Universidade Federal do Ceará Departamento de Tecnologia de Alimentos

Curso de Mestrado em Tecnologia de Alimentos

Anita Saraiva Dornelles

PRODUÇÃO DE CACHAÇA COM GRÂNULOS DE KEFIR

Fortaleza-Ceará 2007

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Universidade Federal do Ceará Departamento de Tecnologia de Alimentos

Curso de Mestrado em Tecnologia de Alimentos

Anita Saraiva Dornelles

PRODUÇÃO DE CACHAÇA COM GRÂNULOS DE KEFIR

Fortaleza-Ceará 2007

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PRODUÇÃO DE CACHAÇA COM GRÂNULOS DE KEFIR

Dissertação submetida à Coordenação do Curso de Mestrado em Tecnologia de Alimentos, da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Tecnologia de Alimentos. Orientadora: Prof a. Dra. Sueli Rodrigues. Co-orientadora: Dra. Deborah dos Santos Garruti.

FORTALEZA 2007

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ANITA SARAIVA DORNELLES

Dissertação submetida à Coordenação do Curso de Mestrado em Tecnologia de

Alimentos, da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau

de Mestre em Tecnologia de Alimentos.

A citação de qualquer trecho desta Dissertação é permitida, desde que seja feita de

conformidade com as normas da ética científica.

Anita Saraiva Dornelles

Dissertação aprovada em:

BANCA EXAMINADORA

Profa. Dra. Sueli Rodrigues (Orientadora)

Prof. Dr. Antônio Renato Soares de Casimiro (Membro)

Profa. Dra. Patrícia Beltrão Lessa Constant (Membro)

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Dedico este trabalho de pesquisa aos meus pais Jorge Flávio e Maria de Jesus aos meus irmãos Márcio e Paulo Fernando e ao meu namorado João Neto , pelo carinho, incentivo, apoio e confiança ao longo desses dois anos.

vi

AGRADECIMENTOS

Primeiramente, agradeço a Deus pela sua presença constante na minha vida, sem que eu precise pedir, pelo auxílio nas minhas escolhas e me confortar nas horas difíceis. Aos meus pais, Jorge Flávio e Maria de Jesus, por todo amor, carinho e apoio incondicionais. Vocês são os melhores pais do mundo! Amo muito vocês! Aos meus irmãos Paulo Fernando e Márcio, pela amizade e compreensão. As minhas vovós Carmelina e Anita (in memoriam), e ao meu vovô Luis, pelas orações, boas condutas e conselhos que sempre me acompanharam desde os tempos de criança. Aos meus familiares, tios, tias, primos e primas, pelo carinho e dedicação. Ao meu namorado João Neto, pelo amor e paciência nos momentos difíceis. E por sempre me inspirar pela postura de sempre lutar pelo melhor possível. Graças à sua presença foi mais fácil superar os dias de desânimo e cansaço! A todos os meus amigos do Mestrado, pelo apoio e momentos de alegria. Especialmente, às minhas “irmãs de coração” Lílian, Vitória e Marisa. Aos amigos, Teone e Eulivana, pelo companheirismo e sólida amizade que construímos, e que tenho certeza que será para sempre. Aos meus colegas de laboratório Talita, Cristiane, Clarice, Carla, Anaísa, Rosane e Hélder pela ajuda constante, carinho e pela certeza de que após esses dois anos de convivência deixamos de ser colegas para nos tornarmos amigos. Em especial, ao colega de laboratório Alexandre, pela enorme ajuda durante todo o desenvolvimento do trabalho e principalmente nas análises químicas. Sem sua ajuda, tudo teria sido bem mais difícil. Agradeço á minha orientadora, Profa. Dra. Sueli Rodrigues, pelos importantes ensinamentos, tanto científicos, quanto pessoais, pela amizade e apoio, pelo conforto nas horas difíceis, pela paciência e compreensão e pela confiança depositada nesse trabalho de dissertação. Agradeço á minha co-orientadora, Dra. Deborah dos Santos Garruti, por me ensinar tudo o que sei de Análise Sensorial, pela sua disponibilidade, preocupação e amizade.

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Ao amigo paciente Manoel, pelos conhecimentos compartilhados, carinho e inestimável colaboração. Agradeço ao Prof. Dr. Ronaldo Nascimento, pelas orientações e ensinamentos que foram de muita importância e pelo auxílio constante com os equipamentos. A todos os colegas integrantes do laboratório de Química Analítica, em especial aos amigos Rivelino e André, pela enorme ajuda nas análises químicas, pela paciência e sugestões. A todos os professores e funcionários do Departamento de Tecnologia de Alimentos, em especial ao secretário Paulo Mendes, pelo carinho, colaboração e amizade durante o decorrer do curso de Mestrado. À Universidade Federal do Ceará, pela oportunidade de avançar mais um passo em busca de minha realização profissional. Enfim, a todos que de alguma maneira contribuíram para a execução desse trabalho, seja pela ajuda constante ou por uma palavra de amizade. Muito Obrigada!

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“Aprendi que o passado não nos pertence, o presente se vive cada segundo e o futuro se constrói passando por passados e presentes perdidos no tempo”.

(Alexandre Guilherme)

ix

RESUMO

A cachaça é a bebida mais consumida no Brasil. O Ceará ocupa um lugar privilegiado entre os grandes produtores de cachaça do Brasil (4o lugar dentre os produtores nacionais). Dessa forma, estudos inovadores de produção de cachaça são de suma importância. A principal matéria-prima utilizada no Brasil para fermentação alcoólica é a cana-de-açúcar. A levedura Saccharomyces cerevisae é o microrganismo utilizado industrialmente nas destilarias. Entretanto, outros microrganismos são também capazes de produzir etanol utilizando matérias-primas açucaradas como substrato. Neste trabalho, é apresentado o estudo da produção de aguardente de cana através da fermentação alcoólica com grânulos de kefir, utilizando caldo de cana como substrato. Os grânulos de kefir são constituídos de uma microflora variada, tendo como principais constituintes bactérias do gênero Lactobacillus e leveduras (Saccharomyces, Kluyveromyces, Cândida e Pichia). Estes grânulos são tradicionalmente utilizados para produção de leites fermentados de baixo teor alcoólico. A produção de bebidas alcoólicas destiladas através destes grânulos nunca foi estudada. Através de um planejamento fatorial, foi possível verificar a influência do teor de açúcar e da massa de inóculo no rendimento em etanol para fermentações conduzidas com os grânulos de kefir e com o fermento de panificação (Saccharomyces cerevisae). O fermentado obtido com o kefir resultou em maiores teores de açúcar residual e menores teores de etanol quando comparado com a fermentação com a levedura. O fermentado (vinho) foi destilado em alambique artesanal. A cachaça assim produzida apresentou aroma e sabor agradáveis. As análises químicas demonstraram que a bebida atendeu aos requisitos legais com relação á sua composição. A bebida obtida utilizando-se a levedura Saccharomyces cerevisae serviu como referência na análise sensorial. Para saber se a cachaça satisfazia as expectativas dos consumidores, foram feitas análises sensoriais de aceitação e análise descritiva quantitativa.

Palavras-chave: kefir, fermentação alcoólica, controle de qualidade e análise sensorial.

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ABSTRACT

Sugar cane spirit is the most consumed alcoholic drink in Brazil. Ceará State is the 4th producer of sugar cane spirit in the country. In this way, studies regarding new alternatives to produce sugar cane spirits are very important for the local development. Sugar cane is the main raw material used in Brazil in alcoholic fermentation and the yeast Saccharomyces cerevisae is the microorganism used in industrial processes. However, other microorganisms are also able to produce ethanol using raw materials rich in sugars as substrate. In this work, the use of kefir granules in alcoholic fermentation using sugar cane as substrate is presented. Kefir granules are composed of several microorganisms entrapped in a polymeric matrix (kefiran). The main constituents of the granules are lactobacillus and yeasts (Saccharomyces, Kluyveromyces, Cândida and Pichia). These granules are traditionally used to produce fermented milk with low alcohol content. The use of such granules to produced distilled alcoholic beverages was not studied yet. A factorial planning was carried out to verify the influence of sugar concentration and the initial inocula in the ethanol yield in fermentation carried out using kefir granules an commercial baker’s yeast (Saccharomyces cerevisae). The fermented broth obtained using kefir presented higher residual sugars and lower ethanol content when compared to the fermented broth obtained using baker’s yeast. The fermented broth was distilled in a artisanal distilator (alambique). The sugar cane spirit obtained presented pleasant aroma and flavor. Physicochemical analyses of the distilled product attested their quality and conformity with the Brazilian regulations requirements considering its composition. The sugar cane spirit obtained using kefir granules was submitted to a sensory evaluation considering the product acceptance and sensory description. The spirit obtained using baker’s yeast was used as reference in the sensory evaluation of the product.

Key-words: kefir, alcoholic fermented, quality control, sensory analysis.

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LISTA DE FIGURAS

Figura Página

1 Grânulos de Kefir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2 Destilador artesanal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3 Modelo da ficha de avaliação utilizada na Análise Sensorial de Aceitação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4 Ficha utilizada na avaliação das amostras de cachaça. . . . 42

5 Lista de definições dos termos descritivos e respectivas referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

6 Superfície de resposta para o etanol produzido em função da biomassa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

7 Superfície de resposta para o etanol produzido em função da biomassa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

8 Superfície de resposta para o rendimento de etanol produzido em função da biomassa inicial e do Brix utilizando grãos de Kefir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

9 Superfície de resposta para o rendimento de etanol produzido em função da biomassa inicial e do Brix utilizando levedura S. Cerevisae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

10 Efeito estimado para o etanol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

11 Efeitos estimados para o rendimento em etanol. . . . . . . . . 52

12 Cromatograma dos compostos voláteis da cachaça com levedura S. cerevisae. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

13 Cromatograma dos compostos voláteis da cachaça com Kefir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

14 Perfil sensorial das amostras de cachaça . . . . . . . . . . . . . . 61

15 Histograma de freqüência dos valores hedônicos atribuídos ao aroma das amostras de aguardente. . . . . . . . 63

16 Histograma de freqüência dos valores hedônicos atribuídos à aceitação global das amostras de aguardente. 64

17 Porcentagens de aprovação, indiferença e rejeição da aceitação do aroma das amostras de aguardente. . . . . . . . 66

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LISTA DE TABELAS

Tabela Página

1 Teores máximos de congêneres na cachaça segundo Ministério da Agricultura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2 Planejamento experimental: condições iniciais da fermentação (Kefir e S. Cerevisae). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3 Resultados obtidos para o caldo fermentado com Kefir. . . 47

