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CENTRO EDUCACIONAL SÃO CAMILO – ESPÍRITO SANTO Curso Técnico em Química com Ênfase em Petróleo Ana Carolina do E. S. Fontes de Andrade Thielly Santos M. Marvila Cleiton Souza Priscila Alves ACIDEZ DA CACHAÇA Cachoeiro de Itapemirim - ES 2010 2 Ana Carolina do E. S. Fontes de Andrade Thielly Santos M. Marvila Cleiton Souza Priscila Alves ACIDEZ DA CACHAÇA Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso Técnico em Química com Ênfase em Petróleo no Centro Educacional São Camilo- ES, orientado por Andressa Figueiredo Ardisson, como requisito parcial para o témino do curso Técnico em Química com Ênfase em Petróleo. Cachoeiro de Itapemirim – ES 2010 3 SUMÁRIO PREFÁCIO...................................................................................02 1. INTRODUÇÃO.............................................................................................. 03 2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS...................................................................... 04 3. CANA – DE – AÇÚCAR.................................................................................06 3.1.Importância Econômica........................................................................06 4. PRODUÇÃO DA CACHAÇA........................................................................07 4.1. Seleção da Matéria – Prima.................................................................08 4.1.2.Moagem da Cana................................................................................08 4.1.3.Filtração e Decantação......................................................................09 4.1.4. Preparação do Mosto....................................................................... 09 4.2. Fermentação..........................................................................................10 4.2.1. Processo.............................................................................................10 4.2.2. Microbiota Envolvida Na Fermentação............................................12 4.2.3. Preparo do Pé de Cuba.....................................................................12 4.2.4. Sistema Fermentativo para Produção da Cachaça....................... 13 4.3. Destilação............................................................................................. 15 4.3.1. Processo.............................................................................................16 4.3.2. Destilação do Vinho...........................................................................16 4.3.3.Destilado de “Cabeça”......................................................................................17 4.3.4. Destilado de “Coração”...................................................................................18 4.3.5. Destilado de “Cauda”..................................................................................... 18 4.3.6: Compostos Secundários nas Frações do Destilado......................................18 5. ACIDEZ......................................................................................................... 19 6. CONCLUSÃO................................................................................................23 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................ 24 4 PREFÁCIO Há muitos anos, a aguardente de cana, produto encontrado em “botecos” e “vendas” a preços baixos e sem controle de qualidade, era considerada uma bebida típica das classes menos favorecidas do país. Talvez o descaso com o produto devido a sua origem “pouco nobre”, na visão de colonialistas e escravocratas, afinal, essa bebida foi criada pelos escravos nas fazendas de cana – de – açúcar em uma época que se considerava o trabalho braçal uma atividade inferior. Aceitar a aguardente de cana, popularmente conhecida como cachaça, é aceitar nossa brasilidade e os povos responsáveis pela sua formação. A produção de aguardente de cana é uma atividade em franca expansão no Brasil, com crescente apoio governamental, sendo a segunda bebida alcoólica mais consumida, ficando atrás apenas da cerveja, e que vem apresentando grandes perspectivas de expansão no mercado externo, principalmente com o aumento da popularidade de seu “drinque” mais conhecido, “a caipirinha”. 5 1. INTRODUÇÃO: Antes de qualquer processo para a produção da Cachaça, é necessário saber suas origens, pois para sabermos para onde vamos, é necessário saber de onde viemos. Neste trabalho de pesquisa serão especificados alguns aspectos da produção da cachaça, tendo como finalidade o procedimento de controle de qualidade para descobrir a acidez total contida nela. A apresentação do trabalho será divida em etapas; tendo como objetivo classificar introduções da matéria – prima da Cachaça, a cana – de – açúcar, dos processos de fermentação, destilação e análise físico – química relacionada à acidez. Será demonstrada parte do processo necessário para a feitoria de um produto de qualidade, dentro dos padrões exigidos. 