PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS INDUSTRIAIS

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO - IFPE CURSO: TÉCNICO EM QUÍMICA CAMPUS RECIFE PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS INDUSTRIAIS PROF. FRANCISCO SÁVIO GOMES PEREIRA Fonte: <http://dietasmilagrosfarma.blogspot.com.br/2015_10_01_archive.html>. Acesso em dez. 2015. VINAGRES PRODUÇÃO E CONTROLE DE QUALIDADE INTRODUÇÃO MATÉRIAS-PRIMAS TIPOS DE VINAGRES PARÂMETROS TÉCNICOS DE FERMENTADOS ACÉTICOS E VINAGRES FERMENTAÇÃO ACÉTICA PROCESSOS PRODUTIVOS DOS VINAGRES LEGISLAÇÃO NACIONAL SOBRE VINAGRES CONTROLE DE QUALIDADE EM VINAGRES REFERÊNCIAS EXERCÍCIOS PROPOSTOS RECIFE- 2015

...... VINAGRES PRODUÇÃO E CONTROLE DE QUALIDADE...... 1. INTRODUÇÃO O vinagre é um produto conhecido há muito tempo, sendo que as primeiras referências datam de 8000 anos a.c. Na época, tratava-se de um condimento muito aproveitado devido às propriedades benéficas ao organismo humano e à sua importância na alimentação. Foi muito utilizado como bebida refrescante, diluído na água e também como medicamento. Foi recomendado, também, para tratar de disfunções respiratórias, feridas e úlceras, devido às suas propriedades desinfetantes e antiinflamatórias. Na cozinha, o emprego do vinagre era generalizado e constante. Nas guerras, o vinagre era recomendado aos soldados, principalmente quando atuavam em ambientes úmidos, fazendo parte da ração diária, para prevenir possíveis contaminações microbiológicas, para desinfetar e temperar os alimentos. O vinagre é o produto obtido exclusivamente da fermentação acética do vinho. A palavra vinagre deriva do termo francês vinaigre, que significa "vinho azedo" e nada mais é do que o produto da transformação do álcool em ácido acético por bactérias acéticas. E ele é azedo por causa da presença de ácido acético, que é um produto da oxidação do etanol presente no vinho. A sua história está estreitamente ligada com a do vinho. No entanto foi Pasteur (1822-1895) que determinou as bases científicas da produção industrial do vinagre. O vinagre é considerado um condimento, pois a sua principal finalidade é atribuir gosto e aroma aos alimentos. Apresenta propriedades estimulantes, pois favorece a secreção do suco gástrico aumentando a ação dissolvente. Em quantidade moderada, a ação do vinagre é somente local, excitando as glândulas secretoras; a sua pequena adstringência e ação moderadora sobre os capilares das mucosas fazem dele um moderador da sede. Quando ingerido em excesso, a ação digestiva é prejudicada até o momento que se torna corrosivo para a mucosa gastrointestinal. Tornam os alimentos mais digestivos, especialmente os fibrosos que são amaciados e transferidos em melhores condições para serem tratados pelo suco digestivo. Para o organismo humano, a reação ácida não só aumenta a atividade dos fermentos gástricos, mas promove ao mesmo tempo um efeito excitante da glândula pancreática. O homem, em geral, sente uma sensação agradável quando degusta produtos com acidez compreendida entre 0,3% e 0,8%. O ácido acético do vinagre é, entre os ácidos orgânicos, o mais dissociável, de onde resulta sua ação favorável à digestão. Devido à baixa massa molar do ácido acético, o vinagre é considerado um produto superior em relação aos outros alimentos ácidos cuja molécula apresenta maior complexidade estrutural e, assim sendo, de mais difícil solubilidade e absorção. O vinagre também é utilizado para conservar vegetais e outras substâncias, atribuindo-lhes gosto agradável. Além disso, é empregado como purificador de ar. Nesse sentido, foi utilizado no Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 2

passado como desinfetante. Nas epidemias de cólera, que arrasaram a Europa, a recomendação era lavar com vinagre todas as frutas e hortaliças antes do consumo. O vinagre não apresenta ação antisséptica somente contra a cólera, mas também em relação à Salmonella spp. e outros patógenos do intestino que causam infecções e epidemias. O vinagre assegura um ambiente ácido do suco gástrico que representa uma defesa contra as intoxicações microbianas que podem ocorrer. Foi utilizado também como medicamento, na cura de feridas e úlceras, devido a sua propriedade desinfetante e antiinflamatória. Nas epidemias de cólera que ocorreram, o vinagre foi utilizado para desinfecção, para isso recomendavam lavar as mãos antes e depois de visitar um doente e lavar as frutas e verduras antes do consumo. Estudos posteriores mostraram que um vinagre com 5% de ácido acético é letal para os vibriões da cólera, quando em contato por cinco minutos. O vinagre é um produto de ampla utilização e o mercado para vinagres de alta qualidade é promissor. Constitui ainda um condimento de notável valor devido as suas múltiplas propriedades organolépticas, digestivas, metabólicas e antissépticas. Desta forma, na pequena propriedade vitícola, o vinagre pode ser uma opção importante de diversificação e aumento da renda do produtor respeitada às necessárias condições específicas para sua produção. Daí, a importância de seguirem-se as orientações técnicas, vinicultores experientes podem aprimorar o seu processo de obtenção de vinagre. Por outro lado, novos produtores poderão ingressar na atividade com um suporte técnico que possibilitará avançar com maior rapidez na busca de um produto de alto padrão de qualidade. 2. MATÉRIAS-PRIMAS O vinagre pode ser produzido a partir de uma série de matérias-primas, como frutas (maça, laranja, pêra, kiwi, melão, pêssego, cereja, framboesa), bebidas alcoólicas (vinho, uísque, cerveja), e cereais (milho, arroz). Como um exemplo de vinagre de boa qualidade é o Kuroshu produzido a partir do arroz integral, muito utilizado no Japão e de propriedades funcionais interessantes. A matéria-prima mais utilizada para a elaboração do vinagre é variável em função da disponibilidade de cada país. Assim, na Itália, Espanha, França e Grécia, países de grande tradição vitícola, o vinagre é feito, sobretudo de vinho. Na China e no Japão, é feito a partir do arroz, enquanto que nos Estados Unidos e na Inglaterra, a partir da sidra e do malte. Na Alemanha, é mais utilizado o vinagre de álcool. No Brasil, os vinagres são elaborados principalmente a partir do álcool de cana-deaçúcar e do vinho. Embora o vinagre mais conhecido entre nós seja o de vinho (tinto ou branco), qualquer bebida alcoólica pode fornecer vinagre. Assim, há vinagres de arroz, de cidra, de mel e do próprio etanol. O produto mais consumido, na verdade, é o chamado agrin, que é formado por 90% de fermentado de etanol e 10% de fermentado de vinho. Há ainda os vinagres aromatizados, em que se adicionam ervas aromáticas ou frutas ao vinagre, deixando-o em maceração por alguns dias. São excelentes para temperar saladas e preparar alguns pratos saborosos. O vinagre autêntico produzido a partir do vinho e de algumas frutas mantém características inerentes à matéria-prima, tais como a presença de sais minerais, compostos fenólicos e vários ácidos Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 3

