Produção de Cachaça de Qualidade: uma alternativa para a Agricultura Familiar Fonte: Mapa da Cachaça A cachaça: aspectos históricos, econômicos e legislação. Dr. Leandro Marelli de Souza marelliuenf@hotmail.com Onde Surgiu a Cachaça? Capitania de São Vicente Destilados do Mundo Baseados na fundação da Vila de São Vicente e instalação de engenhos de açúcar em 1532, pela primeira expedição oficial para a colonização do Brasil, comandada por Martim Afonso de Souza. Dessa forma, há defensores que consideram tal fato como sendo o berço da cachaça. Figura: País de origem, teor alcoólico e os ingredientes de 12 tipos diferentes de bebidas destiladas.
Onde Surgiu a Cachaça? Onde Surgiu a Cachaça? de Itamaracá Feitoria d e Itamaracá Feitoria de É muito provável que a Cachaça tenha sido destilada (intencionalmente) pela primeira vez, entre 1516 e 1526, em algum engenho estabelecido na Feitoria de Itamaracá, que mais tarde, a partir de 1534, veio a se transformar na Capitania de Itamaracá, no atual litoral pernambucano. Pesquisas Arqueológicas, realizadas pela Universidade Federal da Bahia, descobriram a localização de um engenho, datado de 1520, nas redondezas de Porto Seguro, na Bahia. A Cachaça é Nossa! Das três versões Sobre o surgimento da Cachaça, o fato é que ela foi destilada, pela primeira vez, em algum engenho do litoral brasileiro, entre os anos de 1516 e 1532, nos primeiros anos da colonização do Brasil por Portugal. CACHAÇA: origem do nome Aguardente, pinga, abrideira, birita, cana, caninha, branquinha, caiana, parati, azuladinha, boa, danada, elixir, homeopatia, malvada, perigosa, preciosa, pura, purinha, remédio, teimosa, água benta etc. Portugal Espanha Brasil Cachaço (porco) (*) Versão mais provável. Cachaza (bagaceira ruim) (*) Cachaça (Século XVI) Cagaça (borra de melaço)
A Cachaça é Brasileira! 2001 - Decreto 4.062: Definiu as expressões Cachaça", "Brasil" e Cachaça do Brasil" como indicações geográficas, de uso restrito aos produtores estabelecidos no País.... Mas foi com a CACHAÇA que o brasileiro pobre enfrentou a floresta e o mar, varou esse mundo de águas e de terras, construiu essa confusão meio dolorosa, às vezes pitoresca, mas sempre comovente a que hoje chamamos Brasil. E com essa CACHAÇA que ele, através dos séculos, vela seus mortos, esquenta seu corpo, esquece a dureza do patrão e a falseta do companheiro. Ela faz parte do seu sistema de sonho e vida; é como um sangue da terra que ele põe no próprio sangue. A cachaça também é nossa Rubem Braga Instrução Normativa n 13, de 29 de junho de 2005, do MAPA Cachaça Aguardente de Cana Denominação típica e Graduação alcoólica: 38% exclusiva da Aguardente de a 54% vol. (20 ºC), obtida Cana produzida no Brasil. do destilado alcoólico Graduação alcoólica: 38% a simples de cana-de- 48% vol. (20 ºC). açúcar ou pela destilação Obtida pela destilação do mosto do mosto fermentado do fermentado do caldo de cana- caldo de cana-de-açúcar. de-açúcar com características Pode ser adicionada de sensoriais peculiares, podendo ser açúcares