4 Resultados obtidos para o caldo fermentado com levedura S. cerevisae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5 Acidez total das cachaças. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

6 Resultados obtidos para o Caldo fermentado com a S. cerevisae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

7 Acidez total das cachaças com Kefir e levedura S. cerevisae. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

8 Aldeídos totais da fração coração das cachaças com Kefir e levedura S. cerevisae. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9 Composto e seus respectivos coeficientes linear, angular e de correlação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

10 Identificação e quantificação de álcoois secundários da

cachaça com grânulos de Kefir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

11 Identificação e quantificação de álcoois secundários da cachaça com levedura S. cerevisae. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

12 Condições operacionais do espectrofotômetro de absorção atômica (AA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

13 Concentração do íon cobre na cachaça obtida com grânulos de kefir e com levedura S. cerevisae. . . . . . . . . . . 59

14 Análise de variância para os atributos sensoriais dos testes de ADQ nas amostras de cachaças. . . . . . . . . . . . . 60

15 Médias dos valores atribuídos pelos provadores a cada descritor, para as amostras de cachaça. . . . . . . . . . . . . . . 61

16 Médias de cada amostra para o aroma e aceitação. . . . . . . 62

xiii

SUMÁRIO

1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2 Revisão da literatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.1 Cachaça. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.2 Definição. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3 Processo de produção de cachaça. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.1 Matéria-prima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3.2 Fermentação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.3.3 Destilação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.3.4 Envelhecimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.4 Compostos secundários e de aroma e sabor da cachaça . . . . . . 25

2.5 Kefir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.6 Análise sensorial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3 Material e métodos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.1 Material. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.2 Ensaios fermentativos e planejamentos fatoriais. . . . . . . . . . . . . . 32

3.3 Obtenção das cachaças com Kefir e tradicional. . . . . . . . . . . . . . . 33

3.3.1 Fermentação em escala piloto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.3.2 Destilação dos fermentados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.4 Métodos analíticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.4.1 Sólidos solúveis totais (°Brix). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.4.2 pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.4.3 Açúcares redutores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.4.4 Açúcares não redutores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.4.5 Determinação do açúcar residual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.4.6 Determinação do teor alcoólico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3.4.7 Determinação do rendimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3.4.8 Acidez total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3.4.9 Acidez volátil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

xiv

3.4.10 Esteres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.4.11 Aldeídos totais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.4.12 Álcoois superiores e metanol (CG-DIC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.4.12.1 Reagentes e padrões. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.4.12.2 Preparo das amostras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.4.12.3 Condições cromatográficas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.4.12.4 Quantificação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.4.13 Furfural e 5-hidroximetilfurfural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.4.13.1 Reagentes e padrões. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.4.13.2 Preparo da fase móvel e das amostras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.4.13.3 Equipamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.4.14 Determinação do cobre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.5 Análise sensorial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.5.1 Perfil sensorial das cachaças. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.5.1.1 Recrutamento e pré-seleção dos provadores. . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.5.1.2

3.5.1.3

Desenvolvimento da terminologia descritiva. . . . . . . . . . . . . . . .

Análise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

42

3.5.2 Aceitação das cachaças. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4 Resultados e discussão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

4.1 Ensaios fermentativos e planejamentos experimentais. . . . . . . . . 46

4.2 Destilação dos caldos fermentados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4.3 Análises físico-químicas das cachaças. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.3.1 Teor alcoólico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.3.2 Acidez total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.3.3 Acidez volátil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4.3.4 Ésteres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4.3.5 Aldeídos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.3.6 Álcoois superiores e metanol (CG-DIC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4.3.7 Furfural e 5-Hidroximetilfurfural (HPLC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

4.3.8 Cobre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

xv

4.4 Perfil sensorial da cachaça. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.5 Análise sensorial de aceitação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

5 Conclusão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

5.1 Sugestão para trabalhos futuros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

16

1. INTRODUÇÃO

Sendo considerada a bebida fermento-destilada mais antiga e mais

consumida no mundo, a cachaça hoje é a terceira no mundo, com cerca de 5 (cinco)

mil marcas, 30 (trinta) mil produtores no Brasil e volume anual em torno de 1,3

bilhões de litros produzidos por ano, segundo estimativa do programa brasileiro de

desenvolvimento da cachaça (PBDAC,2007).

A produção brasileira de cachaça é quase totalmente consumida no

mercado interno, porém as exportações de cachaça têm crescido anualmente. O

crescimento médio das exportações é de 10% ao ano, e devem fechar a década

ultrapassando o volume previsto de 42 milhões de litros; número ainda pequeno para

o enorme potencial que existe para ser explorado, considerando-se as tendências e

o já comprovado sucesso da bebida no mundo (ABRABE, 2007).

Com seu sabor característico, as cachaças vêm conquistando novos

mercados nacionais e internacionais, entretanto, as exigências do mercado externo

tornaram crescentes as preocupações com a qualidade da bebida (Cardello & Faria,

1997). Sua comercialização no exterior exige que o produto se enquadre nos critérios

de qualidade dos países importadores; os quais são bastante numerosos e rígidos.

A denominação de cachaça é típica e exclusiva da aguardente de cana

produzida no Brasil (Brasil, 2005). Variando de acordo com a região do país, ela

recebe outras denominações, tais como: caninha, pinga, cachacinha seca,

douradinha, dentre outras (Cardello & Faria, 1998). Segundo a Legislação Brasileira

(Brasil, 2005) a aguardente de cana é obtida pela destilação do mosto fermentado do

caldo de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum, L.), com graduação alcoólica de 38

54% em volume a 20ºC.

17

Para Cardoso (2001), uma cachaça é considerada de boa qualidade

quando apresenta boa aparência, cor, aroma e sabor; sendo desejáveis as

características como: bebida transparente, límpida, incolor ou amarelo-clara; aroma

agradável, que não arde no nariz e nem nos olhos; que produz aroma agradável

quando esfregada nas mãos; que após agitação, forma bolhas que permanecem por

12 (doze) a 15 (quinze) segundos; que forma película aderente e oleosa e “lágrimas”

brilhantes ao escorrer pelas paredes da embalagem ou recipiente e não provoca

náuseas, vômitos ou dores de cabeça.

O principal processo produtivo de aguardente é realizado em batelada,

utiliza matérias primas açucaradas, tais como melaço e caldo-de-cana e como

agente fermentador, levedura (Saccharomyces cerevisae). Entretanto, outros

microrganismos são também capazes de produzir etanol utilizando matérias primas

açucaradas como substrato (Dornelles & Rodrigues, 2006).

De acordo com Athanasiades et al. (2002), os grânulos de kefir são

constituídos de uma microbiota variada, tendo como principais constituintes bactérias

do gênero lactobacilos e leveduras (Saccharomyces, Kluyveromyces, Candida e

Pichia). Estes grânulos têm sido utilizados há milênios na produção de um

fermentado à base do leite de diversos animais (vaca, búfala, égua, cabra, etc) em

diversos países. A bebida fermentada à base de leite é freqüentemente associada à

longevidade, sendo considerada terapêutica. As características da bebida têm

despertado o interesse de outros mercados e encorajado a pesquisa na área. Estes

grânulos são capazes de produzir compostos de aroma e sabor durante a

fermentação, tornando os produtos obtidos através de fermentação com Kefir

diferenciados.

O objetivo do presente estudo foi a produção de uma aguardente de cana-

de-açúcar utilizando-se grânulos de kefir em caldo-de-cana como substrato.

18

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1. Cachaça

O desenvolvimento da cachaça ocorreu nos primórdios de nossa

colonização, logo que os canaviais foram plantados e os engenhos de açúcar

passaram a moer cana. Desde então, sua participação foi importante em nossa

economia, quer como fonte de renda para meeiros e arrendatários, quer como

moeda para contrabandistas, que a trocavam por escravos na costa africana no

denominado comércio triangular (Bizelli et al., 2000).

A história da cachaça se confunde com a própria história do Brasil. Foi a

primeira bebida destilada na América Latina, desenvolvida durante o processo de

produção do açúcar. Ali surgia a aguardente de cana genuinamente brasileira,

denominada cachaça. No Ceará, a produção de cachaça teve início em meados do

século XVII, nas regiões do Cariri, Ibiapaba e do maciço de Baturité, sem caráter

comercial, o que só passou a ocorrer a partir do século XVIII (Aquino, 2004).

Apesar do grande volume produzido e comercializado, a qualidade de

grande parte das aguardentes deixa muito a desejar, por leigos ou mesmo curiosos

estarem à frente das unidades produtoras, executando o processo muitas vezes de

maneira empírica e rudimentar, baseados no senso comum e informações errôneas

que muitas vezes passam de pai para filho (Bizelli et al.,2000). Desta forma, no Brasil

os critérios de qualidade existentes em cada etapa da produção precisam ser mais

difundidos entre os pequenos produtores.

19

2.2. Definição

O termo cachaça só pode ser empregado para o destilado alcoólico obtido

pelo fermentado do caldo de cana no Brasil. Logo, oficialmente recebe denominação

de bebida, com graduação alcoólica de 38 (trinta e oito) a 54% (cinqüenta e quatro)

por cento em volume, a 20ºC (vinte graus Celsius), obtida pela destilação do mosto

fermentado do caldo de cana-de-açúcar, podendo ser adicionada de açúcares até

6g/L, expressos em sacarose (Brasil, 2005).

A legislação brasileira também estabelece que o processo de

envelhecimento não é obrigatório, no entanto, se houver o envelhecimento, a

cachaça será considerada envelhecida quando contiver no mínimo 50% de cachaça

envelhecida em tonéis de madeira, com capacidade máxima de 700 litros, por pelo

menos um ano (Brasil, 2005).

2.3. Processo de produção de Cachaça

É produzida em todas as regiões brasileiras, a maior parte nos estados de

São Paulo, Pernambuco, Ceará, Rio de Janeiro e Minas Gerais, sendo este último

estado o maior produtor de cachaça artesanal. No estado de Minas Gerais, a

Associação Mineira de Produtores de Aguardente de Qualidade (AMPAQ) controla a

qualidade das aguardentes produzidas pelos membros associados e atribui um selo

de qualidade para a bebida que se encontrar dentro dos padrões estipulados por

esta associação (Oliveira et al.,2007).

