a quimica do açúcar

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21/05/2016 CRQ4
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A química do açúcar   
   
Sxc.hu
Conhecido  da  humanidade  há  muito  tempo,  o  açúcar,  cuja  descoberta  é
atribuída  aos  indianos,  possui  espaço  importante  na  vida  diária  das
sociedades. Fazem uso dele donas de casa, trabalhadores, apreciadores de
cafezinho e a  indústria de alimentos, a qual  consome  toneladas de açúcar
para a produção de uma infinidade de produtos, que vão desde biscoitos até
bebidas.
 
 
O Brasil é um dos maiores produtores e exportadores de açúcar do mundo,
com  31  milhões  de  toneladas  produzidas  na  safra  2008/2009.  A  região
centro­sul produz 86%, em 6 unidades produtoras de açúcar e 186 unidades
que  produzem  açúcar  e  etanol,  de  acordo  com  dados  de  2010  da UNICA, União  da  Indústria  de Cana  de Açúcar.  No
Nordeste,  onde a história  e  a  importância  do açúcar  se  confundem com a história  da própria  região,  a  produção anual
aproxima­se dos 5 milhões de toneladas de açúcar. 
 
 Cortesia UNICA / Foto: Niels Andreas 
O  açúcar  é  obtido  da  cana­de­açúcar  ou  da  beterraba
açucareira. No Brasil e na Austrália a preferência é pela cana
devido à sua maior  capacidade de aclimatação e adaptação
aos  ambientes  locais;  em  países  europeus  é  utilizada  a
beterraba açucareira.
 
A Comissão Nacional  de Normas  e  Padrões  para Alimentos
em sua Resolução CNNPA nº 12 de 1978 define: açúcar é a
sacarose obtida de Saccharum officinarum, ou de Beta alba, L.,
por processos  industriais adequados. O produto é designado
"açúcar",  seguido  da  denominação  correspondente  às  suas
características. Ex: "açúcar cristal", "açúcar mascavo".
 
Quimicamente os açúcares são enquadrados na classe dos carboidratos ou hidratos de carbono, com fórmula molecular
(CH2O)n. Eles são encontrados na forma de monossacarídeos, dissacarídeos ou polissacarídeos. O carboidrato encontrado
em maior proporção no nosso açúcar é a sacarose, um dissacarídeo formado por glicose e frutose (Figura 1).
 
 
                       Figura 1. Fórmula estrutural da sacarose
 
 
Os carboidratos são a principal fonte de energia do organismo. Como eles encontram­se presentes em diferentes alimentos,
o seu consumo em excesso pode causar doenças como obesidade e diabetes. A Organização Mundial de Saúde (OMS)
recomenda que a ingestão de açúcar refinado não ultrapasse 10% do consumo diário total de calorias. Isso equivale numa
dieta de 2.000 calorias diárias, a quatro colheres de sopa rasas, aproximadamente.
 
Na natureza os açúcares  são utilizados em vias aeróbicas ou anaeróbicas pelos organismos vivos para a obtenção de
energia e manutenção da vida. A fonte de carboidratos para o ecossistema são os organismos fotossintetizantes como as
plantas e diversos microrganismos que produzem energia através do uso de energia solar, água e gás carbônico. O produto
mais comum da fotossíntese é a sacarose, armazenada em órgãos de reserva, como o colmo da cana.
 
 
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Processo de produção
 
A cana­de­açúcar após a maturação, com pelo menos 13% de sólidos solúveis (Brix), é colhida e transportada até a unidade
produtora. O caldo da cana é obtido por um processo de extração utilizando um conjunto de rolos (moendas) ou por difusão
utilizando difusores. Em torno de 20% do caldo de cana são sólidos solúveis em água; destes a maior parte são açúcares e
perto de 2,5% são compostos orgânicos e inorgânicos (minerais). Em ambos os processos, o preparo prévio da cana, com
desfibradores  e  picadores,  aumenta  a  eficiência  de  extração.  O  resíduo  produzido  na  etapa  de  extração  é  o  bagaço,
responsável pela geração de energia na queima em caldeiras.
  
