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Profa. Andréa Aquino Plantas sacarinas – alto teor de sacarose Palmáceas, gramíneas (sorgo e milho sacarino, cana-de-açúcar), herbácea (beterraba) A sacarose é um dissacarídeo formado pela união de dois monossacarídeos Glicose + frutose = sacarose (C12H22O11) Formação do açúcar na planta: Fotossíntese Formação da sacarose: A sacarose é formada nas folhas por ação das enzimas sintase de sacarose e sintase de sacarose fosfato A migração da sacarose para os órgãos de reserva e sua utilização para as atividades fisiológicas da planta são realizadas por reações presididas pelas as invertases, que quebram a sacarose em partes iguais de glicose e frutose As atividades fisiológicas da planta são: Respiração Crescimento Síntese de proteínas Síntese de lipídeos A sacarose pode ser hidrolisada em laboratório O processo de fabricação do açúcar invertido na indústria ocorre: Aquecimento da sacarose na presença de ácidos orgânicos (cítrico, lático ou acético) Incubação da sacarose na presença da enzima invertase Os dois processo geram glicose e frutose (açúcar invertido) Usado em indústrias de doces, bolos e biscoitos O açúcar invertido é mais solúvel na água do que a sacarose, tornando o recheio dos doces líquidos mais estável O rendimento do açúcar invertido é maior do que o da sacarose A sacarose contém 4 cal/g Edulcorantes artificiais mais utilizados Acessulfame-K (derivado do potássio - sal de potássio sintético obtido a partir de um composto ácido da família do ácido acético) ▪ Livre de caloria – 200 vezes mais doce que a sacarose Aspartame (combinação de fenilalanina e ácido aspártico): ▪ Baixo valor calórico (4 cal/g) – 180 a 200 vezes mais doce que a sacarose Sacarina de sódio (derivada do petróleo - tolueno mais ácido cloro- sulfônico): ▪ Livre de caloria – 300 vezes mais doce que a sacarose Ciclamato de sódio (derivada do petróleo - ácido ciclo hexano sulfânico): ▪ Livre de caloria – 30 a 60 vezes mais doce que a sacarose Sacarina Existem suspeitas de que provoca câncer Não é indicada para hipertensos e doentes renais Ciclamato de sódio Aprovado em diversos países, mas não nos Estados Unidos – suspeitas de causar tumores em estudos com ratos Em 1985 – novos estudos concluíram que o edulcorante não era cancerígeno, mas os EUA não o liberam Existem suspeitas desse adoçante causar: ▪ Alterações de pressão sanguínea ▪ Alterações genéticas ▪ Atrofia testicular Não é indicado para hipertensos e portadores de problemas renais Edulcorantes naturais mais utilizados Esteviosídeo (extraído da planta Stevia rebaudiamv): ▪ Livre de caloria – 300 vezes mais doce que a sacarose Sucralose (molécula modificada da sacarose): ▪ Livre de caloria – 600 vezes mais doce que a sacarose Manitol (forma alcoólica da manose é extraído de várias frutas): ▪ Baixa caloria (2,1 cal cal/g) - 90% mais doce que a sacarose Sorbitol (forma alcoólica da sacarose é extraído de várias frutas): ▪ Valor calórico equivalente ao da sacarose Novos adoçantes Taumatina (natural, 2000 vezes mais doce que a sacarose) Eritritol (natural, 2 vezes mais doce que sacarose) Neotame (desenvolvido pela Monsanto - derivado de ácido aspártico) ▪ É o adoçante mais potente, 8 mil vezes mais doce que a sacarose Dosagem diária recomendada: Deve multiplicar seu peso com o valor da ingestão diária aceitável de cada substância adoçante ▪ Por exemplo, a quantidade recomendada do ciclamato é 11 mg por quilo corpóreo ▪ A da sacarina é de 2,5 mg por quilo ▪ Uma pessoa de 70 kg pode tomar duas latas de Coca-Cola zero por dia Bebida contendo Adoçante Quantidade de adoçante em 100 mL Coca-Cola zero ciclamato de sódio (80 mg)/sacarina de sódio (10 mg) Fanta Laranja Light ciclamato de sódio (64mg )/ sacarina de sódio (8mg) Kuat Zero ciclamato de sódio (31mg) / aspartame (12mg) / sacarina de sódio (5mg) Sprite Zero ciclamato de sódio (107mg) / sacarina de sódio (7mg) Nestea Limão Light ciclamato de sódio (50mg)/sacarina de sódio (6 mg) Nestea Pêssego Light ciclamato de sódio (50mg)/sacarina de sódio (6 mg) Nestea Mate Light ciclamato de sódio (56mg)/sacarinade sódio (10mg) Aquarius - água aromatizada sabor limão ciclamato de sódio (29 mg)/sacarina de sódio (20 mg) O consumo brasileiro de açúcar é de 52 kg per capita, e a média mundial está em torno de 22 kg per capita Aplicações do açúcar para fins não edulcorantes: Produção de adesivos Plásticos Plastificantes Cosméticos Explosivos A beterraba