Estudos do 2,4,6 – Tricloroanisol: Otimização
de processos para a resolução do problema de
TCA em rolhas de cortiça
Dissertação de Mestrado em Enologia
deMagda Fardilha Sá
Realizado em
Amorim & Irmãos S.A
Orientadora na UTAD: Prof.ª Doutora Lucinda Reis Orientador na Amorim & Irmãos S.A: Prof. Doutor Miguel Cabral
Escola de Ciências da Vida e do Ambiente
Estudos do 2,4,6 – Tricloroanisol: Otimização
de processos para a resolução de problemas
de TCA em rolhas de cortiça
Dissertação de Mestrado em Enologia
deMagda Fardilha Sá
Orientadora na UTAD: Profª Doutora Lucinda Reis Orientador na Amorim & Irmãos S.A: Prof. Doutor Miguel Cabral
Composição do Júri: ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________
A realização desta Dissertação só foi possível graças à colaboração e ao contributo, de forma direta ou indireta, de várias pessoas e instituições às quais gostaria de exprimir algumas palavras de agradecimento e profundo reconhecimento, em particular:
Ao Professor Doutor Miguel Cabral, pela oportunidade e condições de trabalho, pela disponibilidade e orientação durante todo o meu percurso na empresa e até à conclusão da dissertação, pela exigência e rigor, pela revisão crítica do texto, comentários, esclarecimentos, opiniões e sugestões.
À Professora Doutora Lucinda Vaz Reis, por me ter ajudado, aconselhado e orientado, no sentido de cumprir este objetivo com sucesso. Também por me ter acompanhado de perto ao longo do período de estágio apesar da deslocação ser longa. Pela orientação pedagógica, revisão do texto e disponibilidade.
Ao Doutor Paulo Lopes, pela disponibilidade, pela orientação científica, revisão de texto e pela cedência de alguma bibliografia relevante para a temática em análise.
À Engª Ana Malheiro, pela iniciativa de me integrar nos diferentes projetos, pela incansável orientação científica, por todo o apoio prestado, pelos oportunos conselhos, pela simpatia e confiança e pelo permanente estímulo tanto ao nível da responsabilidade como da motivação.
Aos restantes colaboradores do I&D, Eliana Reis, Salomé Reis, Patrícia Oliveira e Carlos Costa, pelo profissionalismo, acompanhamento permanente e esclarecimentos, mas também pelo companheirismo, amizade, carinho e apoio.
Às minhas colegas, Flávia Figueiredo e Paula Silva, pela amizade e pelos bons momentos passados.
Aos colaboradores do Labcork pelo convívio e amizade ao longo de meses.
A todos os meus professores, que ao longo deste percurso académico me estimularam no sentido de ser mais exigente e empreendedora, pela transmissão de conhecimentos e educação de excelência.
Aos meus amigos, um agradecimento especial, pelo apoio incondicional nos maus momentos e felicitações nos bons momentos, pelos conselhos, por acreditarem sempre que seria capaz.
À minha família, em especial aos meus pais e irmão, por serem modelos de coragem e trabalho de forma a proporcionar-me a oportunidade de concretizar os meus sonhos.
E por último à minha avó, princípio e o fim de tudo na minha vida, fonte de orgulho e inspiração.
corticeira, uma vez que está associado a cerca de 80% das reclamações por defeitos organoléticos detetados nos vinhos e provocados pelas rolhas de cortiça. A estratégia da Amorim e Irmãos, S.A., passa pela investigação e desenvolvimento de métodos de combate ao TCA e pelo aumento do conhecimento da interação das rolhas com o vinho e vice-versa.
Este projeto consistiu na avaliação de novos métodos de combate ao referido composto (garrafas Flaska® e ciclo de tratamento HF) e otimização de processos já implementados na empresa (ROSA Evolution® e ROSA®).
Numa via científica, foi estudada a interação vinho/rolha e vice-versa, de modo a clarificar que, nem sempre, a contaminação por TCA está associada à rolha de cortiça, podendo ter origem, entre outros, no vinho.
Procedeu-se, por fim, à avaliação de um equipamento promissor de análise individual de rolhas de cortiça natural (MDI), que visa prevenir o engarrafamento dos vinhos com rolhas contaminadas por TCA. O procedimento consistiu na análise por SPME-GC-ECD/MS das rolhas previamente selecionadas como positivas e negativas pela MDI e dos respetivos vinhos engarrafados, após diferentes períodos de conservação.
A aposta da Amorim & Irmãos, S.A. no desenvolvimento científico-tecnológico, permite salvaguardar a sua posição nos mercados, garantindo a máxima qualidade do produto.
Palavras–Chave: 2,4,6-Tricloroanisol, análise individual de TCA, rolhas de cortiça, interação vinho/rolha.
is associated with around 80% of the complaints by organoleptic deviation cases in wine caused by cork stoppers. The strategy of Amorim & Irmãos, S.A., goes through the research and development of anti-TCA methods and increasing knowledge of the interaction between stoppers and wine and vice versa.
This project involved the assessment of new methods to fight the said compound (Flaska® bottles and HF treatment cycle) and optimization processes already implemented in the company (ROSA Evolution® and ROSA®).
In a scientific approach, the interaction wine/stopper and vice versa was investigated in order to clarify that not always TCA contamination is associated with cork, as it may also originate from other sources like the wine.
Finally, we proceeded to the evaluation of a promising equipment of individual analysis of natural cork stoppers (MDI), which aims to prevent the bottling of the wine with corks contaminated by TCA. The procedure consisted in the analysis by SPME-GC-ECD/MS of positive and negative cork stoppers previously analyzed by MDI and wine, after different retention periods.
The bet of Amorim & Irmãos, S.A. in scientific and technological development, should serve to safeguard its market position, ensuring maximum product quality.
Key-Words: 2,4,6-Trichloroanisole, individual TCA analysis, corks stoppers, interaction wine/cork stopper.
Magda Fardilha Sá declara, sob compromisso de honra, que este trabalho é original e que todas as contribuições não originais foram devidamente referenciadas com identificação da fonte.