6 2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS: A história da cana – de açúcar no Brasil começa quase que com a história do País, constituindo mesmo um dos ciclos da sua economia. A cana – de – açúcar foi introduzida no Brasil em 1532, trazida por Martin Afonso de Souza da Ilha da Madeira (Portugal) e plantada na capitania de São Vicente, hoje Estado de São Paulo. Daí, em 1535, Duarte Coelho implementou a cultura da cana na capitania de Pernambuco e em 1540 Pero Góes introduziu a cultura na capitania da Paraíba do Sul, o que corresponde hoje a região de Campos, norte fluminense. Ainda na era Egípcia, já havia especulações da cura de várias doenças pela inalação de vapores aromatizados e fermentados, absorvidos do bico de uma chaleira. Depois, os gregos conseguiram obter o Al Kuhu, torcendo um pedaço de lã umedecido pelo vapor da resina do cedro. No tratado da Ciência, escrito por Plínio, “O Velho”, que viveu no primeiro milênio, está registrado a acqua ardens – água que pega fogo. A partir de então os alquimistas atribuíram a ela propriedades místico – medicinais. Transformando – se em água da vida, a eau de Vie foi receitada como elixir da longevidade. Pela força de expansão do império Romano, a água ardente atravessou a Europa e invadiu o Oriente Médio onde os árabes descobriram os equipamentos de destilação, semelhantes aos que conhecemos hoje. No início do século XVI, os portugueses descobriram nova terras propicias ao cultivo de cana, e paralelo ao açúcar, produziram aguardente. No tempo da escravidão no Brasil, os escravos, para se ter melado, colocavam caldo da cana – de – açúcar em um tacho e o levavam ao fogo. Para que surgisse a consistência cremosa do melado, eles não podiam parar de mexer; um determinado dia, cansados de tanto mexer, e ainda com serviços mais importantes por fazer, eles simplesmente pararam de mexer e o melado desandou. No dia seguinte, os escravos encontraram o melado azedo, ou seja, fermentado. Não houve alternativa a não ser misturar o melado “azedo” com um novo, e leva-los ao fogo. O “azedo” do melado era álcool, que com o calor do fogo evaporou e formou goteiras no teto de engenho, que pingavam 7 constantemente; era a cachaça, já formada que pingava, daí surgiu o nome “pinga”. Quando a “pinga” batia nas costas dos escravos, marcadas pelas chibatadas dos feitores, ardia muito, por isso o surgimento da denominação “água ardente”. A descobertada cachaça como bebida alcoólica ocorreu quando a “pinga” caía sobre o rosto dos escravos e escorria até a boca, e com a tal goteira ficaram alegres e com vontade de dançar. Então sempre que queriam ficar alegres, eles repetiam o processo de ingestão da “pinga”. Reservada inicialmente aos escravos, a cachaça com o aprimoramento da produção atraiu muitos consumidores e passou a ter importância econômica para o Brasil colônia. Tornou-se moeda corrente no tráfico negreiro com a África. Dos meados do século XVII até metade do século XVIII, as “casas de cozer méis”, como estão registradas, se multiplicaram nos engenhos. A descoberta do ouro nas Minas Gerais, trouxe uma grande população vinda de todos os cantos do País, que construíram cidades sobre montanhas frias da Serra do Espinhaço. A cachaça foi utilizada para amenizar a temperatura. Em 1743, D. Maria I volta a exigir a não produção da cachaça, culpando- a pelo baixo rendimento dos escravos. Entretanto, o brasileiro já sabia lutar pelos seus direitos, levando a coroa à derrota. A produção da bebida cresceu, e nos fins dos século XVII foi exportada para Angola. No período de 1798 a 1890, a Bahia exportou para a África 46 mil litros da famosa bebida. Em 1756, a aguardente de cana –de – açúcar foi um dos gêneros que mais contribuiu com impostos voltados para a reconstrução de Lisboa, abatida por um grande terremoto em 1755. Com símbolo dos ideais de liberdade, a cachaça percorreu a boca dos inconfidentes e da população que apoiou a Conjuração Mineira. A bebida da terra se transformou no símbolo de resistência à dominação portuguesa. Com o tempo, a fabricação da cachaça foi sendo aprimorada e caiu no gosto da população em geral, e hoje em dia é artigo de exportação. A cachaça passou a ser apreciada por todos. Hoje, várias marcas de alta qualidade figuram no comércio nacional e internacional e estão presentes nos melhores restaurantes e adegas residenciais pelo Brasil e pelo mundo. No ano de 2001, as exportações foram fechadas em 11,1 milhões de litros e a projeção para o final de 2010 prevê crescimento para 15,2 milhões de 8 litros, o que representa um grande aumento em relação à meta de exportação do setor. Até o final do ano a expectativa dos produtores é de crescimento acelerado das exportações, que poderão chegar a 42 milhões de litros do produto. Atualmente as exportações da bebida representam apenas 0,8% da produção total do produto. A perspectiva até o fim do ano é atingir 4% da produção nacional com destino ao mercado externo. 3. CANA – DE – AÇÚCAR: A cana – de – açúcar provém do reino Vegetal, e existem inúmeras espécies, atualmente conhecidas e catalogadas. Algumas são pouco exigentes quanto ao solo e clima, outras possuem grande desenvolvimento radicular, e ainda existem as que têm maior tolerância a baixas temperaturas. Porém, todas as variedades de cana, hoje cultivadas em todo mundo para fins industriais são híbridas, envolvendo duas ou mais espécies diferentes. 