realça o paladar e fornece energia. A sacarose é o açúcar 
frequentemente usado (açúcar cristal). 
 
− Concentrados: Conferem o sabor característico à bebida sendo compostos por 
extratos, óleos essenciais e destilados de frutas e vegetais (Palha, 2005). 
 
− Acidulante: controla o sabor doce do açúcar, acentua o paladar e diminui o pH 
impedindo a proliferação de microrganismos na bebida. Acidez é uma 
característica de todos os refrigerantes, podendo esse pH variar de 2,7 a 3,5. 
O ácido cítrico é transformado a partir da glicose através do microrganismo 
Aspergillus niger. Nos refrigerantes sabor limão esse ácido já está 
naturalmente presente. 
O ácido fosfórico é utilizado principalmente nos refrigerantes do tipo cola e 
possui a acidez mais elevada dentre todos aqueles utilizados em bebidas. 
Nos refrigerantes sabor uva é utilizado o ácido tartárico por ser um dos seus 
componentes naturais. 
 
− Antioxidante: Previne a influência negativa do oxigênio na bebida, os aldeídos, 
ésteres e outros componentes são susceptíveis a oxidações pelo oxigênio do 
ar durante a estocagem. Portanto, são adicionados antioxidantes pois 
previnem essa influência negativa do oxigênio na bebida. Os ácidos ascórbicos 
e isoascórbico são frequentemente utilizados para esse fim. O ácido ascórbico 
é utilizado para servir somente como antioxidante e não com o objetivo de 
adicionar vitamina C ao refrigerante. Luz solar e calor aceleram as oxidações, 
por isso os refrigerantes nunca devem ser expostos ao sol. 
 
− Conservante: Leveduras, bactérias e mofos podem deteriorar a bebida 
causando alterações no odor e sabor e também turvações. Sendo assim, para 
inibir a proliferação desses microrganismos são adicionados conservantes. 
 
 
 
 
O ácido benzoico atua contra grande quantidade de espécies de 
microrganismos. Tem melhor atuação em pH = 3. É utilizado na forma de 
benzoato de sódio por ser pouco solúvel em água. A quantidade máxima 
permitida no Brasil é de 500 mg/100mL de refrigerante. 
O ácido sórbico é usado como sorbato de potássio e atua principalmente sobre 
leveduras e bolores. Em pH=6 tem sua ação máxima. 30 mg/100mL é seu teor 
máximo tolerado no país. 
 
− Edulcorante: É um açúcar utilizado para substituir a sacarose nas bebidas. É 
encontrado em bebidas tipo diet que possuem teor calórico reduzido. 
 
− Dióxido de carbono: É o responsável pelas bolhas de gás na bebida realçando 
o paladar, esse gás confere a aparência e a ação refrescante característica 
dos refrigerantes. Isso se dá pela solubilidade dos gases em líquidos, que 
decresce com o aumento da temperatura e ao ser ingerido –geralmente 
gelado- o líquido aumenta sua temperatura e o gás é eliminado, também 
devido ao meio ácido do estômago. Ao se expandir, o CO2 resulta na sensação 
de frescor pois esse processo é endotérmico. 
 
1.4 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DOS REFRIGERANTES 
 
O processo de fabricação é feito sem qualquer contato manual e sobre 
rigoroso controle de qualidade durante todas as etapas. Para que seja 
produzido um refrigerante de qualidade, deve-se garantir que os materiais 
utilizados no processo passem por um tratamento rigoroso e adequado, de 
modo a garantir a pureza do produto final. 
Para o preparo do xarope simples, são utilizados água tratada e açúcar 
ou edulcorantes no caso de refrigerantes diets. A água utilizada deve conter 
padrões microbiológicos adequados, baixa alcalinidade e controle efetivo de 
ferro, sulfatos, cloretos, cobre e manganês. Já o açúcar ou o edulcorante 
 