até 6 g L - 1, adicionada de açúcares até 6 g L - 1, expressos em sacarose. expressos em sacarose. Componentes Unidade Mínimo Limite Máximo Aguardente % em v/v de etanol a 20 0 C 38 54 Cachaça % em v/v de etanol a 20 0 C 38 48 Sacarose, em açúcar refinado, cristal, invertido ou glicose*** Partículas em suspensão (resíduo vegetal) Instrução Normativa n o 13 g.l -1 de bebida 0 30 ---- ausentes ausentes Extrato seco g.l -1 de bebida --- 6 Acidez volátil, em ácido acético mg 100 ml -1 álcool anidro --- 150 Ésteres, em acetato de etila mg 100 ml -1 álcool anidro --- 200 Aldeídos, em acetaldeído mg 100 ml -1 álcool anidro --- 30 Furfural + Hidroximetilfurfural mg 100 ml -1 álcool anidro --- 5 Alcoóis superiores* mg 100 ml -1 álcool anidro --- 360 Congêneres** mg 100 ml -1 álcool anidro 200 650 *Alcoóis superiores = soma dos alcoóis isobutílico (2-metil-propanol), isoamílicos (2-metil-1-butanol e 3-metil-1- butanol) e n-propílico (1-propanol). **Congêneres = (Acidez Volátil + Ésteres + Aldeídos + Furfural + Alcoóis Superiores). ***Acima de 6 g.l -1 deve aplicar a palavra adoçada no rótulo. Componentes Unidade Mínimo Limite Máximo Álcool metílico (metanol) mg 100 ml -1 álcool anidro --- 20 Acroleína (2-propenal) mg 100 ml -1 álcool anidro --- 5 Álcool sec-butílico (2- butanol) Instrução Normativa n o 13 mg 100 ml -1 álcool anidro --- 10 Álcool n-butílico (1-butanol) mg 100 ml -1 álcool anidro --- 3 Carbamato de etila µg.l -1 da bebida --- 150 Cobre mg.l -1 da bebida --- 5 Chumbo µg.l -1 da bebida --- 200 Arsênio µg.l -1 da bebida --- 100 Fonte: BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa N 13, de 29 de junho de 2005. Diário Oficial da União. Brasília, 30 de junho de 2005.
Produção Atual 1,7 bilhão de litros por ano, número estável durante os últimos anos. Dados não oficial estimam que a produção real seja próximo de 3,0 bilhões de litros por ano. 4º destilado mais consumido no mundo Baijiu Vodka Soju Cachaça Principais Mercados Produtores 12% Produção de, aproximadamente, 3,5 milhões de litros ano. 95% da oriundas fábricas. CE PI MG O mercado se concentra no próprio Estado e em São Paulo, Rio de Janeiro, Ceará e Maranhão. Economia - Brasil São mais 4.000 mil marcas registradas e cerca de 40 mil produtores. 99% do total de produtores são de micro e pequeno porte. 600 mil empregos diretos e indiretos. Receita gerada: aproximadamente US$ 600 milhões. Fonte: http://www.cachacaexpress.com.br/blog-da-cachaca/cachacas/quantas-marcas-de-cachaca-registradas-ha-brasil 12% produção são de pequenas 8% 70% da produção se concentra no município de Castelo do Piauí. Nota: Baijiu (destilado Chinês, feito de sorgo, arroz, cevada, trigo etc), Vodka (Destilado Russo, produzidos em vários países, com diferentes matérias prima) e do Soju (destilado coreano feito de arroz e batata doce, bebido em toda Ásia). PE 8% PB SP RJ 8% PR 4% 44% Fonte: Secretária de Estado e Turismo do Piauí, maio de 2013. Economia Aproximadamente 300 produtores. 95% deles informalidade. atuando na Apenas 16 marcas registradas.
