q scheidet et al - 112-116

Anais do IAnais do IAnais do IAnais do IIIII ENDICT ENDICT ENDICT ENDICT –––– Encontro de Divulgação Científica e Tecnológica Encontro de Divulgação Científica e Tecnológica Encontro de Divulgação Científica e Tecnológica Encontro de Divulgação Científica e Tecnológica ISSN 2176-3046

Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR • campus Toledo

• 20 a 22 de Outubro de 2010 • www.utfpr.edu.br/toledo

112

Ministério da Educação Universidade Tecnológica

Federal do Paraná

Campus Toledo

PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOCCCCCCCCEEEEEEEESSSSSSSSSSSSSSSSOOOOOOOO FFFFFFFFEEEEEEEERRRRRRRRMMMMMMMMEEEEEEEENNNNNNNNTTTTTTTTAAAAAAAATTTTTTTTIIIIIIIIVVVVVVVVOOOOOOOO RRRRRRRRÁÁÁÁÁÁÁÁPPPPPPPPIIIIIIIIDDDDDDDDOOOOOOOO DDDDDDDDEEEEEEEE PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOODDDDDDDDUUUUUUUUÇÇÇÇÇÇÇÇÃÃÃÃÃÃÃÃOOOOOOOO DDDDDDDDOOOOOOOO VVVVVVVVIIIIIIIINNNNNNNNAAAAAAAAGGGGGGGGRRRRRRRREEEEEEEE

Wanessa Fernanda Scheidt; Roberta Cechetti; Maurício A. P. Papi; Thanara Zanetti; Karin Becker; Clóvis Bombardelli Universidade Tecnológica Federal do Paraná, rua Cristo Rei, 19, Vila Becker, Toledo, Paraná, 85902-490. E-mail: [email protected]

Resumo

O vinagre é um produto obtido a partir da fermentação acética geralmente de vinhos, que de

acordo com a legislação brasileira deve conter 4% de ácido acético. O presente trabalho faz

uma revisão das técnicas de obtenção de vinagre por fermentação acética utilizando o

processo de conversão microbiológico denominado método rápido, também conhecido por

método alemão e estabelecer uma correlação entre a acidez, o pH e a condutividade elétrica.

Introdução

Desde os tempos mais remotos, o ser humano descobriu que poderia aproveitar

reações que sucediam espontaneamente na natureza para tornar sua vida melhor e mais

agradável. Dessa forma, passou a utilizar em seu benefício, os efeitos surpreendentes e,

durante muito tempo, inexplicáveis, dos processos fermentativos para conservar alimentos e

preparar bebidas (AMORIM; LEÃO, 2005, p.4). O vinagre é conhecido desde a antiguidade.

Seu nome provém do francês vinaigre, ou vinho azedo. Originalmente, era obtido por

fermentações espontâneas (AQUARONE; ZANCANARO, 1983 p.104). O vinagre é

primordialmente uma solução diluída de ácido acético produzido por um processo

fermentativo. Ele contém além de ácido acético, ingredientes solúveis procedentes da matéria

prima do qual ele foi feito (MORETTO; ALVES; CAMPOS, 1988, p.82). O objetivo principal

deste trabalho é estudar a obtenção de vinagre a partir de fermentações acéticas empregando

uma mistura de bactérias Acetobacter, pertencentes à família Pseudomonaceae, utilizando o

processo rápido denominado método alemão e estabelecer uma correlação entre a




113


Federal do Paraná

Campus Toledo

concentração de ácidos, o pH e a condutividade elétrica, para ser usada em futuros estudos de

monitoração, controle e automação da cinética do processo.

Desenvolvimento

A Fermentação

O termo fermentação, no sentido mais amplo possível, pode ser definido como todo

processo no quais microorganismos catalisam a conversão de uma dada substância em

determinado produto (ALCÂNTARA; SWARNAKAR, 2007, p. 260).

A produção de ácido acético a partir da oxidação do etanol é bastante eficiente pelas

linhagens de Acetobacter pertencentes à família Pseudomonaceae sendo por isso usadas na

fabricação do vinagre (SPINOSA, 2002). Na fermentação acética o etanol é oxidado a ácido

acético. Essa etapa é feita por bactérias acéticas em meio aeróbio (PEDROSO, 2003, p. 26).

Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (ALCÂNTARA;

SWARNAKAR, 2007, p.260), os fermentados acéticos são definidos como os produtos

obtidos da fermentação acética do fermentado alcoólico de mosto de frutas, cereais ou de

vegetais, de mel, ou da mistura de vegetais, ou ainda da mistura hidroalcoolica, devendo

apresentar acidez volátil mínima de 4,0 gramas por 100 mililitros, expressa em ácido acético.

Existem três principais processos de conversão microbiológica de uma solução

diluída de etanol em vinagre: o processo lento, denominado Orleans ou Francês, o submerso,

que é atualmente a via de conversão mais utilizada pela indústria de vinagre, e o processo

rápido ou Alemão que será utilizado na condução dos experimentos deste trabalho

(SANTOS, 2009, p.16).

O método rãpido consiste da passagem da mistura vinho/vinagre através de um

material com grande superfície de contato, que contém as bactérias acéticas, tendo-se o ar

atmosférico em contracorrente. O equipamento utilizado é conhecido por gerador de vinagre

ou vinagreira, de construção normalmente em madeira (AQUARONE ; ZANCANARO,

p.112, 1983).

