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Produção de Cachaça de Qualidade: História, Caracterização e Fermentação, Notas de estudo de Engenharia de Produção

Os princípios básicos da produção de cachaça de qualidade, abordando a história, produção atual, exportações, caracterização da bebida, composição química média dos colmos, fatores interferentes, preparo do caldo, fermentação alcoólica e destilação. Além disso, discute-se sobre a importância de variedades boas para produção de açúcar e álcool, os efeitos do frio, tipos de solo, determinação do grau de maturação, pui, moagem, preparo do caldo, padrão metabólico, fermentação para produção de cachaça, fermentação - 2ª etapa, destilação e envelhecimento.

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 05/08/2009

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igor-donini-9 🇧🇷

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Baixe Produção de Cachaça de Qualidade: História, Caracterização e Fermentação e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Produção, somente na Docsity! 1 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Tecnologia de Produção de Cachaça Princípios do Processo de Produção de Cachaça de Qualidade Leandro J.S. Espinoza Bacharel em Química – IQ/UNESP Especialista em Tecnologia de Cachaça - UFLA/MG Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) • 1532-1548 Início a indústria açucareira com a introdução da cana-de-açúcar no Brasil pelos portugueses. Primeiros engenhos: São Vicente/SP • Caldo “esquecido” nos tachos de melaço fermentavam de um dia para o outro e assim descobre-se a aguardente ou “cagaça”. • Produção foi aprimorada. A cachaça sai da senzala e vai para a mesa do Senhor do Engenho, gerando interesse econômico do Brasil colônia. Ameaça aos interesses portugueses, pois a bagaceira passou a ser consumida em menor escala. • Torna-se símbolo da resistência da cultura brasileira contra a dominação portuguesa e também dos ideais inconfidentes, daí um dos motivos do grande número de engenhos no Estado de Minas Gerais. • 1639 - Primeira tentativa de impedir até sua fabricação. • 1743 - Decreto régio proíbe expressamente a produção de aguardente na Capitania da Bahia. • 1808 - Com a transmigração da corte portuguesa para o Rio de Janeiro, a cachaça já era considerada como um dos principais produtos da economia brasileira. HISTÓRICO 2 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) HISTÓRICO - Legislação • 1819 - Já se podia dizer que a cachaça era a aguardente do país. • 1972 - Lei 5.823: Sobre a padronização, classificação, inspeção e registro de bebidas Regulamentação - Decreto 73.267 de 1973. Tratava a Aguardente de Melaço e a Cachaça como sendo uma mesma bebida: “Aguardente de Melaço ou Cachaça é a bebida com a graduação alcoólica de 38 a 54o GL, obtida do Destilado Alcoólico Simples de Melaço ou pela destilação do mosto fermentado de melaço resultante da produção do açúcar”. • 1994 - Lei 8.918: Sobre a padronização, a classificação, o registro, a inspeção, a produção e a fiscalização de bebidas. Cria a Comissão Internacional de Bebidas. Revoga Lei 5.823/72, assim como do seu regulamento. • 1997 - Decreto 2314: aprova o Regulamento da Lei 8.918/94 e introduz mudanças na definição dessas denominações. Porém, posicionou a Cachaça, a Aguardente de Cana e a Caninha como sendo uma mesma bebida: “Aguardente de cana, Caninha ou Cachaça é a bebida com graduação alcoólica de 38 a 54 % em volume, a 20 oC, obtida do destilado alcoólico simples de cana-de- açúcar ou, ainda, pela destilação do mosto fermentado de cana-de-açúcar”. