Capítulo 19 Fermentação alcoólica de raízes tropicais

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1 19.1. INTRODUÇÃO 530 Capítulo 19 Fermentação alcoólica de raízes tropicais Waldemar G. Venturini Filho 1 & Beatriz do Prado Mendes 2 As raízes e tubérculos constituem-se em um importante alimento energético para mais de 500 milhões de pessoas no mundo, sobretudo nos países em desenvolvimento, onde são cultivados por pequenos agricultores, em áreas reduzidas e com baixa produtividade. Sendo plantas de clima tropical, necessitam de a mm de chuva por ano, distribuída regularmente, boa luminosidade e temperatura variando de 20 a 30 C. São inúmeros as raízes e tubérculos que apresentam alto teor de carboidratos, na forma de açúcares, amido e outros polissacarídeos e podem ser fermentados para a produção de bebidas alcoólicas e etanol. Este último pode ser usado para fins carburante, farmacêutico, medicinal, químico, doméstico, na produção de bebidas alcoólicas, etc. Há várias espécies nativas de regiões tropicais da África e América, como a Ipomoea batatas (batata-doce), Cana edulis (biri), Dioscorea spp. (inhame), Colocasia esculenta (taro), Maranta arundinacea (araruta), Polymnia sonchifolia (yacon) e Manihot esculenta (mandioca), que apresentam uso real ou potencial nos processos de fermentação alcoólica. Algumas como as batatas-doces também possuem enzimas liquidificantes e sacarificantes (ver Capítulo 15 deste Volume). Dentre as espécies citadas, destaca-se a mandioca, raiz nativa do Brasil, amplamente conhecida e consumida pela população brasileira na forma de mandioca de uso culinário, farinhas, féculas e outros produtos derivados. Essa raiz pode ser usada como matéria-prima para processos que envolvem a fermentação alcoólica. A literatura cita a sua utilização na produção de álcool carburante no Brasil. Existem relatos sobre o uso de mandioca na produção de diversos tipos de bebidas e alimentos tradicionais, obtidos por fermentação alcoólica. Há estudos que mos- 1 - Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP - Campus de Botucatu - venturini@fca.unesp.br 2 - Centroflora / Anidro do Brasil - Botucatu - bia@anidrodobrasil.com.br tram a potencialidade do uso da mandioca na forma de farinha, fécula e hidrolisado (xarope de maltose) como matéria-prima da fabricação de cerveja. Neste caso, os derivados de mandioca entram na formulação da cerveja como adjunto de malte, isto é, em substituição parcial dessa matéria-prima. Tabela 19.1 Potencialidade de algumas raízes e tubérculos em carboidrato e etanol. Nome Carboidratos Produtividade Produtividade Potencialidade Científico Vulgar Totais agrícola carboidrato em etanol (%) (t/ha.ano) (t/ha.ano) (m 3 /ha.ano) Ipomoea batatas Batata-doce 26,1 17 4,44 3,19 Cana edulis Biri 28, ,10 10,12 Dioscorea spp. Inhame 26,8 25 6,7 4,81 Colocasia esculenta Taro 23,0 30 6,90 4,95 Maranta arundinacea Araruta 28,9 12 3,47 2,49 Manihot esculenta Mandioca 34,0 20 6,80 4,88 Polymnia sonchifolia Yacon 8,9 50 4,45 3,19 A produtividade média brasileira é baixa: 13 toneladas de mandioca por hectare, mas a região de industrialização da mandioca em fécula, no sudeste, apresenta produtividade média superior a 20 t/ha. A mandioca possui uma série de vantagens em relação a outros cultivos, tais como a fácil propagação, elevada tolerância a estiagens, rendimentos satisfatórios mesmo em solos de baixa fertilidade, pouco exigente em insumos modernos, potencial resistência ou tolerância a pragas e doenças, elevado teor de amido nas raízes, boas perspectivas de mecanização do plantio à colheita, possibilidade de consórcio com inúmeras plantas alimentícias e industriais. Para maiores detalhes sobre aspectos agronômicos das raízes e tubérculos recomenda-se o Volume 2 desta Série FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA BIOQUÍMICA O metabolismo celular pode ser compreendido como um conjunto de reações altamente coordenadas, interligadas, de forma que o produto de uma primeira reação torna-se substrato de uma segunda reação e assim sucessivamente. O me- 531

2 tabolismo é formado por duas fases: catabolismo, também denominada fase degradativa e anabolismo, denominado biossíntese. Nas vias catabólicas ocorre liberação de energia química na forma de ATP e NADPH, os quais são utilizados na via anabólica para converter moléculas precursoras pequenas em macromoléculas celulares. Sob o ponto de vista bioquímico, a fermentação é um processo catabólico anaeróbio que não envolve cadeia respiratória ou citocromos. O processo da fermentação alcoólica caracteriza-se como uma via catabólica, na qual há a degradação de moléculas de açúcar (glicose ou frutose), no interior da célula de microrganismos (levedura ou bactéria), até a formação de etanol e CO 2, havendo liberação de energia química e térmica. Equação 1 C 6 H 12 O 6 + 2P i + 2ADP 2 C 2 H 5 OH + 2CO 2 + 2ATP + 2H 2 O MICROBIOLOGIA A fermentação é realizada por leveduras, embora alguns tipos de bactérias possam produzir álcool LEVEDURAS ALCOÓLICAS As leveduras são fungos pertencentes às classes dos Ascomicetos, Basidiomicetos ou Deuteromicetos. Ao contrário dos bolores, as leveduras são normalmente unicelulares, apresentando células de forma oval, elíptica ou arredondada. Possuem parede celular rígida, membrana citoplasmática e as organelas normalmente encontradas nas células superiores, tais como núcleo, mitocondria, retículo endoplasmático, etc. O esquema de um corte transversal de uma célula de levedura pode ser observado na Figura Fonte: Lehninger (1993). Figura 19.1 Catabolismo da glicose. A glicólise é a via central do catabolismo da glicose, sendo que o piruvato é o produto final desse processo, o qual pode seguir diferentes vias metabólicas: fermentação alcoólica, fermentação láctea e respiração através do ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Na fermentação alcoólica, o piruvato é descarboxilado, formando acetaldeído e posteriormente reduzido a etanol. A equação global da fermentação alcoólica apresenta-se como Equação 1. Figura 19.2 Esquema de corte transversal de uma célula de levedura