 
 
 
participa da mistura por conferir a característica marcante dos refrigerantes,sendo o seu sabor adocicado. 
O xarope é cozido entre 82-100 °C para que sejam retiradas as 
impurezas que podem causar problemas sensoriais ao produto. Esta mistura é 
clarificada com carvão ativado em pó e, em seguida, filtrada no intuito de 
removê-lo. Após esta etapa do procedimento, o xarope é resfriado até 20 °C 
em um trocador de calor e armazenado em tanques de aço inoxidável. Em 
seguida, o xarope simples é agitado em um tanque enquanto são adicionados 
aditivos que conferem cor, sabor, odor e as propriedades químicas dos 
refrigerantes. Os principais aditivos adicionados a mistura são sucos de frutas, 
extratos vegetais, flavorizantes, estabilizantes, conservantes, corantes e 
antioxidantes. 
Antes da etapa de carbonatação, o xarope composto é diluído com água 
tratada. Posteriormente, o xarope diluído é passado por um equipamento de 
carbonatação chamado de Carbo Cooler, no qual o CO2 é adicionado ao 
refrigerante. Esta etapa é de suma importante, dado que é a carbonatação que 
intensifica os aromas do refrigerante e gera a sensação de frescor, além de 
garantir a aparência gaseificada da bebida. 
 
 
Equipamento Carbo Cooler 
 
Após o processo de carbonatação é realizado o envase, sendo a etapa 
final da produção. A finalidade do envasamento é embalar o produto final e 
 
 
 
 
evitar que ocorram perdas de CO2. As embalagens mais utilizadas neste 
processo são as latas de alumínio, as garrafas de vidro e as garrafas PET, com 
capacidades entre 200 mL e 3L. Todas as embalagens devem ser 
minuciosamente inspecionadas antes de serem cheias, para que sejam 
retiradas aquelas que estiverem fora do padrão de qualidade para uso, como 
garrafas trincadas, quebradas ou sujas. Logo após a seleção, as garrafas são 
colocadas na esteira de transporte e entram nas lavadoras para que então 
participem do envase. Posteriormente, as bebidas podem ser comercializadas 
e apreciadas por seus consumidores. 
Durante a produção são realizados diversos controles que garantem a 
qualidade do produto final, como a realização do controle de pH dos 
refrigerantes a partir da adição de acidulantes. 
 
1.5 DIFERENÇAS ENTRE REFRIGERANTE LIGHT E DIET 
 
O refrigerante light é uma boa opção para quem quer ou recisa diminuir 
a ingestão de açúcar, esse tipo de refrigerante tem uma redução mínima de 
25% do nutriente em sua composição, ou seja, ainda possui o açúcar, mas em 
menor quantidade. Enquanto os refrigerantes zero açúcar e diet tem isenção 
total de açúcares em sua composição. 
 
2. OBJETIVO 
 
• Determinar o teor de sacarose e gás carbônico contidos em refrigerantes. 
 
3. MATERIAL E MÉTODOS 
 
3.1 MATERIAIS 
a-) Reagentes 
• Bala mentos 
 
 
 
 
 
b-) Substratos 
• Coca Cola original 200 mL 
• Coca Cola zero açúcar 200 mL 
 
c-) Vidrarias 
• Proveta 
• Béquer 
• Bastão de vidro 
 
d-) Equipamentos 
• Balança analítica 
 
3.1 METODOLOGIA 
3.1.1 Teor de sacarose 
− Em uma proveta colocou-se 20 mL do refrigerante Coca Cola original e sem 
gás, levando-o à pesagem. 
− Repetiu-se o processo utilizando 20 mL do refrigerante Coca Cola zero açúcar 
e sem gás. 
− Anotou-se a diferença de peso entre eles e calculou-se a massa de sacarose 
presente em 20 mL do refrigerante Coca Cola original. 
3.1.2 Estimativa de CO2 
− Pesou-se o sistema fechado do refrigerante Coca Cola original, juntamente 
com um béquer de 600 mL e uma bala mentos. 
− Transferiu-se todo o refrigerante contido na embalagem de 200 mL ao béquer 
adicionando a bala, dissolvendo-a com auxílio de um bastão de vidro. 
− Pesou-se todo o sistema contido no béquer juntamente com a sua embalagem 
e calculou-se a diferença de peso entre as duas pesagens. 
 