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) • 2001 - Decreto 4.062: Definiu as expressões "cachaça", "Brasil" e "cachaça do Brasil" como indicações geográficas, de uso restrito aos produtores estabelecidos no País. • 2002 - Decreto 4.072: Nova redação ao artigo 91 do Regulamento da Lei 8.918/94, assim definindo o substantivo cachaça: “Cachaça é a denominação típica e exclusiva da aguardente de cana produzida no Brasil, com graduação alcoólica de 38 a 48% em volume, a 20 oC e com características sensoriais peculiares". • 2003 - Publicação do Decreto 4.851: Revogação do Decreto n. 4.072/2002, A Cachaça ficou assim definida : “Cachaça é a denominação típica e exclusiva da aguardente de cana produzida no Brasil, com graduação alcoólica de 38 a 48 % em volume, a 20 oC, obtida pela destilação do mosto fermentado de cana-de-açúcar com características sensoriais peculiares, podendo ser adicionada de açúcares até 6,0 g/L, expressos em sacarose”. • 2005 – Instrução Normativa n.13, do MAPA: Regulamento Técnico para Fixação dos Padrões de Identidade e Qualidade para Aguardente de Cana e para Cachaça. Caracterização da Bebida HISTÓRICO - Legislação 5 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) CARACTERIZAÇÃO DA CACHAÇA Instrução Normativa no13, de 29 de junho de 2005, do MAPA Aguardente de Cana Graduação alcoólica: 38% a 54% vol.(20 ºC), obtida do destilado alcoólico simples de cana-de-açúcar ou pela destilação do mosto fermentado do caldo de cana- de-açúcar. Pode ser adicionada de açúcares até 6 g/L, expressos em sacarose. Cachaça Denominação típica e exclusiva da Aguardente de Cana produzida no Brasil Graduação alcoólica: 38% a 48% vol.(20 ºC) Obtida pela destilação do mosto fermentado do caldo de cana-de- açúcar com características sensoriais peculiares, podendo ser adicionada de açúcares até 6 g/L, expressos em sacarose. IN 13 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) PADRÕES DE IDENTIDADE E QUALIDADE Envelhecimento: Deve conter, no mínimo, 50% de Cachaça ou Aguardente de Cana envelhecida em recipiente de madeira apropriada, com capacidade máxima de 700 litros, por um período não inferior a um ano, submetida ao controle oficial (lacre do MAPA). Substâncias fenólicas devem ser detectadas. Coeficiente de Congêneres: Não poderá ser inferior a 200 mg/100 mL e superior a 650 mg/100 mL de álcool anidro. -360 Soma dos álcoois isobutílico (2-metil propanol), isoamílicos (2-metil-1– butanol–3 metil-1-butanol) e n-propílico (1-propanol) -5Soma de Furfural e Hidroximetilfurfural -30Aldeídos totais, em acetaldeído -200Ésteres totais, expressos em acetato de etila -150Acidez volátil, expressa em ácido acético Mínimo (mg/ 100 mL de álcool anidro) Máximo (mg/ 100 mL de álcool anidro)Congênere 6 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) • Limites para os principais contaminantes: Orgânico 3,0Álcool n-butílico (1-butanol) 10,0Álcool séc-butílico 2-butanol) 5,0Acroleína (2-propenal) 0,150Carbamato de etila 20,0Metanol Valor máximo permitido (mg/ 100 mL de álcool anidro)Contaminante 0,100Arsênio (As) 0,200Chumbo (Pb) 5,0Cobre (Cu) Inorgânico PADRÕES DE IDENTIDADE E QUALIDADE Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Bagaço Transporte Recepção e limpeza da cana-de- açúcar Moagem Caldo bruto Filtração e decantação Aproveitamento para alimentação animal Fermentação Caldeira ou fornalha Diluição para ajuste do oBrix Cabeça CaudaCoração Separação das frações Destilação Envase Armazenamento ou Envelhecimento Cachaça Coluna de destilação para produção de álcool ou enriquecimento do vinho para Bidestilação Vinhaça Fertirrigação Colheita da cana-de-açúcar e pré- limpeza Fluxograma do processo 7 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) 9. ROTULAGEM 9.5. Fica vedado o uso da expressão “Artesanal” como designação, tipificação ou qualificação dos produtos previstos no presente Regulamento Técnico, até que se estabeleça, por ato administrativo do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, o Regulamento Técnico que fixe os critérios e procedimentos para produção e comercialização de Aguardente de Cana e Cachaça artesanais. PADRÕES DE IDENTIDADE E QUALIDADE 13. DISPOSIÇÕES TRANSITÓRIAS 13.1.Fica estabelecido o prazo máximo de 01 (um) ano para adequação da rotulagem e da embalagem. 13.2.Fica estabelecido o prazo de 03 (três) anos para adequação e controle dos contaminantes citados nos itens 5.1.3, 5.1.4, 5.1.5, 5.2.2 e 5.2.3. 13.3.Fica estabelecido o prazo de 05 (cinco) anos para adequação e controle do contaminante citado no item 5.1.2. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Classificação botânica da cana-de-açúcar Divisão: Embryophita siphonogama Subdivisão: Angiospermae Classe: Monocotyledoneae Ordem: Glumiflorae Família: Poaceae Gênero: Saccharum Espécies: mais de 32 conhecidas utilizadas em melhoramento genético: Saccharum officinarum, S. spontaneum, S. barberi Jesw, S. sinense Roxb, S. robustum Jesw. Nome oficial: Saccharum spp Variedades utilizadas: POJ (Pura de origem Javanesa), RB (República do Brasil): RB 711406, RB 72454, RB 739359, RB 739735, RB 765418, RB 835486, CB (Campo Brasil): CB 45-3, CB 47-355, Mulata, Pelada, SP (São Paulo): SP 791011, IAC (Instituto Agronômico de Campinas), Uva, CO (Indiana), Caiana, NA (Norte Argentino), Cavalo, CO (Coimbra), Caninha... CULTURA DA CANA-DE-AÇÚCAR 10 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Variedades de cana-de-açúcar apresentam maturação em diferentes épocas do período de safra. Precoces: Características mais adequadas para serem processadas no início da safra, entre os meses de maio e junho. Superprecoces: apresentam tais características a partir de abril. Ex: RB 76-5418, RB 85-5453, SP 80-1842 Médias: Indicadas para processamento no meio da safra, entre julho e setembro novembro. Ex: SP 70-1143, SP 79-1011, CB 45-3 VARIEDADES QUANTO AO INÍCIO DA MATURAÇÃO Tardias: Adequadas para o final da safra, entre setembro e novembro. Ex: RB 73-9735, RB 78-5148, RB 72-454, SP79-2313, SP 79-6192 Pode-se indicar uma distribuição das variedades em: 20% para as precoces 60% para as médias 20% para as tardias. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) FATORES INTERFERENTES Diversos fatores interferem para um bom desempenho do canavial: • Variedade da cana • Adaptabilidade ao ambiente • Condições edáficas (características gerais do solo) • Sistema de produção empregado (preparo de solo, plantio e tratos culturais) • Colheita, carregamento, transporte • Condições climáticas Elevados índices pluviométricos Altas temperaturas Solo seco Temperaturas baixas Brotação, perfilhamento e crescimento. Repouso fisiológico e, conseqüentemente, o acúmulo de sacarose nos colmos, alcançando assim a maturação. IDEAL É QUE TENHAMOS UMA ÉPOCA QUENTE E CHUVOSA, SEGUIDA DE OUTRA MAIS FRIA E SECA. 11 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) EFEITOS DO FRIO SOBRE A CULTURA DA CANA Temperaturas inferiores a 10 oC: Provocam danos por resfriamento Folhas com coloração verde azulada e estrias cloróticas em folhas de mesma idade fisiológica. Efeito das Geadas: Cana de ano-e-meio: Afeta as folhas e gemas apicais, impossibilitando o crescimento (quando com 4 -5 meses de idade) ou inicia um processo de deterioração do ápice para a base (quando com 16 - 17 meses de idade). Cana de ano: Geada atingirá a planta entre 9 e 10 meses de idade, onde a cana ainda está imatura. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Riqueza em matérias orgânicas e inorgânicas interferem diretamente no desenvolvimento, crescimento, maturação e produtividade da cana-de-açúcar. Melhoramento genético, pode ser corrigida qualquer limitação quanto à fertilidade. Limitações físicas existentes para o desenvolvimento: • Profundidade efetiva menor que 1,0 m • Lençol freático alto • Solos excessivamente argilosos ou mal drenados • Solos arenosos • Inclinação do terreno acima de 15o. FATORES INTERFERENTES TIPOS DE SOLO 12 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Fotoperíodo: Fator a ser considerado na cultura para o perfilhamento e crescimento da cana planta. Quanto mais luminosidade, melhor o perfilhamento e maior o crescimento da planta. Não exerce influência sobre a cana soca. Ventos fortes: São responsáveis pelo tombamento da cana,dilaceração das folhas e transpiração excessiva. “quebra-ventos” Em algumas localidades onde os ventos são mais intensos, é importante o plantio de árvores específicas em torno da área plantada para minimizar este problema. FATORES INTERFERENTES Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) DETERMINAÇÃO DO GRAU DE MATURAÇÃO CACHAÇA • Qualidade da cana processada • Teor de açúcares (sacarose, glicose e frutose) por ocasião da colheita. Essencial que a colheita se processe quando os colmos estejam com maior acúmulo de açúcares, ou seja, bem maduros. Máxima maturação: Quando o seu crescimento encontra-se drasticamente reduzido, o que ocorre em condições de déficit hídrico acentuado, que é potencializado quando também por baixas temperaturas. 