3.1. IMPORTÂNCIA ECONOMICA: Atualmente, do ponto de vista econômico, a cana –de – açúcar produz açúcar, álcool, cachaça, forragem, entre outros produtos. De acordo com o autor Luiz Antônio de Bastos Andrade, a produção brasileira de açúcar na safra de 2002/2003 foi de 14,65 milhões de toneladas, sendo 8,7 milhões para p consumo interno (produto energético de baixo custo à população, proporcionando significativas arrecadações de IPI, ICMS, etc para o País) e 5,95 milhões de toneladas para a exportação (aproximadamente 1,1 bilhões de dólares). A produção nacional de álcool foi de aproximadamente 12,5 bilhões de litros, sendo 7,0 bilhões de álcool anidro (utilizado em mistura com a gasolina) e 5,5 bilhões de litros de álcool hidratado (empregado como combustível automotor). A produção brasileira de cachaça (oficial) é de 1,6 bilhões de litros por ano. Dados, porém, estimam que a produção real seria o dobro da oficial, próximo de 3,0 bilhões litros por ano. São Paulo é o principal estado produtor, obtendo 50% da produção nacional, e Minas Gerais é o segundo maior produtor, com 14%. Contudo, Minas Gerais se caracteriza pela 9 produção da cachaça artesanal, que conta com 8.466 produtores e uma produção de 180 milhões de litros por safra, com 85% deles à margem da lei, de acordo com o SEBRAE 2001. A cana – de – açúcar se constitui ainda numa das principais plantas forrageiras, principalmente em Minas Gerais, grande produtor de leite. A cana possui grande capacidade de produção de massa verde e matéria seca; a produção de forragem verde coincide com o período da seca, os animais têm uma boa aceitação e a cana pode ser usada de diferentes formas, como por exemplo, forragem picada no cocho; silagem; cana com uréia; cana com soda entre outras. Recentemente a busca por produtos naturais tem aumentado a procura derivados como a rapadura, o melado, açúcar mascavo dentre outros. Além da importância econômica, temos ainda a questão social. A estimativa, hoje, é de que cerca de 1,5 milhões de pessoas estão envolvidas na atividade sucroalcooleira no Brasil. O Brasil é o maior produtor de cana – de – açúcar, com cerca de 28% da produção, seguida da Índia com 21,7%, China com 6,4%, Tailândia com 4,8% e Paquistão com 3,7%. Podendo ser causa ou conseqüência, o Brasil também é o maior produtor de açúcar, com 12,2% da produção mundial, mas seguido bem de perto pela Índia, que possue 12,1% da produção. A cana – de – açúcar é a terceira cultura mais plantada no país, estando atrás apenas das culturas de soja e milho. Dados de acordo com Agrianual 2004. 4. PRODUÇÃO DA CACHAÇA Durante o processo de produção da cachaça há uma série de detalhes importantes espalhados por todo o procedimento, desde a escolha da matéria – prima, época certa da colheita e tempo de moagem, passando pelos ingredientes, tempo de fermentação, forma de destilação e os tonéis para envelhecimento, até o engarrafamento. 10 4.1. SELEÇÃO DA MATÉRIA – PRIMA: A escolha e manuseio da cana- de – açúcar é de grande importância para a eficiência da fermentação, destilação e em consequência a obtenção de um produto de qualidade. Recomenda- se que a cana utilizada para a produção da cachaça seja colhida manualmente, a queima da matéria – prima pode trás grandes inconvenientes para os processos seguintes, como a queima de microorganismos indispensáveis para uma boa fermentação, tornando o caldo mais impuro, além da tendência de deterioração mais rápida da cana cortada. Antes do corto da cana, é necessário que se observe a sua maturação, para isso é utilizado um aparelho de simples manejo, que dá diretamente o teor de sacarose, chamado refratômetro. Outro fator importante, é que durante o corte, a cana verde produz metanol, que é indesejável em uma boa cana. Portanto, o produtor da cachaça, juntamente com o fornecedor da matéria - prima deve se preocupar com a boa qualidade da cana, pois a fábrica precisa recebe - lá em excelentes condições para moagem. A cana ideal para a produção deve reunir qualidades de alta produtividade: rica em açúcar, de colmos moles, baixo teor de fibras. É preciso que a cana seja recém colhida e em quantidade suficiente para não estrangular desde a produção da indústria pela falta do caldo para processamento. 4.1.2. MOAGEM DA CANA: A cana a ser enviada para o engenho deve ser madura, fresca, limpa e deverá ser moída num prazo máximo de vinte e quatro a trinta e seis horas após o corte, evitando assim, a deterioração do caldo. Para a retirada do caldo da cana que contém os elementos para a fabricação de aguardente, usam-se moendas que separam o caldo do bagaço. É de extrema importância além de manter as moendas bem reguladas, manter as bicas e a canalização que conduz o caldo e o ambiente sempre limpos. 11 Em seguida,este caldo é preparado através da adição de nutrientes e levado para as dornas para processar a fermentação. A moagem da cana fora da safra pode trazer problemas de fermentação e na destilação, podendo inclusive turvar a cachaça produzida nestas condições. 