04_Bebidas_Fermentadas

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Química Aplicada
QAP0001
Licenciatura em Química
Profa. Dra. Carla Dalmolin
carla.dalmolin@udesc.br
carla.dalmolin@gmail.com
Bebidas Fermentadas
Histórico
 A utilização de processos fermentativos para 
obtenção de bebidas alcoólicas é conhecida 
desde a antiguidade.
 Séc. IV, Monges beneditinos: adição do lúpulo 
na cerveja
 Séc. XIV, Baviera: Lei da Pureza
 Uso apenas de água, cevada e lúpulo para a 
produção da cerveja
 Séc. XVIII e XIX
 Refrigeração artificial
 Descoberta dos microorganismos -
biotecnologia
Fermentação
 Conjunto de reações enzimáticas, controlada por microorganismos, através das 
quais uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples, liberando 
energia.
 Processos fermentativos eficientes:
 A ação de um microorganismo leva ao produto final
 Matérias-primas baratas para o substrato (ex.: amido)
 Rendimentos aceitáveis
 Fermentação rápida
 Facilidade de purificação e recuperação do produto
Leveduras e Fermentação
 Fungos microscópicos unicelulares
 Cerca de 160 espécies
 Processos industriais: gênero Saccharomyces
 Utilizam a fermentação da glicose para produzir energia 
 Excretam o álcool como subproduto como ação defensiva
 Demais microorganismos reduzem o álcool para mais uma etapa de obtenção 
de energia
 A excreção do álcool pelas leveduras é tóxica para demais microorganismos
C6H12O6  2 CH3CH2OH + 2 CO2 + ENERGIA
Glicose Etanol (álcool) H < 0
Bebidas Fermentadas
Fonte de Carboidrato Bebida
Cevada Cerveja
Uísque* (whiskey)
Uva Vinho
Brandy*
Batata Vodca* (Rússia)
Arroz Saquê (Japão)
Milho Bourbon (EUA e Canadá)
Uísque*
Manguey (algave) Pulque (México)
Tequila*
Cana-de-açúcar Cachaça *(Brasil)
Grãos de cereais
ou frutos
Carboidratos
(açúcar)
EtanolFermentação 
alcoólica
* Destilados após a fermentação
Produção de Cerveja no Brasil
 Pequenas cervejarias
 Cervejarias artesanais: microcervejarias
1888 Manufatura de Cerveja Brahma Villigier e Cia.
1888 Companhia Antártica Paulista
Maior cervejaria em 
volume de produção 
mundial
Classificação das Cervejas
Matérias-Primas
 Alemanha: “Lei da Pureza”
 Água
 Malte
 Lúpulo
 Demais países
 Adjunto
Água
 Componente em maior quantidade na cerveja
 O sabor da cerveja pode ser influenciado por algumas características da 
água utilizada na sua fabricação
 Pilsen, antiga Tchecoslováquia: água de baixa salinidade – originou a cerveja tipo 
Pilsen
 Em tese, a água pode ser tratada para se adequar a qualquer característica 
desejada.
 Alto custo
 A qualidade da água disponível ainda é um fator determinante na escolha da 
localização de uma cervejaria
 Brasil: águas suaves e adequadas à produção das cervejas Larger
Lúpulo
 Confere o sabor amargo à cerveja
 Retardar o surgimento de sabores desagradáveis decorrentes da oxidação e 
multiplicação de microorganismos
 Quantidade e variedade de lúpulo utilizado varia de acordo com a 
cervejaria
 Acrescentado ao líquido em fermentação na razão 0,5 – 5,0 g/L
Malte
 Termo utilizado para indicar cereais que passaram pelo processo de 
malteação
 Transformação dos grãos para deixá-los com uma carga grande de enzimas, 
responsáveis pela redução do amido em açúcar
 Para a fabricação da cerveja, utiliza-se o malte da cevada
 O malte é produzido pela interrupção da germinação dos 
grãos (fase em que as cadeias de amido são pequenas e 
fáceis de quebrar)
 A germinação é interrompida por secagem, reduzindo a 
umidade
Açúcar (Sacarose)
O açúcar será 
o alimento da 
levedura
Malteação
 Malte claro: a digestão do amido é 
reduzida
 Malte escuro: processo prolongado, 
com temperatura entre 60 – 80 oC
O grão é mergulhado em 