15 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) A colheita da cana-de-açúcar reflete todo o trabalho desenvolvido e conduzido no campo ao longo do ciclo da cultura, culminando na entrega da matéria-prima para que a mesma seja processada e contribua na obtenção de um produto final de qualidade (ANDRADE, 2004). Colheita da cana-de-açúcar Provoca exudação de açúcares na região da casca e propicia a evaporação de água. Estes açúcares podem se perder quando se realiza o processo de lavagem dos colmos na indústria utilizada para eliminar as impurezas como a terra que fica aderida ao colmo devido à exudação (MUTTON, 2005). Ainda como efeito negativo da queima da folhagem, podemos citar a formação do furfural e do hidroximetilfurfural no próprio caldo da cana, como conseqüência da desidratação parcial de pentoses e hexoses livres no caldo ou no bagaço (MAIA, 1994). Efeitos da queimada Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) RECEPÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA Como forma de prevenir contaminação e evitar a degradação devido ao contato com o solo, é recomendável que se descarregue a cana colhida sobre uma mesa suspensa, devidamente adaptada com cordas ou correntes, a fim de facilitar a descarga. Requisitos básicos de higiene para proteção contra contaminações. Perda da qualidade da cana devido à deterioração e formação de álcoois superiores. ∆ t máximo entre recepção da cana e moagem 24 h 16 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) MOAGEM Ainda se perde muito açúcar produzido no campo através das diferentes fases operacionais até o produto final. O baixo desempenho do conjunto de extração representa uma das elevadas perdas. Principais fatores que interferem no processo: • Regularidade e uniformidade na alimentação dos colmos na moenda • Regulagem da moenda • Velocidade dos cilindros • Tipos de ranhuras • Uso de soldas nos cilindros • Porcentagem de fibra da cana Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) MOAGEM Caldo, rico em açucares, água etc. Bagaço, rico em fibras Eficiência da extração = quantidade de caldo extraídoquantidade total de caldo presente nos colmos Índices cada vez maiores devem ser perseguidos, pois a quantidade de álcool futuro está diretamente relacionada com a quantidade de açúcar extraído do caldo. 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 17 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) PREPARO DO CALDO Design do equipamento: Fácil limpeza e a higienização. Indispensável o uso de peneiras de malhas finas e decantador para a retirada das impurezas. Material de constituição: aço inox (inerte a composição do caldo) Após esta filtragem, o caldo é encaminhado a um decantador onde as impurezas como terra e bagacilho são separadas do caldo. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) PREPARO DO CALDO Decantador Tanques para o ajuste de Brix Dornas de fermentação 14 e 16 oBrix Acima de 16 oBrix é necessário diluir o caldo para o bom andamento do processo fermentativo. H2O Caldo não diluído Fermentações incompletas, mais lentas e com formação de compostos indesejáveis no produto final. 