ESTUDO DA CINÉTICA DE EXTRAÇÃO ALCOOLICA DO PROCESSAMENTO DO LICOR DE ABACAXI
Lívia de Souza Simões1, Luciano José Quintão Teixeira 2, Sérgio Henriques
Saraiva2, Mateus da Silva Junqueira2, Joel Camilo de Souza Carneiro2.
1.Graduanda em Engenharia de Alimentos da Universidade Federal do Espírito Santo (livia_ssimoes@hotmail.com).
2. Professor Doutor da Universidade Federal do Espírito Santo Caixa Postal 16, Espírito Santo – Brasil (luciano@cca.ufes.br)
Data de recebimento: 07/10/2011 - Data de aprovação: 14/11/2011
RESUMO
A produção artesanal de licores mostra-se capaz de agregar valor à produção, contornar problemas relacionados à comercialização de produtos perecíveis e com aspectos visuais de tamanho e formas inferiores, entretanto com excelente valor nutricional. Isso pode proporcionar um aumento da renda familiar rural e ir ao encontro das políticas públicas que tem como finalidade ampliar os recursos aplicados na agricultura familiar. O licor é um produto que, se for processado de maneira adequada, apresenta uma extensa vida de prateleira e pode ser armazenado à temperatura ambiente. Esta é uma bebida composta por uma fonte alcoólica, uma fonte de sabor e uma fonte de açúcar e o seu processamento consiste em misturar proporções adequadas dos ingredientes citados. O presente trabalho objetivou analisar o tempo de extração dos componentes desejáveis do abacaxi para o processamento de licor de abacaxi. Realizou-se análises físico-químicas de pH, sólidos solúveis e absorbância, em intervalos pré definidos com o intuito de estabelecer a cinética de extração para definir o tempo mínimo de maceração e qual a melhor para estimá-lo. O tempo de oito dias foi suficiente para concluir a extração.
PALAVRAS-CHAVE: processamento de frutas, bebidas alcóolicas, abacaxi, licor,
extração alcóolica.
ABSTRACT
STUDY OF ALCOHOLIC EXTRACTION KINETICS OF LIQUOR PINEAPPLE PROCESSING
The craft manufacturing of liqueurs shows itself capable of adding value to production, to avoid the problems related to the sale of perishable products and with lower visual aspects of size and forms, with excellent nutritional value. This can provide a higher profit and meets the public policy that aims to increase the resources applied to the sector of small and family farms. If liquor is manufactured properly, it presents an extensive shelf life and can be stored at room temperature.
This is a drink consisting of a alcoholic source, a flavor source and a sugar source, the manufacture involves mixing proportions of the ingredients listed. This work aimed to analyze the extraction time of desirable components of pineapple for the manufacturing of pineapple liquor. It was carried out physical chemistry analysis of pH, soluble solids and absorbance at predefined times in order to establish the extraction kinetics to define the minimum time of maceration. The time of eight days was enough to complete the extraction.
KEYWORDS: fruit processing, alcoholic beverages, pineapple, liquor, alcoholic
extraction.
INTRODUÇÃO
O Brasil, por possuir grande extensão territorial, produz diversas frutas tropicais, subtropicais e de clima temperado, oferecendo ao consumidor diversas variedades o ano inteiro (INSTITUTO BRASILEIRO DE FRUTAS, 2011). Além dos bons retornos econômicos que a cultura do abacaxi normalmente proporciona quando conduzida adequadamente, ela exerce relevante função social, evidenciada pela intensa absorção de mão-de-obra rural (CUNHA, 1999).
O mercado internacional de frutas é um mercado em expansão. A participação no mercado externo de abacaxi é pequena, por não apresentar as características exigidas. A falta de qualidade é a razão pela qual a exportação é tão baixa. A qualidade do fruto abrange os atributos sensoriais, valor nutritivo e segurança alimentar. As condições climáticas, estádio de maturação, nutrição mineral das plantas, dentre outros fatores influencia na composição química do abacaxi (ANTONIALI e SANCHES, 2008).
As lavouras comerciais de abacaxi no Espírito Santo estão concentradas nos municípios do litoral no Sul do Estado, com destaque para Itapemirim, Marataízes e Presidente Kennedy (VENTURA, 2003). É válido ressaltar que no processamento do abacaxi ocorre grande acúmulo de cascas, centros, aparas e outras partes não utilizadas pela agroindústria. A porção comestível representa 22,5% a 35% do fruto, sendo o restante descartado. Esses resíduos, principalmente as cascas, contém quantidade considerável de polpa aderida, que é descartada juntamente com outros resíduos (PRADO et al, 2003).
O abacaxi fornece uma grande diversidade de sais minerais e vitaminas. Dentre os sais minerais destaca-se o potássio, além de possuir um teor considerável de fibras dietéticas. Os ácidos orgânicos presentes no fruto facilitam a assimilação dos alimentos, devido à presença da bromelina, enzima proteolítica que em meio ácido, alcalino ou neutro, transforma as matérias albuminoides em proteases ou peptona, ou seja, acelera a digestão da carne bovina ou pescado (BRAZILIAN FRUIT, 2011). O valor nutritivo de cada 100 gramas do abacaxi pode ser visualizado na Tabela 1.
