ANÁLISE DO COMPORTAMENTO CINÉTICO DE BEBIDAS FERMENTADAS A BASE DE FRUTAS

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1 ANÁLISE DO COMPORTAMENTO CINÉTICO DE BEBIDAS FERMENTADAS A BASE DE FRUTAS N. F. GONÇALVES 1, C. C. G. SILVA 1, T. T. S. SANTOS 1, M. C. ADEBAL 1 1 Universidade Federal do Maranhão, Centro de Ciências Exatas e Tecnologia para contato: niltongoncalves30@hotmail.com RESUMO A fermentação alcoólica, é conhecida desde a antiguidade, baseada na liberação de energia e sem a presença de oxigênio. Para a fermentação o ponto inicial é a glicose, onde a molécula de açúcar é quebrada em outras através de reações químicas. O objetivo deste trabalho é analisar a cinética de fermentação e as características físico-químicas de bebidas fermentadas obtidas a partir da Laranja (Citrus sinensis), Caju (Anacardium occidentale L.) e Maracujá (Passiflora sp), sendo os parâmetros em estudo, a concentração de sacarose, grau Brix,, produção de etanol e açúcares redutores totais. Para cada bebida foram retiradas amostras com intervalo de 2 horas nas primeiras 10 horas de processo, aumentando o intervalo até o final da fermentação. Com os resultados, pode-se descrever o melhor processo fermentativo das frutas estudadas, em comparação com os critérios estabelecidos pela legislação brasileira. 1. INTRODUÇÃO A fermentação alcoólica, data-se do final do século XVIII, sendo esta de grande relevância o seu conhecimento, para a produção de bebidas alcoólicas. O processo fermentativo apresenta três fases distintas: 1) A adaptação das leveduras ao meio, 2) a Fermentação tumultuosa e 3) a Fermentação lenta. A fermentação compreende um conjunto de reações enzimáticas, sendo que uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples liberando energia (Corazza et al., 2001). No geral, a principal reação seria: 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP Glicose Etanol Gás Carbônico Energia C6H12O6 A fruta Caju (Anacardium occidentale L.), é pouco aproveitada, isto, se deve a industrialização da castanha, para a produção de óleos e consumo in natura. Já a laranja, além do suco é utilizada para a obtenção de óleos essências e líquidos aromáticos. O maracujá (Passiflora sp) é uma fruta originário das regiões tropicais, onde sua maior utilidade está na produção de sucos, possui ainda grande aceitação devido as suas características sensórias (Teixeira et al., 2014).

2 O presente trabalho tem como objetivo, a obtenção e caracterização de bebidas fermentáveis a base do suco das seguintes frutas: Laranja (Citrus sinensis), Caju (Anacardium occidentale L.) e Maracujá (Passiflora sp), por meio de processo adaptado das metodologias para outros vinhos de frutas, e comparando-as com os resultados estabelecidos pelo Ministério da Agricultura de acordo com a Lei nº 7.678, de 08/11/ MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Materiais Os materiais utilizados para a produção das bebidas fermentáveis apresentadas neste trabalho, foram: Laranja (Citrus sinensis), Caju (Anacardium occidentale L.), Maracujá (Passiflora sp), Água mineral, Açúcar, Bissulfito de sódio (NaHSO3) Metodologia Extração, preparo e fermentação do mosto: Consistiu em retirar as sementes e cascas das referidas frutas, após, foi feita a lavagem em água corrente, e o processamento, extraindo 2 litros de poupa de cada fruta. Após a extração, a cada litro de poupa, adicionou-se 1 litro de água mineral, e utilizando-se um refratômetro de Brix mediu-se o teor de açúcar do mosto, sendo feita a correção da concentração de açúcar, pela Equação 1. Após a correção adicionou-se a levedura (Saccharomyces cerevisiae), colocando o mosto num fermentador fechado para impedir a passagem de ar. Foi feito controle do processo, retirando pequenas amostras num intervalo de 2 horas no início do processo, após certo período aumentou o intervalo até o fim do processo. Onde: Q = quantidade em kg/hl de açúcar a adicionar ao mosto; A = teor de álcool desejado; 2 = fator de conversão de açúcar em álcool; B = grau Brix do mosto. Trasfega, engarrafamento e rendimento: Após, o termino da fermentação tumultuosa, foi feita a primeira trasfega. Ao final do processo de fermentação foi feita a trasfega e filtração do vinho, armazenando- o em recipiente fechado. Após a etapa de trasfega do vinho, o mesmo foi engarrafado. Para o cálculo do rendimento, mediu-se o volume inicial do fermentado no início e no final do processo Análise dos parâmetros cinéticos da fermentação Durante todo o processo, foram monitorados os parâmetros cinéticos, para posterior comparação com a literatura. Entre os parâmetros estão: Grau Brix, Concentração de Sacarose, Produção de Etanol,, Açúcares redutores totais e a Densidade. (1)