monocarboxílicos, além do acido acético, tais como os ácidos tartárico, succínico, málico e láctico, todos eles responsáveis pela acidez. O sabor e o aroma resultam da mistura das substâncias que o constituem. Os vinagres originários de frutas apresentam uma gama ainda maior de ácidos, ao passo que os vinagres produzidos a partir do álcool etílico só contêm acido acético. 3. TIPOS DE VINAGRES O consumidor brasileiro ainda desconhece, de maneira geral, a diversidade de vinagres que o mercado oferece e as características e benefícios de cada produto. No Brasil, cerca de 80% são referentes ao vinagre de álcool seguido do produto elaborado à base de vinho (mais consumido), balsâmico e pelos vinagres de frutas, principalmente da maçã. Dados do setor indicam que cada brasileiro consome, em média, 0,8 litros de vinagre por ano, enquanto na Europa e nos Estados Unidos essa média é de 1,8 litros anuais per capita. De modo geral, podem-se citar como características de todos os tipos de vinagre o baixo valor calórico e o fato de que pessoas hipertensas podem utilizar o vinagre como substituto do sal. O vinagre balsâmico tem propriedades estimulantes que colaboram com o processo de digestão. Os vinagres feitos a partir da fermentação de frutas possuem características oxidantes, que retardam o envelhecimento. O vinagre de maçã possui mais de trinta elementos nutritivos, mais de uma dúzia de sais minerais e enzimas essenciais, além de complexos multi-vitamínicos. Também possui elementos antioxidantes, que combatem o envelhecimento da pele e possui qualidades antissépticas e antibióticas. Substâncias presentes no vinagre regulam genes que controlam a eliminação de gordura pelo organismo, ou seja, ameniza os efeitos maléficos do excesso de gordura. O índice de massa corporal, a circunferência abdominal e os níveis de triglicérides no sangue são menores em voluntários que ingerem vinagre diariamente. As versões de vinagres de vinho e maçã são consideradas mais puras porque preservam as propriedades da bebida e da fruta até o final do processo de produção. Algumas particularidades sobre os principais tipos de vinagres produzidos no Brasil: Vinagre de álcool Produto obtido pela fermentação acética de uma mistura hidroalcoólica, originária do álcool etílico potável. É um vinagre mais acentuado no sabor, por ser originário de uma matériaprima sem muitos nutrientes. Utilizado para fazer conservas, temperos em geral e outras utilidades domésticas. Vinagre de álcool claro ou Vinagre de álcool escuro Produto obtido pela fermentação acética de uma mistura hidroalcoólica, originária do álcool etílico potável. Dependendo da sua coloração, é conhecido como vinagre de álcool claro ou vinagre de álcool escuro. Pode ser encontrado com a denominação de Fermentado acético de Álcool Claro ou Escuro. É um vinagre mais acentuado no sabor, por ser originário de uma matéria-prima sem muitos nutrientes. Utilizado para fazer conservas, temperos em geral e outras utilidades domésticas. Agrin branco ou Agrin tinto É o vinagre proveniente da fermentação acética de uma mistura hidroalcóolica originária do álccol etílico potável (90%) e vinho branco ou vinho tinto (10%). Pode ser denominado agrin branco ou agrin tinto, dependendo da matéria-prima da qual se origina. É um vinagre Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 4

mais acentuado no sabor, por ser originário de uma matéria-prima sem muitos nutrientes. Utilizado para fazer conservas, temperos em geral e outras utilidades domésticas. Vinagres aromáticos ou condimentados São vinagres adicionados de vegetais, extratos aromáticos, sucos e condimentos. São vinagres mais elaborados e com sabor mais marcante, ideal para a elaboração de temperos mais fortes. Vinagre de vinho É o vinagre proveniente da fermentação acética do vinho, podendo ele ser branco ou tinto, dependendo da matéria-prima da qual se origina. São vinagres mais puros, pois são elaborados com 100% do vinho, por este motivo carregam em sua composição os nutrientes do vinho e da uva. Utilizados para tempero de saladas, carnes e em muitos casos como auxiliares em dietas nutricionais. Vinagre balsâmico É o vinagre de vinho tinto, composto com extratos de madeira, taninos, ácidos naturais de uva, podendo ter ainda em sua formulação adição de aromas de frutas ou mel. Vinagre utilizado na culinária mais sofisticada, podendo ser utilizado na elaboração de pratos doces e salgados por ter um sabor levemente agridoce. Vinagre de fruta É o vinagre proveniente da fermentação do suco de fruta como maçã, caqui etc. Como os vinagres de vinho, estes também são puros e carregam em sua composição os valores nutricionais das frutas de onde foram originados. Utilizados em temperos e em alguns casos como auxiliares em dietas nutricionais. Vinagre de cereais No caso do vinagre proveniente do arroz, ele é 100% originário da fermentação desse cereal. Utilizado na cozinha oriental para elaboração de pratos e temperos. Vinagre de mel Produto obtido pela fermentação do mel de abelha. Utilizado para elaboração de doces e xaropes e como auxiliar em dietas nutricionais por conter os nutrientes do próprio mel. 4. PARÂMETROS TÉCNICOS DE FERMENTADOS ACÉTICOS E VINAGRES A Instrução Normativa Nº 6, DE 3 DE ABRIL DE 2012 do MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO estabelece os padrões de identidade e qualidade e a classificação dos fermentados acéticos, comercializado no território brasileiro, excetuado o oriundo da fermentação acética do vinho. Algumas informações importantes extraídas desta Instrução: Fermentado acético é o produto obtido por meio de processo tecnológico adequado que assegure a sua apresentação e conservação até o momento do consumo. As denominações fermentado acético e vinagre são equivalentes, porém mutuamente excludentes. De acordo com a sua composição ou forma de obtenção, o fermentado acético será denominado e classificado. As características sensoriais e físico-químicas do fermentado acético deverão estar em consonância com a composição do produto e seguir os parâmetros estabelecidos nesta Instrução Normativa, para qualquer matéria-prima de fabricação. O álcool utilizado como ingrediente para a produção de fermentado acético de álcool deverá ser originado exclusivamente de álcool etílico potável de origem agrícola. O fermentado acético adicionado de condimento ou de aroma natural poderá apresentar turbidez proveniente desses ingredientes. O ácido acético do fermentado acético deverá provir exclusivamente da fermentação acética da matériaprima vegetal ou do mel que lhe deram origem. O fermentado acético não poderá conter microrganismo prejudicial à estabilização biológica e à qualidade do produto. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 5

O fermentado acético não deverá ter a sua característica sensorial ou composição alterada pelo material do recipiente, do utensílio ou do equipamento utilizado no seu processamento e comercialização, com exceção do produto submetido ao envelhecimento. O fermentado acético poderá ser adicionado de água potável. É permitido o uso de aditivo e de coadjuvante de tecnologia no fermentado acético, respeitando-se as restrições legais. É vedada a utilização, como recipiente do fermentado acético, de embalagens tipo flaconetes, contagotas, spray, ampolas, copos-medidas ou outras que caracterizem produtos similares àqueles de uso farmacêutico, medicamentoso ou terapêutico. É vedada a adição de qualquer substância ou ingrediente que altere as características sensoriais naturais do produto final, com exceção dos previstos em legislação específica. Durante o processo de fermentação, poderá ser injetado no fermentado acético oxigênio ou ar industrialmente puro. Durante o processo de fermentação, poderá ser utilizado sal nutriente, açúcar, aminoácido e vitamina, desde que previstos em legislação específica, com o objetivo exclusivo de alimentar as bactérias acéticas, na quantidade mínima necessária à complementação do substrato da fermentação acética. No rótulo do fermentado acético são vedadas, ainda que parte do nome empresarial ou da marca comercial, as seguintes expressões: artesanal, colonial, caseiro, familiar, natural ou 100% natural, reserva, reserva especial, gran reserva, envelhecido, especial, premium, gold, ouro, plus, claro, escuro, dentre outras que atribuam características de qualidade ou de superlatividade, salvo nos casos previstos nesta Instrução Normativa ou para atendimento do disposto no inciso I do art. 11 do Decreto nº 6.871, de 2009. No rótulo do fermentado acético envelhecido integralmente ou elaborado a partir da mistura de fermentados acéticos, também envelhecidos integralmente, poderá ser declarada a idade ou o tempo de envelhecimento, e a declaração da idade no rótulo deverá ser efetuada em função do produto presente com menor tempo de envelhecimento. Classificação e denominação do fermentado acético (Inst. Norm. 6/2012 MAPA) Denominação Composição ou Forma de obtenção Classificação Fermentado Acético Vinagre Fermentação acética do fermentado alcoólico de mistura hidroalcoólica originária do álcool etílico potável de origem agrícola; Fermentação acética do fermentado alcoólico de uma ou mais frutas Fermentação acética do fermentado alcoólico de um ou mais cereais; Fermentação acética do fermentado alcoólico de um ou mais vegetais; de álcool Fermentado Acético de Álcool Vinagre de Álcool de fruta Fermentado Acético de fruta Vinagre de fruta de cereal Fermentado Acético de cereal Vinagre de cereal de vegetal Fermentado Acético de vegetal Vinagre de vegetal Fermentação acética do fermentado alcoólico de duas ou mais das seguintes matérias-primas: fruta, cereal e vegetal misto Fermentado Acético misto de vegetais Vinagre misto de vegetais Fermentação acética do fermentado alcoólico de mel de abelha; de mel Fermentado Acético de Mel Vinagre de Mel Fermentado acético adicionado de suco de fruta ou suco de vegetal ou de mel de abelha, em conjunto ou separadamente; Composto Fermentado Acético de (nome genérico do fermentado acético) Composto Vinagre de (nome genérico do vinagre) Composto Fermentado acético adicionado de condimento; Condimentado Fermentado acético de (nome genérico do fermentado acético) condimentado Vinagre de (nome genérico do vinagre) condimentado Fermentado acético de fermentado alcoólico com acidez volátil superior a oito gramas de ácido acético por cem mililitros do produto; Fermentado acético de fermentado alcoólico com acidez volátil superior a doze gramas de ácido acético por cem mililitros do produto; duplo Fermentado Acético Duplo Vinagre Duplo triplo Fermentado Acético Triplo Vinagre Triplo Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 6

