1. Matéria prima Biossíntese e Maturação

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1 
MATURAÇÃO DA CANA-DE-
AÇUCAR 
 Clóvis Parazzi 
parazzi@cca.ufscar.br 
2 
CANA-DE-AÇUCAR Nervura 
Nervura central 
Bainha 
Internódio 
Anel de crescimento 
Feixes vasculares 
 Lâmina 
COLMO 
Gema 
Primórdios 
radiculares 
SISTEMA FONTE 
RESERVATÓRIO 
>>> fotossíntese líquida 
 
Alta eficiência na utilização da 
energia solar. 
 
Sistema de produção altamente 
eficiente 
BIOSSÍNTESE DE SACAROSE 
• EM CANA-DE-AÇÚCAR A SÍNTESE DE SACAROSE É 
REALIZADA INICIALMENTE NAS FOLHAS, MAIS 
ESPECIFICAMENTE NOS CLOROPLASTOS, ATRAVÉS 
DA AÇÃO DAS ENZIMAS SINTETASE DE SACAROSE 
E SINTETASE DE SACAROSE FOSFATO, QUE 
ATUAM SOBRE OS SUBSTRATOS GLICOSE E 
FRUTOSE PRODUZIDOS PRIMARIAMENTE A 
PARTIR DA ASSIMILAÇÃO DO C02 PELO CICLO DE 
HATCH-SLACK, EM UNISSONO COM O CICLO DE 
CALVIN. 
 
(Crocomo e Silveira, 1985 ) 
BIOSSÍNTESE, TRANSLOCAÇÃO E ACÚMULO DE SACAROSE 
  BIOSSÍNTESE – bioconversão de energia 
  Fotossíntese  conversão de energia luminosa em energia potencial química. 
  Localização  cloroplastos presentes nas células do mesófilo das folhas, nos 
 tecidos verdes (interior dos “granum” ) 
 
 
 
 MODELO ESQUEMÁTICO 
DO CLOROPLASTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fatores Interferentes 
 intensidade da Luz 
 planta C4/C3 
 concentração de CO2 
 disponibilidade de água e nutrientes 
 temperatura 
 Fonte: Casagrande (1991) 
5 
3G3P 
+ 
3DHAP 
3FDP 
3Pi 
3F6P 
G6P 
Pi 
GLUCOSE 
2F6P 
+ 
2G3P 
2X5P 
+ 
2E4P 
2E4P 
+ 
2DHAP 
2SDP 
2Pi 
2S7P 
+ 
2G3P 
2R5P 
+ 
2X5P 
2Ru5P 
4X5P 
6Ru5P 
6 ADP 
6 ATP 
6RuDP 
12 3PG 
6 CO2 
12 ATP 
12 NADPH 
12 H + 
12 NADP+ 
12 Pi 
12 ADP 
12GP3 
Ciclo de Calvin 
6 
Ribulose bifosfato carboxilase-1 ,5-oxigenase 
CICLO DE CALVIN 
(redução do C) 
7 
Fonte: Taiz e Zeiger, 1998 
8 
 Assimilação do CO2 
CICLO DE HATCH E SLACK 
9 
FASE ESCURA DA FOTOSSÍNTESE C4 
(Simpson 2006) 
Ac. Oxoacético 
10 
SÍNDROME DE KRANZ (células da bainha vascular) 
Anel de células que circunda os feixes vasculares. 
Fonte:Raven 2001 
(Zea mays) 
11 
SÍNDROME DE KRANZ (células da bainha vascular) 
Anel de células que circunda os feixes vasculares. 
 
 poáceas 
13 
 
CARACTERÍSTICAS 
PLANTAS C3 PLANTAS C4 
Anatomia foliar Células do parênquima 
paliçádico e lacunoso 
com cloroplastos com grana. 
Anatomia de "Kranz", com células 
mesofílicas com cloroplastos com grana 
e células da bainha do feixe vascular, 
com cloroplastos sem grana. 
Enzimas carboxilativas RUBISCO em todas 
as células fotossintéticas 
Separação espacial: PEP-carboxilase 
nas células mesofílicas; 
RUBISCO nas células da bainha 
vascular 
Requerimento energético CO2 : ATP : 
NADPH 
1 :3 : 2 1 :5 :2 
Razão de transpiração (g H20/g MS.) 
450 - 950 
 
250 - 350 
Razão clorofila a/b 2,8 0,4 3,9 0,6 
Requerimento de Na+ como micronutriente Não Sim 
Ponto de compensação de CO2 (m L /L) 30 - 70 0 -10 
Inibição da fotossíntese na presença de O2 
(21%) 
Sim Não 
Detecção de fotorrespiração Sim Não detectável 
Temperatura ótima para fotossíntese 15 - 25 ºC 30 - 40 ºC 
Produção de matéria seca 
(toneladas/ha/ano) 
22 ± 0,3 39 ± 1,7 
Redistribuição de fotoassimilados lenta rápida 
14 
PLANTAS C3 E C4 – Concentração de CO2 e Temperatura 
Fonte: Taiz e Zeiger, 1998 
15 
ESQUEMA 
SIMPLIFICADO 
DA SÍNTESE DE 
SACAROSE EM 
CANA-DE-AÇÚCAR 
GLICOSE 
 SACAROSE 
 
16 
17 
TRANSLOCAÇÃO E ACÚMULO DE SACAROSE NO COLMO 
Movimento descendente 
FOLHA BAINHA COLMO E RAÍZES 
SÍNTESE DA 
 SACAROSE 
NERVURA 
CENTRAL 
LÍGULA DA FOLHA 
BAINHA FLOEMA 
 DO NÓ 
INTERNÓDIOS 
VIZINHOS 
BASE DO COLMO 
*No transporte da sacarose as 
enzimas invertases assumem um 
papel fundamental. 
 