3 As leveduras multiplicam-se por via sexual e assexual (Figura 19.3). A via assexual de multiplicação é a mais utilizada pelas leveduras nos processos industriais de fermentação. As leveduras dependem, para seu desenvolvimento e sobrevivência, de carbono orgânico, principalmente na forma de carboidratos. Quanto ao ambiente, as leveduras se desenvolvem numa ampla faixa de temperatura, sendo que o intervalo ótimo de crescimento situa-se entre 20 e 30 C. Em relação à variação de ph, os limites estão entre 2,2 e 8,0. Esses microrganismos também apresentam elevada resistência osmótica. Figura 19.3 Ciclo vital de Saccharomyces cerevisiae. Cerca de 500 espécies de leveduras são conhecidas pelo homem. Dentre elas, destacam-se como produtoras de etanol, espécies do gênero Saccharomyces, Schizosaccharamyes, Pichia e outras. Os critérios tecnológicos que fazem com que uma levedura seja utilizada comercialmente na fermentação alcoólica são o alto rendimento e a elevada produtividade, ou seja, rápida conversão de açúcar em álcool, com baixa produção de componentes secundários. A espécie mais importante de levedura alcoólica é a Saccharomyces cerevisiae, que possui um largo espectro de utilização, sendo empregada na produção de pães, bebidas alcoólicas, etanol, etc. Sua biomassa pode ser recuperada como subproduto de fermentação e transformada em levedura seca, que se constitui em matéria-prima para a fabricação de ração animal ou suplemento vitamínico para o homem BACTÉRIAS ALCOÓLICAS As bactérias são microrganismos que apresentam grande variação de forma e de metabolismo. Esse grupo de microrganismo apresenta-se na forma unicelular, não possui membrana nuclear, retículo endoplasmático e mitocôndrias. As bactérias apresentam parede celular resistente, embora flexível, a qual desempenha várias funções vitais para a célula como proteção contra choques osmóticos e danos mecânicos, especificidades antigênicas e propriedades tintoriais, permitindo que sejam agrupadas em gram-negativas ou gram-positivas. As células bacterianas podem apresentar as seguintes formas: esféricas ou ovóides (cocos), cilíndricas (bacilos ou bastonetes) e espiraladas (espirilos ou espiroquetas). Sua reprodução, caracteristicamente, é por fissão binária, podendo as células filhas permanecer ou não ligadas à célula mãe, dependendo da espécie. Embora os agentes de fermentação alcoólica mais utilizados sejam as leveduras, principalmente as do gênero Saccharomyces, existem estudos para selecionar outros microrganismos capazes de desdobrar carboidratos na produção de álcool. A bactéria Zymomonas mobilis, que inicialmente foi isolada de mostos fermentados de cidra, sucos fermentados de palmeiras, em cervejaria e engenhos de aguardente, apresentou habilidades promissoras de transformar açúcares em etanol e gás carbônico, em condições comparáveis àquelas exibidas pelas leveduras. As bactérias alcoólicas da espécie Zymomonas mobilis apresentam atributos tecnológicos que potencializam o seu emprego na fermentação alcoólica em escala industrial: alto rendimento, tolerância a altas concentrações de glicose, habilidade de crescer em total anaerobiose. No entanto, seu efetivo uso industrial dependerá de mais pesquisas aplicadas LEVEDURAS SELVAGENS Leveduras selvagens são aquelas que são estranhas ao processo de fermentação alcoólica, podendo ser da mesma espécie ou não em relação à levedura de processo. Sua presença no processo fermentativo é resultado de contaminação. Essas leveduras causam queda no rendimento e na produtividade da fermentação, bem como na qualidade do produto final. Os gêneros de leveduras selvagens mais freqüentemente relatados, além de Saccharomyces, são Cândida, Hansenula, Bretanomyces, Kloeckera, Pichia, Torula, entre outros. Para a sua detecção, as leveduras selvagens são divididas em

4 Saccharomyces e não Saccharomyces; a maior parte delas pertence à esse gênero. Várias são as formas de detecção das leveduras selvagens: esporulação, exame microscópio, fermentação de açúcares, reações sorológicas, resistência térmica e outras. Um procedimento adequado para minimizar a presença desses microrganismos nas fermentações alcoólicas industriais é o uso de inoculo asséptico, que é obtido através da propagação de cultura pura em laboratório. É recomendável, principalmente para as grandes empresas do setor, o monitoramento microbiológico permanente ao longo do processo de produção, a fim de detectar e controlar as infecções. Além do monitoramento microbiológico, se faz necessário controlar a qualidade microbiológica das matérias primas, da água de processo, bem como manter as instalações limpas e sanitizadas para manter a população de contaminantes sob controle BACTÉRIAS CONTAMINANTES As bactérias contaminantes da fermentação alcoólica provêm do solo que acompanha a matéria-prima, da água industrial, do ar e dos equipamentos de processo. Os inconvenientes causados pelas bactérias contaminantes são os mesmos descritos para as leveduras selvagens, citados anteriormente. Os maiores problemas da infecção por esses microrganismos resultam da ocorrência de fermentações secundárias como láctica, acética, dextrânica e butírica. Normalmente, as bactérias lácticas são os contaminantes mais importantes da fermentação alcoólica, independentemente do tipo de produto que se está produzindo. Os procedimentos de controle de leveduras selvagens citados são válidos também para as bactérias contaminantes. Além do que já foi dito, o controle das infecções causadas por bactérias contaminantes pode ser feito por antibióticos e biocidas MANDIOCA COMO MATÉRIA-PRIMA PARA A FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA Dentre as matérias-primas caracterizadas como amiláceas ou feculentas, a mandioca se destaca como excelente opção para a fermentação alcoólica por apresentar alto teor de amido (tabela 19.2), tradição de cultivo em considerável área do Brasil, inclusive com capacidade de expansão em solos menos férteis. Tabela 19.2 Composição química da raiz de mandioca. Composição Massa seca (%) 40,6 Amido (% Massa úmida) 33,50 % MS Amido 82,5 Açucares redutores 0,20 Fibras 2,70 Proteínas 2,60 Matéria Graxa 0,30 Cinzas 2,40 Fonte: Dados não publicados CERAT/UNESP. O balanço global de massa, com relação à massa seca contida nas raízes, podese apresentar da seguinte maneira: MANDIOCA A mandioca (Manihot esculenta, Crantz), por ser extremamente adaptável, é cultivada em todos os Estados brasileiros, sendo que o tipo de solo não é limitante para essa cultura. Suas limitações são a ocorrência de frio, sendo desaconselhado o plantio a mais de 1000 metros de altitude. Fonte: Lima e Marcondes (1979). Figura 19.4 Balanço global de massa da raiz de mandioca. Um aspecto positivo que torna atraente o uso da mandioca em processos de fermentação alcoólica é a possibilidade das raízes serem colhidas o ano todo, já