É consenso entre os pesquisadores, produtores e apreciadores da

cachaça, de que não basta apenas que a cachaça atenda aos requisitos legais

estabelecidos para a sua produção e composição química. Para torná-la uma bebida

detentora do status de bebida fina, as principais etapas necessárias para a obtenção

20

de uma aguardente, passaram a ser alvo de investigações científicas que se

intensificaram, principalmente a partir de 1990 (Aquino, 2004).

As principais etapas do processo produtivo são: matéria-prima (moagem,

filtragem do caldo da cana-de-açúcar e preparo do mosto), fermentação e destilação,

podendo ser envelhecida ou não (Jerônimo & Silva, 2005).

2.3.1 Matéria-prima

A aguardente tipicamente brasileira é obtida do caldo da cana de açúcar,

que é uma planta pertencente à família das gramíneas (Saccharum officinarum)

originária da Ásia. O caldo de cana ou garapa é considerado um produto altamente

nutritivo, de sabor agradável e barato, comercializado na rua, por vendedores

ambulantes, que possuem moendas para extração (Soccol et al., 1990).

A cana-de-açúcar tem que ser cuidadosamente colhida e cortada. A cana

madura fresca e limpa deve ser moída num prazo máximo de 24 a 36 horas. As

moendas separam o caldo do bagaço, que será usado para aquecer as fornalhas do

alambique. Algumas moendas são movidas por motor elétrico, outras por roda de

água, e têm a função de espremer a cana para dela extraírem o suco (AMPAQ,

2007).

A obtenção de uma cachaça de qualidade e economicamente viável,

começa com a utilização de uma matéria-prima ideal, ou seja, com os cuidados no

plantio da cana-de-açúcar, no corte, em condições fito sanitárias ideais, colhidos

recentemente e sem apresentar qualquer tipo de deterioração (Faria, 1995).

21

2.3.2. Fermentação

No processo de produção de cachaça, a principal etapa é a fermentação.

Nesta etapa o açúcar e outros compostos presentes no mosto são transformados em

etanol, CO2 e os chamados compostos secundários, que são os produtos

responsáveis pela qualidade e defeito do produto (Varman & Sutherland, 1994).

As fermentações são conduzidas em recipientes próprios denominados

dornas. Para a construção das dornas de fermentação são usados diferentes

materiais, destacando-se madeira, aço-carbono e aço inoxidável. Para a escolha do

material da dorna considera-se a tradição regional e a disponibilidade de recursos.

A escolha de uma levedura adequada á produção de cachaça vai

depender basicamente da natureza do mosto, das condições industriais e das

características desejáveis para o produto final (Varman & Sutherland, 1994).

As leveduras (pertencentes ao grupo dos fungos) são organismos

eucarióticos unicelulares e existem no solo, ar, plantas, frutos e alimentos. Existem

diferentes linhagens de levedura, mas as mais utilizadas no processo de

fermentação alcoólica são espécies originárias do gênero Saccharomyces sendo

uma das principais a Saccharomyces cerevisae.

As diferentes linhagens diferem na quantidade de congêneres produzidos

durante a fermentação. A produção de congêneres também é favorecida pela

quantidade de inóculo, agitação e temperatura (Varman & Sutherland, 1994).

A levedura Saccharomyces cerevisae também é responsável pela

produção de pão, cerveja, vinho e muitos outros produtos. Conhecida vulgarmente

como levedura de padeiro, ou da cerveja, possui um papel milenar na produção

desses outros alimentos, pela sua capacidade de produzir álcool (principalmente o

22

etanol) e dióxido de carbono (que permite a expansão da massa do pão), a partir de

açúcares.

As leveduras utilizadas na produção de bebidas alcoólicas devem

apresentar as seguintes características: alta tolerância ao álcool, bom rendimento e

fermentar rapidamente o meio para minimizar o risco de contaminações (Oliveira,

2001).

2.3.3. Destilação

Na manufatura de bebidas alcoólicas fermento-destiladas, a operação de

destilação é outra etapa também determinante para a qualidade do produto final

(Boza & Horii, 1998).

Segundo a legislação brasileira ela deve ser efetuada de forma que o

produto obtido preserve o aroma e o sabor dos principais componentes contidos na

matéria-prima e daqueles formados durante a fermentação (Brasil, 2005).

O mosto fermentado de cana de açúcar recebe a designação de vinho. O

vinho de cana produzido pela levedura durante a fermentação possui baixa

concentração alcoólica. Portanto é preciso destilar o vinho para elevar o teor de

álcool (AMPAQ, 2007). O vinho pode ser destilado em vários tipos de aparelhos

sendo assim obtida a aguardente de cana (Boza & Horii, 1998). A destilação pode

ser feita em colunas de aço inox ou alambique de cobre, a partir do qual se obtém a

cachaça. (Garbin et al.,2005). Já na produção artesanal de cachaça, são usados

tradicionalmente alambiques de cobre. O cobre favorece a qualidade da bebida,

atuando como catalisador de importantes reações que ocorrem durante a destilação.

Porém deve-se ater para que a quantidade deste metal não seja elevada, em razão

da sua toxidez para o organismo.

23

No processo de destilação, é preciso ferver o vinho dentro de um

alambique, produzindo vapores que são condensados por resfriamento e apresentam

assim grande quantidade de álcool etílico (AMPAQ, 2007).

Os vinhos são constituídos de etanol ou álcool etílico e de água em

maiores proporções e muitos outros compostos que constituem a chamada "fração

não álcool", ou também denominada "componentes secundários", substâncias essas

responsáveis pelo sabor e aroma das aguardentes. Os principais componentes da

fração não álcool são: aldeído acético, ácido acético e ésteres desses ácidos, furfural

e álcoois superiores como o amílico, isoamílico, butílico, isobutílico, propílico e

isopropílico (Bizelli et al., 2000).

Portanto, a otimização das condições da operação de destilação é

fundamental na obtenção de bebida de boa qualidade, pois a destilação, além de

separar, selecionar e concentrar, ainda promove algumas reações químicas

induzidas pelo calor. Assim os componentes voláteis do vinho podem aumentar,

diminuir e ainda originar novos componentes (Boza & Horii, 1998). Algumas das

reações são: hidrólise, esterificação, acetilação, produção de furfural e reações com

o cobre. A esterificação pode ocorrer sobre os pratos da coluna de destilação, onde

os álcoois e ácidos estão mais concentrados. Além de quebra de moléculas, pode

ocorrer o rearranjo das unidades geradas, com formação de monoterpenos, cetonas

e outros compostos.

A reação de Maillard é a principal fonte de compostos heterocíclicos como

furanos, pirazinas e piridinas. Durante a destilação são formados os acetais,

catalisados por ácido, reações de oxi-redução como a oxidação de aldeídos a ácidos

e a redução de alguns ácidos a álcoois (Léauté, 1990).

24

Os compostos voláteis destilam segundo três critérios: ponto de ebulição,

afinidade com álcool, com a água e teor alcoólico no vapor durante a destilação.

Possuem também diferentes graus de volatilidade, sendo possível sua separação por

processo de destilação. Assim, os componentes mais voláteis são recolhidos na

primeira fração do destilado denominado de "cabeça", e os menos voláteis nas

frações finais, "cauda". A porção intermediária é conhecida como "coração" e é

constituída principalmente de frações medianamente voláteis (Yokoya, 1995).

Para se obter uma cachaça de boa qualidade, recomenda-se; separar a

fração “cabeça” quando o alcoômetro marcar de 75 a 70% v/v, em seguida destilar o

“coração” de 70 a 40 % v/v e finalmente a cauda (Janzantti, 2004). As primeiras

(cabeça) e as últimas (cauda) porções saídas da bica do alambique devem ser

separadas, eliminadas ou recicladas, por causa das substâncias tóxicas (AMPAQ,

2007).

Após a destilação, a cachaça já pode ser consumida ou então ser

envelhecida em tonéis de madeira para finalmente ser engarrafada, distribuída e

comercializada (Garbim et al.,2005).

2.3.4. Envelhecimento

A etapa de envelhecimento é opcional, de acordo com a legislação

brasileira. O processo de envelhecimento é um pouco complexo e depende de

fatores como tipo de madeira empregada, tempo de maturação e, obviamente, da

qualidade inicial do destilado (Cardello & Faria 1998).

A madeira tradicional utilizada para envelhecimento da cachaça no Brasil é

o carvalho. No entanto, é comum também a construção dos tonéis (recipiente onde

ficará armazenada a cachaça durante o período de envelhecimento) com o uso do

bálsamo e outras madeiras regionais, devido ao alto custo do carvalho, que é uma

25

madeira típica do Hemisfério Norte. Como citado anteriormente, estima-se que o

Brasil possua cerca de 30 (trinta) mil produtores de cachaça, sendo a maioria deles

pequenos produtores. Isso pode significar que uma infinidade de madeiras seja

utilizada para o envelhecimento da bebida (Aquino et al, 2006).

2.4. Compostos secundários (voláteis ou congêneres) e compostos

de aroma e sabor da cachaça.

As razões que explicam a preferência brasileira pela aguardente de cana,

ou cachaça, talvez seja histórica ou cultural, tendo em vista que o surgimento da

bebida coincide com o próprio processo de colonização do Brasil, a partir da

introdução da cana-de-açúcar entre os séculos XVI e XVII. Outra razão para esta

preferência pode residir no simples fato da cachaça possuir, em geral, baixo custo, o

que explica a constante associação da bebida com a população de menor poder

aquisitivo. Entretanto, é razoável supor que as características sensoriais da bebida,

em especial o seu aroma, exercem um papel importante nesse processo (Nóbrega,

2003).

O aroma de um alimento pode ser explicado pela ocorrência de compostos

químicos cuja principal característica é a volatilidade, a qual permite que tais

compostos sejam percebidos pelos receptores nasais, tanto durante a degustação do

alimento (detecção retro-nasal), como pelo odor exalado a distância (Nobrega, 2003).

Alguns compostos voláteis são obtidos durante o processo de produção da

cachaça. Outros compostos responsáveis pelo sabor característico da cachaça,

podem ser oriundos da matéria-prima usada na fabricação e que permanecem

inalterados durante o processo de fermentação, da destilação e do envelhecimento

(Faria et al., 2003).

26

Geralmente, todas as etapas do preparo de bebidas destiladas são

determinantes, e podem influenciar o desenvolvimento de aromas (Cardello & Faria

1998). Muitos desses compostos secundários (compostos voláteis ou congêneres)

são, portanto os determinantes na qualidade dessas bebidas (Janzantti, 2004).