água fria até germinar
Embrião Enzimas capazes de decompor o amido
Dissolução das paredes celulares
Digestão do amido
Sacarose
Secagem
Estocagem
Moagem
Extrato de Malte
Fermento / Levedura
 Microorganismos capazes de transformar o açúcar em álcool
 Gênero Saccharomyces, espécies: S. cerevisiae ou S. uvarum
 Cada cervejaria possui sua própria cepa
 Levedura de alta fermentação (Ales)
 A levedura sobe para a superfície durante a fermentação
 Geralmente é a S. cerevisiae
 Levedura de baixa fermentação (Larger)
 A levedura decanta no final do processo de fermentação
 Geralmente é a S. uvarum
Adjuntos
 Maltes de outros cereais que subtituem parte do malte de cevada
 Redução de custo
 Produção de cervejas mais leves
 Qualquer fonte de amido pode ser utilizada como adjunto
 Arroz e milho são os mais utilizados
Fabricação da Cerveja
Produção do Mosto
Fermentação
Acabamento
 Moagem do malte
 Mosturação
 Filtração
 Fervura e Clarificação do mosto
Fermentação e Maturação do mosto
 Filtração
 Carbonatação
 Ajuste de aroma e cor
 Pasteurização
Produção do Mosto
Moagem
Mistura (mosturação)
Filtração
Fervura
Resfriamento
Moagem do malte para expor o interior do grão
 O malte é misturado com água quente
 Ativação das enzimas no interior do grão
 Redução do amido por processos bioquímicos
 Produção de açúcar
 Confere estabilidade biológica
 Extração das substâncias aromáticos do lúpulo, adicionado 
nessa fase
 Coagulação de proteínas ainda presentes do malte
 Processo rápido para evitar contaminação por microorganismos
 Resfriado imediatamente de 100 oC para 10 oC por um trocador 
de calor
 O mosto é aerado para promover o crescimento da levedura
Fermentação e Maturação
 A levedura é inoculada no mosto após 
seu resfriamento e oxigenação (10 a 
30 milhões de células de levedura / 
mL)
 Dois caminhos metabólicos
 Via respiratória: início do processo, 
para promover o crescimento das 
leveduras
 Fermentação primária (4 a 14 dias)
 Maturação: resfriamento a 0 oC
(média de 15 dias)
 Via fermentativa (anaerobiose): 
promove a transformação do mosto em 
cerveja
Acabamento
Fluxograma de Produção da Cerveja
Cevada
Brotação, 5 – 9 dias água
Secagem
Malte
Maceração; aquecimento a 54 –
70 oC, 2 horas águaAdjuntos (cereais)
Filtragem
Resíduos de cereais
Mosto doce
Mosto doce
Fluxograma de Produção da Cerveja
Fervura
Resfriamento, centrifugação
lúpulo
Mosto amargo
Fermentação a 21 oC, 2 
– 7 dias
levedura
Saccharomyces cerevisiae
Maturação (dias)
Ale
Fermentação a 8 oC, 6 –
10 dias
levedura
Saccharomyces uvarum
Maturação (semanas)
Larger
Clarificação,
filtragem
Pasteurização BarrilEngarrafamentoCerveja Chope
Vinhos
 Definido como uma bebida alcoólica produzida a partir da fermentação do sumo de 
uva
 A qualidade da uva é avaliada em função do grau de amadurecimento e do estado 
sanitário (inexistência de grãos podres)
 Lei Brasileira:
 Vinhos de mesa: uvas de variedades americanas
 Vinhos finos: variedades vitis vinífera
Uvas Viníferas
 Determinam a qualidade do vinho
 Açúcares: alimento das leveduras que serão convertidos em álcool
 20 - 30% (glicose e frutose)
 Ácido tartárico e málico: impedem a multiplicação de microorganismos durante a 
fermentação e principais componentes do sabor do vinho
 Taninos e outros componentes fenólicos: sensação de adstringência
 Pigmentos
 Uvas vermelhas: antocianinas
 Uvas brancas: flavonóis
 Compostos aromáticos: quimicamente ligados aos açúcares e são liberados 
pelas enzimas das leveduras, apenas após o processo de fermentação
Uvas Viníferas
Uvas Viníferas
 Componentes
Taninos:
Estrutura geral de polifenóis
Flavonóides
Classificaçãodos Vinhos
Fabricação do Vinho