3 Grau brix e concentração de sacarose: Para a determinação do grau Brix, utilizou-se o refratômetro de Brix e para o cálculo da concentração de sacarose, a Equação 2. Produção de Etanol (%v/v ETANOL): Para a determinação %v/v de Etanol, para a mesma amostra, calculou-se através da Equação 3. (2) (3) Onde: ºBrix0 = grau Brix da medição 0 e ºBrixi = grau Brix da medição no tempo seguinte. e açúcares redutores totais: A determinação do foi feita através do -metro. A determinação dos valores da concentração de açúcares redutores, utilizou-se a Equação 4, para o cálculo (Manual técnico, 1990). (4) Onde: ARG = açucares redutores em glicose (g/100 g); f1 = fator que envolve todas as diluições e as grandezas de massa ou volume usadas na tomada da amostra; f2 = 1, fator de conversão para expressão dos resultados em glicose; a = número de ml da solução de glicose gastos na titulação da amostra; b = número de ml da solução de glicose gastos na titulação do branco; e v = volume da amostra preparada usado na titulação em ml. Densidade: Para o cálculo da densidade (d) dos referidos vinhos, utilizou-se do método convencional, utilizando a Equação 5, onde retirou-se uma pequena amostra do fermentado e em seguida pesou-se sua massa (m) e mediu-se seu volume (v) com a utilização de uma proveta. (5) 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1. Vinhos de Caju, Caju com Maracujá e Laranja Extração, preparo e fermentação do mosto: Para a extração da polpa, higienizou-se as frutas e com ajuda de um processador, retirou-se 2 litros de polpa. No preparo, utilizou-se os 2 litros da polpa, adicionando mais 2 litros de agua, totalizando 4 litros, e com um refratômetro de Brix. Em seguida, foi feita a correção da quantidade de açúcar, onde o propósito era iniciar a fermentação, utilizando a equação 1. Após, adicionou-se a levedura (Saccharomyces cerevisiae), onde para cada litro, foi adicionado 5 gramas, totalizando 20 gramas. Todo o processo foi monitorado, retirandose pequenas alíquotas de 2 em 2 horas no começo do processo, e depois de certo período aumentouse esse intervalo até o final do processo.

4 Dados Experimentais Trasfega, engarrafamento e rendimento para o vinho de caju: No termino da fermentação tumultuosa, foi feita a primeira trasfega. O fermentado permaneceu no recipiente por mais alguns dias e ao final do processo de fermentação foi feita a trasfega e filtração do vinho, armazenando- o em recipiente fechado. Após a etapa de trasfega do vinho, foi engarrafado, higienizando as garrafas (volume = 1L) a 100ºC por 15 minutos, após, o enchimento, estas foram armazenadas em local seco e arejado. O volume final do vinho foi de 3,4 L, obtendo-se um rendimento de 85%. Os dados experimentais dos parâmetros cinéticos de fermentação do vinho de caju são encontrados na Tabela 1, parâmetros estes, que estão em função do tempo de fermentação. Tempo de Fermentação (h) º BRIX Tabela 1 Parâmetros cinéticos do vinho de caju Concentração de Sacarose %v/v Etanol Açúcares redutores (g/100 g) Densidade 0 17,00 173,65 0,00 4,75 16, , ,00 163,52 0,54 4,70 14, , ,50 158,46 0,81 4,98 13, , ,06 143,87 1,58 4,70 10, , ,00 123,00 2,70 4,85 6, , ,30 105,78 3,62 4,90 3, , ,00 92,61 5,41 4,68 2, , ,00 62,22 5,95 4,46 1, , ,00 41,96 6,49 4,49 1, , ,95 38,92 6,51 4,45 1, ,82 Com os dados da Tabela 1, pode-se plotar o gráfico dos parâmetros em função do tempo, que está apresentado na Figura 1. PARÂMETROS CINÉTICOS versus TEMPO 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, TEMPO (horas) ºBrix %v/v Etanol Açúc. Redutores Figura 1 parâmetros cinéticos em função do tempo para o vinho de Caju.

5 De acordo com a Figura 1, o valor do º Brix e da concentração de açúcares redutores em função do tempo, há uma faixa em que decrescem rapidamente, e uma outra faixa, onde permanecem quase que constante, servindo como indicador de que a fermentação chegou ao fim, e que não exista mais alimento suficiente para as leveduras, saturando assim o meio. Já a produção de Etanol, apresenta crescimento, tendo como ponto máximo o valor de 6,51 no tempo de 38 horas. O valor do, permaneceu quase que constante, tendo apenas pequenas variações. Já a densidade, de acordo com a Tabela 1, apresenta um decrescimento em função do tempo de fermentação, isto se deve, ao fato de que o açúcar presente no meio, está sendo consumido. Trasfega, engarrafamento e rendimento do vinho de laranja: Seguiu-se o mesmo procedimento para o vinho de caju. Sendo o volume final do vinho de 3,5 L, obteve-se um rendimento de aproximadamente 87%. Os dados experimentais dos parâmetros cinéticos de fermentação do vinho de laranja são encontrados na tabela 2, parâmetros estes, que estão em função do tempo de fermentação. Tempo de Fermentação (h) º BRIX Tabela 2 Parâmetros cinéticos do vinho de laranja. Concentração de Sacarose %v/v Etanol Açúcares redutores (g/100 g) Densidade 0 17,20 175,68 0,00 4,21 15, , ,00 163,52 0,64 4,26 15, , ,50 158,52 0,64 4,09 14, , ,07 143,97 1,69 3,98 10, , ,00 112,87 3,35 3,99 6, , ,20 104,77 3,78 4,02 3, , ,00 92,61 4,43 3,98 2, , ,00 82,48 4,97 4,18 2, , ,05 72,86 5,48 4,19 2, , ,00 72,35 5,51 4,11 2, ,42 Com os dados da Tabela 2, pode-se plotar o gráfico dos parâmetros em função do tempo, conforme mostra a Figura 2.