  Cortesia UNICA/ Foto: Niels Andreas
  O  caldo  da  cana,  por  sua  vez,  é  submetido  a  um  processo  de
clarificação  mais  ou  menos  intenso,  dependendo  do  produto  a  ser
obtido. O açúcar bruto é processado com cal – a chamada caleagem;
o  açúcar  branco  é  processado  com  enxofre  e  cal.  Este  caldo
clarificado  é  concentrado  em  evaporadores  e  cozedores,
transformando­se em uma massa, a massa cozida. A turbinagem (ou
centrifugação) da massa cozida separa os cristais de açúcar da parte
líquida,  denominada  “mel”.  O  açúcar  é,  portanto,  definido  como  o
produto  obtido  da  industrialização  da  cana,  sendo  constituído  de
cristais de sacarose.
 
O açúcar é classificado dependendo das características como: cor, pol (teor de sacarose), sulfito, entre outras. A cor ICUMSA
é dada pelo valor numérico da cor de uma solução açucarada, medida pelo método da International Commission for Uniform
Methods  of  Sugar Analysis.  Entre  os  açúcares  do  tipo  cristal,  a  cor  ICUMSA  é  o  que  define  a  classificação.  O  sulfito
representa o resíduo de enxofre, na forma de sulfito, encontrado no açúcar cristal branco com um limite permitido de 15mg
por quilo de açúcar.
 
 
 
Tipos de açúcar
 
 
­Açúcar bruto (VHP ou VVHP) é aquele obtido por clarificação do caldo de cana­de­açúcar, sem uso de enxofre. Apresenta­
se na forma de grãos regulares com cor mais intensa (cor ICUMSA acima de 400), sendo adequado para processos que
exijam  sabores  e  texturas  característicos.  É  muito  utilizado  na  indústria  alimentícia  como matéria  prima  para  confeitos,
panificados e produção de cereais matinais.
 
­Açúcar cristal ou cristal especial é a denominação dada ao açúcar obtido por cristalização controlada do caldo de cana
tratado. Para a sua obtenção é necessário um processo mais exigente de clarificação, utilizando sulfitação e caleagem. São
cristais finos, regulares, com alto brilho e pureza de 99,5%. É ideal para produção de bebidas carbonatadas, licores, sucos,
sorvetes e doces em geral. Suas principais características são: baixo teor de sólidos solúveis não açúcares e coloração mais
clara (tendendo ao branco). Pode ser armazenado por até dois anos em condições adequadas.
  
   WikimediaCommons
­O açúcar refinado pode ser obtido por um processo de refino do açúcar
cristal  dissolvido,  através  de  cristalização  controlada.  Este  processo
resulta em dois tipos de açúcar: refinado granulado e refinado amorfo. O
açúcar  refinado granulado  tem  granulometria  homogênea  e  coloração
clara, e é indicado para processos que exijam alta pureza e produtos que
exijam transparência quando acabados. Devido à composição de 99,8%
de sacarose, sua pureza é alta, e, portanto, ele não interfere no sabor final
dos  produtos,  sendo  utilizado  para  produção  de  bebidas  lácteas  e
achocolatados,  doces,  panificação,  refrescos  em  pó,  aditivos  especiais
para carnes e derivados e xaropes farmacêuticos. Em geral, tem prazo de
validade  de  2  anos  se  armazenado  de  maneira  adequada.  O  açúcar
refinado  amorfo  possui  granulometria  muito  fina  e  irregular,  com
coloração  clara,  alta  higroscopicidade,  sendo  ideal  para processos que
exijam rápida dissolução. Ele se homogeneiza com facilidade com outros
produtos.  A  validade  do  produto  é  de  aproximadamente  1  ano  se
estocado de maneira adequada.
 
­Extremamente adequado para uso direto em  indústrias de alimentos e bebidas, o açúcar  líquido  (sacarose)  é  límpido,
claro, isento de odor e aroma, com concentração aproximada de 65% a 68% de sólidos, sendo obtido por dissolução do
açúcar cristal em água isenta de cloro. É muito utilizado na indústria alimentícia para a produção de bebidas carbonatadas
ou não, licores, sucos de frutas, sorvetes, alimentos matinais, balas achocolatadas, biscoitos, confeitos e cervejas especiais
adoçadas. Como já vem dissolvido, não apresenta custos de dissolução para o processo em que será utilizado. Apesar de
diversas vantagens, o produto possui período de validade de apenas 15 dias, e deve ser estocado em tanques específicos e
passíveis de sanitização.­Açúcar líquido invertido é a denominação dada ao açúcar obtido por hidrólise ácida controlada de solução de sacarose,
resultando em uma mistura de glicose, frutose e sacarose. O produto obtido é um xarope transparente isento de odores e
aromas, com poder edulcorante maior que a sacarose e com validade de até 90 dias. Possui  cerca de 76% de sólidos
solúveis, constituídos por 34% de sacarose e 66% de açúcar invertido em água. Este tipo de açúcar também pode ser obtido
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por hidrólise enzimática utilizando­se a invertase.
 