4.1.3. FILTRAÇÃO E DECANTAÇÃO: Na saída da moenda o caldo deverá passar por uma peneira, que pode ser estática, rotativa ou vibratória, para a retirada de impurezas, em especial os bagacilhos originados na moagem, e que favorecem as infecções da fermentação. Nas pequenas empresas, em geral, é usado uma peneira fixa com tela de nylon. Em seguida, até no mesmo conjunto, o caldo pré-filtrado passa pelo decantador, onde deixa as impurezas mais finas, como resíduos de terra. O decantador pode ser construído de várias formas, sendo um dos mais simples, o construído com um pequeno desnível, e que possuí um jogo de lâminas na parte interna, que permite a passagem do caldo acima e abaixo das mesmas, alternadamente, a fim de facilitar o depósito das sujidades. E, no fundo do tanque uma válvula de escoamento para permitir a retirada das mesmas. Após a limpeza, o caldo vai para a dorna pulmão, para que seja padronizado para a fermentação. 4.1.4. PREPARAÇÃO DO MOSTO: A garapa depois de coada é decantada e deve ser transferida para um tanque de preparação do mosto. A primeira providência é a determinação do teor de açúcar, podendo ser utilizado aerômetro ou sacarímetro de Brix. Uma boa fermentação ocorre com o caldo de cana numa concentração de açúcares entre 15 e 18 Brix e numa temperatura de 30°C. Normalmente o caldo da cana moída apresenta uma concentração entre 15 e 22 Brix, devendo ser diluído. 12 No preparo do fermento o Brix deve estar entre 7 e 15 graus e numa temperatura de 20°C. Quando o caldo está com uma concentração acima de 18 Brix, torna-se necessário a sua diluição para garantir um bom trabalho de fermentação e a estabilidade do fermento ao longo de todo o período de fabricação. Teores altos de açúcar acarretam fermentações mais lentas e freqüentemente incompletas, aumentando na destilação o teor de furfural o que provoca aroma e gostos desagradáveis na cachaça. Teores baixos de açúcar permitem fermentações mais rápidas, porém acarretam perdas de rendimento na destilação. A água utilizada na diluição do caldo deve ser clorada, e em seguida o cloro deve ser retirado, utilizando filtros especiais. 4.2. FERMENTAÇÃO: A qualidade da cachaça pode ser influenciada por diversos fatores, como matéria – prima, fermentação, destilação, envelhecimento, etc. A fermentação é considerada o ponto crítico do processo de fabricação, uma vez que os compostos formados do aroma que caracterizam a bebida são formados nesta etapa. Pesquisas têm sido realizadas em toda a cadeia produtiva da cachaça: seleção de variedades de cana – de –açúcar, aspectos fermentativos, seleção de leveduras, aperfeiçoamento do processo de destilação, escolha de madeiras para envelhecimento do produto, e determinação das análises químicas que caracterizam o produto de alta qualidade, buscando tanto a melhoria do produto final quanto o incremento financeiro para o produtor. A necessidade de um produto competitivo que atenda às novas exigências do mercado tem atraído investimentos para o setor de cachaça buscando estimular a qualidade e a elitização do consumo. 4.2.1. PROCESSO: A fermentação alcoólica é o processo de oxidação anaeróbica parcial da glicose. Inicialmente, pela via glicolítica, a glicose é convertida em duas moléculas de piruvato por meio de dez reações catalisadas por diferentes enzimas. As duas moléculas de piruvato, sob condições anaeróbicas, são 13 descarboxiladas pela ação da enzima piruvato descarboxilase, formando duas moléculas de acetaldeído e duas moléculas de gás carbônico. As moléculas de acetaldeído são reduzidas a duas moléculas de etanol pela enzima álcool desidrogenase. Além do álcool etílico e CO2, outros metabólitos são produzidos durante a fermentação alcoólica, como glicerol, ácidos orgânicos, álcoois superiores, acetaldeído, acetoína, butilenoglicol, etc. O número de co – produtos da fermentação alcoólica, como glicerol, acetaldeído e ácidos orgânicos, diminuem o rendimento em etanol. O etanol e o CO2 são apenas produtos de excreção da célula e não são utilizados pela levedura em condições anaeróbicas. Além das rotas que levam à formação do etanol, rotas alternativas são utilizadas para formação de materiais necessários à constituição de biomassa(polissacarídeos, lipídios, proteínas, ácidos nucléicos e outros), além de produtos necessários à adaptação e sobrevivência. No inicio da fermentação, quando o açúcar disponível para as leveduras for a sacarose, esta é quase imediatamente hidrolisada à glicose e frutose pela ação da enzima invertase. A maioria das linhagens de levedura é glicofílica, ou seja, fermentada a glicose em taxas mais rápidas que a frutose e outros monossacarídeos. Em condições industriais, há desvio de 10% do açúcar consumido para a formação de produtos secundários de fermentação. A fermentação anaeróbica de açúcares é composta por reações exotérmicas que liberam 23 a 24 kcal por mol de glicose fermentado. A fermentação alcoólica é um processo de grande importância, realizado por vários microorganismos, pelo qual obtêm-se todo o álcool industrial variedade de bebidas alcoólicas, destiladas ou não. A fermentação malolática é uma fermentação secundária em vinhos, na qual o L – ácido málico é degradado a L – ácido lático e dióxido de carbono. Esse tipo de fermentação geralmente ocorre após as leveduras terem completado a fermentação primária alcoólica e é importante para a desacidificação de vinhos altamente ácidos. Quando as leveduras se encontram sob escassez ou ausência de oxigênio ou em elevadas 14 concentrações de açúcar. Ocorre o processo de fermentação. A levedura utiliza da fermentação para gerar energia, ATP (adenosina trifosfato), realizando, assim, diversas etapas fisiológicas e biossintéticas para a manutenção da vida, o crescimento e a multiplicação celular. 