OBTENÇÃO DE DESTILADO DE FERMENTADOS, COM DIFERENTES AROMAS
Autores:
ALINE MARZALEK GUMIELA1, SILMARA CADENE2, SHIGEHIRO FUNAYAMA3, SANDRO GERMANO4. 1- Aline Marzalek Gumiela, aluna em Tecnologia em Bioprocessos e Biotecnologia, Universidade Tuiuti do Paraná.
2- Silmara Cadene, Tecnóloga em Bioprocessos e Biotecnologia da Universidade Tuiuti do Paraná (Curitiba, PR)
3- Prof. Dr. Shigehiro Funayama, Universidade Tuiuti do Paraná. 4- Prof. Dr. Sandro Germano, Universidade Tuiuti do Paraná.
Endereço eletrônico para correspondência: Sandro Germano, sandro.germano@utp.br
2 RESUMO
O objetivo do presente trabalho foi desenvolver uma bebida destilada, por meio de um processo de destilação alternativo. Foram utilizadas diferentes frutas e madeira aromáticas, todas brasileiras, sendo esta uma maneira de se mostrar a ampla diversidade do Brasil. Estas matérias-primas foram utilizadas durante o processo de destilação, para que o mosto pudesse adquirir as mesmas características organolépticas. Para ter uma melhor obtenção de destilado, foi usado um mosto de maltose de milho no qual não há produção de metanol durante a fermentação. O mosto foi inoculado com Saccharomyces cerevisiae, a qual é classificada como levedura de baixa fermentação e capaz de produzir metabólitos importantíssimos para se obter um resultado satisfatório. Durante o processo, pode-se acompanhar a formação de metabólitos secundários, as características físico-químicas (pH e ºBrix) e a qualidade sensorial dos mostos fermentados. As amostras foram coletadas diariamente, no transcorrer da fermentação, até que o Grau Brix chegasse aproximadamente em 5, o qual estaria adequado para futura destilação. Feita a primeira destilação, a qual teve por objetivo eliminar as leveduras, foi realizada a segunda destilação, a qual era adicionada a matéria-prima aromatizante. Posteriormente, foi realizada a medição do grau alcoólico. Todos os resultados obtidos foram satisfatórios, onde o produto final obteve um aroma semelhante aos produtos que obtiveram aromatização por meio de métodos tradicionais. É importante ressaltar que neste processo não há produção de metanol, o que faz com que haja um desperdício reduzido em relação aos outros métodos.
Palavras-chave: Fermentação alcoólica, Saccharomyces cerevisiae, destilação, maltose de milho, frutas e madeiras brasileiras.
3 ABSTRACT
The objective of this study was to develop a liquor, which has gone through alternative process of distillation. It also made use of different fruits and aromatic woods for a better result. These raw materials for flavoring, had its origin as a priority, which should be Brazilian, so that these different aromas and flavors could be appreciated by many people, regardless of their location, being more a way of showing the wide diversity of vast country. These raw materials were used during the distillation process, so that the must could acquire the same organoleptic characteristics. For to obtain more distilled more distilled with good taste, it was used a maltose´s corn mash in which there the wine could acquire the same organoleptic characteristics. For to obtain more distilled with good taste, it was used a maltose´s corn mash in which there is no methanol production during the fermentation. The must was inoculated with Saccharomyces cerevisiae, which is classified as a yeast of low-fermentation and capable of producing metabolites critical to obtain a satisfactory result. During the process, it was possible to follow the formation of secondary metabolites, the physico-chemical features (pH and °Brix) and the sensory quality of fermented musts. The samples were collected daily during the fermentation, until the degree Brix arrived to about 5, which would be suitable for the next distillation. After the first distillation, which aimed to eliminate the bacterias, it was made the second distillation. in this must was added the flavoring and subsequently it was measured the alcohol level. All results were satisfactory, where the final product obtained an aroma similar to products obtained by aromatization of traditional methods. Importantly, this process there is no production of methanol, which means there is a reduced waste compared to other methods.
Keywords: Alcoholic fermentation, Saccharomyces cerevisiae, distillation, maltose corn, fruit and Brazilian wood.
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1. INTRODUÇÃO
A utilização da fermentação alcoólica pelo homem vem desde os primórdios. Há mais de 4.000 anos, os egípcios fabricavam o pão e produziam bebidas alcoólicas a partir de cereais e frutas. Entretanto, apenas recentemente pesquisadores relacionaram a fermentação com a levedura, fungo amplamente distribuído na natureza e com a capacidade de sobrevivência em condições anaeróbias e aeróbias (Lima, 2001).
