ESTUDO DAS POTENCIALIDADES DA APLICAÇÃO DE LEVEDURAS ENCAPSULADAS PARA ELABORAÇÃO DE VINHOS ESPUMANTES Autores: Thais Caroline ZATTERA 1, Fabiana Foralosso BORTOLINI 2, Álvaro Vargas JUNIOR 3, Nei FRONZA 3, Rodrigo Nogueira GIOVANNI 3, Anaeli ZAPPAROLI. 3 Identificação autores: 1 Bolsista PIBITI/Cnpq. 2 Orientador IFC-Campus Concórdia; 3 Membros do projeto. Introdução Entende-se por fermentação alcoólica um conjunto de reações bioquímicas catalisadas por microorganismos, tais como as leveduras. A levedura Saccharomyces cereviseae é mais comumente encontrada comercialmente como levedura seca ativa. Com o decorrer do tempo, em função dos avanços das pesquisas na área de fermentações, houve a necessidade de se buscar novas tecnologias para obtenção de produtos de valor econômico. Recentemente, a fermentação tem emergido como uma tecnologia fundamental e vital, como uma força integrante da biotecnologia moderna (PANTOJA, 2006). Uma alternativa encontrada para modificar a estrutura morfológica destes microrganismos é a imobilização das células, de maneira que seja preservada a atividade catalítica desejada, para aplicação tanto em escala de laboratório quanto industrial (KOURKOUTAS et al., 2004; PRASAD et al., 2005). Por outro lado, o uso de células imobilizadas tem sido considerado como uma alternativa para aumentar a produtividade global de fermentações, tradicionalmente realizadas com células em suspensão, uma vez que permite o trabalho com elevadas concentrações celulares no reator (RAMAKRISHNA E PRAKASHAM, 1999). Uma das aplicações da levedura encapsulada é, a utilização em processos de elaboração de bebidas fermentadas, entre os quais encontram-se os vinhos e espumantes, onde encontramos o método Charmat e o método Champenoise (Tradicional). Este estudo objetivou avaliar as potencialidades da aplicação de leveduras encapsuladas no processo de elaboração de vinhos espumantes.
Material e Metódos Para os ensaios de encapsulação foi utilizada a levedura seca ativa comercial: Saccharomyces cereviseae (Indupropil @ ), alginato de sódio de alta viscosidade e cloreto de cálcio (Nuclear). O sistema de produção de cápsulas foi composto em um recipiente com saída na base, onde foram colocadas a solução geleificante contendo 2g de alginato de sódio previamente dissolvido em 100 ml de água destilada sob aquecimento e agitação magnética, e a levedura 2,5g foi hidratada em igual volume de água destilada. Pela saída na base do frasco ocorreu o fluxo da solução que gotejava em um recipiente contendo solução de cloreto de cálcio (CaCl 2 ) (2,0%). No processo fermentativo foram controlados: consumo de açúcares em refratômetro, produção de álcool em ebuliômetro e ph em phmetro. As análises foram realizadas a cada 5 dias durante aproximadamente 60 dias. O processo fermentativo ocorreu à temperatura controlada de 18 C. O vinho base foi elaborado seguindo as recomendações de boas práticas de fabricação. Ao final do processo, foi adicionado 24 g/l de sacarose comercial para garantir a formação de dióxido de carbono em 6 bars de pressão. Este, foi dividido em duas partes (tratamentos), sendo o tratamento 1 (T1) com a adição de levedura seca ativa (LSA) e o tratamento 2 (T2), com o uso de levedura encapsulada (LE). Em cada unidade amostral foram adicionadas leveduras livres ou encapsuladas em concentrações de 1g/L, sendo que o volume de mosto em cada unidade amostral (garrafa) foi de 450 ml. (2001): Os estudos dos parâmetros do processo se deram de acordo com Borzani et al., Velocidade onde: V= ΔP = (g/100ml/dia) Δt Rendimento por: R= ΔP x 100 = (%) ΔS Eficiência por: E= Álcool produzido x 100 = (%)
Álcool teórico Resultados e Discussão Encapsulação de leveduras Os resultados obtidos indicaram que o método utilizado para a encapsulação mostrou-se eficiente e as LE produzidas apresentaram-se uniformes em esferas regulares e de tamanho de 0,4mm. A Figura 1 apresenta o aspecto das leveduras encapsuladas produzidas. Fermentação alcoólica As LE rapidamente iniciaram o processo de conversão de açúcares em álcool, enquanto a LSA apresentou uma fase de adaptação ao substrato maior. Foi possível verificar que durante a segunda fermentação em garrafa, os açúcares foram consumidos na medida em que o teor alcoólico aumentava. A Figuras 1 apresentam respectivamente os resultados da fermentação alcoólica das LSA (Tratamento 1) e das LE (Tratamento 2), com a avaliação dos parâmetros de fermentação: consumo de açúcares e produção de etanol. Figura 1: Comportamento da fermentação da LSA (tratamento 1) e LE (tratamento 2).