5 que podem ser armazenadas no próprio solo. A mandioca pode ser armazenada, também, na forma de raspa, farinha e fécula, o que torna mais econômico o custo do transporte em decorrência do menor volume de água contida nessas matérias primas após a desidratação das raízes. Na pós-colheita as raízes de mandioca perdem peso e podem apresentar dois tipos de deterioração: enzimática à curto prazo e microbiana em longo prazo. Essas deteriorações pouco afetam o teor de amido, mas causam rejeição quando as raízes são para uso culinário (detalhes no Capítulo 1 deste Volume). Quando processadas na forma de raspas, farinha e fécula, podem ser estocadas por longo período de tempo, desde que armazenadas de forma adequada, isto é, com baixa umidade e livre do ataque de insetos de armazenamento. Tabela 19.3 Comparação de composição química e rendimento teórico de álcool dos derivados de mandioca. Composição química Fécula Farinha Raspas Raiz Umidade (%) 12,28 12,85 15,77 59,40 % em massa seca Cinzas (%ps) 0,12 0,86 1,05 2,40 Fibra (%ps) 0,17 2,57 3,10 2,70 Amido (%ps) 96,41 82,30 84,10 82,50 Proteína (%ps) 0,18 1,46 0,18 2,60 Gordura (%ps) 0,10 0,32 0,40 0,30 Rendimento teórico (litros/tonelada) 607,47 515,20 508,83 240,59 Fonte: Venturini e Cereda (1993), Vilpoux (1997) e fontes não publicados do CERAT/UNESP. O uso de mandioca e seus derivados como matéria-prima para a fermentação alcoólica resulta em algumas vantagens evidentes: existência de tecnologia e equipamentos nacionais de processamento, baixo potencial poluente, possibilidade dos resíduos industriais serem utilizados como defensivos agrícolas, adubo, ração animal e na produção de compostos químicos como o ácido cítrico. Os rendimentos teóricos indicados na Tabela 19.3 incluem apenas o amido, excluindo o açúcar. No entanto, as raízes de mandioca contêm de 2 a 4% de açúcares fermentescíveis, calculados sobre a massa úmida, o que aumenta o rendimento teórico HIDRÓLISE DO AMIDO DA MANDIOCA O amido, principal componente das raízes, tubérculos e cereais, é um carboidrato cuja fórmula química é representada por (C 6 H 10 O 5 )n, sendo formado através da polimerização da glicose. É constituído por duas frações: amilose e amilopectina. Para maiores detalhes sobre as características das féculas de raízes e tubérculos consultar o Volume 1 desta Série. No processo de hidrólise ou sacarificação de matérias-primas amiláceas, ocorre a transformação do amido em açúcar, o que pode se dar através de processo descontínuo ou contínuo, com hidrólise ácida ou enzimática (Capítulo 15 deste Volume). A temperatura em que ocorre a gelificação depende da origem botânica do amido. Para fécula de mandioca é menor que para cereais, o que implica em menor consumo energético e maior facilidade de transformação nessa fase (Volume 1 desta Série). A hidrólise ácida apresenta como vantagem básica o pequeno tempo de sacarificação, porém tem como desvantagens evidentes os problemas de corrosão dos equipamentos e a necessidade de neutralização da solução açucarada após a hidrólise, além de provocar certa destruição dos açúcares. Acrescenta-se a essas desvantagens, o fato de que esse processo gera açúcares não fermentescíveis, o que contribui para a queda do rendimento do processo de fabricação. A hidrólise enzimática ocorre em reatores de conversão, mas, diferentemente da hidrólise ácida, há utilização de enzimas que podem ser de origem vegetal ou microbiana. Entre as enzimas destaca-se o malte, farelo enzimático e enzimas comerciais (ver Capítulo 15 deste Volume). O malte é constituído de cereais pré-germinados e secos de forma apropriada, que apresentam elevada concentração enzimática. A cevada é o cereal mais utilizado na produção de malte, que servirá como fonte de enzimas α-amilase (endoamilase) e β-amilase (exo-amilase). A enzima α-amilase ataca as moléculas de amilose e amilopectina produzindo dextrinas. De forma concomitante, a β-amilase hidrolisa essas dextrinas formando maltose em grande quantidade, dextrina limite, glicose e maltotriose, sendo essas duas últimas em pequena quantidade

6 Tabela 19.4 Comparação de rendimento de hidrólise com ácidos, enzimas comerciais, farelo enzimático e malte. Hidrólise Hidrólise Enzimática (%) ácida Enzimas Farelo Malte (%) comerciais enzimático Rendimento de hidrólise (*) (*) Legenda: Rendimento baseado na produção teórica de glicose Fonte: Carioca (1984). Legenda: A) Degradação ao acaso da amilose pela α-amilase com a formação de dextrinas; B) Degradação da amilose pela β-amilase com a formação de maltose; C) Hidrólise da amilose pela glicoamilase com a formação de glicose; D) Degradação ao acaso da amilopectina pela α-amilase com a formação de dextrinas; E) Degradação da amilopectina pela β-amilase com a formação de maltose; F) Degradação da amilopectina pela glicoamilase com a formação de glicose. Fonte: Vitti (2001). Figura 19.5 Hidrólise de amilose e amilopectina a partir de α-amilase, β-amilase e amiloglicosidade. Enzimas desramificantes como a pululanase e isoamilase, em conjunto com enzimas sacarificantes, podem hidrolisar o amido em geral em 100% de açúcares fermentescíveis e aumentar o rendimento em álcool. O farelo enzimático ou farelo embolorado provém do cultivo de microrganismos que possuem enzimas capazes de realizar hidrólise de material amiláceo, a exemplo do Aspergillus oryzae, cujo crescimento se dá sobre farelos de milho, trigo, arroz ou cevada, previamente gelificados. O farelo enzimático, além de ser facilmente produzido, apresenta geralmente alto rendimento em glicose equivalente (DE) quando comparado ao malte. As enzimas comerciais, normalmente advêm do cultivo de Bacillus subtilis no caso de α-amilase e Aspergillus niger ou Aspergillus awamori no caso da amiloglicosidase. A amiloglicosidase é uma exo-amilase, que hidrolisa o amido à partir da extremidade não redutora e rompe as ligações α 1-4 e α 1-6 produzindo glicose. Como observado na tabela 19.4, a hidrólise por enzimas comerciais apresenta maiores rendimentos quando comparada a outros sistemas de hidrólise enzimática. Isto ocorre pela melhoria genética de cepas de microrganismos e pelos preparados enzimáticos mais puros. Fonte: Carioca e Arora (1984). Figura 19.6 Programa de tempo temperatura na hidrólise de amido por processo contínuo e batelada. A Figura 19.6 mostra o esquema de hidrólise contínua em baixa temperatura onde é possível a recuperação de calor, o que proporciona um consumo de vapor baixo, quando comparado a outros processos