__________________________________________________________ (assinar e datar)
1 Amorim & Irmãos, S. A. ... 1
2 Introdução... 3
2.1 Enquadramento do projeto ... 3
2.2 Cortiça ... 3
2.3 Diferentes tipos de vedantes ... 4
2.4 Contaminantes da cortiça ... 7
2.5 Estratégia de prevenção, remoção e controlo de TCA ... 10
2.6 Contributos e organização do projeto ... 13
3 Métodos de deteção e quantificação química de TCA ... 15
3.1 Análise sensorial ... 15
3.2 Análise química de TCA ... 17
3.3 Controlo de qualidade dos resultados analíticos ... 19
3.3.1 Ensaio interlaboratorial ... 20
4 Avaliação da eficácia do processo Flaska® na eliminação de TCA ... 22
4.1 Metodologia ... 22
4.2 Resultados e Discussão ... 23
5 Eliminação de TCA através do ciclo de tratamento HF ... 26
5.1 Metodologia ... 26 5.2 Resultados e Discussão ... 27 6 ROSA Evolution® ... 30 6.1 Descrição do Equipamento ... 30 6.2 Metodologia ... 31 6.3 Resultados e Discussão ... 32
6.3.1 Adição de álcool ao ROSA Evolution® ... 32
6.3.2 Validação dos programas após intervenções mecânicas no ROSA Evolution® ... 34
7.2 Metodologia ... 40
7.3 Resultados e Discussão ... 40
8 Cinética de migração de TCA de diferentes rolhas ... 43
8.1 Cinética de adsorção de TCA ... 43
8.1.1 Materiais e métodos ... 43
8.1.2 Resultados ... 44
8.1.2.1 Rolhas de cortiça natural ... 44
8.1.2.2 Rolhas microaglomeradasNeutrocork® ... 47
8.1.3 Discussão dos Resultados ... 49
8.2 Cinética de dessorção de TCA ... 50
8.2.1 Materiais e métodos ... 50
8.2.2 Resultados ... 52
8.2.2.1 Rolhas de cortiça natural ... 52
8.2.2.2 Rolhas microaglomeradasNeutrocork® ... 55
8.2.3 Discussão dos Resultados ... 58
9 Eficácia da máquina de deteção individual na prevenção da contaminação de vinhos ... 60
9.1 Descrição da máquina ... 60
9.2 Validação da MDI em rolhas de cortiça natural ... 62
9.3 Metodologia ... 62 9.4 Resultados e Discussão ... 63 10 Conclusões ... 65 11 Referências bibliográficas ... 67 12 Avaliação do trabalho ... 67 12.1 Objetivos realizados ... 71
12.2 Outros trabalhos realizados ... 71
13.1.1 Material ... 73
13.1.2 Reagentes ... 73
13.1.3 Descrição dos métodos de análise de TCA por SPME-GC-ECD/MS ... 74
13.1.4 Manutenção dos cromatógrafos ... 76
13.2 Anexo 2 - Controlo de qualidade dos resultados ... 77
13.2.1 Exemplo de carta de controlo ... 77
13.2.2 Resultados da repetibilidade das amostras desde que foi implementado o novo método até ao final do estágio ... 78
13.3 Anexo 3 - Resultados individuais do ensaio Flaska® ... 80
13.3.1 Contaminação inicial das 60 rolhas de cortiça natural ... 80
13.3.2 Resultados individuais de TCA nas rolhas e na água desionizada ... 81
13.3.3 Resultados das absorvâncias a 420 nm nas garrafas de referência e nas garrafas Flaska® ... 83
13.3.4 Registo fotográfico da evolução colorimétrica das garrafas de referência e Flaska® ... 84
13.4 Anexo 4 - Ciclo de tratamento HF ... 85
13.5 Anexo 5 - ROSA Evolution® ... 86
13.5.1 Adição de álcool a 96% (V/V) ao Rosa Evolution® ... 86
13.5.2 Validação dos programas após intervenções mecânicas no Rosa Evolution® ... 88
13.5.3 Validação do programa de 3h/63ºC/45% HR no Rosa Evolution® ... 89
13.6 Anexo 6 - Cinética de adsorção de TCA pelas rolhas a partir da solução simulante de vinho ... 90
13.6.1 Rolhas de cortiça natural ... 90
13.6.2 Rolhas microaglomeradas Neutrocork® ... 91
13.7 Anexo 7 - Cinética de dessorção de TCA pela solução simulante de vinho a partir das rolhas ... 94
13.7.1 Rolhas de cortiça natural ... 94
13.7.2 Rolhas microaglomeradas Neutrocork® ... 95
Figura 1 – Propostas para os mecanismos biossintéricos de 2,4,6-tricloroanisol na cortiça: I – Hipótese A; II – Hipótese B; III – Hipótese C; IV – Hipótese D; V - Hipótese E (Malheiro, A., (2010) 10
Figura 2 – Roda de aromas da cortiça (Moutinho, 2008). . ... 16
Figura 3 – Representação gráfica de dois cromatogramas: linha azul representa um padrão de controlo de concentração 2 ng/L e a linha lilás representa uma amostra de rotina aleatória rececionada de uma UI com concentração < 0,5 ng/L. ... 18
Figura 4 – Representação gráfica da dessorção de TCA nas garrafas de referência e Flaska®, após 1 e 2 meses de engarrafamento. ... 23
Figura 5 – Garrafas Flaska® e de referência, a) e b) respetivamente, vedadas com rolhas de cortiça natural 45x24 mm. ... 24
Figura 6 – Absorvâncias, a 420 nm, da água engarrafada nas garrafas de referência e Flaska®, com rolhas de cortiça natural positivas, após 1 e 2 meses de engarrafamento. ... 25
Figura 7 – Representação gráfica das reduções de TCA, nas 20 rolhas de cortiça natural positivas selecionadas, antes e após o ciclo de tratamento HF. ... 26
Figura 8 – Descritores/Desvios sensoriais das amostras de rolhas Bartop®, antes e após o ciclo de tratamento HF. ... 28
Figura 9 – Equipamento ROSA Evolution® da A&I. . ... 31
Figura 12 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho de controlo, e nas respetivas rolhas de cortiça natural, para os diferentes tempos de análise. ... 44
Figura 13 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho contaminada inicialmente com 5 ng/L, e nas respetivas rolhas de cortiça natural, para os diferentes tempos de análise. ... 45
Figura 14 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho contaminada inicialmente com 20 ng/L, e nas respetivas rolhas de cortiça natural, para os diferentes tempos de análise. ... 46
Figura 15 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho de controlo, e nas respetivas rolhas microaglomeradas Neutrocork®, para os diferentes tempos de análise. ... 47
Figura 16 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho contaminada inicialmente com 5 ng/L, e nas respetivas rolhas microaglomeradas Neutrocork®, para os diferentes tempos de análise... 48
Figura 17 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho contaminada inicialmente com 10 ng/L, e nas respetivas rolhas microaglomeradas Neutrocork®, para os diferentes tempos de análise. ... 49
Figura 18 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, e nas respetivas rolhas de cortiça natural, isentas de contaminação, para os diferentes tempos de análise. ... 52
Figura 19 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, e nas respetivas rolhas de cortiça natural contaminadas inicialmente com 5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 53
Figura 20 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho e nas respetivas rolhas de cortiça natural contaminadas inicialmente com 20 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 54
Figura 21 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, e nas respetivas rolhas microaglomeradas Neutrocork®, isentas de contaminação, para os diferentes tempos de análise. ... 55
tempos de análise. ... 56
Figura 23 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, e nas respetivas rolhas microaglomeradas Neutrocork® contaminadas inicialmente com cerca de 6,9 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 57
Figura 24 – Máquina de deteção individual (MDI). . ... 61
Figura 25 – Representação gráfica dos resultados de TCA nos vinhos, após 1, 2 e 6 meses de engarrafamento. A linha representada a vermelho diz respeito ao limite de quantificação da análise de TCA por SPME-GC-MS (0,5 ng/L). ... 63
Figura 26 – Equipamentos de análise: I) SPME-GC-ECD e II) SPME-GC-MS (a) auto analisador, b) cromatógrafo e c) detetor)... 74
Figura 27 – Estruturas químicas dos diferentes padrões internos: a) 2,3,6-Tricloroanisol, usado no SPME-GC-ECD e b) d5-TCA, usado no SPME-GC-MS. ... 75
Figura 28 – Resultados dos padrões de controlo (concentração pré-conhecida – 2 ng/L) ao longo do tempo. ... 77
Figura 29 – Ilustração da evolução colorimétrica das garrafas de referência e Flaska®, após 1 mês de engarrafamento. ... 84
Figura 30 – Ilustração da evolução colorimétrica das garrafas de referência e Flaska®, após 2 meses de engarrafamento. ... 84
Figura 31 – Representação gráfica dos resultados de TCA das 10 rolhas analisadas em cada teste (1, 2 e 3), antes e após tratamento no ROSA Evolution® - programa 2h/63ºC/60% HR, sem adição de álcool a 96% (V/V). ... 86
de 4 L/h de álcool a 96% (V/V). ... 86
Figura 33 – Representação gráfica dos resultados de TCA das 10 rolhas analisadas em cada teste (1, 2 e 3), antes e após tratamento no ROSA Evolution® - programa 2h/63ºC/60% HR, sem adição de álcool a 96% (V/V). ... 87
Figura 34 – Representação gráfica dos resultados de TCA das 10 rolhas analisadas em cada teste (1, 2 e 3), antes e após tratamento no ROSA Evolution® - programa de 2h/63ºC/60% HR, com consumo de 8L/h de álcool a 96% (V/V). ... 86