Maiores importadores da cachaça brasileira. Evolução do mercado de bebidas no Brasil 2007-2010 6,5% Uruguai 7,3% 11,6% Bolívia Paraguai 12,6% EUA 22,5% Alemanha Matéria prima e preparo do caldo para fermentação Fonte: Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior. Aspectos Gerais Divisão: Embryophita siphonogama Subdivisão: Angiospermae Classe: Monocotyledoneae Ordem: Glumiflorae Família: Poaceae Gênero: Saccharum Espécie: Saccharum officinarum L. Saccharum epontaneum L. Saccharum robustum Jewiet Espécies: mais de 32 conhecidas e utilizadas em melhoramento genético Variedades utilizadas: POJ (Pura de origem Javanesa), RB (República do Brasil), SP (São Paulo), CTC (Centro de Tecnologia Canavieira), CB (Campo Brasil), IAC (Instituto Agronômico de Campinas), Uva, CO (Indiana), Caiana, NA (Norte Argentino), Cavalo, CO (Coimbra)... Identificação varietal (Sigla) Ex.: RB 72454 Sigla da República do Brasil Posição da planta no experimento Ano do cruzamento
Qualidade e Produtividade Variedades usadas na produção de açúcar e álcool podem ser utilizadas para produção de cachaça? Qualidade e Produtividade Qualidade e Produtividade Broca da cana-de-açúcar Pragas: os inimigos da produtividade Bom perfilhamento e resistência ao tombamento; Cotesia flavipes usada no controle da broca da cana-de-açúcar. Resistência às principais pragas e doenças
Ausência de florescimento Qualidade e Produtividade Alto teor de sacarose. Boa brotação em soqueiras Baixo teor de fibras. Boa produção por hectare. Qualidade e Produtividade Fácil despalha Ausência de pêlos ou joçal Refratômetro de Campo e Acessório Levantamento preliminar Escolha da área p/amostragem (Talhão) Amostragem Equipamento: Refratômetros de campo 10 colmos ao acaso com leituras em alguns pontos do talhão na porção média ou no pé e ponta das canas no cálculo do (Índice de Maturação - IM). IM = Brix ponta / Brix base O caldo para a determinação é coletado entre o 3º e 4º entrenó da base e do último entrenó desenvolvido da ponta, em 12-15 colmos representativos do talhão.
Interpretação dos Resultados Corte e Transporte da Cana Efeitos da queimada Resultado de IM Interpretação < 0,6 Imatura (verde) 0,6 0,7 Maturação baixa 0,7 0,85 Maturação média 0,85 1,0 Maturação ótima > 1,0 Maturação ultrapassada Provoca exsudação de açúcares na região da casca e propicia a evaporação de água. Exsudação Corte e Transporte da Cana Efeitos da queimada Acarreta o acúmulo de cinzas nas dornas de fermentação, interferindo negativamente no processo fermentativo. Formação de Furfural e 5-Hidroximetilfurfural Decorrente da desidratação parcial de pentoses e hexoses livres no caldo ou no bagaço. Figura Fuligem sobre o solo após queima de área de cana-de-açúcar. Formação do furfural e do 5-hidroximetilfurfural no próprio caldo da cana e durante o processo de fermentação.
IMPORTANTE Comprovação do não emprego de fogo no processo que antecede o corte da cana. Influência na Qualidade Sensorial da Cachaça O 5-hidroximetilfurfural, furfural e compostos correlatos podem ser identificados pelo paladar, por proporcionar um gosto de queimado a bebida. Requisitos básicos de higiene para proteção contra contaminações. Teores elevados destes compostos depreciam a qualidade sensorial do produto. Durante o envelhecimento ocorre aumento na concentração destes compostos. t máximo entre recepção da cana e moagem 24 h Perda da qualidade da cana devido à deterioração e formação de alcoóis superiores. Recomenda-se que a cana fique sobre um piso elevado para que ocorra ventilação por baixo; Quando a lavagem dos colmos for necessário, deve-se ter a preocupação de permitir o escoamento da água resultante da lavagem. A cana deve ficar armazenada pelo menor tempo possível; Figura: Transporte de cana no município de Salinas Cana Java. O armazenamento deve ser próximo à moenda;
Figura: Setores de recebimento, armazenamento e moagem deficientes. Qualidade do Caldo Fisiológicas Tecnológicas Deteriorações Microbiológicas: Desenvolvimento de microrganismos. Ressecamento. Produtos resultantes de microrganismos ácidos e gomos. Brotamento. Caldo de cana ótimo substrato para crescimento de microrganismos. Manejo. Condição de cultivo. Microbiológicas Qualidade do Caldo Respiração. Florescimento. Deteriorações Figura: Setores de recebimento, armazenamento e moagem precários. Leuconostoc. Colletotrichum. Pleocyta. Devido Nutrientes. Atividade de água. Temperatura. ph. Bactérias (gêneros) Bacillus; Achromobacter; Flavobacterium; Micrococcus; Escherichia coli; Leuconostoc e dextranium; Aerobacter.