Após a formulação da estequiometria da fermentação por Gay-Lussac (1815), Pasteur (1863) mostrou a natureza da fermentação alcoólica como um processo anaeróbio, ou seja, a vida se manifestando na ausência de oxigênio. Com isso, a partir de 1900, as pesquisas culminaram com a elucidação das reações enzimáticas responsáveis pela transformação química do açúcar em etanol e gás carbônico (Lima, 2001).
Uma vez que o etanol é formado pelas leveduras a partir de monossacarídeos, é necessário decompor a sacarose em glicose e frutose. Na fermentação alcoólica por leveduras, estes microrganismos fornecem um catalisador orgânico, ou enzima, a invertase que efetua a hidrólise. A levedura também produz outra enzima, mais importante, a zimase, que transforma os monossacarídeos em álcool e dióxido de carbono (Shreve, 1997).
É importante ressaltar, que a levedura Saccharomyces é um aeróbio facultativo, onde tem a habilidade de se ajustar metabolicamente, tanto em condições aeróbias como anaeróbias. Os produtos finais da metabolização do açúcar irão depender das condições ambientais em que a levedura se encontra. Enquanto uma porção do açúcar é transformada em biomassa, gás carbônico e água em aerobiose, a maior parte é convertida em etanol e gás carbônico em anaerobiose, processo denominado de fermentação alcoólica. Os carboidratos que são considerados substratos para o processo, podem ser endógenos (glicogênio e trealose) como exógenos (sacarose, glicose, frutose e outros), fornecidos pela levedura (Lima, 2001).
Um dos principais objetivos da levedura, ao metabolizar anaerobicamente o açúcar, é gerar uma forma de energia (ATP), onde será empregada na realização dos diversos trabalhos fisiológicos e biossínteses, necessários a manutenção da vida, crescimento e multiplicação da levedura. O gás carbônico e o etanol produzido
5 durante o processo são metabólitos secundários, não sendo necessários para a célula em condições de anaerobiose. Mas se o processo estiver com oxigênio, o etanol, o glicerol e os ácidos orgânicos produzidos, poderão ser oxidados, gerando mais ATP e biomassa (Lima, 2001).
A destilação do álcool sempre foi pouco conhecida. Especula-se que alquimistas árabes, no século X, tenham sido os descobridores dos segredos da destilação do álcool, provavelmente nas regiões produtoras de bebidas fermentadas de amiláceos (Pataro, 2002).
A produção da bebida alcoólica destilada, é um processo pelo qual o líquido, por aquecimento, passa para a fase gasosa, voltando posteriormente para a fase líquida através do resfriamento. Desse material impuro e heterogêneo separa-se o etanol, em grau de pureza e em diferentes concentrações. Nessa operação, são gerados vapores de álcool e água, onde depois de resfriados formam um líquido de concentração superior e isento de substâncias sólidas (Lima, 2001).
A principal diferença entre bebida destilada (aguardentes, uísque, conhaque, vodca) para a bebida fermentada (vinho e cerveja) é o teor alcoólico, onde as destiladas encontram um teor mais elevado, devido ao processo de concentração que ocorre durante a destilação (Piggott, 2003).
A tecnologia de destilação, independentemente do tipo de aparelhagem, influi na constituição e no teor do coeficiente não-álcool. Destilações lentas produzem um fermentado com melhores características organolépticas, com mais ésteres, menos acidez e menos alcoóis superiores (Heide,1984).
O aroma de um alimento ou bebida é definido pela ocorrência de compostos químicos com características de volatilidade, o qual permite que alguns compostos sejam percebidos pelos receptores nasais, pela degustação ou pelo odor exalado (Mottram, 1993). Através do olfato, podemos detectar e diferenciar milhares de compostos voláteis em maior ou menor escala (Belitz e Grosch, 1999).
Neste trabalho, buscamos ousar em vários sabores típicos do Brasil juntamente com o destilado. Pudemos observar que há muitas formas de se utilizar a bebida com frutas, mas há poucos dados sobre a destilação com a fruta. Um dos métodos mais conhecidos é a produção de licores, onde a fruta é incorporada ao processo de fermentação ou por infusão.
6 O fascínio que as frutas conseguem exercer sobre o homem segue a história da humanidade desde os escribas religiosos mais antigos, incorporando simbolismos os mais diversos, sempre os ligando ao prazer, beleza e à saúde.
Com este simbolismo, o homem continua inventando as mais diversas maneiras de consumir frutas: em sucos, sorvetes, biscoitos, iogurtes, bebidas alcoólicas e não-alcoólicas, sempre com o intuito de despertar curiosidade e mostrar o gosto peculiar e as propriedades saudáveis de cada fruta.