O componente volátil majoritário das bebidas alcoólicas é o álcool etílico,

ao lado do qual estão presentes centenas de outros compostos voláteis

proporcionalmente minoritários, os quais são formados por rotas químicas ou

bioquímicas, durante e após a fermentação alcoólica (Nobrega, 2003).

Os demais compostos voláteis, chamados de produtos secundários,

comumente encontrados nas bebidas alcoólicas são álcoois, ésteres, ácidos graxos,

aldeídos, entre outros. Normalmente são encontrados em pequenas quantidades e

muitas vezes são difíceis de serem determinados e quantificados, mas são

extremamente potentes quanto á sua contribuição ao aroma e sabor.

Portanto, o sabor característico da cachaça é influenciado principalmente

pelos compostos voláteis presentes na bebida alcoólica, e segundo Janzantti (2004),

podem ser originados:

� Da matéria-prima utilizada na etapa de produção e que permaneceram

inalterados durante a fermentação;

� Do tipo de microrganismo escolhido para a etapa de fermentação;

� Na etapa de destilação.

Segundo o regulamento técnico para fixação dos Padrões de Identidade e

Qualidade para a cachaça, do Ministério da Agricultura, os teores de alguns

compostos secundários, tais como aldeídos, ácidos, ésteres, furfural e álcoois, não

podem ser inferiores a 200 mg/100 mL de álcool anidro, sendo os teores máximos de

cada congênere apresentado na Tabela 1.

27

Tabela 1. Teores máximos de congêneres na cachaça, segundo o Ministério da Agricultura (Brasil, 2005).

CONGÊNERES CONGÊNERE (mg / 100mL) de ÁLCOOL ANIDRO

Acidez volátil em ácido acético 150,00

Ésteres em acetato de etila 200,00

Aldeídos em aldeído acético 30,00

Furfural 5,00

Álcoois superiores 360,00

Metanol 250,00

O maior desafio para o tecnologista de bebidas é a definição da

composição química do produto final, pois o conhecimento das substâncias

responsáveis pelo sabor e por outras características das bebidas está longe de ser

elucidado. Essas substâncias encontram-se em quantidades mínimas, dificultando

seu isolamento, caracterização e quantificação e sem tais informações torna-se

muito difícil modificar as características, e/ou controlar a qualidade do produto (Boza

& Horii, 1998).

2.5. Kefir

Os grânulos de kefir são constituídos de uma microflora variada tendo

como principais constituintes bactérias do gênero Lactobacillus e leveduras

(Saccharomyces, Kluyveromyces, Candida, e Pichia) (Athanasiades et al., 2002). Na

Figura 1 é apresentado uma fotografia dos grânulos de Kefir.

28

Figura 1 – Grânulos de Kefir.

Eles são formados, na maior parte, de proteínas e polissacarídios em que

uma complexa microbiota é incluída. Os grânulos de Kefir são compostos de água

(890-900 g/kg), lipídios (2 g/kg), proteínas (30 g/kg), açúcares (60 g/kg) e cinzas (7

g/kg). A atividade do grão depende da viabilidade da microbiota (Garrote et al.,

2006).

O kefir tradicional é obtido pela fermentação do leite. Trata-se de uma

bebida auto carbonatada, refrescante, muito conhecida no leste europeu

(Paraskevopoulos et al. 2003) que contém ácido lático, CO2, etanol e outros

componentes, tais como acetaldeído e acetoína. Entretanto, o produto apresenta

uma menor quantidade de ácido lático que o yogurte (Gürzel-Seydim et al., 2000).

Os grânulos de kefir são conhecidos por metabolizar lactose, sendo

constituídos de uma cultura mista natural usada há séculos na região do Cáucaso

(Rússia) para produção de bebida láctea tradicional a partir da fermentação lática e

alcoólica. Os grânulos são considerados uma associação simbiótica dos

microrganismos lactobacillos, Lactococcus, Kluyveromyces, Candida dentre outros.

(Paraskevopoulou, et al., 2003).

29

Esta bebida difere de outros produtos de leite porque não é o resultado da

atividade metabólica de uma única espécie (Garrote et al., 1996). Apresenta um

sabor distinto, para produtos de origem lática e fermentação alcoólica (L, et al.,

2003). A utilização de grânulos de kefir para produção de biomassa, para ser

empregada como fermento de panificação, foi estudado por Harta et al (2004).

Também foi estudada a produção de metabólitos secundários de leveduras isoladas

do kefir da muzzarela de búfula produzida no sul da Itália. De acordo com os autores,

a microbiota predominante do kefir é de leveduras capazes de assimilar e fermentar

lactose. Os autores testaram a capacidade de produção de metabólitos secundários (

isobutanol, álcool amílico, acetadeído e acetato de etila) das leveduras do kefir, a

partir da fermentação de leite e suco de uva branca. Estes metabólitos são

responsáveis por grande parte das características sensoriais do queijo de kefir. De

forma geral os autores verificaram que as leveduras presentes no kefir contribuem

para produção de CO2, etanol e precursores de compostos de sabor (acetaldeído e

acetato de etila) (Romano et al., 2001).

Além de todas essas características benéficas, a ação fermentadora das

bactérias e leveduras do kefir faz com que seja incrementado o valor biológico do

produto, pela produção (ou síntese) de vitaminas do complexo B (dentre outras),

além de produzir lactase, melhorando a digestão e tolerância em adultos com

maldigestão da lactose (Herpzler & Clancy, 2003).

Embora tradicionalmente os grãos de kefir sejam empregados para a

fermentação de leite, a biomassa pode ser cultivada em outros substratos. (Dornelles

& Rodrigues, 2006).

2.6. Análise Sensorial

Apesar da importância econômica e social da aguardente de cana

brasileira, são ainda muito escassos os estudos sobre sua qualidade sensorial,

30

porém as crescentes exigências do mercado têm aumentado a preocupação com a

qualidade dessa bebida (Cardello & Faria, 1998).

A análise sensorial é considerada uma ciência multidisciplinar que tem por

objetivo a identificação e quantificação das características sensoriais de bebidas e

alimentos.

Os testes sensoriais são incluídos como garantia de qualidade na indústria

de alimentos e bebidas por representarem medida multidimensional integrada, com

importantes vantagens, como a capacidade de identificar a presença ou ausência de

diferenças perceptíveis e de definir características sensoriais importantes de um

produto de forma rápida, além de ser capaz de detectar peculiaridades que não

podem ser detectadas por procedimentos analíticos e ainda, ser capaz de avaliar a

aceitação de produtos (Muñoz et al., 1992).

Avaliar um produto sensorialmente faz parte do dia-a-dia das pessoas que

o fazem naturalmente desde crianças, quando aceitam ou rejeitam um alimento ou

quando preferem um produto de uma determinada marca sobre outra pelas suas

características organolépticas. Essa percepção das características organolépticas de

um alimento se dá por meio de sinais elétricos que são enviados ao cérebro pelo

sistema nervoso, através de uma corrente de neurônios. Num primeiro estágio, certa

quantidade de informação sobre o estímulo é registrada pelos receptores sensoriais.

Há um receptor para cada sentido que é especializado em transmitir uma energia

específica. Os receptores do gosto e odor são especializados em receber energia

química.

Para podermos escolher o método adequado para aplicar a análise

sensorial, precisamos conhecê-los. Basicamente, eles são agrupados em analíticos e

afetivos. Os métodos analíticos são utilizados em avaliações em que é necessária a

seleção e/ou treinamento da equipe sensorial da qual é exigida uma avaliação

objetiva; ou seja; não são consideradas as preferências ou opiniões pessoais dos

membros da equipe, como no caso dos testes afetivos.

31

Um dos métodos de grande aplicação na análise sensorial é a Análise

Descritiva Quantitativa (ADQ), que permite traçar o perfil sensorial dos produtos, pois

descreve e quantifica os diferentes descritores sensoriais (Stone et al., 1974). As

etapas que envolvem a Análise Descritiva Quantitativa são: recrutamento dos

provadores, pré-seleção dos provadores, levantamento dos termos descritores,

treinamento e seleção dos provadores e avaliação das amostras. Este método

estabelece os perfis sensoriais das diferentes amostras após os dados serem

avaliados estatisticamente por análise de variância, teste de Tukey e Análise de

Componentes Principais (ACP) (Stone & Sidel, 1993).

Os testes afetivos têm por objetivo conhecer a opinião de um determinado

grupo de consumidores em relação a um ou mais produtos. Compreendem os testes

de preferência, que medem a preferência dos consumidores de um determinado

produto sobre os demais e os testes de aceitação, que avaliam o quanto os

consumidores gostam ou desgostam de um ou mais produtos (Meilgaard et al.,

1987).

3. MATERIAL E MÉTODOS

3.1. Material

Os grânulos de kefir utilizados neste trabalho são pertencentes ao

Laboratório de Biotecnologia (LABIOTEC/DETAL/UFC). Estes grânulos foram

doados por Nazaré Franco da Silva que os cultivava em sua residência. Os grânulos

são mantidos em solução aquosa de rapadura à temperatura ambiente sendo

repicados três vezes por semana em meio de cultivo novo obtido através da diluição

da rapadura em água. Já a Saccharomyces cerevisae utilizada neste trabalho foi

obtida na forma seca (fermento biológico seco instantâneo Fleischmann), junto ao

comércio local. O caldo de cana foi obtido no comércio local.

32

3.2. Ensaios fermentativos e planejamentos fatoriai s

Ensaios preliminares foram realizados através de um planejamento fatorial

22 com um ponto central (Barros Neto et al., 2002), onde foram variados a massa

inicial de inóculo e o teor inicial de sólidos totais do caldo-de-cana (concentração de

sacarose). Os experimentos se constituíram de cinco ensaios de fermentação,

utilizando a levedura Saccharomyces cerevisae e mais cinco ensaios utilizando

grânulos de kefir, sendo realizado um planejamento para a levedura e um para kefir.

Ambos os planejamentos foram realizados em duplicata.

A massa de inóculo inicial foi calculada em base seca (a massa úmida de

kefir é aproximadamente 10 vezes maior que sua massa seca).

Após 7 (sete) dias de fermentação, foi feita a remoção das células para a

análise do caldo fermentado. A remoção foi feita por centrifugação a 11806 g por 10

(dez) minutos utilizando-se uma centrífuga Sigma 6-15. O caldo fermentado foi

analisado quanto as seguintes determinações: açúcar residual (DNS) após inversão

com HCL, teor de sólidos solúveis totais (°Brix), p H e teor alcoólico por ebuliometria.