Segundo a legislação brasileira, Licor é a bebida com graduação alcoólica de quinze a cinqüenta e quatro por cento em volume, a vinte graus Celsius, e um percentual de açúcar superior a trinta gramas por litro, elaborado com álcool etílico potável ou destilado alcoólico simples, ambos de origem agrícola, ou com bebidas alcoólicas, adicionada de extratos ou substâncias de origem vegetal ou animal, substâncias aromatizantes, saborizantes, corantes e outros aditivos permitidos em ato administrativo complementar (BRASIL, 2009).
Tabela 1 – Composição do abacaxi por 100 gramas de parte comestível Umidade 86,3 % Energia 48 kcal Proteína 0,9 g Lipídeos 0,1g Colesterol NA Carboidrato 12,3 g Fibra alimentar 1,0 g Cinzas 0,4 g Cálcio 22 mg Magnésio 18 mg Manganês 1,62 mg Fósforo 13 mg Ferro 0,3 mg Sódio Tr Potássio 131 mg Cobre 0,11 mg Zinco 0,1 mg Retinol NA Tiamina 0,17 mg Riboflavina 0,02 mg Piridoxina Tr
Abreviações:g:grama; kcal:quilocaloria; mg:miligrama; NA:não aplicável; Tr:traço.
Fonte: Tabela Brasileira de Composição de Alimentos – TACO, 2006. A fabricação de licor artesanal constitui uma forma de aproveitamento da matéria-prima existente na propriedade, principalmente as frutas regionais, agregando valor à produção e aumentando a renda da família rural (LYNCH e MULVIHIIL, 1997). Além disso, seu processamento exige tecnologia simples, o produto final é comercializado à temperatura ambiente e apresenta extensa vida de prateleira (TEIXEIRA et al., 2005).
A produção de licores representa uma forma de contornar os problemas relacionados à comercialização de produtos perecíveis e com aspectos visuais de
tamanho e forma inferiores aos exigidos pelo mercado de “mesa”, mas que se encontra em bom estado de conservação e apresente excelente valor sensorial e nutricional.
O processamento de licor, seja ele de que tipo for, consiste basicamente em se misturar em proporções adequadas os componentes indicados na Figura 1.
Figura 1. Fluxograma geral do processamento de licor
Em função de existir poucos trabalhos para estabelecer, de forma científica, os parâmetros técnicos do processamento, o presente trabalho objetivou estudar a cinética de extração que ocorre na etapa de maceração para a produção de licor de abacaxi.
METODOLOGIA
O presente trabalho foi desenvolvido no CCA/UFES (Campus de Alegre) utilizando a infra-estrutura destinada ao ensino e pesquisa de Engenharia de Alimentos.
Foram utilizados abacaxis obtidos no mercado local e álcool de cereais, sendo que os cuidados prévios consistiram em escolher abacaxis maduros e sadios.
Foi conduzido um estudo para estabelecer a cinética de extração alcoólica durante a etapa de maceração que é necessária para o preparo do licor de abacaxi. A partir da cinética é possível estabelecer o tempo mínimo de maceração capaz de propiciar a extração de todos os componentes desejados. Este estudo foi conduzido conforme procedimento adotado por TEIXEIRA (2004) e as variáveis respostas foram: pH, absorbância e sólidos solúveis. As análises físico-químicas foram realizadas conforme descrição abaixo:
O pH das amostras foi medido diretamente pela introdução do eletrodo do potenciômetro em alíquotas de 10 mL do produto, à temperatura ambiente (IAL, 2005).
• Absorbância:
A absorbância foi medida por meio de leitura direta em um Espectrofotômetro UV-VIS com o comprimento de onda igual a 460 nm. O comprimento de onda foi determinado através de uma varredura, sendo escolhida aquela que apresentou máxima absorção para o extrato hidroalcóolico de abacaxi.
Sólidos solúveis:
Para quantificar os sólidos solúveis presentes no extrato do licor utilizou-se um refratômetro manual. A leitura direta foi realizada em duplicatas O tempo de extração estudado foi baseado em indicações de literatura e em ensaios prévios. Para obter o extrato alcóolico foram utilizados 500g da parte comestível do abacaxi picados para 500 ml de álcool de cereais à 95,5 ºGL. As análises durante os cinco primeiros dias eram feitas diariamente e em dois horários distintos, isto é, pela manhã e à tarde. Após esse período estas foram realizadas a cada três dias totalizando vinte dias de extração perfazendo um total de 20 pontos.
O experimento foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado com duas repetições. Os dados foram analisados estatisticamente por meio de análise de variância ANOVA. Foram ajustados modelos de regressão não linear para representar a cinética de extração.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Por ser um experimento do tipo quantitativo, os dados do tempo de extração
foram avaliados por meio de uma análise de regressão pelo programa SigmaPlot
V.11.0. O modelo matemático ajustado para as variáveis físico-químicas pH, sólidos solúveis e absorbância é mostrado pela Equação 1.
y = y0 + a (1– e-bt) (1)
Onde, yo representa o valor da resposta no período inicial, ou seja, é o valor de y em t igual a zero. A soma (yo + a) representa a assíntota horizontal, ou seja, é o valor para o qual a resposta irá tender quando se faz o tempo de extração tender a infinito ou, em outras palavras, quando o equilíbrio é atingido. O parâmetro b está relacionado com a velocidade do processo de transferência de massa.