 Importante: 
1) Temperatura do solo (Temperatura base = 15
o
C) 
 
 Importante: 
1) Disponibilidade Hídrica 
2) Temperatura do ar 
3) Energia Solar 
 
 Importante: 
1) Temperaturas: 
 - Maior que a temperatura base inferior ( 15,5
 o
C) 
- Menor que a temperatura base superior (31,0 
o
C) 
 
 Importante: 
1) Temperatura do ar menor que a temperatura base inferior 
2) Ligeira deficiência Hídrica 
 
 
GERMINAÇÃO 
FASE 
VEGETATIVA 
FORMAÇÃO 
DA 
PRODUÇÃO 
MATURAÇÃO 
DOS COLMOS 
18 
Fases Fenológicas e Parâmetros da 
cana-de-açúcar 
Ideal: 21,0 0C 
19 
20 
Ciclo de cana-de-açúcar e as variações climáticas da 
 região centro sul 
 
21 
Fonte: Fernandes (s.d.). 
CICLO DA CANA-DE-AÇÚCAR E OS COLMOS 
 
variedade 
época do ano (colheita) 
tipo de colheita 
queima (frio/quente) 
carregamento/transporte 
condição edafoclimática 
entre outros. 
22 
a) Composição 
(varia) 
QUALIDADE TECNOLÓGICA DA CANA-DE-AÇÚCAR 
DEPENDE: 
b) Planejamento 
Manejo de variedades 
 
Potencial das variedades 
 (controle de maturação) 
ACÚMULO DA SACAROSE NO COLMO 
23 
Composição do colmo da cana ( STAUB, s.d.) 
DISTRIBUIÇÃO DA SACAROSE NO COLMO 
 
24 
MATURAÇÃO DO COLMO DA CANA-DE-AÇÚCAR 
 
Distribuição da Sacarose e glicose no colmo da cana-de-açúcar 
 em função da época de amadurecimento 
 
 
Fonte DILLEMIN 
Sacarose 
...... Glicose 
 colmo da cana-de-açúcar 
25 
Visão Industrial 
(colmo) 
75% partes moles 
(8% de fibra) 
 
25% partes duras 
(75% de fibra) 
80% do caldo 
 maior pureza 
 
 
20% do caldo total 
Balanço energético da usina. 
 ACÚMULO DO AÇÚCAR NO COLMO 
 
 CLASSIFICAÇÃO DAS VARIEDADES DE CANA-DE-AÇÚCAR 
EM RELAÇÃO A MATURAÇÃO 
 
26 
Variedades 
 
 
Classificação 
a) Riqueza em 
sacarose 
(SEGALLA) 
 
 
 
 
 
b) Precocidade 
(BRIEGER) 
 
 
 
 
 
c) PUI 
Ricas 
 
Médias 
 
Pobres 
Precoces (Abr/Mar) 
 
Médias (Jul) 
 
Tardias (Ago/Set) 
Longo (>150 dias) 
 
Médio (120 a 150 dias) 
 
Curto (<120 dias) 
Pol % cana > 14 
Pu % CE > 85 
Pol % cana > 12,5 a 14 
Pu % CE > 82 
Pol % cana < 12,5 
Pu % CE < 82 
27 
longo 
médio 
curto 
PUI 
MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DA MATURAÇÃO 
DA CANA-DE-AÇÚCAR 
28 
 Empíricos 
 Aparência do canavial (estado, cor, folhas secas, etc) 
 Idade do canavial (precocidade) 
 Técnicos 
Índice Refratométrico 
 Levantamento preliminar em campo do Brix 
Análises Tecnológicas 
  Coleta e análises laboratoriais 
  Amostragem 
  Análises tecnologicas 
 ÍNDICE REFRATOMÉTRICO (REFRATÔMETRO) 
 
levantamento preliminar escolha da área para amostragem (talhão) 
Amostragem Análises (refratômetros de campo) 
 
10 colmos ao acaso com leituras em alguns pontos do talhão 
 porção média(1/3 médio) 
Posição do colmo 
 pé e ponta das canas (Brix topo/Brix base) 
29 
 Interpretação - IM ( Brix - topo/ Brix - base): 
 
 Resultado de IM Interpretação 
 < 0,70 Verde 
 0,70 - 0,80 Maturidade baixa 
 0,80 - 0,90 Maturidade média 
 0,90 - 1,00 Madura 
 > 1,00 Maturidade ultrapassada 
 