7 19.4. PRODUÇÃO DE ÁLCOOL O álcool de mandioca já foi produzido no Brasil nos períodos de grande dificuldade energética. Há relatos na literatura de que essa matéria-prima foi usada no período de 1932 a 1945, que corresponde ao colapso da economia mundial da década de 30 e segunda guerra mundial e na década de 70, com o advento do PROÁLCOOL, política energética brasileira resultante da crise de preço do petróleo no mercado internacional, iniciada em Observou-se que uma vez cessada as dificuldades de momento, abandonava-se a mandioca como matériaprima para a produção de álcool, prevalecendo a utilização da cana-de-açúcar. A supremacia da cana-de-açúcar como matéria-prima para produção de álcool está ligada a quantidade de açúcar e conseqüentemente de etanol, que é possível produzir a partir de uma unidade de área (ha) cultivada por unidade de tempo (ano). Além disso, a cana, ao contrário da mandioca, possui açúcares fermentescíveis que são diretamente metabolizados pela levedura alcoólica, não necessitando de hidrólise prévia na produção do mosto. A cana gera também o bagaço como subproduto de processamento que é usado na produção de energia térmica, elétrica e mecânica. Tabela 19.5 Etanol teórico produzido pela mandioca e cana-de-açúcar. Mandioca Cana-de-açúcar Produtividade agrícola (t./ha.ano) (*) Teor de carboidrato (% massa úmida) 33,50 15 Produtividade em carboidrato (t/ha./ano) 6,70 12 Rendimento teórico (m 3 /t de carboidrato) 0,7183 0,6810 Produtividade em etanol (m 3 /ha./ano) 4,81 8,17 Legenda: (*) Produtividade agrícola expressa com valores médios: para mandioca, produtividade do Sul e Sudestes do Brasil Observa-se na Tabela 19.5 que a baixa produtividade de produção de etanol a partir de mandioca deve-se fundamentalmente à sua baixa produtividade agrícola. Esse fator, associado a necessidade de hidrólise do amido no preparo de mosto, limitam o uso da mandioca como matéria-prima para a produção de álcool. A solução passa pelo aprimoramento das técnicas de cultivo da mandioca, visando elevar a sua produção agrícola e estudar a viabilidade de utilização da parte aérea da planta (cepas e ramas) como fonte de combustível durante o processamento. As quantidades geradas são abordadas no Volume 4 desta Série. A quantidade de energia disponível nestes co-produtos é de Kcal/kg para ramas secas e de Kcal/kg para as cepas secas. Tabela 19.6 Balanço energético da produção de álcool a partir de mandioca e cana-deaçúcar. Energia (Mcal/ha.ano) Cultura Produzida Consumida Álcool Resíduo Total Agricultura Indústria Total Balanço Cana 18,7 17,6 36,3 4,2 10,8 15,0 + 21,3 Mandioca a 13,3 9,1 22,4 4,0 8,9 12,9 + 9,5 Mandioca b 13,3 4,6 17,9 3,4 8,9 12,3 + 5,6 Mandioca c 13,3 0 13,3 2,7 8,9 11,6 + 1,7 Legenda: a Uso total da parte aérea; b Uso de 50% da parte aérea; c Não utilização da parte aérea. Fonte: Carioca e Arora (1984). Vários autores (Carioca e Arora, 1984; Menezes, 1980; Penido Filho, 1981) defenderam a produção de etanol a partir da mandioca. A exemplo dos cereais, essa raiz produz álcool de qualidade superior podendo apresentar outras aplicações além de carburante. A produção de álcool de mandioca poderia ser incentivada em regiões nas quais as condições de solo são impróprias para o cultivo da cana-de-açúcar e apropriadas a essa raiz, que é pouco exigente em fertilidade. Os autores citados propuseram o cultivo da mandioca em regiões de baixa densidade demográfica e de baixa renda per capita, como forma de melhorar a distribuição de renda no País. A produção de etanol a partir de mandioca segue uma linha industrial semelhante à fabricação desse álcool a partir de cereais. As principais operações unitárias envolvidas na manufatura do álcool etílico a partir de mandioca pelo processo ácido e enzímico de hidrólise de amido são mostradas na Figura