4.2.2. MICROBIOTA ENVOLVIDA NA FERMENTAÇÃO: A fermentação espontânea é uma prática comum nos países menos industrializados e tem sido utilizada desde os primeiros tempos da descoberta dos processos fermentativos, sendo a base da produção de bebidas em países em desenvolvimento. Um dos exemplos a utilização desde onóculo natural, muitas vezes obtido a partir de um pé de cuba, é a produção de vinhos e aguardente no sul de Minhas Gerais. O uso de culturas selecionadas para iniciar a fermentação nas indústrias de vinho data da década de 50. Desde então, institutos de pesquisa em vinicultura começaram a isolar culturas puras de leveduras com ótimo rendimento fermentativo, partindo de microorganismos selvagens, e formar coleções próprias. As culturas iniciadoras da fermentação são obtidas pela inoculação do microorganismo selecionado no mosto de frutas em escala de laboratório. Após 3 estágios de 12h, tendo-se transferido o inoculo para frascos de maior volume, o volume celular é suficiente para iniciar a fermentação comercial. Já na década de 60, as indústrias passaram a produzir leveduras na forma liofilizada ou, como são normalmente comercializadas, wine active dry yeasts, que se difundiram em escala global. Esta levedura é de fácil utilização, normalmente bastando ressuspendê-la em um volume de mosto a uma dada temperatura para que estejam ativas e em condições de iniciar a fermentação. 4.2.3. PREPARO DO PÉ DE CUBA: Para que se tenha garantia de uma fermentação sadia, regular e de alto rendimento, torna-se necessário introduzir no mosto (caldo – de – cana) uma quantidade grande de fermentos de qualidade reconhecidamente boa. Esta quantidade inicial de levedura chama-se de inoculo, pé de cuba, pé de fermentação oulêvedo. 15 Existem diversos isolados de levedura selecionados com tolerância a altos teores de etanol e com boa velocidade de fermentação para serem utilizados na produção de aguardente. Entretanto, o mais comum ainda é se preparar pé de cuba a partir das leveduras selvagens. 4.2.4. SISTEMA FERMENTATIVO PARA PRODUÇÃO DA CACHAÇA: O processo tradicional de produção da cachaça é realizado em duas etapas distintas. A primeira é a propagação do microorganismo, que é feita sob intensa aeração e em caldo diluído com teores de açúcar próximo a 5º Brix, visto que concentrações mais altas prejudicam a respiração da célula, que é indispensável para crescimento eficiente. Na maioria dos alambiques, a propagação do inoculo é realizada de forma empírica (fermento caipira) ou com a inoculação de fermentos prensados utilizados na panificação. Os microorganismos responsáveis pela fermentação são oriundos dos substratos e também de equipamentos utilizados na moagem de cana – de açúcar. Além dos microorganismos responsáveis pela fermentação, podem haver outros microorganismos responsáveis pela fermentação, podem haver outros microorganismos que interfiram de maneira negativa no processo fermentativo e qualidade da cachaça. Para evitar oscilações na qualidade da bebida durante as safras, têm-se utilizado linhagens selecionadas de Saccharomyces cerevisiae isoladas de fermentação de cachaça na preparação do inoculo inicial. A segunda etapa é a fermentação na qual o caldo adicionado deve apresentar teores de açúcar entre 14 e 16º Brix. Concentrações de açúcares acima de 16º Brix podem acarretar em fermentações mais lentas e frequentemente incompletas. A concentração de açúcar no caldo deve ser diferente nas duas etapas distintas do processo fermentativo. A primeira está relacionada à propagação do microorganismo que é feita sob intensa aeração. Normalmente é recomendado que o teor de açúcar não seja superior a valores entre 1% e 3%( m/v), já que concentrações para um crescimento eficiente. A segunda etapa está relacionada à fermentação propriamente dita, ou seja, conversão do 16 açúcar a etanol e CO2. Nesta etapa, o teor máximo de açúcar tolerado pela levedura fermentante é me torno de 15% (m/v). Esse limite pode variar de acordo com a levedura e as demais condições do processo. Concentrações de açúcares superiores a 15% podem inibir a atividade celular e favorecem o acúmulo de glicogênio, acarretando uma diminuição no rendimento alcoólico. Essa fermentação é dividida em três fases: fermentação inicial (pré - fermentação); fermentação principal (tumultuosa); fermentação final (lenta ou pós – fermentação). Na fermentação inicial, o mosto definitivo apresenta uma quantidade de O2 necessário para a multiplicação inicial das leveduras nesta fase, na qual se observa somente o crescimento no número de células do microorganismo. A fermentação principal é iniciada quando o O2 do mosto termina, caracterizando-se pela diminuição da multiplicação celular das leveduras, que passam a produzir enzimas que atuam sobre os açúcares transformando-os em álcool e gás carbônico. Com o desprendimento de gás carbônico haverá a formação de bolhas no mosto. Observa-se, ainda, um aroma característico, semelhante ao de maçã madura, um aumento acentuado da temperatura e haverá normalmente uma queda do ºBrix e um aumento do grau alcoólico do mosto. Já na fermentação final, a formação de bolhas começa a diminuir e a temperatura cai vagarosamente, porém ainda há um pequeno desprendimento de