tornou-se matéria-prima para a fabricação de açúcar no século XVIII Em 1747 – Alemanha – Andréas Margraaf descobriu um açúcar cristalizável nas raízes de beterraba Em 1796 – Alemanha – Franz Karl Achard desenvolveu um processo industrial para extrair açúcar de beterraba Somente 150 anos depois a cultura da beterraba foi implantada em países da Europa e EUA A indústria do açúcar de beterraba nasceu na Alemanha, passando para a França e Bélgica Napoleão foi um grande incentivador do cultivo de beterraba açucareira na França - século XVIII - minimizar prejuízos causados pelo bloqueio inglês à importação de açúcar Primeiras fábricas francesas – 1812 Em 1825 essas fábricas começaram a prosperar Maiores produtores de açúcar de beterraba: Ucrânia, Rússia, EUA, França, Polônia e Alemanha O maior produtor de açúcar de beterraba é a Rússia EUA produzem açúcar: 50% da cana e 50% da beterraba açucareira No Brasil essa prática não prosperou Comparado com a cana-de-açúcar: A purificação do caldo de beterraba é mais difícil A safra da beterraba é mais curta A beterraba não oferece resíduo celulósico Um hectare de beterraba produz menos sacarose com maior custo (mão de obra mais cara) Nome científico: Beta vulgaris, L. Variedades de Beta vulgaris: Beterraba vermelha ▪ Hortaliça – Origem Brasil – rica em ferro e cálcio Beterraba forrageira: ▪ Cor amarela – ração para gado leiteiro (Europa e EUA) Beterraba açucareira: ▪ Cor branca – origem Europa – rica em sacarose A sacarose formada nas folhas se acumula na raiz em células protegidas por uma membrana resistente semipermeável Sua maior concentração é encontrada na região central e em direção à ponta O teor de sacarose varia com: Variedade Clima Qualidade do solo Preparo do solo Estádio de maturação Teor de sacarose na beterraba: 11 a 18 % Estudos relatam que existem variedades que contém até 27 % Melhoramento ao longo dos anos com variedades mais resistentes a doenças e com menor quantidade de cinzas O teor de sólidos solúveis totais varia entre 21,5 a 23,5 °Brix A produção agrícola varia de 30 a 35 t/ha (10.000m2) A beterraba se adapta a amplas condições de clima Melhores condições de crescimento: em dias ensolarados (18 a 26°C) e durante a noite (5 a 10°C) A beterraba se adapta a vários tipos de solos, de arenosos aos ricos em matéria orgânica e calcária Reação mais adequada: neutralidade ou ligeiramente alcalina (pH 7 a 7,5) Histórico: Origem: Sudeste da Ásia – difundida para o Oriente e Ocidente América Central – Colombo Brasil – 1532 – Capitania de São Vicente – Martim Affonso Fabricação do açúcar – Egito – Séculos IX e X Em 1640, com a invasão Holandesa no Nordeste, o Brasil tornou-se o maior produtor e exportador Queda da nossa supremacia – Corrida Ouro – 1693 - MG Produção brasileira: Época da exploração Holandesa - 45.000 ton/ano (1654) Início Século XVIII – 20.000 ton/ano O Brasil é o maior produtor de açúcar A India atingiu a supremacia no início década 90 até 95 Ranking: 1° lugar – Brasil 2° lugar – India 3° lugar – Austrália Produção do Brasil Safra 2009/2010: 33.000.000 ton Safra 2011/2012: 38.700.000 ton Atualmente: mais de 40.000.000 ton A produção brasileira de açúcar corresponde a aproximadamente 20 % da produção mundial Sendo 66 % destinado a exportação: Rússia, África e Oriente Médio Forma do produto: demerara Exportação safra 09/10: 20.000.000 ton Custo de Produção do açúcar: Brasil – us$ 165/ton Austrália – us$ 335/ton França – us$ 600/ton Custo médio de produção de açúcar no mundo: Cana-de-açúcar: us$ 320 - 364/ton Beterraba: us$ 612 - 737/ton Açúcar produzido no mundo: Cana – 60 % Beterraba – 40 % Na safra 2010/2011, a moagem foi de 625 milhões de tonelada de cana, produzindo 38,7 milhões de toneladas de açúcar Classificação das usinas segundo a capacidade: Pequeno porte – moem até 10.000 TCD Médio porte – moem 10.000 – 20.000 TCD Grande porte – moem acima de 20.000 TCD As agroindústrias açucareiras do Brasil distribuem-se em duas grandes regiões açucareiras: Região Nordeste e Região Sudeste ▪ Região Sudeste: São Paulo localizam-se os maiores polos açucareiros ▪ Usinas do país: Usina São Martinho e Usina da Barra A cana-de-açúcar é uma gramínea pertencente ao gênero Saccharum próprias de climas tropicais e subtropicais A planta é constituída por rizoma (parte subterrânea), colmo (parte aérea) e folhas A gema é parte responsável pela multiplicação O rolete (duas ou três gemas) é plantado e emite raízes de