8 Sacarificação: É realizada através do uso de ácido mineral (HCl) ou enzimas comerciais (α amilase e amiloglicosidase). Fermentação: A fermentação alcoólica é o processo bioquímico, que ocorre no citoplasma da levedura alcoólica, responsável pela transformação de açúcar em álcool etílico. Esse processo bioquímico é realizado por mais de uma dezena de enzimas, mas pode ser sintetizado pela equação química 2: Equação 2 C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 Como o carboidrato de reserva da mandioca é o amido, essa equação pode ser reescrita teoricamente da seguinte forma : Equação 3 (C 6 H )n + n H 2 O 2n C 2 H 5 OH + 2n CO 2 Figura 19.7 Fluxograma da produção de álcool a partir de mandioca: a) Hidrólise ácida; b) Hidrólise enzimática. Pesagem Lavagem Descascamento: Após a pesagem, as raízes de mandioca são lavadas e descascadas em descascadores lavadores para a eliminação de terra, areia e outras impurezas, que afetam negativamente os equipamentos e o processo (ver essas etapas de processo no Capítulo 7 deste Volume, sobre produção de fécula). Desintegração: A raiz é ralada da mesma forma que para fabricação de fécula. A desintegração da mandioca é feita para aumentar a sua superfície específica e facilitar a penetração do calor, a gelificação e o ataque das enzimas amilolíticas ou do ácido, durante a fase de sacarificação do amido. Se a raspa de mandioca é usada como matéria-prima, dispensam-se as operações de lavagem descascamento. Neste caso a raspa é moída em moinho de martelo. Os rendimentos teóricos da fermentação da glicose e do amido podem ser facilmente calculados em 647,0 e 718,9 litros de etanol por tonelada de carboidrato, respectivamente. O maior rendimento teórico da fermentação alcoólica do amido deve-se ao fato dessa molécula apresentar-se mais desidratada em relação à glicose. Na síntese do amido, a partir da polimerização da glicose, perde-se uma molécula de água para cada ligação α 1-4 ou α 1-6 realizada. Por ocasião da hidrólise esta água é novamente incorporada. A literatura (Lima e Marcondes, 1979), cita que o rendimento industrial a partir da transformação amido glicose álcool está entre 600 e 610 litros de álcool por tonelada de fécula proveniente de raízes frescas de mandioca. Portanto, com base nos rendimentos teórico e prático apresentados, pode-se calcular a eficiência global do processo industrial de transformação da fécula de mandioca em etanol entre 83,5 e 84,9%. Assim, no processamento de uma tonelada de fécula de mandioca para a produção de álcool, são perdidos no processo aproximadamente kg desse carboidrato. O uso de enzimas desramificantes pode reduzir essas perdas, permitindo uma melhor hidrolise do amido e redução da quantidade de dextrinas limites. Os processos de condução de fermentação alcoólica são classificados em descontínuos (batelada), batelada alimentada e contínuos. No caso particular da produção industrial de álcool a partir de mandioca, processos descontínuos e con

9 tínuos com recirculação de células devem ser utilizados, pois a reciclagem do fermento aumenta a concentração de levedura no mosto em fermentação, aumentando a produtividade do processo, como pode ser visto na tabela Tabela 19.7 Produtividade de alguns processos de fermentação alcoólica. Processo Produtividade (g / L. h) Descontínuo 2 Descontínuo com recirculação de células 15 Contínuo mono-estágio 5 Contínuo multi-estágio 12 Contínuo com recirculação de células 40 Fonte: Rehm e Reed (s/d). O processo descontínuo com reaproveitamento de células é conhecido no meio sucroalcooleiro com a denominação de descontínuo alimentado, batelada alimentada ou Melle-Boinot (Figura 19.8). Nesse processo, o inóculo já preparado no fundo do fermentador recebe o mosto em filete contínuo até o enchimento da dorna. A fermentação é monitorada pelo controle de sua temperatura e pelo acompanhamento da atenuação do Brix do mosto. Quando a atenuação limite ( Brix constante) é atingida a fermentação é considerada encerrada e o vinho (mosto fermentado), juntamente com o fermento em suspensão, são enviados à uma centrífuga. Esse equipamento separa as células de levedura do vinho. O vinho praticamente isento de células segue para a destilaria, visando a recuperação do álcool etílico, enquanto que o fermento passa por tratamento químico. As leveduras são enviadas para uma cuba de tratamento na qual recebem água na proporção de 1 : 1 e ácido sulfúrico até que o ph do meio caia para 2,5 3,0. As células permanecem nesse ph por duas horas, sob agitação realizada por um agitador mecânico ou por injeção de ar. Esse tratamento é realizado visando destruir a maior parte dos microrganismos contaminantes, bem como as leveduras alcoólicas debilitadas. Após o tratamento químico, o fermento é enviado novamente ao fermentador, reiniciando o processo. Figura 19.8 Processo descontínuo de fermentação alcoólica com recirculação de levedura. O processo contínuo de fermentação alcoólica pode ser conduzido com uma ou mais dornas ligadas em série. O sistema com dornas ligadas em série deve ser preferido, por apresentar maior produtividade (Tabela 19.7). Nesse processo, representado de forma esquemática na Figura 19.9, o primeiro fermentador recebe continuamente mosto e ar, os quais fornecem às leveduras alcoólicas, nutrientes e oxigênio para a multiplicação e produção de etanol. O mosto parcialmente fermentado do primeiro fermentador é enviado em fluxo contínuo para os demais fermentadores, os quais apresentam tempo de residência que varia em função do volume e fluxo de mosto. A fermentação deve terminar na última dorna. O vinho, contendo o fermento em suspensão, que sai continuamente da última dorna, é enviado para centrifugação. Após essa operação, o vinho delevurado segue para a destilaria para recuperação do etanol, enquanto o fermento passa por tratamento ácido, tal como foi descrito no processo Melle-Boinot (Figura 19.8), retornando posteriormente ao processo