Parâmetros do fermentado acético de álcool (Inst. Norm. 6/2012 MAPA) Parâmetro Valor Mínimo Máximo Acidez volátil em ácido acético (g/100 ml) 4,00 - Álcool (% v/v) a 20ºC - 1,0 Aspecto Ausência de elementos estranhos à sua natureza e composição Odor Sabor Cor Característico Ácido De acordo com a matéria-prima de origem e composição Parâmetros do fermentado acético de fruta (Inst. Norm. 6/2012 MAPA) Parâmetro Mínimo Valor Máximo Acidez volátil em ácido acético (g/ 100 ml) 4,00 - Álcool (% v/v) a 20ºC - 1,0 Cinzas (g/l) 1,00 5,00 Extrato seco reduzido (g/l) 6,00 - Sulfatos, expressos em (g/l) de sulfato de potássio - 1,00 Aspecto Ausência de elementos estranhos à sua natureza e composição Odor Característico Sabor Ácido Cor De acordo com a matéria-prima de origem e composição Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 7

Parâmetros do fermentado acético de cereal (Inst. Norm. 6/2012 MAPA) Valor Parâmetro Mínimo Máximo Acidez volátil em ácido acético (g/100 ml) 4,00 - Álcool (% v/v) a 20ºC - 1,0 Cinzas (g/l) 1,00 5,00 Extrato seco reduzido (g/l) 7,00 - Sulfatos, expressos em (g/l) de sulfato de potássio - 1,00 Aspecto Ausência de elementos estranhos à sua natureza e composição Odor Característico Sabor Ácido Cor De acordo com a matéria-prima de origem e composição Parâmetros do fermentado acético de vegetal ou de mel de abelha (Inst. Norm. 6/2012 MAPA) Parâmetro Mínimo Valor Máximo Acidez volátil em ácido acético (g/100 ml) 4,00 - Álcool (% v/v) a 20ºC 1,0 Cinzas (g/l) 1,00 5,00 Extrato seco reduzido (g/l) 7,00 - Sulfatos, expressos em (g/l) de sulfato de potássio - 1,00 Aspecto Ausência de elementos estranhos à sua natureza e composição Odor Característico Sabor Ácido Cor De acordo com a matéria-prima de origem e composição Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 8

Parâmetros do fermentado acético, fermentado acético duplo e fermentado acético triplo, em função da acidez volátil (Inst. Norm. 6/2012 MAPA) Acidez volátil expressa em ácido acético (g/100 ml) Álcool etílico (% em volume) a 20 o C MÍNIMO MÁXIMO MÁXIMO Fermentado acético 4,00 7,99 1,00 Fermentado acético duplo 8,00 11,99 1,00 Fermentado acético triplo 12,00-1,00 5. FERMENTAÇÃO ACÉTICA O químico francês Lavoisier (1743-1794), escreveu no livro "Tratado de Química Elementar" que o vinagre não era nada mais que o vinho acetificado devido à absorção do oxigênio, portanto o resultado apenas de uma reação química. Pensava-se, na época, que a camada gelatinosa que se formava na superfície do vinho em acetificação, a "mãe do vinagre", era apenas um produto da transformação, mas não a causa. Somente mais tarde, Pasteur mostrou que sem a participação da bactéria acética não há formação do vinagre. Assim provou: sempre que o vinho se transforma em vinagre, é devido à participação de bactérias acéticas que se desenvolvem na superfície formando um véu, afirmação esta categoricamente negada pelos químicos da época. Foi Pasteur quem mostrou que o enchimento dos acetificadores com material poroso servia de suporte para o desenvolvimento de bactérias acéticas e não era a causa da acetificação como se pensava. Os substratos não se acetificavam em contato com o ar, através da oxidação direta, havendo necessidade, sempre, da participação das bactérias acéticas. Como em outros campos da ciência, o vinagre foi elaborado e utilizado pelo homem antes que se conhecessem as transformações que ocorriam. A fermentação acética corresponde à transformação do álcool em ácido acético por determinadas bactérias, conferindo o gosto característico de vinagre. As bactérias acéticas constituem um dos grupos de microrganismos de maior interesse econômico, de um lado pela sua função na produção do vinagre e, de outro, pelas alterações que provocam nos alimentos e bebidas. Inicialmente, as bactérias acéticas foram designadas por Micoderma vini. Depois, em relação ao aspecto morfológico, foram classificadas em três espécies: Bacterium aceti, Bacterium pasteurianum e Bacterium kurtzingianus. Somente em 1898 foram classificadas como sendo do gênero Acetobacter. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 9

Pela classificação atual, as bactérias acéticas pertencem à família Pseudomonodaceae; aos gêneros Acetobacter e Gluconobacter. As principais espécies de bactérias acéticas são: Acetobacter aceti, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter xylinum, Acetobacter schützenbachii e Gluconobacter oxydans. As bactérias acéticas são particularmente instáveis, mostrando acentuado polimorfismo e variação da propriedade bioquímica. Em alguns casos, podem perder até mesmo a capacidade fundamental de oxidar o etanol a ácido acético. As principais espécies de Acetobacter, utilizadas na produção de vinagre, apresentam-se nas formas de bastonetes e cocos, formando correntes e filamentos. Em relação à temperatura, o melhor rendimento é obtido entre 25 C e 30 C, embora suportem temperatura mínima de 4 C a 5 C e máxima de 43 C. No entanto temperaturas inferiores a 15 C e superiores a 35 C tornam a fermentação acética muito lenta, pois reduzem a atividade bacteriana. Quanto ao álcool, a maior parte das espécies suportam até 11,0% v/v. Em relação ao ácido acético, as bactérias acéticas geralmente suportam até 10,0%. A bactéria acética ideal é aquela que resiste à elevada concentração de álcool e de ácido acético, com pouca exigência nutritiva, elevada velocidade de transformação do álcool em ácido acético, bom rendimento de transformação, sem hiperoxidar o ácido acético formado, além de conferir boas características gustativas ao vinagre. Essas bactérias acéticas necessitam do oxigênio do ar para realizarem a acetificação. Por isso multiplicam-se mais na parte superior do vinho que está sendo transformado em vinagre, formando um véu conhecido como "mãe do vinagre". Esse véu pode ser mais ou menos espesso de acordo com o tipo de bactéria. Segundo a equação da reação oxidativa, o rendimento da transformação do álcool em ácido acético é o seguinte: CH 3 - CH 2 OH + O 2 ---> CH 3 - COOH + H 2 O 46g de álcool 1g de álcool ---> 60g de ácido acético ---> 1,3g de ácido acético Na prática, para se determinar a quantidade de ácido acético de um vinagre a partir do vinho que lhe deu origem, estima-se que, para cada 1% v/v de álcool do vinho, forma-se 1% de ácido acético no vinagre. Por exemplo, um vinho de 10% de álcool originará um vinagre de 10% de ácido acético, no entanto esse rendimento é baixo para os acetificadores industriais. Outra maneira de calcular o rendimento em ácido acético é multiplicar o grau alcoólico do vinho por 1,043. Nesse caso, o vinho com 10% v/v de álcool daria origem a um vinagre de 10,43% de ácido acético. As principais perdas de ácido acético, no processo de acetificação, são devidas ao consumo elevado de álcool pelas bactérias, à evaporação natural dos constituintes voláteis (álcool, ácido acético) e a problemas industriais. Em alguns casos, as perdas de ácido acético podem ser mais elevadas devido à transformação do ácido acético em água e dióxido de carbono, pela presença predominante de bactérias Acetobacter xylinum. Para que a fermentação acética ocorra normalmente e o vinagre obtido seja de boa qualidade e sem nenhum tipo de alteração, o vinho utilizado na acetificação deve apresentar algumas características particulares. Devem ser sãos, potáveis e isentos de odores e gostos estranhos. Se o vinho estiver Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 10