onde vem o broto Variedades 1° Variedade – “Saccharum officinarum, L.” Características: ▪ Cana nobre macia ▪ Alto rendimento ▪ Alto teor de sacarose ▪ Susceptíveis moléstias Moléstia mosaico (vírus) – destrói plantações dessa variedade de cana Um grande surto entre os anos de 1922 a 1925 em Minas Gerais, São Paulo e Rio de Janeiro levou ao estudo do cruzamento entre as espécies Estações experimentais realizaram melhoramento genético, gerando novas e recomendáveis variedades Centro de Tecnologia canavieira de Piracicaba Instituto Agronômico de Campinas As variedades cultivadas tem existência limitada dentro de períodos variáveis e há exigências da produção continuada de outras, sendo constantemente produzidas Maior produção de açúcar por unidade de área plantada Resistência a doenças e pragas Resistência à aplicação de herbicida e inseticidas Persistência da produtividade ao longo dos sucessivos cortes Adaptação a solos e clima diversos Resistência ao tombamento Porte ereto Separação facilitada da palha do colmo Resistência ao impacto por máquinas e implementos Nitidez de diferenciação das variedades aptas ao corte manual com queima da palhada ou ao corte mecanizado da cana crua Não-ocorrência de florescimento Favorecimento da ação de maturadores através da maior eficiência de absorção desses produtos Alta velocidade de crescimento vegetativo para o rápido sombreamento Resistência à ação de microrganismos deterioradores Atendimento às exigências tecnológicas Percentual componentes varia com: Condições de climáticas Variedades Solo Classe de fertilizante Sistema de cultivo Composição química da cana-de-açúcar madura, normal e sadia (%) Água 74,5 Açúcares 14,0 Sacarose 12,5 Glicose 0,9 Frutose 0,6 Fibras 10,0 Cinzas 0,5 Matérias Nitrogenadas 0,4 Gorduras e Ceras 0,2 Substâncias Pécticas 0,2 Ácidos 0,2 Matérias corantes - Cana inteira Sólidos Caldo Fibra: Bagaço usado como combustível Rendimento similar ao da sacarose: ▪ Fibra – 10 % ▪ Sacarose – 12,5 % Bagaço usado na fornalha para gerar vapor: ▪ Acionamento de máquinas (moendas) ▪ Turbogeradores (energia elétrica) ▪ Acionamento de motores elétricos ▪ Iluminação da usina Localiza-se na casca, próximo aos nós e a quantidade no colmo depende da variedade Similar a cera de carnaúba Rendimento: 1 kg/tonelada de colmo Fatores que influem na riqueza da cana: Variedade Clima Solo Tratos culturais Cana verde: contém baixo teor de sacarose e alto teor de glicose e frutose Com o amadurecimento: teor de sacarose aumenta e o teor de glicose e frutose reduz Cana madura: teor máximo de sacarose (13 a 17 %) e teor mínimo de glicose e frutose Aspecto: Canavial amadurecendo apresenta folhas secas e amareladas Pequeno produtores usam esse processo Processo falho Idade: Variedades: ▪ Precoce (início da safra) / Média / Tardia (fim da safra) Safra: julho a dezembro Processo falho: solo e clima podem afetar Aparelho que faz a leitura da matéria seca no caldo Como a quantidade de sacarose aumenta o teor de matéria seca, esse aparelho estima a maturidade com regular precisão A maturação ocorre da base para o ápice do colmo A cana imatura apresenta valores bastantes distintos nesses seguimentos, os quais vão se aproximando com o avanço da maturação Um dos critérios largamente utilizado para estimar a maturação é por meio do índice de maturação (IM) Estágio de maturação Índice de maturação (IM) Cana verde < 0,60 Cana em maturação 0,60 – 0,85 Cana madura 0,85 – 1,00 Cana em declínio de maturação > 1,00 Determinações tecnológicas de laboratório podem fornecer dados mais precisos da maturação da cana e confirmar os resultados obtidos no campo: °Brix Polarimetria Açúcares redutores Pureza °Brix: Areômetro ou refratômetro ▪ Mede matéria seca Polarização Polarímetro ▪ Estima a quantidade de sacarose Pureza: Pureza = Pol x 100 /°Brix Açúcares redutores: Determinação dos teores de glicose e frutose Resultados satisfatórios: Sacarose: 12,5 % Glicose: 0,9 % Frutose: 0,6 % O critério utilizado varia com o país, região e usina Java: Pol > 13°; açúcares redutores < 1,5 Havaí: pureza > 80% Brasil: pureza = 85% ou açúcares redutores < 1% Critérios de qualidade da cana-de-açúcar no Brasil Matéria seca 18°Brix Pol 15,3° Pureza 85 % Açúcares redutores 1% Fator de Java F.J. = Pol % da cana x 100 Pol % caldo de 1ª pressão Peso da cana P.C. = Toneladas de Pol extraída (% Pol na cana – Perda em bagaço % de cana)
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