10 Figura 19.9 Processo contínuo de fermentação alcoólica com recirculação de levedura. No processo descontínuo alimentado, o fermentador é esvaziado a cada ciclo de operação possibilitando a sua limpeza e higinização. Já no processo contínuo as dornas estão permanentemente cheias, impossibilitando qualquer operação desse tipo. Dessa forma, o cuidado com as infecções deve ser redobrado nos processos contínuos. Por outro lado, os processos em batelada apresentam tempos mortos (esvaziamento e limpeza de dorna), os quais diminuem a produtividade. Além disso, exigem mais mão de obra e são mais difíceis de serem automatizados. Em função do exposto, a fermentação contínua deve ser preferida desde que haja condições técnicas para a sua implantação. Destilação: A destilação é um processo de separação de componentes de uma mistura que está baseado na volatilidade de cada um desses componentes, numa dada temperatura e pressão. Na destilação, a mistura é aquecida até a ebulição, sendo que os vapores são resfriados até sua condensação. Se a mistura é heterogênea, composta por dois líquidos imiscíveis, o destilado será constituído pelo líquido mais volátil. No caso de uma mistura homogênea formada por dois líquidos miscíveis, o destilado terá em sua composição os dois componentes, mas, com predominância do mais volátil. Misturas hidroalcoólicas apresentam à pressão atmosférica uma temperatura de ebulição entre 78,35 e 100,0 C, respectivamente a temperatura de ebulição do etanol e da água. A temperatura de ebulição da mistura hidroalcoólica será tão mais próxima de 78,35 C quanto maior sua riqueza em etanol. No processo de fabricação de álcool a partir de mandioca, o líquido a ser destilado é o mosto fermentado ou vinho. Esta mistura é composta por componentes que coexistem na fase gasosa, líquida e sólida. O principal componente gasoso é o CO 2 formado na fermentação alcoólica do mosto. A fase líquida, mais importante em termos quantitativos, é constituída por água (88 93%), etanol (7 12%) e outros constituintes secundários, representados quimicamente por aldeídos, ácidos orgânicos, ésteres, álcoois superiores, glicerol, furfural, etc. Na fase sólida encontram-se os sólidos insolúveis, constituídos por células de leveduras e bactérias, bagacilho, etc. e os sólidos solúveis ou extrato do vinho, representados pelos sais minerais, açúcares não fermentados, açúcares infermentescíveis, entre outros. Os processos de destilação alcoólica são classificados em contínuos e descontínuos. Estes últimos, também conhecidos como intermitentes ou em batelada, são conduzidos em equipamentos denominados alambiques e são usados na produção artesanal de bebidas destiladas, como é o caso da tiquira (cachaça de mandioca produzida na região amazônica do Brasil). Na produção industrial de álcool utiliza-se o processo contínuo, que usa colunas ou torres de destilação. Dependendo do produto que se deseja produzir (álcool hidratado ou anidro), utiliza-se diferentes colunas e diferentes processos de condução da destilação. As colunas de destilação são compostas por uma série de caldeiras de destilação superpostas, as quais recebem o nome de pratos ou bandejas. A junção superposta de duas ou mais bandejas forma um gomo, os quais são ligados entre si por flanges e resultam na formação de um tronco cilíndrico: a coluna de destilação. No interior da coluna, a comunicação entre as bandejas é feita por sifões de destilação, através dos quais o líquido a ser destilado desce do topo até a sua base (caldeira), desalcoolizando-se. Nas bandejas encontram-se aberturas na forma de calotas, válvulas ou simples perfurações, através das quais os vapores alcoólicos sobem da base para o topo da coluna. As colunas possuem em sua base uma caldeira aquecida por vapor direto ou indireto e como acessórios, condensadores localizados acima de seus topos e trocadores de calor. A temperatura é maior na base e menor no topo da coluna, enquanto que o teor alcoólico dos vapores que sobem a coluna apresenta o comportamento inverso. A Figura mostra o desenho de duas bandejas superpostas no interior de uma coluna de destilação

11 Figura Desenho esquemático de duas bandejas de uma coluna de destilação. Þ Produção do álcool hidratado: Na fabricação de álcool hidratado utilizam-se duas colunas, de destilação e de retificação, conforme Figura A coluna de destilação é, na verdade, constituída por três colunas superpostas: coluna A (esgotamento), coluna A1 (epuração) e coluna D (concentradora de cabeça). Essa coluna (A, A1 e D) é responsável pela destilação do vinho, através da qual obtém-se o flegma (produto da destilação), a vinhaça e o álcool de segunda ou álcool bruto (subprodutos). Figura Produção de álcool hidratado por processo contínuo. A coluna de retificação é formada por dois troncos: B (concentração) e B1 (esgotamento), tendo como finalidade a concentração e a purificação do flegma, resultando na produção de álcool hidratado ou retificado (produto da retificação) flegmaça, álcool fúsel e álcool de segunda (subprodutos). Ambas as colunas são, geralmente, de bandeja contendo calotas. O número de pratos por coluna é distribuído da seguinte maneira: coluna A 16 coluna A1 8 coluna D 6 coluna B 43 coluna B1 13 O vinho pré-aquecido entra na parte superior da coluna A1, onde há separação dos produtos leves ou de cabeça, que são substâncias que possuem ponto de ebulição menor que o do etanol e pertencentes à função química dos ésteres e dos aldeídos. Esses produtos de cabeça, acompanhados por quantidade determinada de etanol e água, se concentram na coluna D, de onde são retirados na forma de álcool de segunda (92 GL). O vinho epurado na coluna A1, desce a coluna A de bandeja em bandeja através dos sifões, num processo de esgotamento progressivo, saindo de sua base (caldeira) na forma de vinhaça, cuja concentração de etanol não deve superar 0,03 GL. Os vapores alcoólicos gerados na coluna A sobem de bandeja em bandeja através das calotas (válvulas ou perfurações) e acumulam em seu topo na forma de flegma, cuja concentração pode variar de 45 a 65 GL, dependendo das condições de operação dessa coluna. O flegma, juntamente com o produto de fundo da coluna D, ou componentes não eliminados pela epuração do vinho (etanol, água, álcoois superiores e pequenas quantidades de ésteres e aldeídos), são enviados para a coluna de retificação. Em marcha normal, a primeira coluna (A; A1; D) apresenta os seguintes parâmetros operacionais: temperatura da caldeira da coluna A C pressão na caldeira da coluna A 4,2 a 4,5 mca. temperatura na bandeja de carga (A-16) C O flegma retirado do topo da coluna A é enviado na fase de vapor para o topo da coluna B1, onde desce de bandeja em bandeja, desalcoolizando-se progressivamente, até sair pela sua base (caldeira) na forma de flegmaça. Os vapores alco