gás carbônico. Esta fase final termina quando ocorre uma paralisação total do desprendimento de gás carbônico, o desaparecimento das bolhas e o retorno à temperatura ambiente, gerando a estabilização do valor de ºBrix. Da mesma maneira, pH e a temperatura do mosto em fermentação devem ser controlados para não permitirem o desenvolvimento de microorganismos contaminantes. De acordo com Schwan et al. (2001), em valores de pH próximos a 4 e temperatura acima de 32ºC as contaminações bacterianas podem ocorrer interferindo na eficiência do processo. Alguns estudos cromatográficos mostraram a ausência de sacarose nas dornas de fermentação visto que, em função do aumento da temperatura do mosto este açúcar sofre hidrólise espontânea em glicose e frutose, assim como a grande quantidade de invertase na base da dorna de fermentação hidrolisa o 17 substrato fresco conforme ele chega lentamente. A glicose é rapidamente convertida em etanol devido a sua fácil permeabilidade na membrana celular, enquanto que a frutose permanece por um período de tempo maior, devido ao fato de que há grande quantidade de etanol no meio, pois toda a glicose já foi convertida, o que dificulta a absorção deste açúcar. Contudo, de acordo com Iglesias et al. (1991), há algumas evidências de que o transporte da frutose não é severamente afetado pelo etanol. O volume inicial de inoculo utilizado deve ser entre 12 a 20% do volume da dorna de fermentação dependendo da qualidade do inoculo. A duração de um processo fermentativo pode variar de 20 a 36 horas, mas, em média, é de 24 horas (GOMES, 2002, PATARO et al., 2002). O acompanhamento da fermentação é realizado observando-se a queda do ºBrix, que deve ser feito a cada 1 ou 2 horas. O decréscimo do ºBrix no mosto é a medida de utilização da glicose que provavelmente está sendo convertida em álcool. Os sólidos solúveis totais dissolvidos contribuem para a gravidade específica, sendo que a gravidade decresce quando o açúcar é convertido em álcool e CO2 (NARENDRANATH et al., 1997). Após o processo de fermentação, o vinho (mosto fermentado) é encaminhado ao alambique para a obtenção da bebida destilada. 4.3. DESTILAÇÃO: Assim como a fermentação, a destilação é uma etapa importante na produção da cachaça, sendo responsável por muitos dos caracteres sensoriais da bebida. A destilação é uma técnica muito antiga e era utilizada, século antes de Cristo, por chineses, indianos, egípcios, gregos e romanos. No inicio, todas as culturas produziam um líquido que foi denominado de álcool pelos árabes, cuja finalidade era a produção de medicamentos e perfumes. Foram os árabes que introduziram na Europa, aos habitantes que praticavam a alquimia, a técnica da destilação para produção das primeiras bebidas com teor alcoólico mais elevado em meados do século VII. 18 As bebidas destiladas, assim como os licores, também são conhecidos por “espirituosos” ou “bebidas espirituosas”. A denominação vem de culturas antigas pelo fato de que no processo de destilação em alambiques, a extração dos compostos voláteis era demorada, gota a gota, o que caracterizava a extração da “alma”, da “virtude” da erva ou aroma da fruta, daí, a origem da palavra espirituosa para designar bebidas de alto teor alcoólico. 4.3.1. PROCESSO: No processo de destilação pode-se separar, total ou parcialmente, substâncias de diferentes volatilidades. Durante esse processo deve-se separar o destilado em frações para melhorar a qualidade da bebida. Esta separação é denominada de corte. A primeira fração, denominada de “destilado de cabeça”, é a que apresenta maiores concentrações de metanol. A segunda fração é o “coração” e corresponde à cachaça. O corte do coração é realizado quando a cachaça atinge, aproximadamente, 45% de teor alcoólico. A terceira fração, “cauda ou água fraca”, apresenta maiores teores de produtos não voláteis. O resíduo que fica na panela do alambique é denominado de vinhoto ou vinhaça. 4.3.2. DESTILAÇÃO DO VINHO: O vinho ou mosto, de uma maneira geral, possui uma composição complexa e variável, mas contendo sempre substâncias gasosas, sólidas e líquidas. Dos produtos gasosos, o gás carbônico é o principal componente, considerando que se forma em idêntica proporção ao álcool. Entretanto, como é fracamente solúvelno vinho a maior parte do gás formado se perde durante o processo fermentativo se desprendendo na atmosfera. C12 H22O11 + H2O ------- 4C2H5OH + 4CO2 + componentes secundários Sacarose + água ------ Etanol + gás carbônico 19 As substâncias sólidas são representadas, principalmente, pelas células das leveduras alcoólicas, de bactérias contaminantes, sais minerais, ácidos orgânicos fixos, açúcares não fermentados, substâncias não fermenteacíveis e impurezas sólidas em suspensão. Já a parte líquida é constituída de água (88 a 93%) e de álcool (7 a 12%). Fazem parte também da composição líquida, embora em pequena concentração, o álcool amílico, isoamílico, propílico, butílico, isobutílico, aldeídos, ácidos, ésteres, furfural, ácidos orgânicos e glicerina. São denominados componentes secundários, impurezas voláteis ou congêneres não – álcool. Apesar de estarem em concentrações inferiores em volume ao etanol, conferem ao destilado, características sensoriais de fundamental importância para a qualidade do produto. Estima-se