Figura 35 – Representação gráfica dos resultados de TCA das 10 rolhas analisadas em cada teste (1, 2 e 3) para o programa de 2h/63ºC/45% HR, antes das intervenções mecânicas efetuadas ao ROSA Evolution®. ... 88
Figura 36 – Representação gráfica dos resultados de TCA das 10 rolhas analisadas em cada teste (1, 2 e 3) para o programa de 2h/63ºC/45% HR, após as intervenções mecânicas efetuadas ao ROSA Evolution®. ... 88
Figura 37 – Representação gráfica dos resultados de TCA das 10 rolhas analisadas em cada teste (1, 2 e 3) do segundo ensaio realizado ao programa de 2h/63ºC/45% HR, após as intervenções mecânicas efetuadas ao ROSA Evolution®. ... 89
Figura 38 – Representação gráfica dos resultados de TCA das 10 rolhas analisadas em cada teste (1, 2 e 3) ao programa de 3h/63ºC/45% HR, após as intervenções mecânicas efetuadas ao ROSA Evolution®. ... 89
Figura 39 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas contaminadas inicialmente com 5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 90
Figura 40 – Resultados de TCA na rolha das garrafas contaminadas inicialmente com 5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 90
Figura 42 – Resultados de TCA na rolha das garrafas contaminadas inicialmente com 20 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 91
Figura 43 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas contaminadas inicialmente com 5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 92
Figura 44 – Resultados de TCA na rolha das garrafas contaminadas inicialmente com 5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 92
Figura 45 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas contaminadas inicialmente com 10 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 93
Figura 46 – Resultados de TCA na rolha das garrafas contaminadas inicialmente com 10 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 93
Figura 47 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 94
Figura 48 – Resultados de TCA na rolha, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 94
Figura 49 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 20 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 95
Figura 50 – Resultados de TCA na rolha, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 20 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 95
Figura 51 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas vedadas com rolhas com contaminação inferior a 0,5 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 96
Figura 53 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 1,6 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 97
Figura 54 – Resultados de TCA na rolha, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 1,6 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 97
Figura 55 – Resultados de TCA na solução simulante de vinho, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 6,9 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 98
Figura 56 – Resultados de TCA na rolha, nas garrafas vedadas com rolhas contaminadas inicialmente com cerca de 6,9 ng/L, para os diferentes tempos de análise. ... 98
Tabela 1 – Características dos diferentes tipos de rolhas de cortiça. ... 5
Tabela 2 – Limiares de perceção dos cloroanisóis e bromoanisóis envolvidos na contaminação de vinhos (adaptado Coque et al. 2006). . ... 7 Tabela 3 – Resultados da redução média de TCA obtidos nas três repetições dos ensaios 1 e 2. .... 32
Tabela 4 - Resultados da redução média da humidade nos ensaios 1 e 2. ... 33
Tabela 5 - Resultados médios da análise de deformações nos ensaios 1 e 2. ... 33
Tabela 6 - Resultados da redução média de TCA nos ensaios ensaios realizados para o programa de 2h/63ºC/45% HR, antes e após intervenções. . ... 35
Tabela 7 - Resultados médios das humidades nos ensaios realizados para o programa de 2h/63ºC/45% HR, antes e após intervenções. ... 35
Tabela 8 - Resultados médios das deformações nos ensaios realizados para o programa de 2h/63ºC/45% HR, antes e após intervenções. ... 35
Tabela 9 – Resultados da redução média de TCA para o programa de 3h/63ºC/45% HR. ... 37
Tabela 10 – Resultados da redução média das humidades para o programa de 3h/63ºC/45% HR. . 37
Tabela 11 – Resultados da redução média das deformações para o programa de 3h/63ºC/45% HR. …….……….... 37
Tabela 12 – Resultados da análise de TCA efetuada às misturas de granulado de cortiça à entrada do ROSA® e respetivas rolhas microaglomeradas Neutrocork®. ... 41
Neutrocork®, para as gamas de contaminação pretendidas (Fonseca F. 2013). ... 51
Tabela 14 – Resultados de TCA das amostras rececionadas pelas UI e respetivo cálculo do coeficiente de variação para o ECD 3. As linhas preenchidas a vermelho dizem respeito a dias de fim de semana que o cromatógrafo não operou ou possível avaria. ... 78
Tabela 15 – Contaminação inicial de TCA nas rolhas de cortiça natural e identificação da respetiva garrafa que vedaram. ... 80
Tabela 16 – Resultados de TCA na rolha e na água desionizada das 5 garrafas de referência selecionadas, após 1 mês de engarrafamento. ... 81
Tabela 17 – Resultados de TCA na rolha e na água desionizada das 5 garrafas Flaska® selecionadas, após 1 mês de engarrafamento. ... 81
Tabela 18 – Resultados de TCA na rolha e na água desionizada das 5 garrafas de referência selecionadas, após 2 meses de engarrafamento. ... 82
Tabela 19 – Resultados de TCA na rolha e na água desionizada das 5 garrafas Flaska® selecionadas, após 2 meses de engarrafamento. ... 82
Tabela 20 – Resultado das absorvâncias a 420 nm nas garrafas de referência e Flaska®, após 1 mês de engarrafamento. ... 83
Tabela 21 – Resultado das absorvâncias a 420 nm nas garrafas de referência e Flaska®, após 2 meses de engarrafamento. ... 83
Tabela 24 – Resultados obtidos após 1 mês de engarrafamento de vinhos vedados com rolhas consideradas negativas pela MDI. ... 101
Tabela 25 – Resultados obtidos após 2 meses de engarrafamento de vinhos vedados com rolhas consideradas positivas pela MDI. ... 103
Tabela 26 – Resultados obtidos após 2 meses de engarrafamento de vinhos vedados com rolhas consideradas negativas pela MDI. ... 105
Tabela 27 – Resultados obtidos após 6 meses de engarrafamento de vinhos vedados com rolhas consideradas positivas pela MDI. ... 107
Tabela 28 – Resultados obtidos após 6 meses de engarrafamento de vinhos vedados com rolhas consideradas negativas pela MDI. ... 109
Letras gregas
β beta (emissões beta) γ gama (radiação gama) Lista de Siglas
APCOR Associação Portuguesa da Cortiça
A&I Amorim & Irmãos, S.A.
CIPR Código Internacional das Práticas Rolheiras
CPOMT Clorofenol O-metiltransferase
CTCOR Centro Tecnológico da Cortiça
CV Coeficiente de Variação
d5-TCA Tricloroanisol deuterado
ECD Electronic Capture Detection (Deteção por Captura Eletrónica)
GC Gas Chromatography (Cromatografia Gasosa)
HR Humidade relativa
INBIOTEC Instituto de Biotecnologia de León
ISO Internacional Organization for Standardization (Organização Internacional para Padronização)
I&D Investigação e Desenvolvimento
LNETI Laboratório Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovação
lq Limite de quantificação de TCA = 0,5 ng/L
MS Mass Spectrometry (Espetrometria de Massa)
PCA Pentacloroanisol
PCP Pentaclorofenol
SPME Solid Phase Micro Extraction (Microextração em Fase Sólida)
TCA 2,4,6-Tricloroanisol TCP 2,4,6-Triclorofenol TeCA 2,3,4,6-Tetracloroanisol TeCP 2,3,4,6-Triclorofenol UI Unidade Industrial UN Unidade de Negócios
1
1 Amorim & Irmãos, S. A.
A origem da Corticeira Amorim, SGPS, S.A. remonta a 1870 e com o decorrer dos anos
ultrapassou fronteiras, sendo hoje a maior potência mundial em produtos de cortiça e uma das empresas portuguesas mais internacionais, com mercado em mais de cem países em todos os continentes. Para além de apresentar a cortiça ao mundo através da indústria vinícola, a Corticeira Amorim SGPS investiu na verticalização do negócio da cortiça, expandindo a sua atividade à indústria aeronáutica, automóvel e construção civil (Amorim, 2013).
Atualmente dispõe de cinco Unidades de Negócio (UN): matérias-primas, rolhas,
revestimentos, aglomerados compósitos e isolamentos. A indústria vinícola representa o
principal sector de destino dos produtos de cortiça, representando cerca de 70% das vendas totais. Com uma produção de milhares de milhões de rolhas por ano, a Amorim & Irmãos (UN de rolhas) tem um diversificado portfólio de produtos, que lhe garante uma posição ímpar no fornecimento da rolha ideal para cada segmento de vinho. Assim, esta unidade de negócios é a que traduz maiores lucros à empresa, representando cerca de 58,2% do volume de negócios total da Corticeira Amorim SGPS.