Fermentação do 
suco de uva
Maceração
Fermentação Alcoólica
Envelhecimento
A coloração depende da 
presença das cascas
Esmagamento
 Processo realizado para provocar o rompimento dos grãos, liberando o suco 
rapidamente, sem esmagar as sementes e engaços
 Compressão (esmagadeira de cilindros)
 Choque (esmagadeira centrífuga)
 Ocorre a aeração do mosto para tornar o suco mais favorável ao 
desenvolvimento das leveduras
Esmagamento
 Mosto: 
 70 – 85% água
 12 – 27% de açúcar
 1% ácidos
 Vinhos brancos: as cascas são removidas antes da 
fermentação
 Pouca pigmentação e taninos
 Vinhos tintos e rosé: as cascas estão presentes durante a 
fermentação
 Cor mais profunda e sabor adstringente
Casca: 
Compostos fenólicos
Taninos
Ácidos
Polpa: água e açúcares
Sementes: taninos, óleo e resinas
(não são rompidas durante a prensagem)
Encubagem
 O mosto é enviado para uma “cuba” onde irá ocorrer a fermentação
 Primeiramente há a adição de SO2(g): sulfitagem
 Adicionado simultaneamente ao mosto na cuba
 Remoção de “leveduras selvagens” presentes nas uvas
 Legislação brasileira: dose máxima de 350 mg/L em SO2 total no vinho
Sulfitagem
 Antisséptico : inibe a ação de leveduras acéticas e láticas (transformam 
alcoóis em ácidos)
 Em baixa concentração estimula ativa leveduras que transformam o 
açúcar em álcool
 Antioxidante (reage facilmente com o oxigênio)
 Facilita a dissolução de taninos (substâncias que dão cor ao vinho)
Tóxico
Alteração do sabor e aroma
Pode ser substituído por 
metabissulfito de potássio: 
K2S2O5
Fermentação
 Adição de leveduras selecionadas
 Teor ~5oGL: Kloeckera apiculata e Hansenniasopora uvarum
 Teor até 16 oGL: Saccharomyces ellipsoideus e Saccharomyces bayanus
C6H12O6  2 C2H5OH + CO2 H = - 28 kcal
glicose etanol
 Temperatura de fermentação: entre 20 – 30 oC
 É mantida o mais baixo possível dentro da faixa, através do resfriamento do 
mosto
 Aumento do rendimento do etanol (reação exotérmica)
 Redução de perdas do produto por evaporação
 Fermentação tumultuosa: a liberação de CO2 causa a formação do “chapéu”: 
aglomerado de cascas que boiam na superfície
 Processo de maceração: extração dos taninos pela ação do etanol (dois a cinco 
dias)
Descubagem
 Separação dos resíduos sólidos e fermentação complementar
 Correção do mosto: adição de substâncias que visam otimizar a 
fermentação
 Permitido pela legislação brasileira
Chaptalização
 Adição de sacarose (açúcar) para corrigir a insuficiência da maturação da uva 
por motivos climáticos
 Teoricamente, 17g de sacarose por litro de mosto aumenta o teor alcoólico em 
1 oGL
 Diminui a acidez do vinho
Acidificação
 Adição de ácido tartárico (tartaragem)
 Teoricamente, 1,53g de ácido aumenta a acidez total em 20 meq/L
 Utiliza-se ácido em excesso (até 2,00 g /L) formando bitartarato de potássio, que 
precipita
Prensagem de Bagaços
 Vinho tinto: após a fermentação
 Vinho branco: antes da fermentação
Fermentação Malolática
 Ocorre após a fermentação alcoólica, no período de decantação do vinho
 Transformação do ácido málico em ácido lático por bactérias dos gêneros 
Lactobacillus, Leuconostoc e Pediococcus
Decantação da borra
Trasfega
Adição de SO2(g)
Adição de CaCO3 ou 
da própria borra 
(aumentar pH)
Inoculação de 
bactérias
Redução da acidez
Estabilização biológica
Aumento do aroma
Envelhecimento
 Após a fermentação, o vinho deve ser 
mantido em ambiente hermeticamente 
fechado
 Tonel de carvalho
 Tonel de concreto revestido por epóxi e 
posterior pipa de madeira
 De 6 meses a 5 anos
 Clarificação e Filtração
 Remoção de impurezas suspensas
 Envase: o vinho é engarrafado e deixado 
em repouso para envelhecer na garrafa
Fluxograma