12 Como relatado, a primeira experiência brasileira de produção de álcool de mandioca ocorreu no período de 1932 a 1945, período compreendido entre a grande crise do sistema capitalista e o final da segunda guerra mundial. Nesse período, o país chegou a produzir anualmente 60 milhões de litros de álcool carburante que foram misturados à gasolina. Mais recentemente, com a criação do PROÁLCOOL, a Petrobrás instalou em 1976 no município de Curvelo MG a destilaria denominada Calminas que utiliólicos formados na coluna B1 sobem de bandeja em bandeja em direção ao topo da coluna B. Nesse processo se subida, há separação dos produtos de cauda e de cabeça. Os componentes de cauda apresentam ponto de ebulição maior que o do etanol e são constituídos por álcoois superiores, isto é, álcoois de cadeia longa. Por influência da barreira térmica existente no tronco de retificação, o álcool fúsel, como também é conhecido, fica retido nas bandejas localizadas no topo da coluna B1 e base da coluna B, de onde é retirado na concentração de GL. Os compostos de cabeça ésteres e aldeídos acumulam-se no topo da coluna B e são retirados na forma de álcool de segunda, contendo GL. O álcool hidratado, isento das impurezas de cabeça e de cauda, fica retido nas bandejas intermediárias do último goma da coluna B, sendo retirado desta na concentração de 96,0-96,5 GL. Os parâmetros operacionais da retificação são: temperatura na caldeira da coluna B C pressão na caldeira da coluna B1 3,2-3,5 mca. temperatura na bandeja de carga (B-4) C Em virtude de sua simplicidade e facilidade, a primeira técnica é a mais utilizada no Brasil. Os equipamentos usados na produção do álcool anidro são os mesmos utilizados para a fabricação do álcool retificado, acrescidos de uma coluna desidratadora (C) e seus acessórios (condensadores, decantador e coluna de debenzolagem) (Figura 19.12). O álcool hidratado ao sair da coluna B é enviado à bandeja 28, que se localiza próxima ao topo da coluna C. O ciclo-hexano é introduzido no topo da coluna C e desce de bandeja em bandeja, misturando-se ao álcool hidratado e formando misturas azeotrópicas. O ternário ciclo-hexano / etanol / água é o mais volátil, possui ponto de ebulição de 64,85 C e, acumula-se no topo da coluna, de onde é retirado e reciclado no processo. O binário ciclo-hexano / etanol apresenta temperatura de ebulição de 68,2 C e se localiza na região intermediária da coluna. O álcool anidro, que é o componente menos volátil (78,35 C), desce até a base da coluna, de onde é retirado do processo. Þ Produção de álcool anidro: Com a prática da retificação, consegue-se produzir uma solução hidroalcoólica, cuja concentração não ultrapassa 97,2 GL. Nesta concentração, a água forma com o etanol uma mistura azeotrópica, isto é, a temperatura de ebulição dessa mistura (78,15 C) é menor que a temperatura de ebulição do seu componente mais volátil, que nesse caso é o etanol (78,35 C). Dessa forma, não se consegue fracionar a mistura por processos convencionais de destilação. Para produzir álcool anidro (99,5-99,8 GL) é necessário introduzir alterações no processo de destilação para fracionar a mistura azeotrópica. A literatura cita duas técnicas de desidratação: a) Mariller, que emprega a glicerina (glicerol) como absorvente de água e, b) Melle-Guinot, que utiliza o benzol (benzeno) para a formação de novas misturas azeotrópicas, liberando o etanol em sua forma anidra. Devido à toxidez do benzeno, este produto foi substituído pelo ciclo-hexano nas destilarias que produzem álcool anidro. Existem quatro técnicas de desidratação baseadas no processo Melle-Guinot: 1ª técnica: desidratação do álcool retificado puro (96 GL); 2ª técnica: desidratação do álcool retificado impuro; 3ª técnica: desidratação do flegma de alto grau (90-91 GL); 4ª técnica: desidratação de mostos fermentados (vinhos). Figura Produção de álcool anidro por processo contínuo

13 zou mandioca como matéria-prima para produção de álcool. Essa destilaria iniciou sua atividade em dezembro de 1977 e após um ano de operação produziu quatro milhões de litros, o que correspondeu a 11 mil litros diários, contra uma produção inicialmente prevista de 60 mil litros / dia. A produção diária máxima alcançada foi de 25 mil litros nas épocas de maior disponibilidade de matéria-prima. No campo, a maior dificuldade encontrada foi o suprimento de matéria-prima, resultado da baixa produtividade agrícola (6-8 t/ha). Esse baixo desempenho agrícola foi atribuído à incidência de bacteriose na lavoura e à escolha de variedades inadequadas para as condições ecológicas da região. Além disso, naquela região de cerrado, os agricultores não tinham tradição de cultivo dessa raiz. Para agravar ainda mais o problema, as lavouras de mandioca localizavam-se longe da destilaria e o transporte era feito por estradas de difícil acesso, elevando sobremaneira o custo de transporte da matéria-prima. Na indústria, houve problemas com o recebimento e o transporte das raízes até a operação de lavagem / descascamento. Na extração, o moinho convencional, semelhante aos usados nas fábricas de fécula e farinha, foi substituído por um sistema mais resistente que conjugava trituração e moagem, com a inclusão de um moinho de martelo. Modificações também foram feitas no sistema de filtração do vinho, visando a remoção de sólidos em suspensão e facilitar o processo de destilação. Em função de todas as dificuldades citadas e do mal planejamento da empresa, o rendimento industrial obtido foi de 172 litros de álcool por tonelada de raiz, muito longe do rendimento teórico máximo estimado em 240 litros / tonelada de mandioca (Tabela 19.3). voláteis não etanol) não pode ser inferior a 200 e nem superior a 650 mg por 100 ml de álcool anidro. A tiquira é consumida pela população de baixa renda do norte e nordeste do Brasil. O Estado do Maranhão é o principal produtor da bebida, sendo que a fabricação está concentrada nas cidades de Santa Quitéria, Barreirinhas e Humberto de Campos. A produção de tiquira é artesanal e sua comercialização se faz no mercado informal, não havendo dados estatísticos de produção e nenhum registro de produtor no Ministério da Agricultura. Atualmente, observa-se um crescente interesse do público consumidor pelos produtos artesanais, com destaque para aqueles produzidos de forma biológica, isto é, sem a utilização de insumos químicos tais como agrotóxicos, adubos minerais, etc. Pelas características de sua produção, os fabricantes de tiquira podem perfeitamente explorar esse nicho de mercado. A matéria-prima usada na fabricação de tiquira é a mandioca usada na produção de farinha. As raízes, após serem lavadas e descascadas, são raladas em raladores próprios e prensadas para a eliminação de uma parte de sua umidade (ver Capítulo 20 deste Volume, sobre produção de farinha) PRODUÇÃO DE AGUARDENTE DE MANDIOCA TIQUIRA De acordo com a legislação brasileira, tiquira é a bebida com graduação alcoólica de 36 a 54 GL, obtida do destilado alcoólico simples de mandioca, ou pela destilação de seu mosto fermentado. A destilação da tiquira deve ser efetuada de forma que o destilado tenha o aroma e o sabor dos elementos naturais voláteis contidos no mosto fermentado, derivados do processo fermentativo ou formados durante a destilação. Segundo a mesma legislação, a tiquira pode conter até 30 g de açúcar / L. Quando a quantidade de açúcar adicionado for superior a 6 g / L, a denominação deve ser seguida da palavra adoçada. O coeficiente de congêneres (impurezas Fonte: ONG Raízes, Botucatu, SP. Figura Formação do beiju, numa empresa artesanal do Maranhão. A massa prensada, contendo aproximadamente 50% de umidade, é esfarelada e distribuída sobre a superfície de uma chapa quente aquecida à lenha para formar bolos de 30 cm de diâmetro e 3 a 4 cm de espessura. Pelo aquecimento uniforme de ambos os lados do bolo, haverá a gelificação do amido próximo às superfícies externas, resultando na formação do beiju, que apresenta uma estrutura coesa (Figura 19.13)