Em 1999, foi fundado o Departamento de Investigação & Desenvolvimento da Amorim & Irmãos, S.A. (I&D), para se focar na melhoria contínua do desempenho técnico e sensorial das rolhas de cortiça. É o departamento responsável pelo controlo de qualidade dos produtos de todas as Unidades Industriais (UI) da Unidade de Negócios de rolhas, através da análise sensorial e química do 2,4,6-Tricloroanisol (TCA) ao longo de todo o processo produtivo. Ainda na resolução dos problemas de TCA, trabalha no desenvolvimento e otimização de processos curativos que visam reduzir o TCA nas rolhas de cortiça natural e em granulados de cortiça, pelos processos ROSA Evolution® e ROSA®, respetivamente. Testa igualmente produtos e técnicas, de combate ao TCA, já existentes no mercado que possam eventualmente traduzir vantagens nas reduções desse contaminante. Paralelamente, procura desenvolver novos tipos de rolhas de cortiça e investiga diferentes formas de melhorar a performance do produto. Assim, a título de exemplo, a Amorim & Irmãos (A&I) está a procurar substituir as colas de aglomeração e tratamentos de superfície, por produtos naturais para incorporação nas suas rolhas. A rolha Acquamark®, desenvolvida em 2008, tem por base um inovador revestimento de base aquosa que envolve a rolha com extratos de cortiça, reforçando o aspeto visual da rolha e as suas capacidades de vedação. Mais recentemente, lançado em 2013, desenvolveu uma nova rolha de cortiça com vista a evitar a utilização do saca-rolhas, a rolha Helix®. Esta rolha é
2 um vedante de vinho que combina uma rolha de cortiça ergonómica com garrafas de vidro com rosca, permitindo uma abertura e reinserção fáceis. Outro caso de inovação do produto, passa pelo estudo de estratégias para, através da rolha de cortiça, evitar a contrafação dos vinhos de prestígio. Outro dos pilares de estudo no departamento de I&D é a interação vinho/rolha com vista ao aumento do conhecimento do produto na sua utilização final, ou seja, de que forma é que a rolha e o vinho interagem entre si.
Portanto, a estratégia da A&I centra-se não só na resolução dos problemas de TCA, mas também no desenvolvimento de novos produtos, de modo a satisfazer as exigências dos clientes ao nível do bom desempenho das rolhas de cortiça, assegurando a sua posição nos mercados e combatendo os vedantes alternativos que foram surgindo ao longo dos tempos.
3
2 Introdução
2.1. Enquadramento do projeto
Durante as décadas de 80 e 90, a indústria corticeira atravessou sérias dificuldades associadas a alterações organoléticas nos vinhos provocadas por compostos com origem na cortiça. A grande parte das reclamações está relacionada com a deteção de aromas indesejáveis a mofo ou bafio (Coque et al., 2006), sendo que o TCA está presente em 80% dos casos analisados (Sefton e Simpson, 2005). Este, é o composto reconhecido como o principal agente responsável por estes defeitos.
Assentes na problemática do TCA, a A&I focou-se na investigação de diversas formas de controlar e/ou eliminar este composto das rolhas de cortiça. Estas ações de descontaminação passam pelo desenvolvimento e melhoria contínua dos processos implementados nas fábricas – ROSA Evolution® e ROSA®.
Em cooperação com a A&I, o departamento de I&D atua na validação periódica dos equipamentos e ainda na melhoria dos processos de extração de TCA. Numa via preventiva, o I&D desenvolveu um projeto de análise individual de TCA em rolhas de cortiça, evitando o engarrafamento dos vinhos com rolhas contaminadas, que poderiam provocar defeitos sensoriais ao longo do tempo. Investiga igualmente novos avanços científicos e soluções tecnológicas para a resolução do problema do TCA, passíveis de serem aplicados aos produtos de cortiça. Foram testadas, também, as potencialidades do tratamento feito à superfície do vidro de garrafas Flaska® para a redução de TCA e a eficiência do método de extração de TCA através do ciclo de tratamento novo que passará a ser designado por HF. Foi ainda estudada a cinética de adsorção/dessorção de TCA em rolhas de cortiça, de modo a melhor perceber a contaminação de vinhos por TCA e os fatores que influenciam a sua transmissão.
2.2. Cortiça
O sobreiro (Quercus suber L.) é uma árvore de grande longevidade (250-350 anos) revestido por um tecido vegetal formado por centenas de milhões de células, preenchidas com um gás semelhante ao ar e cujas paredes celulares são formadas dominantemente por polímeros como a suberina (39,4% ± 1,7), lenhina (24,0% ± 0,8) e polissacarídeos (19,9% ± 2,6) apresentando também outros compostos extrativos, como ceróides, compostos fenólicos (14,2% ± 1,1) e cinzas (1,2% ± 0,2) (Fortes et al., 2006). A cortiça apresenta propriedades de impermeabilidade, longevidade, elasticidade e compressibilidade. Estas
4 características tornam a cortiça, material 100% natural, habilitado à produção de vedantes naturais com propriedades únicas e inigualáveis na conservação e melhoramento dos vinhos acondicionados em garrafa (APCOR, 2015).
A cortiça resulta da regeneração natural dos tecidos do sobreiro, o que permite a sua exploração sustentável e prolongada, a cada 9 anos, para utilização nos vários sectores industriais, como indústria rolheira, construção civil, têxteis, transportes, moda, entre outros. Dentro da vasta gama de produtos, o mais visível e rentável é a rolha de cortiça natural como vedante das garrafas de vinho, representando cerca de 15% do peso da produção total de cortiça e, em contrapartida, cerca de 2/3 da receita de mercado (Mazzoleni et al., 2004).
Portugal detém cerca de 50% do valor global de produção de cortiça (APCOR, 2011) e os produtos de cortiça constituem uma das exportações nacionais de maior valor, com uma quota de aproximadamente 2,2% do produto interno bruto. Para além da sua importância socioeconómica, os montados de sobro também desempenham um papel ecológico determinante contra a desertificação e manutenção da biodiversidade (Fortes et al., 2004).
2.3. Diferentes tipos de vedantes
Apesar das múltiplas aplicações da cortiça, a rolha de cortiça natural é o produto derivado da cortiça de maior valor acrescentado e que confere maiores lucros à indústria corticeira. Ao longo da História, encontram-se referenciadas as utilidades da cortiça pelas civilizações antigas, sobretudo no fabrico de embarcações e material piscatório, calçado e construção, assim como vedante de tonéis (APCOR, 2015). Contudo, é a partir do século XVIII que a atividade corticeira se inicia verdadeiramente, quando o monge francês Dom Pierre Pérignon usou, pela primeira vez, a rolha de cortiça natural como vedante de champagne. No século XX, a indústria corticeira sofreu uma enorme expansão, nomeadamente face ao desenvolvimento de aglomerados diversos à base de cortiça e à crescente internacionalização do consumo do vinho.
Hoje em dia existem no mercado uma grande diversidade de rolhas de cortiça adaptadas a cada segmento de vinho. Porém, a indústria corticeira, particularmente a A&I, continua a apostar na inovação do produto, focados na melhoria da sua qualidade e num produto adaptado às tendências de mercado e necessidades dos consumidores.
Na Tabela 1 estão representados os diferentes tipos de rolhas de cortiça e as suas principais características.
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Tabela 1. Características dos diferentes tipos de rolhas de cortiça.
Tipos de Rolhas
Rolhas Naturais
Só a rolha de cortiça 100% natural consegue assegurar o equilíbrio perfeito com o vinho, promovendo a evolução do mesmo através de inúmeros processos químicos. São fabricadas por brocagem a partir de uma peça única de cortiça. Imprescindível em vinhos de qualidade. Pode vedar qualquer tipo de vinhos.
Rolhas Naturais Colmatadas
Rolhas de cortiça natural de maior porosidade. Os poros são preenchidos com pó de cortiça resultante da retificação das rolhas naturais fixadas com colas à base de resina natural e borracha natural. Apresentam uma aparência visual bastante homogénea e com boas características mecânicas. Atualmente, neste processo, é utilizada uma cola de base aquosa (rolhas Acquamark®).