6 Dados Experimentais PARÂMETROS CINÉTICOS versus TEMPO 15,00 10,00 5,00 0, Tempo (horas) ºBrix %v/v Etanol Açúc. Redutores Figura 2 Parâmetros cinéticos em função do tempo para o vinho de laranja. De acordo com a Figura 2, o valor do º Brix e a concentração de açúcares redutores, assim como para a produção do vinho de caju, mostrou-se duas faixas distintas, uma de declino e no final tornou-se quase constante. Já a produção de Etanol, apresenta leve crescimento. O da solução permaneceu quase constante, com moderada variação. Já a densidade, de acordo com a Tabela 2, apresenta um decrescimento em função do tempo de fermentação, isto se deve, ao fato de que o açúcar presente no meio, está sendo consumido. Trasfega, engarrafamento e rendimento do vinho de caju com maracujá: Assim, como nos anteriores, o procedimento foi o mesmo. O volume final do vinho foi de 3,3 L, obtendo um rendimento de aproximadamente 82%. Os dados experimentais dos parâmetros cinéticos de fermentação do vinho de caju com maracujá, são encontrados na Tabela 3, parâmetros, que estão em função do tempo de fermentação. Tempo de Fermentação (h) Tabela 3 Parâmetros cinéticos do vinho de caju com maracujá. º BRIX Concentração de Sacarose %v/v Etanol Açúcares redutores (g/100 g) Densidade 0 20,00 204,05 0,00 4,21 18, , ,00 173,66 1,62 4,26 16, , ,50 148,33 2,97 4,09 15, , ,30 126,04 4,16 3,98 12, , ,60 108,82 5,08 3,99 10, , ,70 99,71 5,57 4,02 7, , ,20 64,25 7,46 3,98 4, , ,00 52,10 8,11 4,18 3, , ,95 51,59 8,14 4,19 3, , 50

7 Dados Experimentais Com os dados da Tabela 3, pode-se plotar o gráfico dos parâmetros em função do tempo, conforme mostra a Figura 3. PARÂMETROS CINÉTICOS versus TEMPO 21,00 18,00 15,00 12,00 9,00 6,00 3,00 0, Tempo (horas) ºBrix %v/v Etanol Açúc. Redutores Figura 3 parâmetros cinéticos em função do tempo para o vinho de caju com maracujá. Analisando a Figura 3, podemos perceber que a produção de Etanol, apresenta aumento em função do tempo de fermentação, chegando a ser praticamente constante nas horas finais, indicando assim, o fim do processo fermentativo. A concentração de sacarose e o º Brix, seguem tendência ao contrário, começando com um valor de máximo e aproximando a valor constante, no fim da fermentação. O manteve-se praticamente constante não havendo grande variação. Já a densidade, observando a Tabela 3, apresenta decréscimo com o tempo de fermentação. 4. CONCLUSÃO Todas as bebidas fermentáveis a base de frutas, apresentadas neste trabalho, estavam dentro dos limites estabelecidos pela Legislação do Ministério da Agricultura do Brasil. Estando aptos para o consumo humano, apresentando características sensoriais agradáveis, boa aparência, palatável e cheiro característico da fruta utilizada. O vinho de laranja, foi o que apresentou mais reprovação, devido a quantidade de limonemo presente. Já os vinhos de Caju e Caju com Maracujá apresentaram boa apreciação, devido ao seu gosto agradável.

8 5. REFERÊNCIAS CORAZZA, M. L.; RODRIGUES. D.G.; NOZAKI, J. Prep. e Caract. do Vinho de Laranja, (2012). MALAJOVICH, M. A. Manual de atividades práticas de Biotecnologia, (2009). NETO, A. B. T.; SILVA, M. E.; SILVA, W. B.; SWARNAKAR, R.; SILVA, F. L. H. Cinética e Caract. Físico-química do Ferment. do Pseudofruto do Caju (Anacardium occidentale L.), TEXEIRA, A. S.; ANDRADE, R. O.; LIMA, G. S.; SILVA, G. J.; CARDOSO, R. L. Elab. e Aval. da Estabilidade de Fermentado Alcóolico de Maracujá, (2014, vol. 4, nº 1).