3.3. Obtenção das cachaças com kefir e com levedura tradicional 3.3.1. Fermentação em escala piloto

Uma fermentação em escala piloto com os grânulos de Kefir e outra com a

levedura S. cerevisae foram realizadas. Utilizou-se o ponto de planejamento

experimental (3.2.) que apresentou melhor rendimento em etanol (ensaio 3).

Devido a pequena quantidade de biomassa disponível, a fermentação com

os grânulos de Kefir foi realizada em bateladas com volumes de 2 (dois) litros até

33

completar 26 (vinte e seis) litros, sendo o fermentado posteriormente mantido

congelado até a destilação. O °Brix do caldo de can a foi ajustado para 19 (ensaio 3).

Para a fermentação, inicialmente utilizou-se 15 g de levedura por litro de caldo de

cana para a produção da invertase. O uso dessa técnica permitiu reduzir o tempo de

fermentação, pois a microflora do kefir demora a metabolizar a sacarose. Após 40

minutos, foi feita a remoção das células por centrifugação durante 10 min a 11806 g.

Então se adicionou 250g/ L de Kefir (massa úmida), que permaneceram fermentando

durante 24hs. Os grânulos de Kefir foram então removidas por peneiramento.

A fermentação com a S. cerevisae foi realizada em uma única etapa sendo

o volume total de 26 (vinte e seis) litros. O °Brix do caldo de cana também foi

ajustado para 19 (ensaio 3). Para a fermentação com levedura utilizou-se uma

biomassa de 25 g/L (fermento seco) e após 24 horas, as células foram removidas por

centrifugação a 11806 g por 10 (dez) min utilizando-se uma centrífuga Sigma 6-15.

3.3.2. Destilação dos fermentados

A destilação foi realizada através do destilador artesanal. Este é composto

por duas partes: a parte inferior (caldeira) que aquece o caldo fermentado através de

uma resistência e a parte superior (condensador) contendo tubos de cobre em seu

interior. A Figura 2 ilustra o destilador artesanal utilizado para a destilação do caldo

fermentado no trabalho.

34

Figura 2 – Destilador artesanal.

O processo consistiu em aquecer o caldo fermentado (vinho) para

volatilização das substâncias presentes no vinho, transformadas em vapor, á sua

temperatura de ebulição (faixa de 80°C), sendo esta s depois condensadas. Por fim o

destilado foi recolhido em uma proveta. O destilado foi recolhido em três frações: a

cabeça (de onde se origina a "cachaça de cabeça"), corpo ou coração e cauda. A

cabeça e a cauda foram separadas e o coração foi aproveitado.

O controle dessas três frações foi efetuado através da determinação do

teor alcoólico (alcoômetro), sendo o ajuste do teor alcoólico final realizado através da

adição de água destilada à fração coração.

Foram realizadas as análises físico-químicas exigidas pelo Ministério da

Agricultura (Brasil, 2005) nas duas cachaças obtidas neste trabalho. Todas as

análises foram realizadas em triplicata.

35

3.4. Métodos analíticos 3.4.1. Sólidos solúveis totais (°Brix)

A determinação dos sólidos solúveis foi feita por refratometria através da

medida do °Brix, em refratômetro de campo marca OPT ECH, com escala variando

de 0 a 32 °Brix, conforme instituto Adolfo Lutz (20 05).

3.4.2. pH

O pH foi determinado através de leitura direta, em potenciômetro de marca

Marconi®, modelo PA200, calibrado a cada utilização com soluções tampão de pH

4,0 e pH 7,0 conforme metodologia da AOAC (1995).

3.4.3. Açúcares redutores

Foram determinados pelo método DNS (Miller, 1959), utilizando um

espectrofotômetrometro Spectrum 2000.

3.4.4. Açúcares não-redutores

A determinação de açúcares não-redutores foi realizada pelo método de

DNS (Miller, 1959), após inversão com HCl, segundo instituto Adolfo Lutz (2005).

3.4.5. Determinação do açúcar residual

Foi realizada pelo método de DNS (Miller, 1959), após inversão com HCl.

36

3.4.6. Determinação do teor alcoólico

O teor alcoólico do fermentado foi determinado por ebuliometria, conforme

Atkins (1994), e o teor alcoólico dos destilados foi realizada através de um

densímetro á temperatura de 20°C, segundo Instituto Adolfo Lutz (2005).

3.4.7. Determinação do rendimento

O rendimento da fermentação do caldo fermentado foi calculado em termos da

razão entre o etanol produzido e o açúcar consumido. O método ebuliométrico nos

fornece o resultado do rendimento em termos de porcentagem em volume. A

conversão do resultado para g/L foi efetuado utilizando o valor da densidade do

etanol de 0,8 g/mL. A equação a seguir mostra o cálculo para a obtenção do

rendimento do caldo fermentado:

100x)L/g(consumidoAçúcar

)L/g(oduzidoProltanE(%)entodimnRe =

3.4.8. Acidez total

A acidez total foi realizada segundo método titulométrico (Instituto Adolfo

Lutz, 2005).

3.4.9. Acidez volátil

A acidez volátil foi realizada segundo método titulométrico (Instituto Adolfo

Lutz, 2005).

37

3.4.10. Ésteres

A determinação dos ésteres foi feita por método titulométrico (Instituto

Adolfo Lutz, 2005).

3.4.11. Aldeídos Totais

A determinação dos aldeídos totais foi feita por método titulométrico

(Instituto Adolfo Lutz, 2005).

3.4.12. Álcoois superiores e metanol (CG-DIC)

Os compostos álcoois superiores e metanol foram determinados por

cromatografia gasosa com um detector de ionização por chama (DIC).

3.4.12.1. Reagentes e padrões

Todos os reagentes e padrões usados foram de alta pureza. O reagente

álcool metílico foi de grau cromatográfico (VETEC). Os compostos: metanol, n-

propanol, 2-metil-propanol, 2-metil-butanol, 3-metil-1-butanol, 2-metil-1-butanol,

foram usados como padrões externos. Os padrões foram adquiridos da Aldrich

(Gillingham, Reino Unido), com pureza superior a 99%.

3.4.12.2. Preparo das amostras

Os padrões foram diluídos utilizando-se água purificada no sistema Milli-Q

(MILLIPORE, EUA). A partir dos padrões puros foram feitas soluções em diferentes

concentrações para a construção das curvas de calibração e posterior quantificação.

As amostras foram injetadas sem diluição.

38

3.4.12.3. Condições cromatográficas

Foi utilizado um cromatógrafo gasoso CG17A - Shimadzu com um detector

de ionização por chama (DIC), acoplado com uma coluna capilar para a separação

cromatográfica, de 30 m de comprimento de 0,25 mm de diâmetro interno, revestida

com fase estacionária Carbowax. O volume de injeção foi de 1,0 µL, em modo split

(1:30), utilizando hidrogênio como gás de arraste, a um fluxo de 1,0 mL/min. As

temperaturas do injetor e do detector de ionização de chama foram de 250°C. Os

dados quantitativos foram obtidos a partir das áreas relativas dos picos e das

equações das curvas de calibração obtidas.

A programação da temperatura foi otimizada a partir do trabalho de

Janzantti (2004), de forma a obter uma melhor separação dos compostos em menor

tempo: temperatura da coluna inicial de 40°C por 5, 0 min, rampa de temperatura de

5°C/min até 100°C e 10,0°C/min até 200°C permanecen do a 200°C por 3,0 min.

É importante salientar que os compostos (n-propanol e 2-propanol) e (2-

metil-butanol e 3-metil-butanol), não apresentaram separação (co-eluiram), em

virtude das propriedades físico-químicas destes compostos serem próximas. Desta

forma foram quantificados juntamente.

3.4.12.4. Quantificação

A quantificação dos compostos de interesse foi realizada por intermédio de

gráficos de calibração (curva de calibração) os quais foram obtidos com 6 pontos.

Foram construídos curvas de calibração com os pontos 10, 20, 50, 100, 500 e 1000

ppm (mg/L).

3.4.13. Furfural e 5-hidroximetilfurfural (HPLC)

Os compostos furfural e 5-hidroximetilfurfural foram determinados por

cromatografia líquida de alta eficiência segundo metodologia descrita por

Damasceno et al.; 2007. O limite mínimo de detecção do método é de 1mg/L.

39

3.4.13.1. Reagentes e padrões

Os padrões foram adquiridos da SIGMA (99% de pureza). O reagente

acetonitrila foi de grau cromatográfico (VETEC).

3.4.13.2. Preparo da fase móvel e das amostras

Como fase móvel foi utilizada uma mistura de água:acetonitrila (80:20 v/v).

A água utilizada para o preparo da fase móvel foi purificada no sistema Milli-Q

(MILLIPORE, USA). A mistura foi posteriormente, desgaseificada em ultra-som e

filtrada em membrana de nylon com poros de 0,45 µm de diâmetro (MILLIPORE).

As amostras foram injetadas no sistema cromatográfico sem diluição

sendo previamente filtradas em membrana de nylon com poros de 0,45 µm de

diâmetro (MILLIPORE).

3.4.13.3. Equipamento

Foi utilizado um cromatógrafo líquido da marca Varian, sendo este

composto por duas bombas de alta pressão Polaris modelo 215, um forno para

coluna modelo Metatherm ajustado à temperatura de 30 ºC, um detector UV-Vis Pro

Star de duplo canal modelo 345 e um injetor Rheodyne com alça de amostragem de

20 µL, gerenciado pelo software Star Chromatography WS versão 5.0. Utilizou-se

para a separação da cachaça uma coluna Metacarb 87P (250 mm de comprimento x

4,0 mm de diâmetro interno com partícula de 5 µm). Utilizou-se o comprimento de

onda de 285 nm.

3.4.14. Determinação do cobre

A determinação da concentração do íon cobre foi realizada por leitura

direta das amostras utilizando-se um espectrofotômetro de absorção atômica (EAA)

modelo GBC 933 plus.

40

3.5. Análise sensorial 3.5.1. Perfil sensorial das cachaças

O perfil sensorial das amostras de cachaça foi determinado utilizando a

Análise Descritiva Quantitativa (ADQ) com 10 (dez) provadores treinados. Os testes

foram realizados no Laboratório de Análise Sensorial da Embrapa Agroindústria

Tropical, em Fortaleza – CE, cujas instalações incluem cabines individuais e controle

de iluminação e temperatura ambiente.