Rolhas técnicas
Constituídas por um corpo denso de cortiça aglomerada, com discos de cortiça natural colados num topo, ou em ambos os topos, com aglutinantes aprovados para serem usados em produtos que vão estar em contacto com alimentos. É quimicamente estável e mecanicamente resistente. Concebidas para engarrafar vinhos tranquilos destinados a ser consumidos, em geral, num prazo de 2 a 3 anos.
Rolhas de Champagne
Concebidas para vedar champanhe, vinhos espumantes ou vinhos espumosos (gaseificados) e sidra. Produzidas a partir de um corpo formado por aglomerado de grânulos de cortiça, ao qual, num dos topos, são aplicados 2 discos de cortiça natural. Possuem maior diâmetro, imprescindível para suportar as elevadas pressões existentes nas garrafas de vinhos com gás.
Rolhas de aglomerado
Fabricadas a partir de granulados completamente homogéneos de cortiça proveniente de subprodutos resultantes da produção de rolhas naturais por moldação individual ou extrusão. Usadas em vinhos de baixo preço e de alta rotação. Solução económica para assegurar uma vedação perfeita por um período que não deverá superar os 24 meses.
Rolhas Capsuladas
Rolha de cortiça em cujo topo é colocada uma cápsula, de madeira, PVC, porcelana, metal, vidro ou outros materiais. Geralmente utilizada em vinhos licorosos/generosos ou em bebidas espirituosas. Reutilização fácil – fator importante em garrafas cujo conteúdo não é consumido de uma só vez.
No final do século XX, as rolhas de cortiça foram alvo de acusações relacionadas com o “gosto a rolha” presente nos vinhos. O “gosto a rolha” está associado à presença de contaminantes da cortiça com aromas a mofo e bafio (Coque et al., 2006), sendo o TCA considerado como o principal responsável por este defeito sensorial. Em consequência, o mercado da cortiça ressentiu-se, gerando perdas económicas significativas.
6 Simultaneamente, surgiram no mercado novos vedantes, alternativos à cortiça, agravando a situação da indústria corticeira e ameaçando a posição das rolhas e cortiça natural no mercado como vedantes de excelência.
Os vedantes alternativos podem dividir-se, entre outros, em vedantes sintéticos, cápsula de rosca (screw-cap), rolhas de vidro, etc.
Os vedantes sintéticos são vedantes baratos, fabricados a partir de materiais poliméricos, mimetizam o aspeto natural da cortiça mas com grande homogeneidade tornando-os visivelmente atraentes. São referidos como tendo uma elasticidade e aparência semelhante à rolha de cortiça podendo, inclusive, serem usados em sistemas de engarrafamento convencionais. A grande maioria dos vedantes sintéticos possui ainda a particularidade de originarem o “pop” aquando da sua extração com saca-rolhas, considerado um argumento a favor do ponto de vista cultural.
As cápsulas de rosca são os vedantes mais populares na “guerra” contra as rolhas de cortiça natural. São formadas por uma parte externa composta por uma liga de alumínio e um liner no seu interior com diferentes camadas de polímeros que estão em contacto com os vinhos. Existem no mercado 2 tipos de liner: o saran-estanho e saranex. A principal característica do saran-estanho é a baixa permeabilidade a gases, contrariamente ao saranex que apresenta maior permeabilidade ao oxigénio (O2). As cápsulas de rosca são
uniformes, muito fáceis de abrir e mantém os níveis mais elevados de dióxido de enxofre (SO2) livre nos vinhos.
O vedante de vidro (Vinolok®) é usado por muitos produtores de vinho alemão e austríaco. É inerte, neutro, muito eficaz como vedante, reciclável e esteticamente apelativo.
Para vinhos de alta rotatividade, os vedantes sintéticos e as cápsulas de rosca, podem constituir uma solução economicamente mais apelativa. São usados frequentemente em mercados como a Nova Zelândia, Austrália e Reino Unido e possuem em comum o facto de alterarem a evolução do vinho e de não serem recomendados para estágios prolongados.
As rolhas sintéticas não vedam totalmente a garrafa, podendo provocar oxidações pós-engarrafamento, derivadas da entrada excessiva de O2 na garrafa. Este fenómeno está
associado a aromas de evolução precoce. As cápsulas de rosca saran, pelo contrário, vedam completamente a entrada do O2, promovendo reações que originam sulfuretos,
dando origem a aromas bastante desagradáveis, como a ovos podres. Os vedantes de vidro têm como principais desvantagens o elevado preço e a vulnerabilidade a danos provocados durante o transporte e na evolução dos vinhos têm uma performance parecida com a dos plásticos.
7 Deste modo, as rolhas de cortiça natural continuam a ser imprescindíveis e mantém a sua posição de destaque na conservação de vinhos de qualidade, uma vez que promovem a sua evolução equilibrada. No entanto, face aos problemas associados aos desvios sensoriais provocados pelas rolhas e à crescente concorrência, a indústria corticeira tem focado as suas atenções no fabrico de rolhas cada vez mais eficientes e na erradicação do problema do TCA.
2.4. Contaminantes da cortiça
A cortiça, durante todo o seu desenvolvimento no sobreiro até ao processo de engarrafamento, está sujeita à ação de microrganismos capazes de alterar quimicamente a sua composição. Fruto da atividade microbiológica, resultam compostos organoclorados responsáveis pela contaminação dos vinhos com aromas fúngicos/mofo – haloanisóis (cloroanisóis e bromoanisóis).
Na tabela 2 apresentam-se alguns desses compostos identificados nas rolhas de cortiça suscetíveis de contaminar os vinhos, bem como o seu limite de perceção sensorial.
Tabela 2 – Limiares de perceção dos cloroanisóis e bromoanisóis envolvidos na contaminação dos vinhos (adaptado Coque et al., 2006).
Composto Estrutura Limiares de perceção sensorial
2,4,6 – Tricloroanisol (TCA)
Em água: 30-300 ng/L
Em solução alcoólica (vinho): 1,5-3 ng/L
2,3,4,6 - Tetracloroanisol (TeCA)
Em água: 4 ng/L Em solução alcoólica (vinho): 10-15 ng/L (vinho branco e tinto)
5 ng/L (champanhe)
Pentacloroanisol (PCA)
Composto organoleticamente fraco > 50 µg/L
2,4,6 – Tribromoanisol (TBA)
Em água: 8-30 ng/L
8 Os haloanisóis de maior importância pela sua capacidade de contaminação dos vinhos são os cloroanisóis (2,4,6-Tricloroanisol (TCA), 2,3,4,6-Tetracloroanisol (TeCA) e Pentacloroanisol (PCA)). Estruturalmente são compostos derivados do anisol (metoxibenzeno) e incluem na sua composição um ou mais átomos de halogéneo, neste caso, o cloro. No entanto, o TCA é considerado o principal agente de contaminação, uma vez que possui um nível de perceção mais baixo em solução etanólica (1,5 – 3 ng/L).
Quimicamente, os dois tipos de forças de ligação que existem entre as moléculas de TCA e a matriz da cortiça são forças de Van der Waals e pontes de hidrogénio (Macku, C., et al. 2009, Cork Suply). O TCA tem naturalmente mais afinidade para o etanol do que para a cortiça. Portanto, quando a cortiça contaminada com TCA está em contacto com o etanol do vinho, as moléculas de TCA separam-se da matriz da cortiça e migram para o vinho.
A transmissão de compostos responsáveis pelo aroma da cortiça para o vinho depende de vários fatores, tais como a solubilidade dos compostos responsáveis pelo odor no vinho, a sua afinidade para a superfície e interior da rolha e a velocidade com que migram através da matriz da cortiça (Sefton e Simpson, 2005). Por outro lado, segundo Juanola et al. (2005), o TCA é uma molécula persistente, difícil de remover das rolhas de cortiça natural e dos ambientes a que está sujeito durante os vários estágios de produção. Em primeiro lugar, devido à sua fraca volatilidade quando está inserido na matriz da cortiça e, em segundo lugar, devido às características intrínsecas da cortiça como a impermeabilidade a gases e líquidos e o facto de ser um bom isolante térmico e acústico.