30 
Refratômetro de campo e acessórios 
 AMOSTRAGEM DOS COLMOS 
 
 
  10 colmos individuais ao acaso 
 
  1 metro de colmos corrido na linha 
 
  10 a 15 colmos seguidos na linha em feixes PREPARO DA AMOSTRA 
 
  desfibramento da cana (forrageiras) 
 homogeneizada (manual ou betoneira) 
  extração do caldo por prensa hidráulica 
31 
ANÁLISES TECNOLOGICAS 
32 
DESINTEGRADOR E HOMOGENEIZADOR 
PRENSA HIDRÁULICA 
BAGAÇO (PBU) 
REFRATÔMETRO 
SACARÍMETRO 
ANÁLISE 
DE CANA 
33 
 Preparo da amostra 
Amostras de Cana  Colhidas em feixes nos 
canaviais 
Desintegração  forrageira 
 (cana desintegrada) 
 Homogeneização  Betoneira 
Sub-amostra  1,5 a 2,0 kg 
Laboratório 
34 
Análises do Caldo de Cana 
Sub-amostra 
Pesagem (500g) 
Laboratório  
 Prensa hidráulica  
(250 kgf/cm²/1 minuto) 
Caldo extraído 
Clarificação 
Extração do caldo 
Bolo úmido (PBU) 
Brix 
Fibra%cana 
Leitura Pol 
35 
Clarificação do caldo 
36 
Cálculos 
 Brix do caldo (Brix % caldo) 
Leitura do próprio aparelho 
 
 Polarização do caldo (Pol % caldo) 
 
 
 L  leitura do sacarímetro, 
 d  densidade do caldo. 
 
 
d
L
caldoPol


26,0
%
Onde, 
37 
Cálculos 
 Pureza do caldo 
 
 
 Fibra da cana 
 
 
 Pbu  peso do bolo úmido (resíduo da prensa) 
 
 Pol da cana 
 
 Pol % cana = Pol % caldo x (1- 0,01 x F) x C onde, 
 F = Fibra% cana 
 C = 1,0313 - 0,00575 x F 
 
 Açúcares Redutores 
 
 AR % caldo = 3,641 – 0,0343 Pza % caldo 
 
caldoBrix
caldoPol
caldoPza
%
%
100% 
867,008,0%  PbucanaFibra
onde, 
INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS DE MATURAÇÃO 
 Comportamento tecnológico da cana na maturação 
38 
 1° Critério  Pontos de Maturação 
 Atribuídos aos valores de Brix (PBr), pol (Ppo), pureza (Ppu), AR (PAR) da cana: 
 P = PBr + Ppo + Ppu + PAR , onde: 
PBr = Brix % cana - 13,0 
Ppo = Pol % cana - 11,0 
Ppu = (pureza - 70,0) / 5 
PAR = 3* (2,2 - AR % cana) 
Exemplos: (início de safra) 
 Brix = 15,0  PBr = 15,0 - 13,0 = 2,0 
 Pol = 12,9  ( Ppo = 12,9 - 11,0 = 1,9 
AR = 3 *(2,2 - 1,0)= 3,6; 
Pureza = (86,0 - 70,0) / 5 = 3,2. 
 P = 2,0 +1,9+3,6+3,2 = 10,7. 
O mínimo de pontos para iniciar a safra  11. 
39 
CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA MATURAÇÃO 
40 
TABELA DE PONTUAÇÃO 
 2° Critério  Açúcar Teórico Recuperável (ATR) 
 indicador global da industrialização 
 
 
 
 
Onde; 
PC = Pol % cana 
ARC = Açúcares Redutores % Cana 
Pi =Perdas da indústria 
 
)100/110(100/10526,110()/( PiARCPiPCtkgATR 
41 
CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA MATURAÇÃO 
 
Valor do ATR (padrão) = médias dos últimos 3 anos. 
ARCPCtkgATR  15,96316,9)/(
EXEMPLO: 
 3 Critério  Umidade das bainhas das folhas (3 a 6) - Havai (Humbert, 
1968) - soqueiras 
42 
 Kg Açúcar/TC = 5  
  umidade 1  
CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA MATURAÇÃO 
Sistemas De Liberação de Áreas Para o Corte 
43 
44 
Apresentação Gráfica do Sequenciamento da Colheita - GIS 
Maio 1-15 
Maio 16-31 
Junho 1-15 
Junho 16-30 
Julho 1-15 
Julho 16-31 
45 
Pré 
 
 
 
 
 
 
 
Pós 
• Uso racional do potencial varietal 
 
• Rendimento máximo 
 
 ANÁLISES DE CANA EM USINAS E DESTILARIAS 
 
  Pré- colheita (Maturação) 
 
  Pós-colheitas (PCTS) 
 
 
 
COLHEITAS 
 Qualidade da queima. 
  Sistema de corte e trash. 
  Deteriorações. 
  Tempo de espera (h 
•Comprovação de qualidade. 
• Administrar a entrada de processo 
• PCTS (remuneração) 
 
DIFERENTE