3.5.1.1. Recrutamento e pré-seleção dos provadores.

Foram recrutados 10 (dez) indivíduos dentre os estagiários, pesquisadores

e funcionários da Embrapa Agroindústria Tropical, que já haviam sido selecionados

anteriormente, em função de sua acuidade sensorial normal, e que eram

consumidores de aguardente, possuindo grande experiência e conhecimento sobre o

produto a ser analisado.

3.5.1.2. Desenvolvimento da terminologia descritiva

Para o levantamento de termos que descrevessem o perfil das cachaças,

foram escolhidas quatro amostras de cachaças comerciais que apresentavam

diferenças marcantes de sabor. As cachaças foram servidas em taças de vidro com

tampa, codificadas com números de três dígitos, contendo cerca de 20 mL da

amostra, sendo solicitado que cada julgador descrevesse as características da

amostra em relação ao sabor e ao aroma. Em seguida, foram conduzidos a uma

discussão em grupo elaborando-se uma listagem de todos os termos gerados e o

número de vezes que foi citado, com o objetivo de agrupar termos descritivos

semelhantes e gerar definições e amostras referência (Figura 3). Sessões

suplementares de avaliação das amostras, das referências e de discussão em grupo

resultaram na ficha de avaliação das amostras (Figura 4).

41

Figura 3 – Lista de definições dos termos descritivos e respectivas referências.

A seleção final da equipe de ADQ foi realizada através de Análise de

Variância para os resultados de cada provador, para cada descritor avaliado, tendo

como fontes de variação amostras e repetições. Foram selecionados, para compor a

equipe descritiva final, aqueles provadores que apresentaram bom poder

discriminativo ( pamostra ≤ 0,50); consenso com os demais membros do grupo de boa

reprodutibilidade nos julgamentos ( prepetição ≥ 0,50). Assim, a equipe ficou reduzida a

8 (oito) provadores.

42

Figura 4 – Ficha utilizada na avaliação das amostras de cachaça.

3.5.1.3. Análise

As amostras (cachaças obtidas com Kefir e com levedura) foram

analisadas pela equipe de julgadores, em três repetições, utilizando-se a ficha de

avaliação desenvolvida em consenso com a equipe (Figura 4). Nessa ficha, cada

termo descritivo era avaliado em uma escala não estruturada de 9 cm, ancorada nos

extremos com termos de intensidade.

43

As amostras foram servidas monadicamente, em taças de vidro com

tampa, codificadas com números de três dígitos, contendo cerca de 20 mL da

amostra, acompanhadas de um copo de água e um pedaço de pão de forma para

limpar o paladar entre as amostras. Os testes foram realizados em cabines

individuais.

Os dados foram analisados com auxílio do pacote estatístico SAS for

Windows, utilizando-se a rotina GLM (General Linear Models) e teste REGWQ para

comparação das médias.

44

3.5.2. Aceitação das cachaças

Os testes de aceitação foram realizados segundo metodologia descrita por

Meilgaard, Civille & Carr (1987), no Laboratório de Análise Sensorial da Embrapa

Agroindústria Tropical, em Fortaleza – CE, com 57 provadores, sendo 54,4% do sexo

masculino e 45,6% do sexo feminino. Dentre os provadores, 60% estavam na faixa

etária de 18 a 25 anos de idade, e 33% entre 26 e 35 anos, caracterizando-se como

um público adulto jovem.

As amostras utilizadas foram as cachaças obtidas com Kefir, com levedura

e uma cachaça comercial líder de mercado e não envelhecida, com teor alcoólico de

39% (v/v). A cachaça comercial foi utilizada para comparação da aceitação. As

amostras foram servidas monadicamente, em taças de vidro com tampa, codificadas

com números de três dígitos, contendo cerca de 20 mL da amostra, acompanhadas

de um copo de água e um pedaço de pão de forma para limpar o paladar entre as

amostras. O teste foi realizado em uma única etapa, sendo que o provador tinha um

intervalo de 10 minutos entre uma amostra e outra. Os testes foram realizados em

cabines individuais.

Para avaliação do grau de aceitação do aroma e aceitação global foi

utilizada uma escala hedônica estruturada de 9 pontos, variando entre ”desgostei

muitíssimo” até “gostei muitíssimo”. Foi acrescentado o item: o que mais gostou e

menos gostou nas amostras (Figura 5). As categorias da escala hedônica atribuídas

por cada consumidor a cada amostra foram convertidas a valores numéricos, sendo

1=desgostei muitíssimo e 9=gostei muitíssimo.

Os valores hedônicos foram avaliados através da análise de variância

(ANOVA), tendo como fontes de variação: amostra e provador. Foi aplicado o teste

de Tukey para comparação das médias entre as amostras e o programa utilizado foi

o programa estatístico Statistical Analytical Systems. (Release 8.02 windows Version

5.1.2600, licenciado para a Embrapa).

45

Figura 5 - Modelo da ficha de avaliação utilizada na Análise Sensorial de Aceitação.

46

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1. Ensaios fermentativos e planejamentos experime ntais

Uma avaliação preliminar dos processos fermentativos com Kefir e com S.

cerevisae foi realizada através de um planejamento experimental fatorial para cada

processo, variando-se a massa de inoculo e o teor de sólidos solúveis do mosto. Na

Tabela 2 são apresentados os níveis dos fatores considerados no planejamento, o

teor de açúcar correspondente ao teor inicial de sólidos totais e o pH inicial do meio.

Tabela 2 – Planejamento experimental: condições iniciais da fermentação (Kefir e S. Cerevisae).

Ensaio

Biomassa em

Base seca (g/50mL)

°Brix Açúcares (g/L) pH

1

2,50

19,00

121,44

4,96

2

2,50

9,80

79,20

5,11

3

1,25

19,00

121,44

4,96

4

1,25

9,80

79,20

5,11

5

1,88

14,00

107,80

5,06

A variação do pH se deve à diluição do caldo, uma vez que não foram

realizadas correções no mosto. A fermentação foi conduzida estaticamente à

temperatura ambiente (30oC) em Erlenmeyers de 250 mL protegidos com tampões

de algodão por 7 dias.

A fermentação alcoólica foi avaliada através da determinação de suas

variáveis majoritárias: açúcar residual não consumido; teor de etanol produzido

durante a fermentação e o rendimento do processo. Nas Tabelas 3 e 4 são

47

apresentados os resultados obtidos após 7 (sete) dias de fermentação com os

grânulos de kefir e fermentação com S. cerevisae, respectivamente.

Tabela 3 – Resultados obtidos para o caldo fermentado com Kefir.

Ensaio

°Brix

Residual

Açúcar

Residual (g/L)

pH

Etanol (g/L)

Rendimento

(%)

1 5,00 4,17 3,21 33,28 28,38

2 3,00 0,99 3,18 16,00 20,47

3 6,00 4,40 3,10 35,20 30,10

4 3,00 2,26 2,96 12,80 16,64

5 4,00 2,30 3,08 19,20 18,20

Tabela 4 – Resultados obtidos para o caldo fermentado com a S. cerevisae.

Ensaio

°Brix

Residual

Açúcar

Residual (g/L)

pH

Etanol (g/L)

Rendimento

(%)

1 8,00 2,12 4,48 53,12 44,52

2 5,00 0,22 4,35 13,44 17,00

3 7,00 2,06 4,20 53,76 45,00

4 4,00 0,29 3,84 19,84 25,14

5 6,00 0,35 4,18 44,80 41,69

De acordo com os resultados apresentados nas Tabelas 3 e 4 verifica-se,

de forma geral, que o pH final obtido para as fermentações realizadas com o kefir foi

mais baixo que o obtido para os ensaios realizados com a levedura. Os valores mais

baixos de pH se devem a uma maior produção de ácidos orgânicos pelo kefir, que

contém além de leveduras, bactérias láticas. Observa-se também que a fermentação

com o kefir apresentou níveis um pouco superiores de açúcar residual quando

comparados com a fermentação utilizando a levedura. Segundo Aquarone et al

(2001), a fermentação com levedura apresenta rendimentos máximos na faixa de

48

50% quando todo o açúcar é consumido. Dessa forma, pode-se dizer que os

resultados apresentados na Tabela 4, para os ensaios 1, 3 e 5 são concordantes

com os esperados para este processo. Entretanto os resultados obtidos nas

condições dos ensaios 2 e 4 ficaram abaixo do esperado. Os resultados

apresentados nas Tabelas 3 e 4, em termos de etanol produzido e rendimento foram

analisados através de gráficos de superfície de resposta apresentados nas Figuras 6

a 9.

Os resultados apresentados na Figura 6 indicam que quanto maior a

concentração de açúcar inicial (°Brix ), maior foi a quantidade de etanol produzido. A

biomassa inicial não exerceu uma influência expressiva no teor de etanol produzido.

O mesmo perfil é observado no resultado apresentado pela Figura 7, onde

a quantidade de etanol produzido também foi fortemente influenciada pelo Brix.

Entretanto, no caso da fermentação com a levedura, a Figura 7 mostra que a

elevação da biomassa pode causar uma ligeira queda no teor de etanol produzido.

Comparando-se os teores alcoólicos finais obtidos para o kefir e para a levedura

observa-se que, de forma geral, os teores alcoólicos obtidos com a levedura são

maiores.

Os gráficos de superfície de resposta do rendimento de etanol produzido

em função da biomassa inicial e do Brix utilizando grãos de kefir e levedura

Saccharomyces cerevisae estão apresentados nas Figuras 8 e 9.

49

Figura 6 - Superfície de resposta para o etanol produzido em função da biomassa inicial e do Brix utilizando grãos de Kefir.

Figura 7 - Superfície de resposta para o etanol produzido em função da biomassa inicial e do Brix utilizando a levedura Saccharomyces cerevisae.

50

Figura 8 - Superfície de resposta para o rendimento de etanol produzido em função da biomassa inicial e do Brix utilizando grãos de Kefir.

Figura 9 - Superfície de resposta para o rendimento de etanol produzido em função da biomassa inicial e do Brix utilizando levedura Saccharomyces cerevisae.

51

Os resultados apresentados nas Figuras 8 e 9 indicam que quanto maior a

concentração de açúcar inicial (Brix), maior o rendimento em etanol do processo para

ambos os microorganismos utilizados. Estes resultados são coerentes com os

resultados apresentados nas Figuras 6 e 7. Comparando-se os rendimentos obtidos

para os dois microrganismos empregados verifica-se que rendimentos superiores

são obtidos para a levedura.