atacado de doenças, é aconselhável efetuar uma prévia pasteurização. Quando a doença estiver adiantada, é mais indicado destilá-lo. O vinho não deve ter produtos antifermentativos, como é o caso do dióxido de enxofre, o que impediria o desenvolvimento das bactérias acéticas. Deve estar límpido ou pouco turvo. As substâncias em suspensão podem retardar o processo de reprodução das bactérias acéticas. Quando o vinho estiver muito turvo, convém filtrá-lo. É recomendável acetificar vinhos secos, pois os açúcares residuais podem favorecer contaminações posteriores especialmente por leveduras. O vinho base para vinagre não deve conter metais além do limite estabelecido pela legislação, nem conter teor muito elevado de tanino e de matéria corante. Quanto ao teor alcoólico, é interessante que o vinho apresente entre 8% v/v e 10% v/v, embora as técnicas atuais de fermentação acética permitam utilizar vinhos com 10% v/v a 12% v/v de álcool. A acetificação de vinhos com graduação alcoólica muito elevada torna o processo lento e difícil. Em alguns casos, pode causar problemas de parada do processo de acetificação devido à ação inibidora do álcool ou do próprio ácido acético presente. A utilização de vinhos pouco alcoólicos origina vinagres de baixa acidez e pouca qualidade sensorial, além de apresentar custo elevado de produção. Vinhos com grau alcoólico inferior a 4% v/v favorecem a contaminação, originando vinagres fracos, com concentração de ácido acético inferior a 4%. Quanto à acidez volátil inicial do vinho, concentração acética inferior a 2% para os processos lentos e 1%, para os processos submersos, resultam em fermentações com tempo de indução muito longo, causando maiores perdas de álcool por evaporação além de favorecer contaminações. Concentração acética superior a 3% é tóxica para as bactérias na fase inicial de acetificação. Muitos produtores de vinagre caseiro elaboram-no a partir de mosto de uva, que é colocado num recipiente com ou sem bagaço, sofrendo ao mesmo tempo as fermentações alcoólica (transformação do açúcar em álcool) e acética (transformação do álcool em ácido acético). Todavia tal processo não é recomendado, pois, além de apresentar baixo rendimento, resulta num vinagre muito susceptível a alterações e nem sempre de boa qualidade. 6. PROCESSOS PRODUTIVOS DE VINAGRES Em geral os vinagres brasileiros são produzidos a partir do álcool (etanol) e constitui solução de ácido acético a 4%, concentração ácida mínima exigida pela legislação, com a adição de um antioxidante que atua como estabilizante. O vinagre é uma bebida que contém ácido acético em uma concentração de 5-6% e resulta de uma fermentação alcoólica seguida de uma fermentação acética durante a qual o etanol é oxidado a ácido acético, em uma reação exotérmica, por um agente biológico. Os processos de fabricação de vinagre realizam-se tanto de maneira descontinua, como de maneira semicontínua. No primeiro caso, ao alcançar as características de acidez desejadas, retira-se todo o vinagre produzido e começa-se de novo. No segundo, ao chegar a uma determinada acidez, retira-se parte do produto e adiciona-se uma quantidade equivalente de matéria-prima. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 11

De maneira geral, pode-se esquematizar o processo produtivo do vinagre como mostra o fluxograma seguinte: ETANOL POTÁVEL OU VINHO DA MATÉRIA-PRIMA ESCOLHIDA ÁGUA MOSTURAÇÃO INSUMOS ÁGUA INSUMOS FERVURA/ CONDICIONAMENTO RESÍDUOS MOSTO ADEQUADO PREPARAÇÃO DA CULTURA ACÉTICA INSUMOS FERMENTAÇÃO (diferenciadora do processo) FILTRAÇÃO/ CLARIFICAÇÃO ENVELHECIMENTO VINAGRE BRUTO INSUMOS RESÍDUOS VINAGRE PURIFICADO EMBALAGENS DILUIÇÃO/ PASTEURIZAÇÃO/ ENVASE ÁGUA VINAGRE COMERCIAL FERMENTAÇÃO LENTA Processo lento - Em Orléans, na França, o método de acetificação foi aperfeiçoado e designado com o nome da cidade. O processo Orléans é o mais antigo e tradicional método de elaboração do vinagre. Ele consiste em favorecer o contato do ar com uma fina camada gelatinosa, que se mantém na superfície do vinho (mãe do vinagre). O vinho é colocado para acetificar em barris de madeira adaptados e designados de acetificadores (Figura 1). Em um barril de carvalho de 200 litros coloca-se o vinho até ocupar três quartos de sua capacidade. Na superfície, em contato simultâneo com o ar e o vinho, forma-se uma película gelatinosa de Acetobacter, que é a chamada de mãe do vinagre. Um suporte quadriculado de madeira a impede de afundar no líquido. A acetificação ocorre na superfície, com aeração natural. O processo é lento, exige espaço e tem uma produtividade muito baixa. No entanto, proporciona os melhores vinagres. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 12

Figura 1a. Recipiente utilizado para elaboração de vinagre pelo processo Orleans. Fonte: Malajovich (2012). Figura 1b. Recipiente utilizado para elaboração de vinagre pelo processo Orleans. Fonte: Aquarone et al. (1983) O vinagre produzido lentamente através do contato de um substrato alcoólico com o ar, como por exemplo, o vinho, a cerveja, o hidromel, o álcool de batata e o álcool de cana-de-açúcar com intervenção humana apenas para acrescentar um pouco de vinagre não pasteurizado ou uma porção de uma massa gelatinosa (mãe do vinagre) onde estão presentes as bactérias acéticas. Renovando o substrato e extraindo o vinagre, consegue-se continuar a acetificação, obtendo-se vinagres com 4% a 5% de ácido acético e certa quantidade de álcool sem acetificar. O processo lento de acetificação e a presença de álcool residual favorecem a formação de ésteres e outros compostos voláteis que conferem aroma e sabor peculiar aos vinagres assim elaborados. Para iniciar o processo de elaboração do vinagre, recomenda-se adicionar cerca de 10% do volume útil do acetificador de um vinagre não pasteurizado, isto é, com as bactérias ativas, que funcionam como pé-de-cuba. Não é necessário adicionar substâncias nutritivas para o desenvolvimento das bactérias acéticas, visto que elas estão presentes naturalmente no vinho. Depois de 15 dias, pode-se retirar, aproximadamente, 10% do volume do vinagre que deve ser substituído pelo mesmo volume de vinho para acetificar. A seguir, a operação de retirada de vinagre e colocação de vinho pode ser realizada semanalmente, tornando-se o processo contínuo. Sempre que se retirar o vinagre, é importante efetuar uma análise, para verificar a sua qualidade. A retirada do vinagre e a adição do vinho no acetificador deve ser feita com cuidado para evitar o rompimento do véu e a conseqüente precipitação das bactérias no fundo do recipiente. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 13