Extração do Caldo Caldo, rico em açucares, água etc. Bagaço, rico em fibras Limpeza do Caldo Indispensável o uso de peneiras de malhas finas e decantador para a retirada das impurezas. IMPORTANTE Cuidados e procedimentos que garantam a eliminação de sujeiras ( sujidades ) no processo e no produto. Escolha da moenda adequada deve contemplar, além da capacidade de extração: Isolamento de óleos e graxas da área de operação; Facilidade de higiene e limpeza após operação diária; Facilidade na aquisição de peças para reposição; Assistência e manutenção técnica. Equipamento: Fácil limpeza e higienização constituído de aço inox (inerte a composição do caldo). Diluição do Caldo Acima de 18 Brix é necessário diluir o caldo para o bom andamento do processo fermentativo. Decantador Tanque para ajuste do Brix 16 a 18 Brix H 2 O Dorna de fermentação Caldo não diluído Fermentações incompletas, mais lentas e com formação de compostos indesejáveis no produto final. Figura: Setor de extração e preparo do caldo (moenda, decantador e dorna diluidora de caldo). Foto: Gerhard Waller ESALQ/USP.
Setor de Moagem Setor de Moagem O que se deseja de um Processo Fermentativo? Elevado rendimento. Uniformidade na produção metabólitos pela levedura. Fermentação e destilação de Qualidade do produto final (bebidas fermentadas e destiladas).
Fermentação Alcoólica Do latim: fervere, descreve a aparência da ação das leveduras no mosto. Definição: Processo de oxidação anaeróbia parcial da glicose. Ponto crítico do processo de fabricação da cachaça. Compostos formadores do aroma que caracterizam a bebida são formados nesta etapa. Fatores que limitam a Produtividade: Nutrientes minerais N; K; P; Mg; Zn; Mn; etc. Agentes tóxicos Sulfito, excesso de K + ; Ca ++. Temperatura elevada. Concentração de etanol. Acidez (ph). Pressão osmótica Contaminação Açúcares e sais. Bactérias e leveduras. Condições estressantes para a levedura. Tem influência direta sobre a fermentação. Favorece multiplicação bacteriana. Influência na floculação. Acima de Temperatura da Fermentação Redução da viabilidade de fermentação. Diminui rendimento da fermentação. Temperatura ótima; Crescimento 26 a 30 0 C. Fermentação 28 a 34 0 C. ph 3,0 a 8,0 Produção de biomassa ph 4,0 a 6,0 ph inicial 4,2 a 5,1 Crescimento ph final 3,9 a 4,1 Fermentação
Preparo do pé de cuba O volume inicial de fermento utilizado deve estar próximo de 20% do volume da dorna de fermentação. Pé de cuba Pé de cuba selvagem : (fermento caipira) Utiliza-se leveduras presentes naturalmente no meio ambiente. Modo de preparo: Pasta formada por farelo de arroz, fubá, bolacha, suco de limão ou laranja azeda. Adição de caldo de cana diluído, alternadamente com intervalos de 24 horas. Fermentação Preparo do pé de cuba Pé de cuba selvagem : (fermento caipira) Volume inicial do inóculo, quando sedimentado, equivale a 20% do volume da dorna. Composição média do inóculo Altas concentrações de açúcares 3,6 x 10 9 UFC/mL de leveduras 3,6 x 10 4 UFC/mL de bactérias Tolerância às condições ambientais Altas concentrações de etanol Baixos valores de ph Presença de bactérias que interferem negativamente no processo. Bactéria Efeito Como evitar Leuconostoc mesenteroides Bactérias acéticas Bactérias láticas Batérias acetobutílicas Bactérias sulfídricas Aumenta viscosidade, diminui