 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
4.1 Teor de sacarose 
 
Refrigerantes Quantidade mL Peso 
Coca Cola original 20 mL 19,95 g 
Coca Cola zero açúcar 20 mL 19,09 g 
 
Ao calcular a diferença entre o peso de 20 mL do refrigerante original e do 
refrigerante zero açúcar foi obtido o valor de 0,86 g. 
Com o valor obtido foi possível calcular o teor de sacarose contida no refrigerante 
Coca Cola original, como mostrado a seguir. 
Dados: 
• Densidade da sacarose: 1,59 g/mL 
• Densidade da H2O carbonatada: 0,98 g/mL 
• Temperatura: 30°C 
Cálculos: 
Primeiramente, é preciso considerar a definição de densidade que é a massa pelo 
volume. Sendo assim, os cálculos foram realizados nos quais d é a densidade, V o 
volume e m a massa. 
 
𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛ç𝑎 = 𝑑𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 × 𝑉𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − 𝑑𝐻2𝑂 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎 × 𝑉𝐻2𝑂 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎 
0,86 𝑔 = 1,59 𝑔 𝑚𝐿 × 𝑉𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 − 0,98𝑔 𝑚𝐿 × 𝑉𝐻2𝑂 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑎𝑑𝑜⁄⁄ 
0,86 𝑔 = 1,59𝑥 − 0,98𝑥 
0,86 𝑔 = 0,61𝑥 
𝑥 =
0,86
0,61
→  𝑥 = 1,41 𝑚𝐿 
 
𝑚𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 = 𝑑𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 × 𝑉𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 
𝑚 = 1,59 𝑔 𝑚𝐿 × 1,41 𝑚𝐿⁄ 
𝑚 = 2,24 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒  
 
 
 
 
 
A garrafa de refrigerante utilizada no experimento possui 200 mL de conteúdo, foi 
calculado a presença de 2,24 g de sacarose em 20 mL, ou seja, segundo os cálculos, 
há 22,4 g de sacarose no produto. Esse valor se aproxima do informado na 
embalagem que é 21 g. 
 
 
 
 
 
 
4.2 Estimativa de CO2 
 
Para a realização deste experimento foi preciso realizar uma reação entre o 
refrigerante e a bala Mentos onde o CO2 é liberado. 
Refrigerante Coca Cola original Peso 
Sistema fechado 434,63 g 
Sistema aberto 432,74 g 
 
Ao calcular a diferença entre o sistema fechado do refrigerante original e o sistema 
aberto, pode-se obter a quantidade de gás carbônico (CO2) contido em 200 mL de 
refrigerante, sendo ela 1,89 g. 
 
 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 
Com a realização de todas as etapas do experimento descritas anteriormente, foi 
possível identificar o teor de sacarose contido no refrigerante Coca Cola original e a 
quantidade de CO2 presente em sua formulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. REFERÊNCIAS 
 
DIET, light e zero: aprenda as diferenças entre eles - Webrun | Corrida, saúde, 
qualidade de vida. 25 jan. 2012. Disponível em: https://www.webrun.com.br/diet-light-
e-zero-aprenda-as-diferencas-entre-eles/. Acesso em: 5 out. 2022. 
LIMA, Ana Carla da Silva; AFONSO, Júlio Carlos. A química do refrigerante. Química 
nova na escola. São Paulo: Publicações da Sociedade Brasileira de Química, 2009. 
PRODUÇÃO de Refrigerantes. 12 out. 2019. Disponível em: 
https://www.saeqaufsc.com/post/produção-de-refrigerantes. Acesso em: 6 out. 2022. 
 
https://www.webrun.com.br/diet-light-e-zero-aprenda-as-diferencas-entre-eles/
https://www.webrun.com.br/diet-light-e-zero-aprenda-as-diferencas-entre-eles/
https://www.saeqaufsc.com/post/produ%C3%A7%C3%A3o-de-refrigerantes