O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver uma bebida a qual mostrasse às pessoas o verdadeiro sabor das frutas nativas do Brasil. Fazendo com que elas apreciem sabores tão desconhecidos, proporcionando diferentes sensações e gostos. Foram usados diferentes tipos de processos para que este tivesse um diferencial, onde durante a destilação, foi adicionado o aromatizante, o qual teria preferência se fosse de origem brasileira.
A seleção das matérias-primas foi de acordo com o seu potencial de interesse no ponto de vista organoléptico e comercial, gerando uma bebida superior esteticamente e gustativamente com personalidade.
2. MATERIAL E MÉTODOS
A preparação do mosto foi feita com a adição de 9,6g de fosfato de potássio dibásico; 6,4g de fosfato de sódio; 1,6g de sulfato de amônio; 1,6g de sulfato de magnésio; 8g de peptona de soja; 1,920 kg de maltose de milho; 10g de extrato de levedura; 1 cápsula de vitamina, e água mineral até completar 8 litros.
Feito isso, o mosto foi autoclavado no fermentador (Figura 1), com temperatura de 121°C por 15 minutos. Posteriormente, 10g de levedura (Fermento biológico seco), e vitaminas do complexo B foi adicionado e acoplada uma válvula de escape por onde o dióxido de carbono produzido durante o processo fermentativo sairia e outra para uma suposta correção de pH.
7 Figura 1: Fermentador de vidro com mosto de maltose de milho.
O Grau Brix em que o mosto começou foi de aproximadamente 14, sendo encerrado em 5. Quando a fermentação chegou ao Grau Brix estimado, foi realizada a primeira destilação, onde o excesso de resíduos foi retirado, e em seguida, mais duas destilações com o aromatizante escolhido.
O monitoramento foi realizado diariamente, onde o Grau Brix e o pH eram medidos (Ver Tabela 1).
Tabela 1: Monitoramento de pH e Grau Brix durante o período de fermentação.
DIA 1ª FERMENTAÇÃO 2ª FERMENTAÇÃO
1º pH 6,6 6,9 °Brix 13 13 2º pH 4,77 4,73 °Brix 8 8,5 3º pH 4,7 4,58 °Brix 7,5 8 4º pH 4,61 4,36 °Brix 6 7,6 5º pH 4,18 4,03 °Brix 6 7 6º pH 4 °Brix 5,8
8 A primeira destilação foi feita em um destilador adaptado que é composto por uma panela de pressão e uma serpentina de cobre, resfriada por água. Já o segundo destilador, é composto por um condensador de vidro e balão de destilação, onde o aromatizante escolhido é incorporado juntamente com o primeiro produto obtido (Figura 2).
Esse processo consiste em duas destilações, as quais são fracionadas, pois por meio de aquecimento de uma mistura de dois ou mais líquidos os quais possuem pontos de ebulição diferenciados, o líquido com menor ponto de ebulição irá virar fase gasosa antes dos demais. Este método é muito utilizado em alambiques, para a retirada do álcool do mosto.
Figura 2: A e B: Sistema de panela de pressão com serpentina de cobre, onde foi realizada a primeira destilação; C: Destilador de vidro, onde foi realizada a segunda destilação.
As matérias-primas para a aromatização foram: Passiflora sp. (maracujá), Artocarpus sp. (jaca), Zingiber sp. (gengibre) e Sassafras sp. (sassafras). Estas foram escolhidas por serem altamente aromáticas, o que faz com que durante a
9 destilação seus aromas e óleos sejam carregados juntamente com o álcool que está sendo evaporado.
Após as duas destilações, o grau alcoólico foi medido com o auxílio de um alcoômetro (Figura 3).
Figura 3: Medição do grau alcoólico com o auxílio de um alcoômetro. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Segundo Novaes (1994), a bidestilação da aguardente de cana, normalmente utilizada no processo de outras bebidas destiladas, como o uísque, o conhaque e o rum, visa obter um destilado mais leve para um posterior envelhecimento. Neste processo, a primeira destilação é conduzida até que o destilado tenha um teor alcoólico de 25 a 27° GL. Como este grau alcoólico se encontra muito abaixo, o produto é submetido a uma nova destilação, com o objetivo de elevar o grau alcoólico.
A bidestilação permite que a bebida tenha um aspecto mais padronizado, com uma qualidade supostamente superior às provenientes de apenas uma destilação, onde irá baixar a acidez e agregar características sensoriais mais agradáveis (Nogueira & Filho, 2005).