O rendimento em etanol máximo obtido para ambos os processos (kefir e

levedura) corresponderam ás condições do ensaio número 3 (Tabelas 3 e 4), tendo

sido obtido um rendimento máximo em etanol de 30,10% quando se utiliza o kefir e

45,00% quando se utiliza a levedura.

As Figuras 10 e 11 apresentam a estimativa dos efeitos principais do

açúcar e da biomassa inicial na produção e no rendimento do etanol para as

fermentações em estudo.

Figura 10 - Efeitos estimados para a produção de etanol.

Os efeitos apresentados na Figura 10 confirmam as observações feitas

para as Figura 6 e 7, onde a biomassa tem um efeito muito pequeno quando

52

comparado com o açúcar inicial sendo inclusive um pouco negativo no caso da

fermentação da levedura.

Figura 11: Efeitos estimados para o rendimento em etanol.

Os efeitos apresentados na Figura 11 confirmam as observações feitas

para as Figuras 8 e 9 onde novamente a biomassa tem um efeito pequeno em

relação ao açúcar inicial. Os efeitos de interação não foram significativos e por isso

não foram apresentados.

4.2. Destilação dos caldos fermentados

Após a fermentação em escala piloto, realizada nas condições de maior

rendimento obtido com os planejamentos experimentais, os caldos fermentados

foram destilados em destilador artesanal.

Na destilação do caldo fermentado com Kefir, a primeira fração do

destilado, a cabeça, foi separada, quando este atingiu o teor alcoólico de 55% (v/v), o

coração 39% (v/v) e a cauda 35% (v/v). Na destilação do caldo fermentado com

levedura Saccharomyces cerevisae, a primeira fração do destilado, a cabeça, foi

53

separado, quando este atingiu o teor alcoólico de 74% (v/v), o coração 44% (v/v) e a

cauda 34% (v/v). A cabeça e a cauda foram desprezadas e somente o corpo ou

coração, parte mais nobre da cachaça, foi aproveitado. A cachaça obtida com

levedura foi adicionada 4g/L de açúcar.

4.3. Análises físico-químicas das cachaças 4.3.1. Teor alcoólico

A fração coração da cachaça com grânulos de Kefir apresentou teor

alcoólico de 39% (v/v). A fração coração da cachaça com levedura S. cerevisae

obteve teor alcoólico de 44% (v/v), sendo diluída com água destilada até atingir o

teor alcoólico de 39% (v/v).

4.3.2. Acidez total

Os resultados da análise de acidez total estão expressos na Tabela 5.

Tabela 5 – Acidez total das cachaças com Kefir e levedura S. cerevisae (Ministério da Agricultura).

Cachaças Acidez em ácido acético

(mg/100 mL) de Álcool Anidro.

Kefir 130,00 ± 2,60

Levedura S. cerevisae 79,00 ± 1,60

54

4.3.3. Acidez volátil

Os resultados das análises de acidez volátil estão expressos na Tabela 6.

Tabela 6 – Acidez volátil da fração coração das cachaças com Kefir e levedura S. cerevisae.

Cachaças Acidez volátil em ácido acético (mg/100 mL) de Álcool Anidro.

Kefir 13,00±0,26

Levedura S. cerevisae 40,00±0,83

O limite de ácidos voláteis em ácido acético permitido pela legislação é de

150 mg/100 mL de álcool anidro (Tabela 1 ). O valor encontrado tanto nas cachaças

obtidas com Kefir como de levedura S. cerevisae das frações coração, estão dentro

do teor máximo permitido como podemos observar na Tabela 6. O método utilizado

baseia-se na separação dos voláteis efetuada através de arraste do vapor de água.

Após o arraste dos ácidos voláteis, os mesmos são recolhidos em um Erlenmeyer. O

método não orienta a adição de nenhuma solução capaz de fixar esses ácidos.

Dessa forma pode haver perda de voláteis durante a execução do protocolo de

analise. Isso pode justificar o fato do valor da acidez volátil para a cachaça de Kefir

ter sido menor que o da cachaça obtida com levedura. A cachaça obtida com Kefir é

um produto novo e, portanto não existem dados na literatura de sua acidez volátil em

ácido acético.

4.3.4. Ésteres (em acetato de etila)

O principal éster encontrado na cachaça é o acetato de etila que, em

pequenas quantidades na aguardente, incorpora um aroma agradável de frutas; no

entanto, em grandes quantidades, confere à cachaça um sabor indesejável e

enjoativo (Windholz, 1976). Os resultados dos ésteres estão expressos na Tabela 7.

55

Tabela 7 – Ésteres totais em acetato de etila da fração coração das cachaças com Kefir e levedura S. cerevisae.

Cachaças Ésteres totais em acetato de etila (mg/100 mL) de Álcool Anidro.

Kefir 139,80 ± 2,79

Levedura S. cerevisae 53,00 ±1,06

O limite de ésteres em acetato de etila permitido pela legislação é de 200

mg/100 mL de álcool anidro (Tabela 1). Para as duas cachaças obtidas com Kefir e

obtidas com levedura S. cerevisae das frações coração obtivemos o valor abaixo do

permitido por legislação para ésteres em acetato de etila. No entanto a cachaça

obtida com Kefir apresentou um valor mais elevado comparada com a de levedura.

4.3.5. Aldeídos em aldeído acético

Os aldeídos podem ter origem como resultado da ação das leveduras

durante estágios preliminares do processo de fermentação, principalmente o

acetaldeído, que tende a desaparecer no final através de oxidação a ácido acético.

São compostos muito voláteis, de odor penetrante, que afetam o aroma das bebidas

alcoólicas.

Os aldeídos são considerados substâncias parcialmente responsáveis

pela ressaca, uma concentração elevada do mesmo pode levar a intoxicação e/ou

até a sérios problemas relacionados com o sistema nervoso central (Cardoso, 1998).

Os resultados da concentração de aldeídos em ácido acético estão expressos na

Tabela 8.

Tabela 8 – Aldeídos totais em acetaldeído acético da fração coração das cachaças obtidas com Kefir e levedura S. cerevisae.

Cachaças Aldeídos totais em acetaldeído (mg/100 mL) de Álcool Anidro.

Kefir 7,23 ± 0,1446

Levedura S. cerevisae 1,60 ± 0,035

56

A concentração máxima de aldeídos totais permitido por legislação é de 30

mg/ 100 mL de álcool anidro (Tabela 1). As duas cachaças apresentaram valores

bem inferiores ao limite permitido por lei.

4.3.6. Álcoois superiores e metanol (CG-DIC)

Os compostos analisados foram identificados por comparação dos índices

de retenção obtidos experimentalmente com os de padrões puros. Para a

quantificação, foi construída a curva de calibração. Os parâmetros das curvas de

calibração, obtidos através de regressão linear (y=a + bx), onde “a” é o coeficiente

linear, “b” o coeficiente angular, “y” a área do pico e “x” a concentração do analito em

ppm, bem como o coeficiente de correlação (R2) são apresentados na Tabela 9, e

foram utilizados na quantificação dos compostos.

Tabela 9 - Composto e seus respectivos coeficientes linear, angular e de correlação. Composto a b R

n-propanol + 2-propanol -10946,782 596,648 0,99732

2-metil-propanol -15512,765 586,021 0,98868

2-metil-butanol + 3-metil-butanol -14905,338 1192,991 0,99768

Os resultados da quantificação dos álcoois secundários para as frações

coração das cachaças de Kefir e de levedura S. cerevisae encontram-se na Tabelas

10 e 11. O metanol não foi detectado em ambas as cachaças.

Tabela 10 – Identificação e quantificação de álcoois secundários da cachaça com grânulos de Kefir.

Tempos de Retenção Composto Álcoois superiores (mg/100 mL) Álcool Anidro

07 min 30 seg. n-propanol + 2-propanol 12,97±0,26

10 min 2-metil-propanol 63,70±1,27

13 min 2-metil-butanol + 3-metil-butanol 18,25±0,37

57

Tabela 11 – Identificação e quantificação de álcoois secundários da cachaça com levedura S. cerevisae.

Tempos de Retenção Composto Álcoois superiores (mg/100 mL) Álcool Anidro.

07 min 30 seg. n-propanol + 2-propanol 20,10±0,41

10 min 2-metil-propanol 105,00±2,10

13 min 2-metil-butanol + 3-metil-butanol 45,35±0,91

O limite de álcoois secundários permitidos por legislação é de 360 mg/100

mL de álcool anidro (Tabela 1). Para as duas cachaças com Kefir e com levedura S.

cerevisae das frações coração, foi obtido o valor abaixo do permitido por legislação.

Os cromatogramas dos álcoois secundários da cachaça de levedura S.

cerevisae e de Kefir estão ilustrados nas Figuras 12 e 13 respectivamente.

Figura 12 – Cromatograma dos álcoois secundários da cachaça com levedura S. cerevisae.

58

Figura 13 – Cromatograma dos álcoois secundários da cachaça com Kefir.

4.3.7. Furfural e 5-HMF (HPLC)

A determinação do furfural e do 5-Hidroximetilfurfural foi feita através de

um cromatógrafo líquido de alta eficiência.A concentração destes compostos estava

abaixo do limite de detecção do método. O limite mínimo de detecção do método é

de 1mg/L, podendo-se considerar que a bebida não possui Furfural e 5-

hidroximetilfurfural.

4.3.8. Cobre (Absorção Atômica de chama)

Os padrões utilizados nas curvas de calibração e os comprimentos de onda de

ressonância do cobre, bem como, a faixa típica linear e o tipo de chama utilizada são

mostrados na Tabela 12. A determinação foi feita através de leitura direta utilizando o

ar acetileno como chama (AA). O limite de detecção do equipamento é de 1mg/L.

59

Tabela 12 - Condições operacionais do espectrofotômetro de absorção atômica (AA).

Elemento Comprimento de onda ( ηm) Faixa típica Linear (mg/L)

Tipo de chama

Cu+2 324,7 1-5 AA

A cachaça produzida em alambiques de cobre e de forma artesanal

confere á bebida odores mais agradáveis, favorecendo sua qualidade, pois o cobre

atua como catalisador de importantes reações que ocorrem durante a destilação. O

cobre é um metal essencial à saúde humana, estando presente em todos os fluidos e

muitos tecidos humanos, mas se a quantidade deste metal for elevada, ele passa a

ser tóxico. Esse excesso pode ser reduzido com a limpeza apropriada do alambique,

antes da primeira destilação, bastando, para isso, fazer uma primeira destilação com

água ou com água e caldo de limão, cujo vapor arrasta o azinhavre das paredes do

alambique de cobre (Lima et al., 2006).