A origem dos haloanisóis, nomeadamente os cloroanisóis, está intimamente associada à aplicação de clorofenóis (2,4,6-Triclorofenol (TCP), 2,3,4,6–Tetraclorofenol (TeCP) e Pentaclorofenol (PCP)) nos solos, durante várias décadas, sob a forma de biocidas (herbicidas, inseticidas e fungicidas). Estes produtos agrícolas também eram usados na conservação das madeiras pelas suas propriedades antimicrobianas (Sefton e Simpson, 2007). Rigraud demonstrou em 1984 (reportado por Sefton e Simpson, 2007), que a cortiça retirada de sobreiros tratados com estes clorofenóis (TCP, TeCP e PCP) apresentava os cloroanisóis correspondentes (TCA, TeCA e PCA) e que a sua incidência era superior nos anéis exteriores da cortiça. A maior ocorrência de TCA encontra-se na parte inferior do tronco da árvore, conferindo à cortiça, em contacto com o solo, um aroma intenso a mofo ou bolor (Sefton e Simpson, 2007).
O uso de produtos derivados de clorofenóis foi entretanto proibido pela União Europeia (Chaudhry et al., 1991). No entanto, como foram usados durante décadas, os compostos ficaram acumulados nos ecossistemas, contaminando o meio envolvente (ar, água e solo), mantendo ativa a problemática do TCA.
9 A contaminação dos ecossistemas fez com que alguns microrganismos desenvolvessem mecanismos de defesa contra a toxicidade destes compostos ao longo do tempo. Do ponto de vista biológico, os fungos filamentosos (Trichorderma sp., Penicillium sp., Aspergillus sp.
Basidiomycetes) quando entram em contacto com os clorofenóis, altamente tóxicos para a
microflora da cortiça, convertem-nos em cloroanisóis, como o TCA, compostos voláteis e não tóxicos (Riboulet et al., 2002; Polinitz et al., 1996; Sefton e Simpson, 2007).
Vários estudos (Polinitz et al. 1996, Sefton e Simpson, 2005 e 2007 e Coque et al. 2006) apresentaram diferentes propostas para a formação biossintética do TCA, ilustradas posteriormente na Figura 1:
A- Catabolismo de compostos clorados complexos
A formação do TCA encontra-se ligada ao facto deste composto ser intermediário do catabolismo de compostos clorados complexos. Por exemplo, o PCP e o TeCP são compostos altamente tóxicos e a sua biometilação aos respetivos anisóis são uma forma de destoxificação. Os anisóis resultantes são posteriormente de-halogenados formando o TCA.
O hexaclorociclohexano sofre uma de-hidrohalogenação dando origem ao 1,3,5- Triclorobenzeno, o qual, por sua vez, sofre uma hidroxilação originando TCP. Este é, por fim, metilado a TCA.
Do mesmo modo, a de-halogenação redutora do hexaclorobenzeno pode conduzir ao TeCP, ao TCP ou ao PCP, os quais são depois os precursores para a reação de metilação.
B- De-halogenação de anisóis clorados complexos.
Os cloroanisóis complexos (TeCA e PCA) sofrem um processo de de-halogenação redutora, originando TCA.
C- Síntese por halogenação do anisol
O fenol dá origem ao TCA por cloração e, subsequentemente, por biometilação; se o anisol for o precursor, então a biometilação terá de acontecer antes da cloração.
D- Cloração na presença de hipoclorito de sódio e subsequente biometilação do fenol
Formação de ácido xiquímico através de uma reação intracelular entre os produtos resultantes da degradação de glucose e da lenhina que, quando em contacto com fontes de cloro presentes no ambiente e/ou biocidas, formam o TCA por cloração.
E- Síntese direta por biometilação
As bactérias do solo e fungos são capazes de formar cloroanisóis através da O-metilação dos clorofenóis, que consiste na reação de biometilação do TCP, formando TCA. Esta reação é catalisada por uma enzima denominada clorofenol O-metiltransferase (CPOMT).
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Figura 1 - Propostas para os mecanismos biossintéticos do 2,4,6-TCA na cortiça. I – Hipótese A; II – Hipótese B; III – Hipótese C; IV – Hipótese D; V – Hipótese E (Malheiro, A. 2010).
2.5. Estratégia de prevenção, remoção e controlo de TCA
Os métodos de eliminação de TCA publicados utilizam diferentes processos: físicos, químicos e biológicos. Uns direcionam-se na eliminação das causas – eliminação dos microrganismos presentes e/ou presença de agentes clorados, enquanto outros métodos atuam diretamente sobre os níveis de TCA presentes na cortiça.
Assim, foram implementadas nas empresas ações assentes em 3 aspetos essenciais: prevenção, descontaminação e controlo de qualidade.
O projeto Quercus, entre 1992 e 1996, veio provar à indústria que a falta de rigor no processamento da cortiça potenciava o desenvolvimento de microrganismos capazes de provocar alterações organoléticas nos vinhos. Foi então editado e implementado o Código Internacional das Práticas Rolheiras (CIPR) assente em normas de controlo de qualidade ao longo de todo o processo industrial. Passou a haver maior rigor e rastreabilidade da
matéria-11 prima e melhoramentos ao nível da conservação, manuseamento e desinfeção da cortiça. Destacam-se as medidas relativas ao bom escoamento e arejamento durante a armazenagem da cortiça, corte dos calços antes do processo produtivo, monitorização ao longo de todo o processo de produção das rolhas e substituição de hipoclorito de sódio por peróxido de hidrogénio durante a lavação das rolhas (LE Liège, 2011; Cabral et al., 2009).
O Symbios – The knowledge of Nature foi desenvolvido em 2004 pelo Centro Tecnológico da Cortiça (CTCOR) em colaboração com empresas do setor (Sercor e Norcor). Trata-se de um processo biológico de cariz preventivo, que ataca na raiz do problema, ou seja, é aplicado logo durante a cozedura das pranchas de cortiça e promove o desenvolvimento microbiológico na cortiça de espécies que inibem a biossíntese de cloroanisóis durante as etapas de transformação da cortiça, em detrimento de espécies microbiológicas que promovem a formação de metabolitos indesejados, impossibilitando assim a formação de TCA. Como vantagem adicional, ainda durante a cozedura da cortiça, o Symbios gera uma maior extração de matérias hidrossolúveis da cortiça, como por exemplo terras e polifenóis, de impacto negativo em contacto com o vinho. O CTCOR reportou que com o uso desta tecnologia se obteve uma redução de rolhas contaminadas de 1,2% para 0,8%. A maior limitação deste processo, tal como o de outras estratégias preventivas, é o facto de não agir sobre o TCA já existente nas pranchas de cortiça (APCOR, 2013; Coque et al., 2006).