20 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA Sistemas de fermentação Sistema Contínuo: Adição contínua de solução nutritiva estéril ao biorreator Quantidade equivalente da mistura de substrato utilizado, nutrientes e microrganismos sai do aparelho Maiores produtividades Menores problemas operacionais Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) FERMENTAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE CACHAÇA 2 Etapas Propagação da levedura Fermentação Processo Fermentativo Fermentação inicial Fermentação principal Fermentação final Propagação da levedura: Intensa aeração em caldo diluído (5 oBrix) Altas concentrações prejudicam a respiração celular 21 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Maioria dos alambiques: propagação empírica FERMENTAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE CACHAÇA Presença de bactérias que interferem negativamente no processo Como evitarEfeitoBactéria Produz gás sulfídrico a partir de aminoácidos sulfurados.Bactérias sulfídricas Produz butanol e acetona a partir do açúcar.Batérias acetobutílicas Não deixar a cana próxima a estábulos ou locais de ordenha Aumenta acidez volátil do vinho (ácido lático), compromete o sabor.Bactérias láticas Não deixar a cana ao sol depois de cortada. Separar o vinho do fermento logo após decantação. Manter o vinho tampado até a destilação. Aumenta acidez volátil do vinho (ácido acético)Bactérias acéticas Não queimar a cana Não deixar a cana ao sol depois de cortada Aumenta viscosidade, diminui produção de etanol, prejudica decantação. Leuconostoc mesenteroides Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) FERMENTAÇÃO - 2ª etapa Fermentação inicial Caldo adicionado deve ter entre 14 e 16 oBrix, obtido do preparo. Mosto apresenta uma quantidade de O2 necessário para multiplicação inicial das leveduras nesta fase. Fermentação principal Iniciada quando o O2 mosto termina. Diminuição da multiplicação celular. Produção de enzimas para transformação dos açúcares em etanol. Com o desprendimento de gás carbônico, observa-se a formação de bolhas. Aroma característico, aumento acentuado da temperatura, queda do Brix e aumento do grau alcoólico. 22 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) FERMENTAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE CACHAÇA Fermentação final : Formação de bolhas começa a diminuir. Temperatura cai vagarosamente, porém ainda temos um pequeno desprendimento de gás carbônico. Término •Paralisação total do desprendimento de gás carbônico •Desaparecimento das bolhas •Retorno da temperatura à ambiente •Estabilização do valor do °Brix muito próximo a zero “espelhamento” Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) 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. Repete-se a operação até que o pé-de-cuba seja correspondente a 0,2% do volume de mosto a ser fermentado na dorna. Inconvenientes: número enorme de contaminantes e longo período necessário para alcançar o volume desejado. 25 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) FERMENTAÇÃO – 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 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Fatores interferentes na fermentação Exigências nutricionais: garantia da viabilidade celular Substâncias orgânicas: •Vitaminas (biotina, ácido pantotênico, tiamina, ácido nicotínico e outras) •Ácidos graxos insaturados, responsáveis pela manutenção da fisiologia celular. Substâncias inorgânicas: •Nitrogênio: síntese de aminoácidos a ácidos nucleicos •Fósforo: metabolismo de carboidratos e lipídeos (ATP e ácidos nucleicos) •Enxofre: componente essencial a alguns aminoácidos,enzimas e coenzimas •Potássio: controle de pH intracelular e aumenta da tolerância a íons tóxicos •Magnésio: ativa assimilação dos açúcares, protege as células contra modificações ambientais •Zinco, ferro, cobre, manganês e cálcio: estimulação da via metabólica, atuação no anabolismo 26 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Fatores interferentes na fermentação Fatores físico-químicos, concentração de substrato e presença de contaminantes afetam a fermentação •Aeração (Agitação): Necessária na fase de propagação, facilitando o aumento do número de células. Na fase fermentativa, condições anaeróbias são exigidas. O gás carbônico formado no metabolismo da sacarose auxilia para a manutenção da anaerobiose na dorna de fermentação. •Concentração de açúcares: Afeta tanto a produção da biomassa celular da levedura como o processo de fermentação. Multiplicação: caldo bem diluído, para evitar fermentação e repressão catabólica Aumenta-se gradativamente a concentração conforme a massa celular atinge níveis adequados ao processo. Inibição da multiplicação e indução a fermentação (efeito Crabtree) Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Fatores interferentes na fermentação •Temperatura: Temperatura ideal, levedura não selecionada: 25 a 30 oC. Temperatura ótima para a multiplicação é geralmente inferior a ótima para fermentação. Em teor alcoólico superior a 5%: efeito da temperatura é drástico. Abaixo de 25 oC: diminuição da atividade da levedura. 