que um mosto contenha aproximadamente 400 compostos voláteis além da água e álcool. A separação das frações não – álcool em “cabeça”, “coração” (cachaça) e “cauda”, durante a destilação é de extrema relevância na produção de destilados em alambiques de pequeno porte, devido à baixa concentração produzida de álcool. Conforme preconiza a Instituição Normativa 13 (BRASIL 2005) do MAPA, há limites máximos e mínimos estabelecidos para que esses compostos proporcionem harmonia ao produto e segurança ao consumidor, no que se refere a toxicidade do elemento. Segundo Maia at al. (1994), ao se separar as frações voláteis por cortes do destilado, extrai-se os compostos indesejáveis na aguardente pela cabeça, ajusta-se o teor alcoólico e os teores de compostos secundários no destilado de coração e permite o reaproveitamento do destilado de cauda na destilação seguinte. 4.3.3. DESTILADO DE “CABEÇA”: Corresponde aos primeiros vapores. O teor alcoólico desta fração é alto devido a volatibilidade do álcool presente no vinho. A separação da fração poderá ser pelo recolhimento de 1% a 5% do volume total do vinho ou 5% a 8% do total do destilado, dependendo da geometria do aparelho, ou quando o alcoômetro marcar 60% de álcool. O desejado é que sejam realizadas análises laboratoriais para se conhecer os teores dos componentes voláteis presentes 20 naquela fração e, assim, determinar o percentual de volume que deverá ser desprezado ou, a que graduação alcoólica deverá ser a fração separada, uma vez que a geometria do aparelho, assim como outros fatores irão intervir na composição do destilado, conforme discutido anteriormente. A fração “cabeça” contém altos teores de componentes secundários, que se tornam indesejáveis, dependendo do quantitativo. Indiscutivelmente deve ser desprezada. Cabe ao produtor estabelecer e conhecer a composição do seu destilado para evitar perdas desnecessárias ou comprometimento da qualidade do produto. 4.3.4. DESTILADO DE “CORAÇÃO”: Corresponde ao destilado desejado, a cachaça. Inicia-se o recolhimento após a separação do destilado cujo volume foi pré-determinado. Esta fração apresenta um volume correspondente até 16% do volume total do vinho, dependendo da graduação alcoólica que se deseja para o produto, ou 80% do volume do destilado, caso todo o álcool contido no vinho tenha sido convertido em cachaça. O limite de recolhimento dessa fração acontece quando o teor de álcool etílico do destilado, no recipiente de recolhimento, atinge o valor pré – estabelecido para aguardente, acrescido de 1 a 2% v/v, para compensar futuras perdas caso se opte pelo armazenamento em barris ou mesmo o envelhecimento da cachaça. 4.3.5. DESTILADO DE “CAUDA”: Também denominado “água fraca”, corresponde a 3% do volume total do vinho ou 15% do destilado ou ainda quando o teor alcoólico da fração atingir 14% v/v. A partir daí, o recolhimento do álcool do vinhoto é antieconômico. 4.3.6: COMPOSTOS SECUNDÁRIOS NAS FRAÇÕES DO DESTILADO: A presença de compostos voláteis nas frações dos destilados depende, de acordo com Léauté (1990), da temperatura de ebulição e da afinidade destes compostos com a água ou com o álcool ou com ambos. Partindo-se deste principio o autor classifica os compostos voláteis em: 21 ● compostos totalmente ou parcialmente solúveis no álcool, sendo destilado quando o vapor contém alta concentração de álcool, são os produtos de “cabeça”; ● compostos solúveis em água, sendo destilado quando o vapor está pobre em álcool. São os produtos de “cauda”; ● os compostos são solúveis em ambos, álcool e água. São destilados do começo ao fim da destilação; ● os compostos não são solúveis em álcool, mas o vapor de água arrasta estes compostos (hidrodestilação). 5. ACIDEZ: A acidez da cachaça vai depender do controle no processo de fermentação, em relação a fatores como: raça (estirpe) da levedura predominante no pé – de – cuba, pureza da fermentação, tempo e temperatura de fermentação e manejo do mosto. Deve - se evitar, durante a fermentação, a aeração do mosto, já que o aumento do oxigênio faz com que o levedo transforme o açúcar em ácido acético, em vez de etanol. Existe ainda os ácidos graxos que são produzidos durante o período de aeração das leveduras para a formação do mosto fermentativo, sendo esses altamente indesejáveis, porque seu arraste durante a destilação acarreta turvação e aromas desagradáveis na bebida (Maia, 1994; Faria, 1989). A alta acidez presente em aguardentes pode ser atribuída à contaminação da cana ou do próprio mosto fermentativo por bactérias acéticas e outras, seja na estocagem da cana ou no próprio caldo de cana, fazendo com que parte do substrato sofra fermentação acética, elevando, assim, a acidez e diminuindo o rendimento da produção de etanol. Uma vez terminado o processo de fermentação, proceder à destilação o mais breve possível, a fim de evitar a proliferação de bactérias acéticas, que aumentam a acidez. Para demonstrar quantitativamente a acidez da cachaça, existe o procedimento de DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ TOTAL DA CACHAÇA, que 22 consiste em adquirir amostras da mesma, e titula-la com uma solução neutralizadora de HIDRÓXIDO DE SÓDIO 0,1M, padronizado. ● PROCEDIMENTO: Acidez Total 1- Vidrarias -Pipeta de 1 ml, graduação de 0,01ml - Pipeta volumétrica de 50 ml - Erlenmeyer de 250 ml 2- Reagentes - Solução de hidróxido de sódio, 0,1 N - Solução indicadora de Fenolfitaleína 1,0 % 3- Procedimento - Pipetar para o erlenmeyer, 50 ml da amostra previamente homogeneizada. - Acrescentar 3 gotas de indicador fenolfitaleína 1,0 % e neutralizar com solução de hidróxido de sódio 0,1 N, até viragem de incolor para rosa. - Anotar o volume gasto e calcular pela fórmula abaixo. 