A par das ações preventivas, a A&I aplica ações curativas inovadoras e sem precedentes, com vista à extração de TCA durante os vários estágios da cortiça. Convex® é um sistema de cozedura dinâmico das pranchas que impede a contaminação cruzada e produz uma cortiça mais seca e limpa, sendo assim, menos suscetível à formação de agentes contaminantes. A tecnologia INOS II® é um processo de lavação hidrodinâmica, patenteado (Patente nº EP 1108507), direcionado para discos das rolhas técnicas e para rolhas de cortiça natural usadas para vedar bebidas licorosas/generosas. Utiliza diferentes ciclos de pressão, vácuo e água quente para lavar em profundidade as lenticelas da estrutura alveolar da cortiça. Apresenta reduções de TCA de cerca de 40% (Cabral et al., 2012). O ROSA® (Rate of Optimal Steam Application) é um sistema exclusivo e inovador, de eficácia comprovada, que utiliza vapor de água na descontaminação de grânulos de cortiça usados no fabrico de rolhas microaglomeradas Neutrocork® e rolhas técnicas Twin Top®. Devido às elevadas temperaturas do vapor, este processo não pode ser usado nas rolhas de cortiça natural. Foi então desenvolvido um novo sistema que conjuga tempo, temperatura e humidade na eliminação de TCA – o ROSA Evolution®. Com este tratamento o risco de aparecimento de defeitos organoléticos nos vinhos pode diminuir de 80 a 100%, segundo um artigo publicado por Chatonnet, P. (2004). No decorrer do estágio, o ROSA® e ROSA
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Evolution® foram alvo de otimizações e, em consequência, foram alvo de estudos internos
de avaliação à sua eficácia, devidamente expostos nos capítulos 6 e 7 desta dissertação. Outras empresas desenvolveram sistemas de combate ao TCA usando diversas tecnologias. O projeto Delfin (Direct Environmental Load Focusec Inactivation), iniciado em 1996 e desenvolvido pelo Department of Phytomedicine at SLFA, Neustad, Alemanha, em parceria com a empresa portuguesa Juvenal S.A., apostou na remoção de TCA em rolhas de cortiça através da tecnologia microondas. Atualmente, a empresa portuguesa combinou o projeto Delfin com a desinfeção das rolhas com vapor de água desionizada. Utiliza ondas eletromagnéticas que abrem as lenticelas das rolhas possibilitando que o tratamento a vapor remova as substâncias voláteis indesejáveis. Porém, de acordo com alguns estudos independentes, as reduções de TCA não são significativas (Coque et al., 2006). O processo DIAM, concluído pelo grupo francês OENEO, S.A em 2004, é um método curativo usado em granulado de cortiça que usa dióxido de carbono (CO2) comprimido até ao seu estado
supercrítico, isto é, onde a fase líquida e sólida coexistem. Este método atinge uma eficácia de 99,8% mas, assim como a método ROSA®, não pode ser usado em rolhas de cortiça natural por provocar deformações e, consequentemente, alterações nas propriedades físico-mecânicas das rolhas. A tecnologia por radiação γ foi desenvolvida em 2007 pelo LNETI (Laboratório Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovação, Portugal) para destruir parcial ou totalmente o TCA consoante a intensidade da radiação (15-400 kGy). Este processo, apresenta uma eficácia de remoção superior a 90% (Pereira et al., 2007). Também em 2007, a Cork Supply patenteou uma tecnologia (European Patent EP 1444 075-B1) direcionada unicamente às rolhas de cortiça natural e restrita a níveis de TCA baixos, denominada Innocork®. Esta, consiste na volatilização do TCA presente na estrutura celular da cortiça, combinando 3 fatores – vapor de água, álcool etílico e temperatura controlada. A sua eficácia é em média 63% (APCOR, 2007; Cork Supply, 2013).
Foram, também, desenvolvidos projetos de menor destaque em Espanha, pela empresa IonMed e pela Universade de Rovira I Virgili. A empresa IonMed desenvolveu uma tecnologia baseada no uso de radiação (emissões β) para esterilizar as rolhas, removendo os microrganismos que produzem TCA. O maior inconveniente é não eliminar cloroanisóis já presentes nas rolhas antes do tratamento. Por sua vez, a referida universidade coordenou um outro projeto denominado Innocuous, que efetua a lavagem de vedantes com ozono, a fim de obter a sua descontaminação. No INBIOTEC (Instituto de Biotecnologia de León) algumas investigações têm sido dirigidas no sentido do desenvolvimento de estratégias biotecnológicas baseadas no isolamento de microrganismos que degradam o TCA.
13 Finalmente, foi desenvolvido e implementado um método de controlo de qualidade de uma amostragem aleatória de lotes de cortiça nas várias fases de transformação, baseado na quantificação química de TCA por microextração em fase sólida (SPME) com cromatografia gasosa (GC) e espetrometria de massa (MS) ou captura eletrónica (ECD), para confirmar as reduções da incidência de TCA e prevenir possíveis contaminações no produto final. A A&I possui um laboratório completamente equipado para controlo de qualidade localizado no departamento I&D. No entanto, considerando os biliões de rolhas produzidas por ano, e sendo a distribuição de TCA num lote aleatória, a amostra recolhida pode não corresponder à realidade. Por este motivo, e numa via de melhoramento e inovação tecnológica, a A&I em parceria com uma empresa inglesa, iniciou em 2008, um projeto muito ambicioso, com vista à construção de um equipamento capaz de detetar TCA individualmente em rolhas de cortiça natural – a Máquina de Deteção Individual (MDI). Diferencia-se do método de referência por estar dotado de um sistema de incubação em fase gasosa e não líquida. Hoje em dia, a MDI é um equipamento de eficácia comprovada, tornando-se deste modo a grande aposta da A&I na prevenção do engarrafamento de vinhos com rolhas contaminadas por TCA. Tem sido alvo de estudos e otimizações permanentes, no sentido de o tornar cada vez mais autónomo e eficaz na deteção de TCA para gamas de contaminação na ordem dos 2 e 5 ng/L.
2.6. Contributos e organização do projeto
Todo o capítulo introdutório incide na origem do TCA, nos efeitos negativos que provoca nos vinhos e toda a agravante económica associada. Cientes desta problemática, a A&I considerou imperativo apostar em inovação, investigação e desenvolvimento de novos métodos e produtos direcionados para atuar ao nível da sua redução/eliminação da cortiça.
O departamento de I&D está envolvido em vários projetos de investigação centrados na resolução deste problema. Esta dissertação teve como principal objetivo a abordagem de alguns desses projetos, nomeadamente no estudo e validação de métodos preventivos e curativos implementados na empresa.
A presente dissertação encontra-se dividida em 13 capítulos.
No primeiro capítulo é feita uma breve apresentação à Corticeira Amorim S.G.P.S., referindo as UN que a compõem, focando as atenções na UN Rolhas e em particular nas atividades de controlo de qualidade.
No segundo capítulo, introduz-se ao leitor a problemática do TCA na contaminação dos vinhos, referindo todas as medidas de prevenção/descontaminação e controlo de qualidade.
14 No terceiro capítulo, são descritos os métodos de análise sensorial e química do TCA implementados no departamento de I&D para controlo de qualidade dos vários processos produtivos.
No quarto e quinto capítulos, apresentam-se tecnologias alternativas para eliminação de TCA.
No sexto capítulo, mostram-se os benefícios da adição do álcool a 96% (V/V) às condições operacionais do ROSA Evolution®, no processo de descontaminação das rolhas de cortiça natural, e a eficácia das intervenções mecânicas efetuadas ao equipamento com o objetivo de melhorar o seu desempenho tecnológico.
No sétimo capítulo, apresenta-se o ROSA®, sistema de descontaminação aplicado ao granulado de cortiça para produção de rolhas técnicas, microaglomeradas Neutrocork®.
No oitavo capítulo, procede-se à avaliação da cinética de adsorção de TCA pela rolha e a sua dessorção para o vinho.
No nono capítulo, avaliam-se os resultados da validação de uma máquina de análise individual de rolhas de cortiça, dotada de um sistema que segrega as rolhas de cortiça que são suscetíveis à contaminação dos vinhos.
No décimo capítulo, citam-se algumas considerações finais relativamente ao objeto de estudo – redução/eliminação do problema de TCA nas rolhas de cortiça.
No décimo primeiro capítulo, apresentam-se as referências bibliográficas utilizadas no apoio à realização e compreensão deste trabalho.
No décimo segundo capítulo, para finalizar, referem-se os objetivos concretizados neste projeto, as limitações encontradas, sugestões de trabalhos futuros e apreciação final dos diferentes trabalhos analisados em cada capítulo.
No décimo terceiro capítulo, estão apresentados os anexos que serviram de suporte aos projetos realizados ao longo dos capítulos.
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3 Métodos de deteção e quantificação química de
TCA
Quando as rolhas de cortiça são introduzidas nas garrafas de vinho, no seu interior, ocorrem reações químicas e bioquímicas que contribuem para a evolução do carácter varietal do vinho. A rolha permite a entrada equilibrada de O2 para o vinho, beneficiando a
formação de compostos aromáticos agradáveis. No entanto, ocasionalmente, aparecem aromas e sabores desagradáveis que podem ser provocados pelas reações químicas do vinho ou derivar da rolha de cortiça com que foram vedados.