­Açúcar mascavo é o açúcar proveniente da cana obtido por um processo mais simples. Como o caldo da cana não é
submetido a tratamento de clarificação, este açúcar possui coloração entre o caramelo e o marrom.
 
­Açúcar orgânico é  aquele  obtido  seguindo  parâmetros  similares  de  produção,  embora  a  matéria­prima  e  o  processo
devam seguir rígidos padrões de qualidade que levam em consideração a filosofia e os parâmetros técnicos da produção
orgânica de alimentos. Isto abrange tanto o setor agrícola como o setor industrial, que deve possuir certificação adequada
do  IBD  (Associação  de  Certificação  Instituto  Biodinâmico).  Tem  validade  de  aproximadamente  dois  anos  e  permite  ao
produtor explorar nichos específicos de mercado.
 
 
 
Controle analítico na produção de açúcar
 
O açúcar,  independentemente das características desejadas, é submetido a diversos controles durante o processamento,
tanto  operacional  como  analítico.  Para  a  realização  das  análises  é  necessária  a  presença  de  profissionais  da  área  da
química.
 
Algumas análises são frequentes na indústria sucroalcooleira, tais como teor de sacarose (POL), de sólidos solúveis (BRIX)
e açúcares redutores (AR). Para isto são colhidas amostragens periódicas em cada etapa do processo. Algumas análises
são específicas para a etapa, por exemplo, as quantidades de fibras presentes na cana e no bagaço.
 
Para  que  o  açúcar  final  seja  de  qualidade  adequada  são  realizados  controles  de  perdas  de  sacarose  na  água  de
condensação, enquanto na água de alimentação os controles analíticos são realizados nas águas de caldeira, lavagem da
cana, sistema de refrigeração e águas condensadas de caldeira.
 
Os controles operacionais visam identificar desvios momentâneos em relação às condições de operação desejadas. Eles
têm um  caráter  preventivo  para  evitar  possíveis  problemas  nas  operações  e  fases  seguintes  do  processo. Os  controles
operacionais a serem adotados por uma usina devem ser os mais abrangentes possíveis. Durante o processo de fabricação
do açúcar são gerados efluentes industriais que são tratados e controlados.
 
Os profissionais da área química atuam em todo o processo participando do controle analítico, das análises da cana como
matéria­prima desde antes da colheita, do caldo após a extração, clarificação e concentração até a qualidade do açúcar ­
produto final. Por outro lado, eles trabalham, ainda, diretamente dentro das usinas visando identificar desvios momentâneos
em  relação  às  condições  de  operação  desejadas  nos  controles  operacionais  das  moendas,  evaporadores,  cozedores,
caldeiras e efluentes industriais. Sua atuação é fundamental para garantir padrões de qualidade para o produto e garantir
que os níveis de sulfito, por exemplo, estejam dentro dos parâmetros definidos pela legislação. Os químicos também estão
presentes no setor de tratamento e descarte de efluentes, analisando águas de lavagem, controle de água de caldeira e
perdas de açúcar nas águas condensadas.
 
 
 
 
 
 
Texto
 
Sandra Helena da Cruz ­ Bacharel em Química
Docente do Curso Ciências dos Alimentos– ESALQ/USP
E­mail: shcruz@usp.br
 
Danilo Augusto Sarti
Engenheiro Agrônomo – ESALQ/USP
 
 
 
  
Bibliografia Consultada:
 
Folheto informativo Açúcar da Barra
 
ALBUQUERQUE, F.M. Processo de fabricação do açúcar. Editora Universitária UFPE – Recife, PE, 2011. 273 p.
 
DELGADO, A.A.; DELGADO, A.P. Produção do Açúcar Mascavo, Rapadura e Melado. Stab, Piracicaba, SP, 1999. 154p.
 
OLIVEIRA, D.T.; ESQUIAVETO, M.M.M.; SILVA­JUNIOR, J.F. Impacto dos itens da especificação do açúcar na indústria
alimentícia. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 27, p. 99­102, 2007.
 
UNICA. Disponível em http://www.unica.com.br/dadosCotacao/estatistica/ Acesso em 05/05/2010.
 
 
 
 
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Publicado em 07/12/2011
 
 
 
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