4- Cálculos Acidez= 120x FCxV FC= fator de correção de hidráxido de sódio 0,1 N V= volume da solução de hidróxido de sódio em ml, gasto na titulação Acidez= expressa em mg/litro 23 O procedimento foi aplicado em seis amostras de cachaça diferentes, e duas do mesmo fabricante, contudo de safras distintas. Fator de correção: 1,006M NaoH Cachaça brejo Grande: VG = 3,0ml Acidez = 120x 1,006 x 3,0 Acidez = 362,16 Cachaça Santa inez VG = 2,1ml Acidez = 120 x 1,006 x 2,2 Acidez = 265 Cachaça Fazenda Caiana VG = 2,1ml Acidez = 120 x 1,006 x 2,1 Acidez = 253 Fazenda Nova esperança VG = 1,9ml Acidez = 120 x 1,006 x 1,9 Acidez = 229 Cachaça Alegrinha 24 VG = 2,8ml Acidez = 120 x 1,006 x 2,8 Acidez = 338 Cachaça onça safra março VG = 3,0ml Acidez = 120 x 1,006 x 3,0 Acidez = 362 Cachaça onça safra abril VG = 3,7ml Acidez = 120 x 1,006 x 3,7 Acidez = 446,66 256. CONCLUSÃO: Após a feitoria das pesquisas, foi perceptível que apesar de a cachaça ser uma bebida dita popular no Brasil, também foi de extrema importância na cultura do nosso país. Apesar de parecer uma bebida alcoólica simples, seu processo é complexo e extenso, possuindo inúmeros fatores para um produto resultante de qualidade, desde a colheita de sua matéria prima, até os processos de engarrafamento e armazenagem. Para um controle da acidez, é extremamente relevante que se faça um controle rigoroso de qualidade em todos os processos referentes à cachaça, já que a acidez é uma consequência deles. Esse procedimento se torna ainda mais importante por estar diretamente ligado a aspectos como odor e gosto do produto, contando que os produtos formados pela acidez são responsáveis por esses fatores. De acordo com as amostras relacionadas para o teste, conclui-se que nenhuma estava dentro dos padrões exigidos para um produto de qualidade, que e acidez até 150. Portanto, houve a aeração do mosto, já que o aumento do oxigênio faz com que o levedo transforme o açúcar em ácido acético, em vez de etanol ou até mesmo contaminação da cana ou do próprio mosto fermentativo por bactérias acéticas e outras, seja na estocagem da cana ou no próprio caldo de cana, fazendo com que parte do substrato sofra fermentação acética, elevando, assim, a acidez e diminuindo o rendimento da produção de etanol. Vemos como finalidade, que para a obtenção de um produto dentro dos padrões de qualidade, é necessário investimento em estrutura, mão de obra especializada, e nos procedimentos; pois qualquer erro na fabricação, pode causar danos a uma safra de produtos. 26 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 1. ANDRADE, L.A. de B. Cultura da Cana – de – açúcar. In: CARDOSO, M. das G. Produção de aguardente de cana – de – açúcar. Lavras: UFLA, 2001. p. 19 -50. 2. ANDERSON, D.L.; BOWEN, J. E. Nutrição da cana – de açúcar. Piracicaba: POTAFOS, 1992. 42 p. 3. MALAVOLTA, E. Cultura e adubação da cana – de – açúcar. São Paulo: Potassa, 1964. 366 p. 4. BELIN, J.M. Las leveduras. In: BORGEOIS, C. M.; LARPENT, J. M. Microbiologia alimentaria, fermentação alimentarias. Zagarosa: Acribia, 1995. cap. 2, p. 19 -30. 5. AQUARONE, E. Generalidades sobre bebidas alcoólicas. In: AQUERONE, E.; LIMA, U.A.; BORZANI, W. (orgs). Alimentos e bebidas produzidos por fermentação. São Paulo: E. Blucher, 1993. v. 5, cap. 1. (Série Biotecnologia). 6. LIMA, U. A.aguardentes. In: AQUARONE, E.; LIMA, U. A.; BORZANI, W. (Coords.). Alimentos e bebidas produzidas por fermentação. São Paulo: E. Blucher, 1983. cap. 4, p. 79 – 103. (Biotecnologia, 5). 7. POTARO, C.; SANTOS, A.; CORREA, S.R.; MORAIS, P. B.; LINARDI, V.R.; ROSA, C.A. Physiological characterization of yeasts isolated from artisanal fermentations in an aguardente destillery. Review Microbiology, Oxford, v. 29, p. 104 – 108, 1998. 27 8. SCHWAN, R. F.; CASTRO, H. A. Fermentação alcoólica. In: CARDOSO,M. das G. (Ed.). Produção artesanal de aguardente. Lavras: UFLA, 2001. 9. DIAS, S. M. B. C. Efeitos de diferentes tipos de madeira sobre a composição química da aguardente de cana envelhecida. 1997. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 1997. 10. OLIVEIRA, E. S. Características fermentativas, formação de compostos voláteis e qualidade da aguardente de cana obtida por linhagens de leveduras isoladas de destilarias artesanais. 2001. 135f. Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Campinas, Campinas, 2001. 11. VALSECHI, O. Aguardente de cana – de – açúcar. Piracicaba: ESALQ, 1960. 90 p. 12. YOKOYA, F. Fabricação de aguardente de cana. Campinas: Fundação Tropical d Pesquisa e Tecnologia “André Roselho, 1995. 87 p. (Série Fermentações Indústrias). 13. GAVA, A.J. Princípios de tecnologia de alimentos. São Paulo, SP. Nobel, 1979. 28 14. MAIA, A.B. et al. Tecnologia para produção de aguardente de qualidade. Belo Horizonte, Fundação Cristiano Otoni, 1994, 74 p.
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