produção de etanol, prejudica decantação. Aumenta acidez volátil do vinho (ácido acético) Aumenta acidez volátil do vinho (ácido lático), compromete o sabor. Produz butanol e acetona a partir do açúcar. Produz gás sulfídrico a partir de aminoácidos sulfurados. Não queimar a cana. Não deixar a cana ao sol depois de cortada. Não deixar a cana ao sol depois de cortada. Separar o vinho do fermento logo após decantação. Manter o vinho tampado até a destilação. Não deixar a cana próxima a estábulos ou locais de ordenha. Formação de Produtos Secundários da fermentação Tipo de fermentação Agente Condições Diagnose 1) Acética oxidação do álcool etílico e da glicose a ácido glucônico. 2) Láctica oxidação de vários carboidratos até acido Lático (homo e heterofermentativos). 3) Butírica oxidação de carboidratos. 4) Dextrânio a partir da sacarose. 5) Levânio a partir da sacarose. Acetobacter Aerobiose T C 15 a 34 C conc. álcool = 11 a 12% Lactobacillus Leuconostoc Anaerobiose parcial; baixa acidez; ph 7; T C = 35 45 C; Lactococcus concent. açúcares alta (até 20%). Clostridium Anaerobiose; ph > 7; baixa acidez do mosto; T C: 30 35 C. Leuconostoc mesenteroide s Bacillus, Aerobacter e Streptomyces ph: neutro/alcal. Temp.: 30-35 C; armazenamento da MP e queima. ph: neutro/alcal. Temp.: 30-35 C; armazenamento da MP e queima. Odor de vinagre e presença de mosca Aumento de acidez do mosto e reduz prod. CO 2 Odor penetrante (ranço) e acidez Aglomerados gelatinosos ( canjica ) Viscosidade do mosto e grandes bolhas formadas
Temperatura ph Fatores que afetam a fermentação Contaminação Cana-de-açúcar; Levedura; Água; Local de produção; Entre 3,0 e 4,5 favorece a fermentação alcoólica; Abaixo de 3,0 favorece a fermentação láctica. Próximos aos 30 C favorece a fermentação alcoólica. Próximos aos 40 C favorece a fermentação láctica. Abaixo de 20 C não ocorre fermentação láctica. Produzir componentes do aroma (ácidos orgânicos e ésteres) Não produzir ácido acético Preparo do pé de cuba Tolerância a alta concentração de etanol Figura: características desejáveis das leveduras selecionadas. Preparo do pé de cuba com leveduras selecionadas Vantagens do uso de leveduras selecionadas Minimização de culturas indesejáveis. Redução do tempo de fermentação. Rendimento alcoólico elevado. Produto final uniforme e de ótima qualidade. Exigência: Condições sanitárias assépticas specífica Velocidade e Fases da fermentação Fases da Fermentação Açúcares Totais Multiplicaçã o celular T. o C Preliminar ou Pré Etanol CO 2 Tumultuosa ou Principal Complementar ou Pós Tempo
Destilado Vinho (Mosto fermentado) Vinhaça (Concentrações quase nulas de álcool e açúcares) Frações do destilado Coração Cauda Substâncias não voláteis do mosto, como nutrientes, principalmente potássio. Adubação da cana Fonte: http://www.cachacaexpress.com.br/o-que-e-cachaca/ Cabeça
Figura Esquema alambique retificador e foto. Destilaria piloto da ESALQ/USP, 1962. Fonte: (Lima, 1999). Figura Esquema alambique de três corpos e foto. Destilaria piloto da ESALQ/USP, 1962. Fonte: (Lima, 1999). Água Água Vapor Água Vapor Água Figura Esquema de um conjunto de alambique com pré-aquecedor e condensador cápsula. Figura Setor de destilação: alambique, aquecedor de vinho, resfriador e coletor de destilado. Foto: Gehard Waller (ESALQ/USP).