As dimensões dos barris são estabelecidas em função da quantidade de vinagre a elaborar. As aberturas para passagem do ar deverão ser protegidas por uma tela fina para evitar a entrada da mosquinha-do-vinagre. Os barris são colocados em locais onde a temperatura permanece elevada no inverno, para que a acetificação ocorra de forma mais rápida. Os rendimentos da transformação do álcool em ácido acético são baixos. Entre os principais aspectos negativos do processo, destaca-se a possibilidade de proliferação de bactérias produtoras de celulose e consumidoras de ácido acético além do aparecimento de anguilulas. Deve-se sempre evitar o contato do vinho e do vinagre com materiais ou equipamentos que contenham ferro, cobre, alumínio ou outros metais que causam problemas de turvação e de toxicidade. FERMENTAÇÕES RÁPIDAS Os processos rápidos de elaboração de vinagre foram desenvolvidos a partir do início do século XVII, com a utilização de diferentes materiais porosos como sabugo de milho, engaço da uva e, especialmente, maravalha de madeira, para aumentar a superfície de contato das bactérias acéticas com o vinho. Inicialmente, utiliza-se maravalha de madeira para enchimento de um recipiente troncocônico, provido de orifícios para ventilação nas paredes laterais (Figuras 2 e 3). Recirculação do vinho - No processo rápido (Schuetzenbach ou alemão), o gerador ou fermentador é um recipiente de 100 a 100.000 litros de capacidade preenchidos com serragem ou outro material que tenha uma superfície de contato grande e sobre a qual se fixam as bactérias acéticas. O vinho circula repetidas vezes no gerador enquanto se injeta ar no sentido contrário. O calor não se espalha tão facilmente como no método tradicional, e é necessário, então, um método de esfriamento, estabelecendo um gradiente de temperatura que impulsiona a circulação do ar (Figuras 2 e 3). Em relação ao processo lento, a produtividade é maior, mas a qualidade do vinagre é inferior. Figura 2 Esquema do acetificador ou gerador com recirculação do vinho Fonte: Malajovich (2012). Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 14

Figura 3 - Corte transversal de um acetificador com suporte poroso A) grade; B) maravalha de madeira; C) bomba para movimentação do vinho em processo de acetificação; D) dispersor do vinho; E) refrigerante de água; F) dispositivo de condensação de vapores. Fonte: Aquarone et al. (1983) Um fundo falso permite recolher o vinho em processo de acetificação, que passa pela camada porosa formada pela maravalha e é recolocado na parte superior tantas vezes quantas necessárias, para alcançar o grau acético desejado. Como no caso anterior, o início do processo é feito a partir de um vinho adicionado de aproximadamente 10% de vinagre não pasteurizado como pé-de-cuba. A mistura de vinho e vinagre, na passagem através da maravalha, recebe o ar que se movimentava de baixo para cima devido ao aquecimento provocado pelo calor liberado no processo de acetificação. Esse processo é mais rápido que o método Orleans. Quando a concentração de álcool do vinho utilizado para acetificação alcançar próximo a 0,3% v/v, retira-se aproximadamente 4/5 do volume de vinagre, que é substituído por um mesmo volume de vinho reiniciando-se o processo. A retirada de vinagre é feita, em média, a cada 10 dias. Esse sistema de acetificação representa o primeiro passo para a industrialização do processo de elaboração do vinagre. No entanto, mesmo tendo representado um notável avanço tecnológico, o processo apresenta alguns problemas, tais como: A perda de substâncias voláteis por evaporação é de aproximadamente 10%, é, portanto, muito elevada; O material utilizado como suporte, geralmente maravalha de madeira, se contamina facilmente, exigindo uma limpeza periódica, o que ocasiona sua substituição praticamente todos os anos; O novo material necessita de um minucioso acondicionamento até a sua impregnação de vinagre. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 15

Processo submerso - A partir de 1950 desenvolveram-se sistemas de produção nos quais as bactérias estão submersas em uma mistura hidroalcoólica, dentro de enormes cubas de aço inoxidável. Estes acetificadores modernos contam com agitação, oxigenação e controles de temperatura. Desenhados e patenteados pela empresa alemã Heinrich Frings, os geradores ou Acetators são utilizados em mais de 50 países. Produzem 920 a 960 litros de vinagre com 10% de acidez a partir de 100 litros de álcool absoluto e funcionam em turnos de 24 horas. Devido a sua eficiência, também são utilizados na produção de ácido acético para outras finalidades. A rapidez na produção industrial do vinagre determina a preferência por este sistema que utiliza a fermentação acética submersa. Nesse caso, também o processo inicia com um vinho previamente acetificado com, aproximadamente, 10% de vinagre não pasteurizado que funciona como pé-de-cuba. O método baseia-se na presença da bactéria acética submersa no vinho para acetificar, saturado constantemente por finas partículas de ar. Diferentemente dos processos anteriores, as bactérias acéticas se encontram imersas no vinho, sem nenhum suporte de material poroso, mas em íntimo contato com o oxigênio do ar proveniente de intenso arejamento. O equipamento utilizado é formado por um recipiente de grande capacidade, geralmente feito de aço inoxidável, com uma turbina de ar no fundo e tubos por onde circula a água para refrigeração que funciona automaticamente (Figuras 4 e 5). Ao entrar no fermentador acético, o ar é disperso de forma homogênea em todo o vinho e na forma de borbulhas de tamanho menor possível. Quando o vinho do fermentador alcançar aproximadamente 0,2% v/v de álcool, o que acontece em intervalos de 30 a 40 horas, retiram-se aproximadamente de 40% a 45% do volume de vinagre que é substituído pelo mesmo volume de vinho a acetificar. O controle da temperatura nesse processo é feito mediante um sistema interno de refrigeração, que funciona automaticamente. Figura 4 Processo submerso semicontínuo de vinagre Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 16

Figura 5. Corte transversal de um acetificador para elaboração de vinagre pelo método com fermentação acética submersa a- turbina de ar; b- compensador de ar; c- dispositivo para coletar líquido de condensação; d-e- dispositivo para controlar a formação de espuma; f- dispositivo para medir o álcool; g- serpentina para refrigeração; h- dispositivo para refrigeração; i- termômetro; j- bomba para entrada do vinho; k- bomba para retirada do vinagre. Fonte: Mecca et al. (1979). Através desse processo de acetificação, é possível reduzir as perdas por evaporação para 3% a 5%, não havendo necessidade de material de suporte e, conseqüentemente, os problemas advindos da sua manutenção. É possível incorporar sistemas automáticos para carga e descarga do fermentador e controle de temperatura. O vinagre produzido por esse processo apresenta-se turvo, com qualidade inferior àquele obtido pelo método lento, devido ao revolvimento acentuado e persistente provocado pela quantidade de ar introduzido sob pressão na acetificação. Comparação entre os processos de acetificação Os três processos básicos de produção de vinagre podem oferecer produtos de ótima qualidade, desde que os requisitos essenciais sejam observados, entretanto, pode-se fazer um confronto entre eles, conforme a tabela seguinte. Aspectos Tipo de processo Lento Recirculação do vinho (rápido) Submerso Qualidade do vinagre Ótima Depende do envelhecimento Depende de clarificação e envelhecimento Custo do equipamento Baixo Alto Alto Rendimento do processo Variável Variável Alto Produtividade Baixa Variável Alta Facilidade operacional Grande Média Grande, dependente de automação Manutenção do equipamento Simples Trabalhosa Simples Volume de produção Pequeno Médio Grande Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 17