A Figura 2, apresenta a relação funcional existente entre pH e o tempo de extração em dias, de tal forma que a Equação 2 expressa o modelo matemático ajustado para representar tal relação. O parâmetro deste modelo foi significativo ao
t / dias 0 3 6 9 12 15 18 21 p H 4,37 4,38 4,39 4,40 4,41 4,42 4,43 4,44 4,45 4,46 4,47 experimental modelo
Figura 2. pH em função do tempo de extração, em dias.
pH = 4,262266 + 0,195817(1 – e - 1,188042t) (2) Para esta variável físico-química, observou-se um incremento significativo no valor até aproximadamente o quinto dia e posteriormente tendeu-se a estabilização. O álcool de cerais utilizado possui um valor de pH igual a 7, assim de acordo com a Figura 2 é possível observar que no inicio do experimento houve uma grande extração dos ácidos cítrico, málico e ascórbico presentes no abacaxi, pois houve grande redução no valor desse parâmetro no primeiro dia do experimento. Provavelmente a difusão dos ácidos em álcool é muito mais rápida que os demais compostos. Com o passar do tempo os outros compostos incluindo a água do abacaxi vão se difundindo do abacaxi para o meio, diluindo assim, o extrato o que provocaria um ligeiro aumento do valor de pH até atingir o equilíbrio. No estudo de ROCHA et al (2010) para o licor produzido a partir do café, houve estabilização do pH no terceiro dia. Enquanto para TEIXEIRA (2005) ao analisar o tempo de extração para o licor de banana, o processo de maceração foi dado por completo por volta do décimo sexto dia. Essa diferença é esperada, pois o tempo de extração varia de acordo com a matéria-prima utilizada.
A Equação 3 foi gerada para quantificar os sólidos solúveis , os resultados foram expresso em °Brix (IAL, 1985). E a Figura 3 e xpressa a relação entre esta variável e o tempo de extração, em dias. Este parâmetro foi significativo ao nível de
t / dias 0 3 6 9 12 15 18 21 o B ri x 14 15 16 17 18 19 20 experimental modelo
Figura 3. Sólidos solúveis (expresso em °B) em função do te mpo de extração,
em dias.
ºBrix = 14,977022 + 4,618705(1– e - 1,696386t) (3) Com os resultados obtidos para este parâmetro, nota-se um acréscimo muito rápido em seus valores, o que indica uma grande taxa de difusão dos sólidos solúveis nos primeiros dias. Caso este parâmetro fosse decisivo para a escolha do tempo de extração seria de três a quatro dias. Porém uma possível explicação para tal fato seria que os abacaxis maduros possuem açúcares com menor peso molecular, sendo estes extraídos mais rapidamente quando comparado com outros compostos.
Outro parâmetro quantitativo analisado foi a absorbância que foi significativa a
1% de probabilidade pelo teste t com R2 de 0,99. A Equação 4 descreve o
comportamento de tal parâmetro durante o período de análises. A Figura 4 faz uma análise ilustrada com os valores encontrados para a relação existente entre a absorbância e o tempo de extração, em dias.
t / dias 0 3 6 9 12 15 18 21 A b s o rb â n c ia 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 experimental modelo
Figura 4. Absorbância em função do tempo de extração, em dias.
Absorbância = 0,301829 + 0,577933(1– e -0,497042t) (4) O valor da absorbância aumentou com o tempo de extração e tendeu a estabilização. Este fato é esperado, pois quando mais compostos se extrai do abacaxi, maior será a absorbância da solução. Segundo esta variável, o tempo de maceração necessário para a produção do extrato alcóolico de abacaxi seria de oito dias. A leitura da absorbância no espectrofotômetro UV está relacionada à extração dos pigmentos do fruto, e quando comparada com as outras variáveis pode-se sugerir que é mais lenta se for confrontada com o carreamento de ácidos na leitura do pH e de açúcares nos sólidos solúveis.
CONCLUSÕES
Conclui-se que para avaliar a cinética de extração o melhor parâmetro a ser utilizado é absorbância, pois o coeficiente b do modelo ajustado é menor logo, possuiu a menor velocidade, ou seja, quando após 8 dias todas as demais variáveis que explicam o processo de difusão já se estabilizaram e portanto indicaria o fim do processo. Além disso, este parâmetro apresentou o melhor coeficiente de
determinação (R2 = 0,99) para o modelo ajustado. Portanto, o tempo de oito dias
mostra-se suficiente para concluir a etapa de extração, isto é, o abacaxi deve ficar em infusão no álcool de cereais por oito dias antes de seguir para a etapa final de preparo do licor de abacaxi.
AGRADECIMENTOS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
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