Separação das frações deve ser realizada com base na Temperatura de Ebulição das substâncias Vinho: 7 a 12% em volume de etanol. Temperatura de ebulição: entre 92,6 e 95,9 C. Cabeça 60 GL Figura Setor de destilação e fermentação em Salinas MG. Figura Caixa coletora de destilado. Foto: André Ricardo Alcarde (ESALQ/USP). 5% Coração 60 a 40 GL 80% Cauda 38 a 15 GL 15% P. E. Inferior ao do etanol: Metanol, aldeídos (acetaldeído) e ésteres (acetato de etila e metila) P. E. intermediário: Fração de interesse para composição do produto Final P. E. Superior ao etanol: Compostos fenólicos, ácidos orgânicos Figura Coluna de destilação para produção de álcool carburante. Foto: Gehard Waller (ESALQ/USP). Figura Proveta com alcoômetro e termômetro. Foto: Gehard Waller (ESALQ/USP).
Bidestilação Obtenção do Coleta do destilado até 5% de álcool (volume). flegma (1ª destilação) Volume médio de álcool no flegma: 35% a 38%. Bidestilação (2ª destilação) Redestilação do flegma e Fracionamento. Cabeça 75 GL 2% a 3% Coração: final da cabeça ate 60 GL Cauda: final do coração até 15 GL 42% - 45% 6% - 8%
Caracterização da Cachaça H 2 0:> 51% em volume C 2 H 5 OH:> 38% a 48% em volume (ou o GL) Congêneres, Sacarose e Contaminantes <1% em volume (com base no máximo permitido). Substâncias responsáveis pelo buquet característico. Mais de 250 compostos já identificados. Metanol, 1,4-butanodiol, álcool 2-feniletílico, álcool amílico, álcool cetílico, álcool cinâmico, n-decanol, geraniol, álcool isoamílico, isobutanol, 2-butanol, 1-butanol, n- dodecanol, n-propanol, n-tetradecanol, propionato de amila, carbamato de etila, acetato de etila, benzoato de etila, heptanoato de etila, valerato de isoamila, propionato de metila, butirato de propila, ácido acético, 2-propenal.
Condições higiênico-sanitárias. Compostos secundários no destilado. Vinhos com sedimentos: Características do vinho (ph, acidez, vinho não sedimentado). Temperatura de aquecimento. Tamanho do alambique. Duração da destilação. Contêm ácidos graxos de cadeia longa (integrantes das células das leveduras). Off Flavor Sabor de sabão Figura Cromatograma dos padrões de Acetaldeído, Acetato de Etila, Metanol, Etanol, 2-Butanol, 1-Propanol, Isobutanol, 1-Butanol, 4-metil-2-pentanol, Isoamílico, Hexanol e Ácido Acético obtidos por GC-FID em uma coluna capilar polar LM-100. Análises físico-químicas: controle de qualidade Cromatógrafo a Gás com Detector de Massas (CG-DM). Figura Cromatograma dos padrões de carbamato de etila e metila (A) e de uma amostra de aguardente (B), sendo 1 = carbamato de metila e 2 = carbamato de etila. Casos de Sucesso
A produção de cachaça, que no início de 2012 era de 500 mil litros por ano, no final de 2013 chegou a dois milhões e meio de litros por safra/ano. O crescimento é atribuído, entre outras coisas, às linhas de financiamento facilitadas, que foram disponibilizadas pelo Governo de Goiás aos produtores, a exemplo da redução na carga tributária, que diminuiu de 27% para 10% o ICMS cobrado sobre o produto. Capacitar o Produtor, Modernizar as Técnicas de Produção e Melhor a Qualidade da Cachaça Pró-Cachaça Incentivo à Comercialização e à Exportação Manter o homem no campo, incentivando a cultura e o folclore regional. Não é incentivar o consumo indiscriminado de bebida alcoólica, mas melhorar a qualidade do produto, as condições sanitárias e, assim, assegurar a segurança do consumidor. Publicação http://www.esalq.usp.br/cprural/ http://www.esalq.usp.br/cprural/publicacoes.php?pub_id=67 http://www.pecege.org.br
Participação Cursos Obrigado pela atenção Beba com moderação e descubra os prazeres da cachaça Dr. Leandro Marelli de Souza marelliuenf@hotmail.com Tel: (19)98820-0027 ou (28) 99959-0027