Composição do vinagre As principais características analíticas de vinagres de vinho branco e de vinagres de vinho tinto brasileiros estão indicadas na Tabela 1. Tabela 1 - Características analíticas de vinagres de vinho branco e de vinho tinto brasileiros. Variáveis Vinagres de vinho branco Vinagres de vinho tinto *Intervalo de confiança Média *Intervalo de confiança Média Densidade a 20 C (g/l) 1009,4-1010,4 1009,9 1009,8-1010,7 1010,3 Etanol (g/l) 0,7-2,2 1,5 0,4-2,2 1,3 Metanol (mg/l) 0,1-11,8 3,8 11,3-27,2 19,3 Acetato de etila (mg/l) 112-265 189 62-311 186 Acidez total (g% em ácido acético) 4,34-4,63 4,49 4,40-4,79 4,59 Acidez volátil (g% em ácido acético) 4,24-4,44 4.34 4,20-4,62 4,40 Acidez fixa (g% em ácido acético) 0,10-0,20 0,15 0,14-0,23 0,18 ph 2,69-2,83 2,76 2,72-2,81 2,79 Extrato seco (g/l) 8,02-10,63 9,32 8,40-11,15 9,78 Extrato seco reduzido (g/l) 7,16-9,27 8,22 7,79-9,93 8,86 Açúcares redutores totais (g/l) 1,34-2,73 2,04 1,29-2,46 1,88 Cinzas (g/l) 1,36-1,64 1,50 1,23-1,70 1,46 Alcalinidade das cinzas (meq/l) 5,6-11,1 8,4 6,3-10,9 8,6 DO (420 nm) 0,062-0,165 0,114 0,037-0,058 0,047 DO (520 nm) - - 0,036-0,060 0,048 Intensidade de cor (DO 420 + DO 520) - - 0,073-0,118 0,096 Coloração (DO 420 / DO 520) - - 0,912-1,085 0,998 Prolina (mg/l) 0,1-19,3 9,6 9,7-22,6 16,2 Cloretos (mg/l) 62-585 262 37-354 167 Potássio (mg/l) 190-471 330 301-549 425 Sódio (mg/l) 42-391 217 20-227 123 Cálcio (mg/l) 33-130 82 47-121 84 Magnésio (mg/l) 11-22 16 19-31 25 Manganês (mg/l) 0,1-4,9 2,5 0,5-4,6 2,6 Ferro (mg/l) 0,8-1,9 1,4 1,5-8,0 4,0 Cobre (mg/l) 0,1-0,3 0,2 0,1-0,3 0,2 Zinco (mg/l) 0,1-0,3 0,2 0,2-0,4 0,3 Fósforo (mg/l) 45-172 109 73-156 114 Fonte: Rizzon e Miele (1998).*Nível de probabilidade do intervalo de confiança 99%. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 18

A acidez volátil corresponde ao teor de ácido acético que é o componente mais importante do vinagre. Ele provém da oxidação do álcool do vinho no processo de acetificação. O vinagre para consumo deve ter entre 4% e 6% de ácido acético. A legislação brasileira estabelece em 4% o teor mínimo de ácido acético para vinagre. O grau alcoólico do vinagre representa o resíduo do processo de acetificação. Todo vinagre deve ter um pouco de álcool, caso contrário as bactérias acéticas, na ausência de um substrato alcoólico, podem degradar o ácido acético produzido com prejuízo para o próprio vinagre. A legislação brasileira estabelece em 1,0% v/v o teor alcoólico máximo para o vinagre. Análises não compatíveis com vinagres de vinho branco. Quanto ao metanol, não há dados sobre sua concentração em vinagres brasileiros. Trata-se de um álcool formado a partir da hidrólise da pectina da uva e liberado por ocasião da maceração na vinificação. Como provém do vinho utilizado para acetificação e como não é oxidado pelas bactérias acéticas, a quantidade não se altera no processo de acetificação. O conhecimento do teor de metanol do vinagre de vinho é fundamental para comprovar a sua origem, pois ele não é metabolizado no processo de acetificação. O vinagre de vinho genuíno deveria apresentar, no mínimo, 25 mg/l de metanol para vinagre de vinho branco e 50 mg/l para o vinagre de vinho tinto. A legislação brasileira não estabelece limite de metanol nos vinagres de vinho. Na Espanha, o teor de metanol dos vinagres de vinho não deve ultrapassar 1,0 g/l, enquanto que nos vinagres italianos o limite de metanol varia entre 60 mg/l e 130 mg/l. Vinagres com teores de metanol muito elevados correspondem a produtos elaborados com vinhos de prensa. O acetato de etila é, quantitativamente, o éster mais importante do vinho e do vinagre de vinho. Este composto aumenta o aroma do vinagre e se encontra em maior quantidade nos melhores vinagres. O extrato seco e as cinzas do vinagre, proporcionalmente, devem se relacionar com a concentração inicial do vinho. A relação entre o extrato seco reduzido e as cinzas deve ficar compreendida entre 3,5 e 8,0. Com relação à alcalinidade das cinzas, os valores encontrados sempre foram inferiores àqueles dos vinhos, o que mostra que os ácidos fixos se encontram predominantemente na forma livre. De outra parte, constataram-se pequenas diferenças entre os vinagres de vinho branco e aqueles de vinho tinto. A prolina é um dos aminoácidos mais importantes nos vinhos principalmente nos elaborados com espécies de Vitis vinifera L. O nitrogênio da prolina é pouco metabolizado pelas leveduras na fermentação alcoólica e pelas bactérias no processo de acetificação. Por isso, a quantidade de prolina é mais ou menos constante na passagem de mosto para vinho e desse para vinagre. De outra parte, existe uma relação entre a prolina e a cultivar que originou o vinho. Assim, os vinhos de uvas do grupo das americanas apresentam baixos teores de prolina. Esse aminoácido é um componente importante e deve ser melhor estudado para auxiliar na comprovação da origem vínica do vinagre. O potássio é o cátion mais importante do vinho e, conseqüentemente, do vinagre, pois representa aproximadamente 40% do valor das cinzas. É normal os vinagres de vinho tinto Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 19

apresentarem teores mais elevados de potássio em relação aos vinagres de vinho branco devido à maceração pelicular na vinificação em tinto. Constatou-se, em alguns vinagres de vinho branco e de vinho tinto, mais sódio do que potássio, fato que não acontece nos vinhos, pois o sódio aparece em concentrações mais baixas. Na verdade, o sódio é facilmente alterado pelos coadjuvantes de filtração, de clarificação e de estabilização dos vinagres. O cálcio e o magnésio também aparecem com teores relativamente altos nos vinagres e estão sempre presentes nos vinhos. O manganês é um cátion encontrado, regularmente, nos vinhos em pequenas quantidades menos de 3,0 mg/l. Os teores médios detectados nos vinagres correspondem àqueles dos vinhos. Com relação ao ferro, cobre e zinco, os teores encontrados nos vinagres também é o reflexo da concentração do vinho, embora o contato com determinados materiais ou a utilização de produtos enológicos para clarificar e estabilizar o vinagre possam aumentar o teor. Fatores que afetam a qualidade de um vinagre A qualidade de um vinagre está relacionada a sabor e aroma, maciez, limpidez e composição dentro dos padrões definidos pela legislação específica e dependente da matéria-prima que o originou (aspecto positivo, ao contrário do vinho). Os principais fatores que podem afetar a sua qualidade são: natureza e condicionamento da matéria-prima, processo produtivo empregado, presença de contaminantes ao longo do processo, tempo de fermentação inadequado, excesso ou carência de nutrientes, utilização de aditivos impróprios, clarificação ou envelhecimento inadequados, dentre outros. Alterações e defeitos nos vinagres O vinagre, assim como o vinho, está sujeito a alterações causadas principalmente pela falta de condições higiênicas adequadas durante o processo de elaboração. As principais alterações que podem ocorrer no vinagre são devidas aos seguintes agentes: Anguilula do vinagre (Anguillula aceti): é um pequeno nematóide, de 1 mm a 2 mm de comprimento que se desenvolve principalmente nos vinagres fracos, causando-lhes odores desagradáveis e aspecto indesejável, embora não seja prejudicial à saúde; Mosquinha do vinagre (Drosophylla melanogaster): é responsável pela transmissão de vários microrganismos infectantes do vinagre; Elementos químicos: o ferro e o cobre, quando em concentrações elevadas, causam escurecimento e turvação e transmitem um gosto metálico ao vinagre; Microrganismos diversos: existem várias espécies de bactérias, fungos e alguns ácaros que podem contaminar o vinagre, tornando-o, em casos extremos, impróprio para o consumo. Um dos maiores problemas das vinagreiras que utilizam o processo rápido é a proliferação de bactérias da espécie Acetobacter xilynum, produtora de quantidade elevada de substância gelatinosa Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 20