Bizelli et al (2000), comparou amostras de cachaça mono e bidestiladas, e observou uma grande diferença no que se trata em redução de teores de cobre. Esta redução, relacionada com a bidestilação é rotineiramente observada em diversas bebidas, tais como uísque, conhaque e rum. Este fato está relacionado com o alto teor alcoólico destes destilados, o que faz com que haja uma redução na
10 polaridade do meio, consequentemente, diminuindo a dissolução e o arraste dos sais de cobre presentes nas paredes dos alambiques.
Independente da metodologia utilizada no processo de bidestilação, este, proporciona reduções das concentrações de cobre, mas também de: acidez volátil, de aldeídos, de ésteres, de metanol, de alcoóis superiores (Novaes, 1997).
Sant’Ana et al (2010), verificou através do uso de cromatografia gasosa e espectrofotômetro de massa, que não há presença de metanol quando se trata de fermentação alcoólica com maltose de milho como fonte de carboidrato. Este resultado, apenas mostrou que há formação de pequenas quantidades de alcoóis pesados.
Pôde-se perceber que na primeira destilação o grau alcoólico variou de 15 e 20 °GL. Já na segunda, teve um grande aumento na quantidade de álcool presente (Tabela 2).
Tabela 2: Diferença entre o grau alcoólico da primeira e da segunda destilação, e aromatizante.
AROMATIZANTE 1ª DESTILAÇÃO 2ª DESTILAÇÃO
Jaca 15° GL 56° GL Maracujá 47° GL Madeira 20° GL 73° GL Madeira e gengibre 75° GL
Após a segunda destilação, obteve-se um volume de aproximadamente 300 mL para tipo de aromatizante.
Podemos comparar a bebida produzida a partir de maltose de milho, com as demais bebidas comercializadas, onde o grau alcoólico fica próximo à: aguardente, absinto, rum, uísque, vodca, gim, tequila e cachaça (Verificar Tabela 3).
Tabela 3: Comparação entre as bebidas destiladas e os seus teores alcoólicos (SENAC, 2005; Pacheco, 1996).
Bebida Teor alcoólico Bebida Teor alcoólico
Champanhe 11° a 13° GL Rum 35° a 54° GL Saquê 14° a 18° GL Uísque 38° a 54° GL
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Bebida Teor alcoólico Bebida Teor alcoólico
Aguardente 30° a 45° GL Vodca 36° a 54° GL Licor 35° a 40° GL Gim 35° a 54° GL Vermouth 16° a 18° GL Tequila 40° a 45° GL Absinto 70° GL Cachaça 38° a 48° GL
O mercado mundial e também o consumidor brasileiro de melhor poder aquisitivo, têm valorizado os produtos denominados “naturais”. Estes produtos, assim como o produto artesanal, têm dado seu maior apelo comercial permitindo ao micro, pequeno e médio produtor a oportunidade de atingir um público consumidor mais refinado e exigente, que se distingue da parcela de consumidores tradicionais das cachaças industrializadas (Azevedo et al, 2003).
Esses consumidores com paladar requintado têm como principal característica apreciar a degustação da aguardente pura, sem misturas, valorizando a importância de seu aroma e sabor, tornando imprescindível uma bebida com boa qualidade sensorial. O aumento deste mercado e a possibilidade de exportação, exige cada vez mais do produtor, para que o processo de fabricação da bebida seja baseado em práticas corretas, obtendo um produto de qualidade, padronizado e com boa qualidade físico-química e sensorial (Azevedo et al, 2003).
4. CONCLUSÃO
Visando melhorias nos processos e os consumidores com o paladar mais aguçado, pôde-se concluir que todos os destilados aromatizados obtiveram um excelente resultado. Apenas o aromatizante maracujá, que obteve um odor mais fraco.
Um dos principais objetivos era observar como o maracujá, a jaca, a madeira e o gengibre se comportariam durante a destilação, sendo que são de distintas partes de plantas (uma raíz, um caule e dois frutos).
É importante ressaltar também, que há uma grande redução do tempo de produção, onde se fossem seguidos os métodos tradicionais, seriam necessários anos para que o produto ficasse em tonéis e chegasse a ter um sabor diferenciado. Já neste processo, há a aromatização durante a destilação, deixando o aroma bem equivalente.
12 Outro ponto muito importante é a ausência do metanol, decorrente da fermentação com maltose de milho. Isto faz com que este seja um grande atrativo para a indústria, a qual reduzirá o desperdício, quando se trata em desperdiçar a fração “cabeça” e “cauda”, decorrente da presença de metanol.
Como futuras perspectivas, ainda é preciso que inovações sejam feitas para que os produtores reduzam os seus gastos e obtenham uma qualidade igual ou superior à utilizada anteriormente, e que pesquisas sejam realizadas para verificar a composição exata da bebida destilada para uma futura comercialização.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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