É possível verificar que, a medida em que os açúcares são consumidos, o etanol vai sendo produzido. A Tabela 1 apresenta os resultados analíticos dos produtos finais nos dois processos de fermentação alcoólica. Tabela 1: Características analíticas do produto final para os dois tratamentos Tratamentos Acúcares (%) Álcool (%) T1 (com LSA) 7,4 11,15 T2 (com LE) 7,6 10,37% Com base no teor de açúcar é possível classificar o vinho espumante obtido como vinho espumante natural doce segundo PORTARIA N.º 229, DE 25 DE OUTUBRO DE 1988, onde o mínimo de 60,1 g/l de açúcar é designado de doce. Parâmetros do processo: A Tabela 2 apresenta os resultados dos parâmetros de consume de substrato, formação de produto, rendimento e eficiência entre os tratamentos utilizados. Tabela 2: Comparações de rendimento, eficiência e velocidade dos processos fermentativo entre os tratamentos. Tratamentos Rendimento Eficiência Velocidade rs Velocidade rp LE 47,50% 93,40% 0,02g/100mL/dia 0,010g/100mL/dia LSA 50% 97,20% 0,023g/100mL/dia 0,012g/100mL/dia Apesar dos resultados apontarem maior desempenho da LSA, foi possível observar que o uso de LE permitiu a obtenção de uma bebida límpida e transparente, podendo inclusive, ser reutilizada em outros processos, já que as leveduras são facilmente recuperadas ao final da fermentação. Além disso, a etapa de remuage não foi necessária para o tratamento com LE.
Conclusão Foi possível verificar que o uso da LE apresentou resultados satisfatórios para obtenção do vinho espumante, especialmente com relação a redução de etapas de processo, como a remuage e tratamentos finais de clarificação e filtração. A encapsulação de células constitui uma técnica útil e promissora para aumentar a produção de alimentos e bebidas em geral. Portanto demonstrou novas perspectivas para a aplicação de células imobilizadas em processos industriais. A encapsulação pode ser utilizada como uma ferramenta para aumentar a eficiência de processos biotecnológicos e, consequentemente, reduzir custos de produção. Referências BORZANI, W. (coord.) Biotecnologia industrial: Biotecnologia na produção de alimentos. São Paulo. Editora E. Blücher. v. 4. 2001. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA. PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Complementação de Padrões de Identidade e Qualidade de Vinho. Portaria nº 299, de 25 de janeiro de 1988. KOURKOUTAS, Y.; MCERLEAN, C.; KANELLAKI, M.; HACK, C. J.; MARCHANT, R.; BANAT, I. M.; KOUTINAS, A. A. High-temperature wine making using the thermotolerant yeast strain Kluyveromyces marxianus IMB3. Applied Biochemistry and Biotechnology, Clifton, v. 112, n. 1, p. 25-35, 2005. PANTOJA, L. Seleção e Aproveitamento Biotecnológico de Frutos Encontrados na Amazônia para Elaboração de Bebida Alcoólica Fermentada Utilizando Levedura Imobilizada. Tese (Biotecnologia), Universidade Federal do Amazonas, 2006. RAMAKRISHNA, SV.; PRAKASHAM, RS. Microbial fermentations with immobilized cells. Current Science. v.77, p. 87-100, 1999.