14 Os beijus contendo amido sacarificado são colocados em fermentadores rústicos, normalmente cochos de madeira (Figura 19.16) e em seguida são cobertos com água. Após algumas horas de repouso, o meio é agitado e deixado em repouso para fermentar. A fermentação é natural e utiliza os microrganismos que ocorrem naturalmente no beiju, na água e na parede interna dos cochos. O tempo de fermentação é de 48 a 72 horas. Pela descrição, trata-se de um processo descontínuo de fermentação alcoólica, que utiliza população mista de microrganismos, dentre as quais devem prevalecer cepas de leveduras alcoólicas. Figura Fluxograma da produção de tiquira. Os beijus são colocados em local sombreado, mas suficientemente quente para permitir o crescimento de bolores, cujos esporos são naturais daquela região (Figura 19.15). Os fungos que crescem de forma predominante nos beijus são: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae e Neurospora sitophila. No início, os bolores crescem apenas superficialmente e, depois de alguns dias, o micélio penetra no interior do beiju, hidrolisando o amido através da atividade de enzimas amilolíticas exógenas. Nesse processo, o amido do beiju é transformado em açúcar. Fungos Fonte: ONG Raízes, Botucatu, SP. Figura Armazenamento dos beijus para crescimento de fungos. Fonte: ONG Raízes, Botucatu, SP. Figura Cocho de madeira para fermentação dos beijus. Terminada a fermentação, o meio fermentado é coado para a separação dos sólidos insolúveis. Estes, quando presentes na destilação, sofrem pirólise na caldeira do destilador, afetando negativamente a qualidade do destilado. A destilação da tiquira é feita em alambique simples, portanto, através de processo descontínuo. Independentemente do modo de aquecimento da caldeira do alambique (Figura 19.17), a destilação deve ser conduzida de forma branda, sem pressa, devendo-se identificar e separar as frações de cabeça, coração e cauda. Na fração de cabeça, a primeira a sair do destilador, estão presentes os componentes mais voláteis que o etanol, dentre eles os ésteres e os aldeídos. Na fração cauda, a última a deixar o alambique, há os componentes menos voláteis que o álcool etílico, dentre eles os álcoois superiores (fúsel). Tanto a cabeça como a cauda devem ser separadas e destiladas na partida seguinte. A parte nobre da destilação é constituída pelo coração, que é pobre em impurezas de cabeça e de cauda. Essa é a fração que deve ser aproveitada para a produção da tiquira

15 África do Sul (61 litros / habitante/ano). Países europeus tradicionais produtores de cerveja, como é o caso da Alemanha, apresentam consumo per capta em torno dos 150 litros/habitante/ano, o que demonstra o potencial de crescimento das cervejarias brasileiras MATÉRIAS-PRIMAS PRODUÇÃO DE CERVEJA Figura Alambique de destilação simples. A legislação brasileira (Brasil, 1997) define a cerveja como sendo a bebida obtida pela fermentação alcoólica do mosto cervejeiro oriundo do malte de cevada e água potável, por ação da levedura cervejeira, com adição de lúpulo. O malte usado na elaboração da cerveja e o lúpulo podem ser substituídos pelos seus respectivos extratos. Parte do malte pode ser substituída por cereais maltados ou não, e por carboidratos de origem vegetal, transformados ou não. De acordo com a mesma legislação, a formulação da cerveja pode receber mandioca ou produtos dela derivados na proporção de até 80% m/m, calculado sobre o extrato. Quando a proporção de mandioca (ou seus produtos) na formulação da cerveja estiver entre 50 e 80% m/m, na base do extrato, a bebida deve ser denominada cerveja de mandioca. O mesmo vale para outras raízes ou matérias-primas sacarinas e amiláceas. De acordo com Berto (2002), a produção brasileira no ano 2002 girou em torno de 8,5 bilhões de litros. Com essa produção, o Brasil está colocado entre os quatro maiores produtores de cerveja do mundo, ficando atrás dos EUA (23 bilhões de litros), China (18 bilhões de litros) e Alemanha (10,5 bilhões de litros). Apesar da elevada produção, o consumo per capta ainda é baixo: 50 litros/habitante/ano, ficando abaixo de países como Venezuela (76 litros/habitante/ano) e As matérias primas utilizadas na fabricação de cerveja são o malte, o lúpulo, a água e os adjuntos. Na Alemanha estes últimos são proibidos por lei desde o século XVI, portanto, nesse país produz-se apenas cerveja de puro malte. Define-se malte como sendo o produto da germinação controlada das sementes de cevada, para emprego industrial, utilizado na fabricação de cerveja, uísques, farináceos e outros produtos alimentícios. Outros cereais também podem ser maltados e quando isso ocorre o nome do cereal acompanha o termo malte identificando-o como malte de milho, de trigo, de arroz, etc. A finalidade fundamental da maltagem é elevar o conteúdo enzimático dos grãos de cevada ou qualquer outro cereal através da síntese de amilases, proteases, glucanases, etc., aumentando assim o seu poder diastático. Essas enzimas, durante o processo de mosturação, catalizam as reações de quebra das macromoléculas (proteínas, amido, glucano, etc.) presentes nas matérias-primas, em compostos menores, solúveis no mosto. Além disso, a maltagem melhora consideravelmente a palatabilidade dos cereais. O malte apresenta em sua composição alto teor de carboidratos ou de extrato fermentável. A proteína presente encontra-se em quantidade e qualidade suficiente para a nutrição das leveduras durante a fermentação, como também para a formação de espuma no produto final. Ainda mais, o malte confere sabor, odor e corpo característicos à cerveja. O lúpulo (Humulus lupulus) é uma planta dióica, com flores masculinas e femininas em indivíduos diferentes, não havendo, portanto, planta hermafrodita. O interesse industrial recai sobre a planta feminina, mais precisamente sobre as flores na forma de cone ou do fruto delas resultante. Na maioria dos cultivos, as plantas machos são erradicadas, gerando assim lúpulo sem semente. Esse tipo de lúpulo é utilizado para a fabricação de cervejas lager. Na Inglaterra, a produção das tradicionais cervejas ale se faz com planta fertilizada, apresentando semente. As flores femininas ou os frutos delas decorrentes, são ricas em glândulas amarelas contendo lupulina (resinas, óleos essenciais, etc.), responsável pelo aroma e amargor característicos do lúpulo na cerveja. O lúpulo, além de conferir aroma e