27 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Fatores interferentes na fermentação •pH: Correlação entre acidez do mosto e velocidade de crescimento da levedura Crescimento ótimo: pH 5,0 a 6,0 Produção de etanol: pH 4,5 pH do caldo de cana: 5,5 Necessária acidificação antes da inoculação para favorecer a fermentação e prevenir crescimento de bactérias contaminantes. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Destilação Etapa responsável por separar todas as substâncias de interesse formadas pela fermentação, por este motivo é considerada de extrema importância para obtenção de uma cachaça de qualidade. Primeiros aparelhos de destilação. Foram os árabes que, em meados do séc. VII introduziram a técnica na Europa para obtenção de bebidas com teor alcoólico mais elevado. “Espirituosas” (spirit) - nomenclatura associada à Alquimia. Através da destilação era extraída a essência, a alma, o espírito da fruta ou erva que compunha o mosto. 30 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) • Alambiques mal dimensionados Altas concentrações de compostos secundários. Sabores densos e pesados ao produto (“heavy flavors”). • Reações entre açúcares e compostos amino do vinho Formação de furfural, furanos, piridinas e pirazinas. • Acroleína (2-propenal) Odor penetrante e apimentado. Desidratação do glicerol, formado por bactérias na fermentação, na presença de ácido, à quente, quando em contato com superfícies metálicas da coluna. Tóxica e irritante às narinas. Destilação – compostos secundários CC C H O H H H Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) • Furfural e hidroximetil furfural São formados na destilação e não na fermentação, em alambiques com aquecimento a fogo direto. Destilação – compostos secundários Furfural e álcoois superiores Independentes do ponto de ebulição, estão presentes em todas as frações do destilado Compostos hidrofílicos Destiladores contínuos não apresentam formação. • Hidrodestilação: Arraste de compostos pelo vapor de água O H O O H O O H H 31 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Destilação - Tipos de destiladores Destilação simples (batelada): Alambiques Produção máxima: 2400 L/dia Material de constituição: Cobre Vantagens Desvantagem Maleável Bom condutor térmico Resistente à corrosão Catalisa reações favoráveis entre os compostos do vinho Melhora sensorial do destilado Formação de azinhavre (carbonato básico de cobre) [CuCO3Cu(OH)2] Provocando contaminação do destilado por íons cobre Diminuição significativa de compostos sulfurados, responsáveis pelo odor de ovo podre no produto.Dimetilsulfeto CH3-S-CH3 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Destilação - Partes do alambique Alonga Caldeira 32 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Destilação - Partes do alambique Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Destilação Desvantagens dos destiladores de um só corpo • Tempo de produção elevado, devido a espera do aquecimento do vinho; • Maior gasto de combustível; • Maior consumo de água para resfriamento; • Ciclo de destilação anti-econômico, longo; • Pode acarretar em grandes concentrações de compostos secundários pela dificuldade de separação das frações; • Baixo rendimento 35 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Análises físico-químicas - Controle de Qualidade •Grande variação qualitativas e quantitativas dos compostos obtidos pela fermentação. •“Falha” na separação das frações. •Potencial de contaminação. •Falta de controle do processo. •Condições