que, com o tempo, chega a obstruir a passagem do vinho em acetificação através do suporte poroso. Quando isso ocorre há necessidade de parar o processo lavar o material de enchimento com solução alcoólica. O material de enchimento é totalmente substituído após um ano de uso. Em alguns casos, quando todo o álcool já tiver sido transformado em ácido acético, as próprias bactérias poderão consumi-lo. Assim, para a elaboração caseira, quando o vinagre estiver pronto, deve-se retirá-lo do recipiente no máximo até 30 dias após a elaboração. As alterações de ordem microbiológica que ocorrem no vinagre podem ser evitadas através do controle rigoroso das condições higiênicas no local de produção, enquanto que o cuidado de não deixar o vinagre em contato com recipientes e materiais de ferro e cobre diminui a concentração desses minerais. A variação da cor e da limpidez nos vinagres tintos pode ser devida ao excesso de ferro e de tanino que originam a "casse férrica". Nos vinagres de vinho branco que não possuem taninos e corantes tintos, mas contêm teores de ferro e fosfato elevados, a alteração da limpidez é devida à precipitação de fosfato férrico de cor branca, fenômeno denominado "casse branca". O teor de cobre elevado no vinagre de vinho pode causar turvação que se manifesta em ambiente reduzido e cuja velocidade de reação é acelerada pela luz. Nesse caso, a turvação adquire um aspecto mais leitoso em relação àquela causada pelo excesso de ferro. Nos vinagres de vinho podem ocorrer ainda turvações de origem protéica, de cristais de bitartarato e devido à presença de terras de filtração, bentonita e gelatina. Vinagre balsâmico É um produto distinto devido ao processo de elaboração e às características aromáticas que adquire. O mais conhecido é o "Vinagre Balsâmico Tradicional de Modena" que é protegido por uma "Denominação de Origem" desde 1983. A história do vinagre balsâmico inicia-se na região de Modena, pois as condições de clima da região proporcionavam apenas produção de vinhos com baixa graduação alcoólica, portanto não recomendados para exportação, mas apropriados para a produção do vinagre. O vinagre balsâmico é o produto obtido da fermentação alcoólica e acética do mosto de uva Trebbiano, cozido, o qual é obtido a partir da uva esmagada e separado no início da fermentação alcoólica. O cozimento é feito em fogo direto até o teor de açúcar alcançar valor compreendido entre 28 e 33 Babo, o que corresponde a uma redução de 20% a 30% do volume inicial do mosto. Um mosto mais cozido dará origem a um vinagre balsâmico mais doce. Os vinagres feitos de mostos menos cozidos são os preferidos e necessitam de mais tempo para serem feitos. O mosto, assim concentrado, é colocado em recipientes de madeira, até tornar-se vinagre balsâmico, o que acontece com o tempo, com o tipo de recipiente e da madeira. Uma bateria adequada para a elaboração de vinagre balsâmico é constituída de uma barrica de madeira de amoreira de 60 L, uma de castanheira de 50 L, uma de cerejeira de 40 L, uma de fresno de 30 L e uma de carvalho de 20L. Uma vinagreira em condições deve ter as barricas perfeitamente limpas e esterilizadas. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 21

Os recipientes utilizados para elaborar o vinagre balsâmico são colocados em locais quentes e bem arejados, para favorecer a atividade das bactérias acéticas. Geralmente, no inverno, quando a atividade microbiana é reduzida devido ao frio, é o momento recomendável para efetuar trasfegas e adição de mosto cozido. Nos demais períodos do ano, o vinagre necessita de repouso e de um discreto acompanhamento. O tempo necessário para a elaboração do vinagre balsâmico é de, no mínimo, 20 anos e é comum encontrarem-se vinagres com até 50 anos. No início do processo de elaboração do vinagre balsâmico, é recomendável deixar a abertura superior da barrica coberta apenas com um pano, para proteger da entrada de poeira e insetos e favorecer a aeração. Somente mais tarde é recomendável utilizar um batoque de madeira para fechar a abertura da barrica. Visto que o vinagre balsâmico é considerado um produto tradicional na Itália, é muito difícil definir um processo de produção em escala industrial. O aspecto microbiológico da formação de vinagre balsâmico é importante, pois as fermentações alcoólica e acética ocorrem simultaneamente no mosto. A fermentação alcoólica acontece, geralmente, com a participação de leveduras osmofílicas do gênero Zygosaccharomyces, que se caracterizam pela baixa capacidade fermentativa, pois fermentam lentamente e produzem apenas de 5% a 6% de álcool, além de quantidades elevadas de acidez volátil. Essa fermentação ocorre no primeiro recipiente e, normalmente, não adquire aspecto tumultuoso. Por isso, muitas vezes, não é percebida e até mesmo questionada na produção de vinagre balsâmico. A fermentação acética também acontece no primeiro recipiente e conta com a participação de bactérias acéticas do gênero Acetobacter que formam película na superfície, constituindo a "mãe do vinagre". Assim, no primeiro recipiente se concentra a atividade microbiológica; nos demais, as transformações são de ordem físico-químicas (oxidação, combinações químicas, evaporação). O vinagre balsâmico, quando pronto, adquire aspecto denso, xaroposo e escuro, com perfume e sabor doce/ácido inconfundível, resultado de todas as operações efetuadas durante o longo período de elaboração e estocagem/envelhecimento nos diferentes tipos de madeira. O vinagre balsâmico é considerado um dos mais refinados condimentos. É recomendável utilizá-lo em saladas e frituras, além de combinar perfeitamente e exaltar o gosto e o aroma quando utilizado em pratos com carnes. É utilizado também em gargarejos para proteger a garganta de determinadas infecções, além de ser considerado um ótimo antioxidante. 7. LEGISLAÇÃO NACIONAL SOBRE VINAGRES INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 6, DE 3 DE ABRIL DE 2012. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Estabelece os padrões de identidade e qualidade e a classificação dos fermentados acéticos, comercializado no território brasileiro, excetuado o oriundo da fermentação acética do vinho. RESOLUÇÃO-RDC Nº 360, DE 23 DE DEZEMBRO DE 2003. ROTULAGEM NUTRICIONAL Aprova o Regulamento Técnico sobre Rotulagem Nutricional de Alimentos Embalados, tornando obrigatória a rotulagem nutricional. INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 55, DE 18 DE OUTUBRO DE 2002, MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Aprova o Regulamento técnico para fixação de critérios para indicação da denominação do produto na rotulagem de bebidas, vinhos, derivados da uva e do vinho e vinagres. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 22