O aumento do consumo de vinho, e consequente aumento do conhecimento na sua apreciação, alterou os padrões de exigência dos consumidores. Devido a esse fator, as empresas vinícolas viram-se obrigadas a produzir vinhos sensorialmente mais agradáveis e a controlar a qualidade das rolhas que vedam as garrafas, de modo a prevenir o mais possível o risco do aparecimento de desvios organoléticos com origem nas rolhas.
Com todas as atenções voltadas para o setor corticeiro, a atuação do departamento de I&D passou então a ser essencial no que diz respeito à análise sensorial dos vários tipos de rolhas de cortiça e pela quantificação de TCA ou outros compostos voláteis da cortiça.
3.1 Análise sensorial
A análise sensorial é um método de deteção usado há vários anos no controlo de qualidade das rolhas de cortiça. Simples e de baixo custo, não requer equipamento instrumental especializado. O procedimento analítico está expresso na norma ISO/PRF 22308 e assenta na identificação de aromas de mofo e de outros descritores associados às rolhas de cortiça.
A roda dos aromas da cortiça (Figura 2) agrupa em famílias os cinco grupos principais de desvios organoléticos (off flavors) transmitidos ao vinho pela rolha: musgo, químico, vegetal, conífero e bolor. Isto permitiu a sistematização da classificação dos aromas e, consequentemente, o aumento do rigor da análise.
16
Figura 2 - Roda de aromas da cortiça (Moutinho, 2008).
Juanola et al. (2004) mostrou que existe uma boa correlação entre a análise sensorial e química para deteção de TCA. Para a indústria, isto permite-lhes reduzir os custos na análise química, escoar o produto para o cliente, comprometendo o menos possível a qualidade do produto. Todavia, existe sempre um risco associado à variação do desempenho dos provadores e baixa sensibilidade aos aromas (Sefton e Simpson, 2005).
No departamento de I&D, esta técnica está envolvida na aprovação de lotes de rolhas de cortiça compradas e produzidas pela A&I, nas reclamações de lotes de vinhos vedados com rolhas de cortiça e para análise não destrutiva de pequenos lotes de cortiça para clientes de alto valor acrescentado.
Desde o início da década de 90, que existe uma multiplicidade de métodos de análise sensorial de rolhas de cortiça: análise individual ou em grupo de várias rolhas previamente maceradas em diferentes tipos de soluções: água, solução hidroalcoólica com 12% (V/V) de etanol e vinho. A análise também poderá ser realizada a “seco” após a incubação individual da rolha de cortiça na presença de microquantidades de água.
Atualmente, as metodologias de análise mais utilizadas no departamento I&D combinam 2 tipos de provas sensoriais: provas discriminativas, essencialmente a prova triangular ou provas descritivas qualitativas como a prova “a seco”.
A prova discriminativa serve para estabelecer diferenciação qualitativa entre amostras. O objetivo da prova é a identificação da amostra diferente de uma série de três amostras. Paralelamente é pedido ao provador que identifique a amostra que prefere e a(s) amostra(s) que tem defeito(s). São utilizadas para testar novas tecnologias e novos produtos aplicados nas rolhas comparativamente com os em vigor (a título de exemplo: colas), para possível aplicação à escala industrial.
17 A prova descritiva permite caracterizar as modificações no produto. Segundo a ISO 11035:1994, o objetivo da análise descritiva é descrever, com o mínimo de palavras possível e com o máximo de eficácia um dado produto.
Na prova “a seco”, são colocadas rolhas em frascos de vidro preferencialmente escuro e adicionam-se microquantidades, na ordem dos µL, de água para ajudar a evidenciar os descritores. Cada provador descreve o produto, neste caso particular a rolha, utilizando descritores que lhe pareçam evidentes. Este método foi utilizado no capítulo 5 desta dissertação, na avaliação do perfil sensorial de rolhas, antes e após um novo tratamento, denominado ciclo de tratamento HF, para possível implementação numa das UI do Grupo Amorim, consoante os efeitos positivos ou negativos provocados nas rolhas.
A prova descritiva serve para avaliar o perfil sensorial das soluções de macerados de rolhas em água desionizada ou etanol a 12% (V/V). Este género de prova permite saber quais os aromas suscetíveis de serem transmitidos das rolhas para o vinho. No capítulo 9 desta dissertação, foi realizada a prova descritiva em vinho branco engarrafado com rolhas consideradas negativas e positivas, mediante as especificações da MDI, para serem identificados desvios sensoriais nos vinhos provocados pelas rolhas. Nesta prova, os provadores não foram informados acerca do seu objetivo, de forma a aumentar o rigor e não haver predisposição especial para um dado descritor.
Assim sendo, a análise sensorial constitui uma ferramenta importante de controlo de qualidade das rolhas de cortiça e, simultaneamente, como ferramenta complementar aos estudos efetuados no departamento I&D no âmbito da avaliação de novos produtos e técnicas a implementar na empresa.
3.2 Análise química de TCA
A metodologia de controlo de qualidade analítica adotada pelo laboratório do I&D foi desenvolvida pelo ETS laboratories, situado na Califórnia, e tem como base a análise do TCA extraível da rolha para a solução hidroalcoólica a 12% (V/V) de etanol (que simula o teor alcoólico do vinho), durante 24 horas, à temperatura ambiente (Hervé et al., 2004) através de uma técnica rigorosa baseada na microextração em fase sólida (SPME) por separação por cromatografia gasosa (GC) e deteção por espetrometria de massa (MS) ou captura eletrónica (ECD).
Mais concretamente, a SPME é uma técnica que permite a adsorção de analitos por intermédio de uma fibra de sílica coberta por uma camada de adsorvente. A fibra introduz-se no headspace da amostra e, por partição, concentra o analito na sua superfície. Este sistema acoplado à análise por GC permite a termodessorção dos compostos voláteis, como
18 por exemplo o TCA, no injetor do cromatógrafo para seguidamente serem identificados e quantificados nos diferentes detetores por espetrometria de massa (MS) ou captura eletrónica (ECD) (Riboulet et al., 2002).
O espetrómetro de massa divide cada molécula em fragmentos ionizados e deteta esses fragmentos pela razão massa/carga. A deteção por captura eletrónica é possível devido a um emissor radioativo 63NI (partículas beta) que colide com os compostos eletronegativos ou halogenados (TCA), provocando oscilações de corrente que resultam da captura de eletrões e consequente formação de iões. O cromatograma representa as diferenças de corrente em função do tempo sob a forma de picos cromatográficos (Figura 3).
Figura 3 – Representação gráfica de dois cromatogramas: linha azul representa um padrão de controlo de concentração 2 ng/L e a linha lilás representa uma amostra de rotina aleatória
rececionada de uma UI com concentração < 0,5 ng/L.
O limite de deteção e quantificação do método utilizado nos cromatógrafos do departamento de I&D é de 0,2 e 0,5 ng/L, respetivamente, valores bem inferiores aos limiares de perceção sensorial.
O laboratório encontra-se equipado com 10 unidades cromatográficas, 9 dotados com a tecnologia de deteção por captura eletrónica (ECD) e 1 por espetrometria de massa (MS). Este número permite ao laboratório uma resposta eficiente às 700 amostras rececionadas/dia de macerados de cortiça (solução hidroalcoólica com 12% (V/V)) provenientes da recolha aleatória de amostras de matéria-prima, granulado, discos e rolhas durante toda a cadeia produtiva, enviadas pelas várias UI do Grupo Amorim.
O objetivo deste controlo é “diagnosticar” antecipadamente possíveis problemas relacionados com TCA, garantindo padrões de qualidade do produto.
O método de análise consiste em duas fases distintas: preparação da amostra e análise cromatográfica. O modo operatório do laboratório I&D para preparação da amostra e respetivas análises cromatográficas (SPME-GC-ECD/MS), usadas no controlo de qualidade
Picos cromatográficos do 2,3,6-TCA (padrão interno)
![Referências técnicas para atuação de psicólogas(os) em Programas de Atenção à Mulher em situação de Violência [2013] - CREPOP CREPOP](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)