higiênico-sanitárias precárias. Necessidade de análises Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Análises físico-químicas - Controle de Qualidade Acidez volátil: Origem: Contaminação da cana ou do próprio mosto por bactérias acéticas, levando a fermentação acética concomitante à alcoólica. Problema: Bebida agressiva, “desce queimando a garganta” Análise: Destilação por arraste a vapor (Kazenave-Ferré) seguida por Volumetria de neutralização. ácido acético 36 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Análises físico-químicas - Controle de Qualidade Ésteres: Origem: Fermentação alcoólica e principalmente nas reações de esterificação entre álcoois e ácidos carboxílicos durante o processo de envelhecimento. Problema: Quantidades equilibradas – “bouquet” Grandes quantidades (>200mg/100mL EtOH) – aroma enjoativo Análise: Titulação dos ácidos carboxílicos obtidos pela transesterificação. Acetato de etila Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Análises físico-químicas - Controle de Qualidade Aldeídos: Origem: 1. Compostos formados durante a fermentação, a partir do piruvato, provenientes de álcoois primários que oxigenação relativa perdem dois átomos de hidrogênio do grupo funcional do álcool. 2. Não separação da fração cabeça. 3. Queima da cana – desidratação parcial de açucares presentes Problema: Muito voláteis, odor penetrante, Intoxicação pode ocasionar sérios problemas relacionados ao SNC Análise: Método titulométrico direto com iodo em meio alcalino. Acetaldeído 37 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Análises físico-químicas - Controle de Qualidade Álcoois superiores: Origem: 1. Transformações dos aminoácidos durante a fermentação. 2. Cana armazenada para depois ser moída. 3. Presença de ponta de cana para obtenção do caldo. 4. Temperaturas altas e pH baixo (3,5 - 4,0) do mosto. Problema: Juntamente com os ésteres são responsáveis pelo “bouquet”, porém, o excesso (>360mg/100 mL EtOH) provoca depressão do SNC Análise: Espectrômetro na região visível (540 nm) Álcoois com mais de 2 carbonos (iso-amílico, propílico e butílico) Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Análises físico-químicas - Controle de Qualidade Problema: É oxidado a ácido fórmico e posteriormente a CO2 provocando acidose grave (diminuição do pH sangüíneo), cegueira, afeta sistema respiratório, podendo levar ao coma e morte • 1,5 mL = cegueira 10 a 100 mL = variação da dose fatal Análise: Espectrômetro (575 nm) Origem: Originado da degradação da pectina Metanol: 40 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Envelhecimento Diversas reações químicas estão associadas ao processo de envelhecimento e maturação da cachaça. Processo natural desenvolvido em recipientes de madeira com capacidade máxima de 700 L. Reações têm como base a decomposição de macromoléculas da madeira (lignina, celulose e hemicelulose) e sua incorporação à bebida, além da extração dos compostos secundários da madeira (gorduras, resinas, substâncias pécticas, inorgânicas). Porosidade da madeira Trocas gasosas Reações que contribuem para melhoria sensorial Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Envelhecimento Aprimoramento das características sensoriais peculiares da cachaça através da conservação da bebida em tonéis de madeira. Envelhecimento modifica Coloração Composição química Dissolução Micro oxigenação Incorporação de extratos da madeira Bebida mais macia, atenua sensação desidratante do álcool Aumento da aceitação do produto 41 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Envelhecimento como qualquer bebida destiladacachaça nova transparente alguns meses tonalidade vanilada 1 a 2 anos odor típico da madeira e a tonalidade mais acentuada 3 anos Odor da cachaça se torna harmonioso. Não mais se distinguem com facilidade as contribuições da fermentação ou da madeira, devido à associação entre os componentes destas etapas. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Envelhecimento Armazenamento EnvelhecimentoX Quanto menor for o volume do recipiente, maior será a relação madeira/cachaça, 42 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Envelhecimento Madeiras mais utilizadas Carvalho francês Carvalho brasileiro Amendoim Bálsamo ou cabreúva Vinhático Ipê amarelo Amburana Grápia Sassafrás Louro freijó Castanheira do Pará Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Envelhecimento Características desejáveis a madeira para o envelhecimento de cachaça 1. Densidade: média alta 2. Permeabilidade: baixa 3. Cheiro: imperceptível 4. Gosto: imperceptível 5. Cor: depende do mercado 6. Durabilidade natural: alta 7. Trabalhabilidade: usinável Tilos: “entupimento” dos poros da madeira 45 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Aroma Aspirando pequenas quantidades dos odores expelidos pela bebida ou esfregar uma ou duas gotas na palma da mão, esperar alguns instantes para o álcool evaporar e depois sentir o odor deixado. Compostos químicos, sobretudo ésteres, formados durante a fermentação e o envelhecimento (caso tenha) são responsáveis pelos aromas percebidos. Não deve provocar ardor na boca e nariz, ou lágrimas nos olhos. Aroma extremamente alcoólico Concentrações desarmoniosas de compostos secundários Aroma picante Falhas durante a fermentação ou destilação odor penetrante e enjoativo Utilização de cana queimada e presença de bagacilho no alambique (furfural) Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Gosto gosto olfato Os alimentos, ao penetrarem na boca, liberam odores que se espalham pelo nariz. Os sabores são percebidos quando o paladar e o olfato trabalham em conjunto. Receptores gustativos Excitados por substâncias químicas existentes na cachaça Receptores olfativos Excitados por substâncias químicas voláteis Papila gustativa receptor sensorial do paladar Dissolvida no líquido bucal e difundida através do poro gustativo em torno das microvilosidades. Substâncias altamente solúveis e difusíveis (sais e compostos com moléculas pequenas) fornecem graus gustativos mais altos do que substâncias pouco solúveis difusíveis (proteínas e moléculas maiores). 46 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Gosto Quatro Sensações Gustativas-Primárias salgado Azedo/ácido doce amargo Até últimos anos: 4 tipos inteiramente diferentes de papila gustativa, cada qual detectando uma das sensações gustativas primárias particulares. Agora: Todas as papilas possuem alguns graus de sensibilidade para cada uma das sensações gustativas primárias. Entretanto, cada papila normalmente tem maior grau de sensibilidade para uma ou duas das sensações gustativas. O cérebro detecta o tipo de gosto pela relação (razão) de estimulação entre as diferentes papilas gustativas. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Gosto Gole não exagerado na boca e deixando-a girar lentamente no seu interior, de modo a permitir que ela entre em contato com todas as regiões da língua que são diferentes em relação à percepção dos sabores. Deve ter sabores agradáveis, de boa intensidade e compatíveis com o tipo da cachaça, por exemplo, em uma cachaça nova não se espera encontrar sabor amargo ou doce. Gustação da cachaça 47 Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Sensações Complexas PERSISTÊNCIA: Tempo de duração da sensação de retrogosto. Pode variar de menos que 3 minutos até mais 8 minutos. RETROGOSTO ou AROMA DE BOCA: Sensação olfatória percebida ao aspirar o ar com a cachaça ainda na boca, ou ao fungar depois de engolir a cachaça, de modo que aromas desprendidos sejam levados até a cavidade nasal onde serão sentidos na área olfatória. Conselho Regional de Química IV Região (SP/MS) Considerações finais Mudança de perfil do consumidor de cachaça Exigências sanitárias mais restritivas devido à preocupação com a saúde pública Melhoria contínua e controle de qualidade do processo de produção da cachaça Tecnologia de Produção de Cachaça é um ramo de estudos relativamente novo e sofre ainda as resistências típicas de todo processo de mudança, contando ainda com poucos produtores conforme determina a legislação pertinente.
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