7. CONTROLE DE QUALIDADE EM VINAGRES As características de vinagres estão definidas nos padrões de identidade e qualidade estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Na análise destes produtos, as determinações usuais são, entre outras: exame preliminar, densidade relativa, acidez total, acidez volátil, acidez fixa, álcool em volume, ph, extrato seco, glicídios redutores em glicose, sulfatos, extrato seco reduzido, cinzas, dióxido de enxofre (050/IV) e eventualmente corantes orgânicos artificiais e contaminantes inorgânicos. As análises podem ser seguidas pelo manual específico para bebidas e vinagres do MAPA ou pelos métodos analíticos do Instituto Adolfo Lutz. 8. GLOSSÁRIO DE ALGUNS TERMOS USADOS NA INDÚSTRIA VINAGREIRA Acetificação: processo que consiste na transformação do vinho em vinagre, mediante a oxidação de líquidos alcoólicos Acetificador: é o aparelho que serve para a produção do vinagre. Ácido acético: é o ácido orgânico volátil principal do vinagre. É o principal componente e aquele que atribui ao vinagre suas principais características. Até mesmo o nome vinagre é atribuído devido ao teor elevado de ácido acético. O ácido acético se forma, principalmente, pela oxidação do álcool etílico. Arguilula: pequeno verme filiforme (nematóide) que pode se desenvolver no vinagre, e que necessita de oxigênio para viver e compete com as bactérias acéticas. Bactéria acética: bactérias do gênero Acetobacter sp que provocam a acetificação em vinhos e que são utilizadas industrialmente na produção do vinagre. Mãe do vinagre: as bactérias acéticas, que participam da transformação do vinho em vinagre, produzem uma substância mucilaginosa, gelatinosa, viscosa que se desenvolve inicialmente na superfície, mas aumentando o peso terminam por precipitar e formar a mãe do vinagre Vinagre: o termo vinagre significa vinho acetificado, por isso, ele deve ser reservado para denominar somente os produtos de vinho. Os produtos obtidos de outras frutas devem ser denominados de fermentados acético. Os vinagres devem apresentar, segundo a legislação brasileira, concentração de ácido acético superior a 4,0% e teor alcoólico inferior a 1% v/v. Vinagre: vinagre especial de vinho, elaborado a partir de mosto concentrado através de fogo direto e que suporta longo envelhecimento em barris de madeira. Com o tempo o vinagre vai sendo transferido para recipientes menores, fabricados com diferentes madeiras. É o vinagre tradicional da região de Modena, na Itália. 9. REFERÊNCIAS ANAV - Associação Nacional das Indústrias de Vinagre. Informações diversas sobre vinagres. Disponível em http://www.anav.com.br/clipping_interna.php?id=26. Acesso em dezembro de 2015. AQUARONE, E.; LIMA, U. de A.; BORZANI, W. Alimentos e bebidas produzidas por fermentação. São Paulo: Edgar Blucher, 1983. 227 p. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 23

CARMO GALLO NETTO. Vinagre brasileiro ainda está distante do padrão de qualidade internacional. Disponível em <https://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/agosto2006/ju332pag9a.html>. Acesso em dezembro de 2015. MALAJOVICH, M.A. Vinagres. Biotecnologia na vida cotidiana: manual de atividades práticas de Biotecnologia. Rio de Janeiro, Edições da Biblioteca Max Feffer do Instituto de Tecnologia ORT, 2009. MECCA, F.; ANDREOTTI, R.; VERONELLI, L. L'aceto. Brescia: AEB, 1979. 433 p. MENEGUZZO, J.; RIZZON, L. A.. Sistema de Produção de Vinagre. Versão Eletrônica. Dez./2006. Disponível em <https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/fonteshtml/vinagre/sistemaproducaovinagre/index.htm>. Acesso em dez. 2015. RIZZON, L. A.; GUERRA, C. C.; SALVADOR, G. L. Elaboração de vinagre na propriedade vitícola. Bento Gonçalves: EMBRAPA-CNPUV, 1992. 11 p. (EMBRAPA-CNPUV. Circular Técnica, 15). RIZZON, L. A.; MIELE, A. Características analíticas de vinagres comerciais de vinhos brasileiros. Brazilian Journal of Food Technology, Campinas, v. 1, n.1 / 2, p. 25-31, 1998. ZANCANARO, JR.O. Vinagres. In: Aquarone E. et al. Biotecnologia Industrial Vol 4. Biotecnologia na produção de alimentos. São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001. 10. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. O vinagre é um produto muito versátil no cotidiano. Construa uma tabela que contemple, pelo menos, 10 aplicações, indicando a função exercida por este produto. 2. Liste as principais matérias-primas usadas para a produção dos vinagres. Comente sobre as particularidades do seu condicionamento até a condição final de substrato acético. 3. O que se entende por Agrin na tecnologia vinagreira? Explique detalhado. 4. Um analista recebeu duas amostras de vinagres comerciais sem rótulos, apenas com etiquetas analíticas 1 e 2 e informações de lote e validade do produto, sendo um de álcool e outro de vinho de fruta. A sua tarefa era atestar a qualidade legal destes produtos baseando-se na Instrução Normativa n.6/2012 do MAPA. Como ele deveria ter procedido para esta solução analítica fiscalizadora? Explique detalhado. 5. Como são classificados os vinagres? (a) Comercialmente, (b) Legislação brasileira (Inst. Norm. n.6/2012/mapa)? Comente resumidamente sobre estes vinagres. (c) Proponha uma classificação mais didática contemplando as letras (a) e (b). 6. Um vinagre comercial possui os seguintes parâmetros analíticos em percentagem massa/volume (m/v): acidez volátil em ácido acético = 5%, teor de álcool = 0,5%, cinzas = 0,2%, extrato seco reduzido = 0,8% e sulfatos = 0,2%. Baseando-se na sua expertise em química e na tecnologia vinagreira e avaliando os parâmetros analíticos, responda: (a) Que informações você poderia traduzir para os usuários leigos? (b) E para os especialistas em vinagre? (c) Admitindo a acidez presente representada apenas pelo ácido acético (ácido orgânico fraco com grau de ionização de 5%), qual o ph deveria apresentar este vinagre? Explique a resolução. Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 24

7. A maioria dos vinagres deveria apresentar-se claros devido ao fato do seu componente principal (ácido acético) ser solúvel em água formando soluções incolores. Como explicar a coloração adquirida por alguns tipos? Explique observando o máximo de aspectos produtivos. 8. Cite 5 requisitos essenciais preconizados pela Instrução Normativa n.6/2012 do MAPA para padrões de qualidade dos vinagres. 9. Que restrições podem ser elencadas quanto às embalagens utilizadas para os vinagres comerciais. Explique. 10. O binômio ácido acético e álcool etílico são os parâmetros analíticos mais monitorados nos vinagres segundo a legislação brasileira. Comente sobre as suas importâncias levando em consideração os aspectos produtivos e comerciais. 11. Sobre a fermentação acética, responda: (a) Quais os principais microrganismos utilizados nesta operação, indicando aspectos positivos e negativos. (b) Escreva e explique sobre as principais reações bioquímicas envolvidas desde uma matéria-prima amilácea. 12. Confrontar os processos de fabricação dos vinagres (lento, rápido e submerso) em 5 requisitos, considerando suas razões e explicando cada critério escolhido. 13. Explique objetivamente sobre os processos vinagreiros: (a) Lento ou francês (b) Rápido ou alemão (c) Submerso ou moderno. 14. Proponha um fluxograma para produção de um vinagre partindo-se de acerola como substrato inicial. Explique objetivamente sobre cada operação unitária necessária envolvida. 15. Construa uma tabela mostrando os principais defeitos ou alterações ocorridas nos vinagres, indicando causas, conseqüências e formas de evitar ou eliminar. 16. O fluxograma genérico de produção de vinagres (página 12) mostra as principais operações unitárias necessárias. Comente sobre cada operação em termos de finalidades e conseqüências em caso de desvios operacionais. 17. A fermentação acética é um processo muito antigo sendo usada principalmente para produção de vinagres. Sabe-se que os carboidratos são fontes renováveis de obtenção de álcool, substrato potencial de vinagres, através de processos extrativos, hidrólise e finalmente fermentação. Como matérias-primas destacam-se o amido (polissacarídeo presente especialmente em material feculento) e a sacarose (dissacarídeo presente principalmente na beterraba e cana-de-açúcar). Estime a produção mensal de vinagre (em litros, e teor de 5% m/v) num processo industrial que utiliza as operações unitárias de extração e os processos químico de hidrólise ácida e bioquímico de fermentações anaeróbica e aeróbica, utilizando-se a sacarose da cana-de-açúcar. (Dados: Mês: 30 dias; Horas de trabalho diário: 8h; Teor de sacarose na cana: 12%; Consumo de cana-de-açúcar/hora: 5 toneladas; Densidade do vinagre: 1,011 g/cm 3 ). Processos Biotecnológicos Industriais Sávio Pereira IFPE - 2015 Página 25