No presente trabalho foi inicialmente feita uma destilação com água. A

concentração limite permitida por legislação para o íon cobre é de 5 (cinco) mg/L. No

entanto, as cachaças com grânulos de Kefir e com levedura S. cerevisae obtiveram

uma concentração alta de 6,252 e 7,803 mg/L respectivamente. Valores um pouco

maiores que a concentração permitida. Foi feita a remoção de parte do cobre pelo

emprego de carvão ativado. Adicionou-se com cautela 5g de carvão ativado, para

que compostos orgânicos responsáveis pelo aroma e sabor da cachaça não fossem

também removidos em quantidades que pudessem depreciar a bebida. A

concentração do íon cobre nas cachaças obtidas com grânulos de kefir e com

levedura S. cerevisae das frações coração após o emprego de carvão ativado

encontra-se na Tabela 13.

Tabela 13 – Concentração do íon cobre na cachaça obtida com grãos de kefir e com levedura S. cerevisae.

Cachaças Concentração mg/L

Cachaça de Kefir 5,4335 ± 0,2012

Cachaça de S. cerevisae 6,9341 ± 0,3142

60

4.4. Perfil Sensorial da Cachaça

Os resultados da Análise de Variância das notas atribuídas pelos

provadores a cada atributo, para as duas cachaças desenvolvidas no trabalho, com

Kefir e com levedura, são apresentados na Tabela 14. Através da tabela observou-se

que as amostras diferiram para aroma alcoólico e gosto amargo, os demais atributos

não apresentaram diferença significativa. O efeito provador foi significativo para

todos os atributos, no entanto não houve interação entre amostra e provador,

indicando que todos os provadores julgaram as amostras da mesma maneira.

As médias dos valores atribuídos pelos provadores a cada descritor são

apresentadas na Tabela 15 e o perfil das cachaças é mostrado graficamente na

Figura 14, onde o valor médio atribuído pelos provadores a cada atributo é marcado

no eixo correspondente. O centro da figura representa o ponto zero da escala

utilizada na avaliação, enquanto a intensidade aumenta do centro para a periferia.

Assim, o perfil sensorial se revela quando se faz a conexão dos pontos.

Observou-se que a cachaça de kefir destacou-se dos demais atributos por

apresentar um maior aroma alcoólico e sabor amargo. A cachaça de levedura

caracterizou-se por apresentar uma maior ardência inicial.

Tabela 14 - Análise de variância para os atributos sensoriais dos testes de ADQ nas amostras de cachaças.

Atributo F amostra F provador F amostra x provador

Aroma alcoólico 5,50* 4,18** 0,09 n.s. Aroma cachaça 0,10 n.s. 6,74** 1,14 n.s. Sabor alcoólico 0,00 n.s. 9,77** 1,35 n.s.

Gosto doce 0,28 n.s. 10,59** 1,77 n.s. Ardência Inicial 2,11 n.s. 6,26** 0,68 n.s.

Sabor de Cachaça 0,58 n.s. 15,12** 2,12 n.s. Gosto Amargo 4,20* 8,74** 1,51 n.s.

n.s.= não significativo ao nível de p<0,05 de probabilidade * significativo ao nível p<0,05 de probabilidade ** significativo ao nível p<0,01 de probabilidade.

61

Tabela 15 - Médias dos valores atribuídos pelos provadores a cada descritor, para as amostras de cachaça.

Amostras Descritores

Levedura Kefir Aroma alcoólico 3,25b 4,47a Aroma cachaça 3,71a 3,85a Sabor alcoólico 4,38a 4,39a

Gosto doce 2,44a 2,64a Ardência Inicial 4,25a 3,41a

Sabor de Cachaça 4,08a 3,67a Gosto Amargo 3,07b 3,95a

Médias na mesma linha acompanhadas de mesma letra não diferem entre si ao nível de 5% de significância.

Figura 14 – Perfil sensorial das amostras de cachaça.

62

4.5. Análise sensorial de aceitação

A Tabela 16 mostra as médias de cada amostra para aceitação do aroma

e para aceitação global com os respectivos resultados do teste de Tukey. Nessa

tabela, pode-se observar que não houve diferença significativa a p< 0,05 entre

nenhuma das amostras quanto à aceitação do aroma, indicando que as três

cachaças foram igualmente aceitas pelos provadores quanto a esse atributo. Com

relação à aceitação global, a amostra de levedura foi mais aceita dentre as três,

atingindo valor hedônico próximo a 6, correspondendo a gostei ligeiramente.

No entanto, a simples média de aceitação, quando existem consumidores

com preferências opostas, faz com que o resultado de alguns provadores anule o do

outro, resultando em médias que podem não apresentar diferença significativa entre

si.

Para melhor visualizar essas possíveis diferenças, foi construído um

histograma da distribuição das freqüências das respostas dos provadores para o

aroma e aceitação global (Figuras 15 e 16). Na escala hedônica, a categoria “nem

gostei, nem desgostei” (valor 5), é considerada como uma região de indiferença da

relação afetiva do provador com o produto, dividindo a escala em duas outras

regiões temos: a região do “gostei” (valores de 6 a 9), considerada a região de

rejeição do produto.

Tabela 16 - Médias de cada amostra para o aroma e aceitação.

Amostras Aceitação do Aroma Aceitação Global

Cachaça de Kefir 6.11a 4.98b

Cachaça de S. cerevisae 6.46a 5.67a

Cachaça Comercial 4.32a 4.49b a,b Médias com mesma letra não diferem estatisticamente ao nível de 5% de significância.

63

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Escala Hedônica

Fre

quên

cia(

%)

KEFIRLEVEDURACOMERCIAL

Figura 15 - Histograma de freqüência dos valores hedônicos atribuídos ao aroma das amostras de aguardente (1=desgostei muitíssimo, 5=nem gostei, nem desgostei, 9=gostei muitíssimo.

Com relação ao aroma observa-se, na Figura 15, que todas as amostras

apresentaram os mais altos percentuais das respostas na região de aceitação da

escala hedônica (valores de 6 a 9). As amostras desenvolvidas neste trabalho

apresentaram distribuições muito semelhantes, em torno da moda 7, enquanto a

amostra comercial apresentou moda 8, sinalizando uma ligeira superioridade da

aceitação do seu aroma.

64

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Escala Hedônica

Fre

quên

cia(

%)

KEFIRLEVEDURACOMERCIAL

Figura 16 - Histograma de freqüência dos valores hedônicos atribuídos à aceitação global das amostras de aguardente (1=desgostei muitíssimo, 5=nem gostei, nem desgostei 9=gostei muitíssimo).

Observa-se na Figura 16 que a distribuição da freqüência dos valores

hedônicos de aceitação global atribuídos à aguardente elaborada com levedura ficou

deslocada para a região de aceitação, de forma mono-modal, em torno da moda 6,

enquanto que as distribuições das outras amostras apresentaram-se bi-modais, ou

seja, em torno de duas modas. A amostra de kefir apresentou um pico de freqüência

no valor 2 (rejeição) e outro em torno de 6 (aceitação), indicando que uma parte dos

consumidores gostou da amostra, mas outro grupo não gostou.

O mesmo fato foi observado para a amostra comercial, porém com modas

nos valores 2 e 5, indicando que essa amostra apresentou menor aceitação que as

demais.

Quanto à aceitação global, a amostra de levedura foi mais aceita dentre os

três, atingindo valor hedônico próximo de gostei ligeiramente (6) como podemos

observar na Tabela 16. A amostra utilizando os grânulos de Kefir atingiu a região de

indiferença com valor hedônico (5) correspondente a nem gostei e nem desgostei. A

amostra comercial encontrou-se abaixo da região de indiferença, tendendo para a

65

região de rejeição. A cachaça de levedura continha um teor de açúcar de 4 g/L,

concentração permitida pela legislação, enquanto a cachaça de Kefir, não foi

adicionada sacarose. Assim a cachaça de Kefir poderia ter sido mais aceita, caso

tivesse um grau de doçura maior.

Para facilitar a interpretação desses resultados, foram somadas as

freqüências das categorias da região de rejeição, indiferença e aceitação,

construindo-se novas variáveis que foram chamadas de percentual de rejeição (%R),

percentual indiferença (% I) e percentual de aprovação (%A), respectivamente, as

quais são apresentadas na Figura 17. Nessa Figura fica clara a segmentação dos

provadores em dois grupos quanto à amostra fermentada com kefir, sendo as

respostas de aceitação e rejeição praticamente dividas meio a meio (foi mínima a

porcentagem de respostas na categoria de indiferença).

A amostra com kefir apresentou menor aceitação (71,93%) quando

comparada à amostra de cachaça produzida com levedura (73,68), porém sua

aceitação pelos consumidores foi bem maior que a da amostra comercial, a qual

apresentou (21,05%) de rejeição, (12,28%) de indiferença e (66,67%) de aprovação.

Esse desempenho da amostra fermentada com kefir mostra um grande

potencial para esse produto, visto que ele apresentou melhor aceitabilidade que o

produto comercial, o qual foi escolhido entre as marcas líderes de mercado na

região.

66

0

10

20

30

40

50

60

70

KEFIR LEVEDURA COMERCIAL

R.R

I

R.A.

Figura 17 – Porcentagens de aprovação, indiferença e rejeição da aceitação global das amostras de aguardente. RR: região de rejeição; I: região de indiferença; RA: região de aceitação.

5. CONCLUSÃO

Com os resultados deste trabalho conclui-se que a obtenção de aguardente

através da fermentação do caldo-de-cana com grânulos de kefir é viável sob o ponto

de vista tecnológico. O produto obtido foi analisado quanto aos padrões de qualidade

e identidade para aguardente de cana-de-açúcar definidos pelo Ministério da

Agricultura tendo apresentado todos os atributos analisados, exceto o cobre, dentro

dos limites exigidos pela legislação. O alto teor de cobre encontrado nas amostras é

atribuído ao uso de um alambique artesanal e pode ser facilmente controlado com

lavagens mais eficientes e industrialmente com o uso de colunas de aço-inox.

67

5.1. Sugestão para trabalhos futuros

Os testes sensoriais efetuados com o produto final demonstraram boa

aceitação quando comparado com uma marca de aguardente líder do mercado

indicando assim a boa qualidade do produto. Melhores resultados de aceitação

podem ser obtidos através da adição de açúcar e do envelhecimento do produto em

tonéis de madeira a exemplo do que é realizado com a aguardente tradicional obtida

com a fermentação de levedura.

68

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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