A vinagreira é constituída de três partes. A câmara superior tem a função de

distribuir a mistura em acetificação sobre o material de enchimento contido na câmara

intermediária. A câmara inferior funciona como depósito de líquido, de onde é recirculado

para a câmara superior a fim de completar a acetificação, ou é retirado como vinagre bruto




114


Federal do Paraná

Campus Toledo

para clarificação, pasteurização e envase. O material de enchimento, contido na câmara

intermediária, deve possuir grande superfície específica, não conferir sabor, cor e odor

estranhos ao vinagre. Os materiais de enchimento mais utilizados são: sabugo de milho,

bagaço de cana, carvão vegetal, tiras de madeira, pedras, cerâmicas em pedaços etc.

(AQUARONE ; ZANCANARO, p.112, 1983). Esse processo em geral leva 10 dias para que

se possa retirar 10% do volume colocado inicialmente para avinagramento (SPINOSA, p. 14,

2002).

Alterações do Vinagre

Existem três grupos de defeitos que podem aparecer na fabricação do vinagre:

microbiológico, macrobiológica e químico (AQUARONE; ZANCANARO, p. 120, 1983).

O de ordem microbiológica refere-se principalmente a certas espécies de bactérias

acéticas que causam mucosidade, entre elas a Acetobacter xylinum que é um organismo

fortemente capsulado que tende a obstruir o equipamento com um sedimento lodoso. Essa

viscosidade excessiva é mais fácil de aparecer quando a matéria prima é rica em nutrientes,

como os vinhos e sidras (AQUARONE; ZANCANARO, p. 120, 1983).

Entre as alterações de ordem macrobiológica destaca-se a infestação pela enguia do

vinagre Anguillula aceti, proveniente de frutos não bem selecionados ou da poeira do ar, que

aumenta a viscosidade, e reduz as características organolépticas (CAMOCHENA;

FERREIRA, 2006, p.332).

As alterações de ordem química são provocadas principalmente por metais. O ferro

atuando sobre o tanino provoca escurecimento e, sobre fosfatos ou proteínas, produz

turvação. A presença de Cobre, em concentrações mais altas apresenta um sabor metálico e

uma cor mais escura (CAMOCHENA; FERREIRA, p.332, 2006).

Para evitar tais acontecimentos é imprescindível a limpeza do equipamento e deve-

se trabalhar com alta concentração alcoólica, acidez acética inicial adequada (de 2% a 3%),

empregar culturas ativas que acetifiquem rapidamente os mostos e, finalmente realizar a

pasteurização (CAMOCHENA; FERREIRA, p.332, 2006).

Cinética da reação




115


Federal do Paraná

Campus Toledo

O estudo cinético de um processo fermentativo consiste na análise da evolução dos

valores de concentração de um ou mais componentes do sistema de cultivo, em função do

tempo de fermentação. Entende-se como componentes, os microorganismos atuantes, os

produtos do metabolismo e os substratos que compõem o meio de cultura. Tais valores

experimentais de concentração quando representados em função do tempo, permitiram os

traçados das curvas de ajuste (AQUARONE; BORZANI; SCHMIDELL et. al., 2001 p.93).

A cinética possibilita também uma comparação quantitativa entre as diferentes

condições de cultivo (como exemplo a natureza e concentração dos nutrientes, temperatura,

presença de catalisadores e inibidores, qualidade de mistura, etc.), por intermédio de

variáveis, como: as velocidades de transformação e os fatores de conversão, obtidos a partir

das curvas de ajuste (AQUARONE; BORZANI; SCHMIDELL et. al., 2001 p.94). Para

estudo da cinética leva-se em conta, normalmente, o aumento da acidez acética em relação ao

tempo de fermentação, e que envolve um monitoramento químico continuado. A presença da

acidez implica num aumento da condutividade elétrica do mosto, devido à ionização do ácido

acético, que poderia ser empregada em substituição à monitoração química, desde que

estabelecida uma correlação de ajuste entre ambas.

Conclusões

Os processos fermentativos, assim como os processos químicos, são limitados pela

cinética. Por ela é possível relacionar o tempo necessário para atingir concentrações

desejadas e com essas informações é possível buscar melhorias para a otimização do processo

produtivo. Com o auxílio da condutividade elétrica é possível acompanhar o aumento da

concentração de ácidos e minimizar as análises químicas, que são sempre demoradas e

repetitivas e também sujeitas a erros.

Referências

AMORIM, H. V.; LEÃO, R. M. Fermentação alcoólica: Ciência e tecnologia. Piracicaba: Editora Pancrom, p. 4-7, 2005.

ALCÂNTARA, S. R.; SWARNAKAR, R. Influência de variáveis do processo de fermentação acética continua sobre o rendimento. IX Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e V Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba, p.260, 2007.

AQUARONE, E.; BORZANI, W.; SCHMIDELL, W.; LIMA, U. A. Biotecnologia industrial: Engenharia química. São Paulo: Editora Edgard Blücher LTDA, c. 6, p. 95-96, v. 2, 2001.




116


Federal do Paraná

Campus Toledo

AQUARONE, E.; ZANCANARO, JR. O. Vinagres: Alimentos e bebidas produzidas por fermentação. São Paulo: Edgar Blücher Ltda, p. l04, v.5, 1983.

MORETTO, E.; ALVES, R. F.; CAMPOS C. M. T.; ARCHER, R. M. B.; PRUDÊNCIO, A. J. Vinhos e Vinagre: Processamento e análises. Florianópolis: Editora UFSC, p.82, 1988.

PEDROSO, P. M. F. Produção de vinagre de maçã em biorreator airlift. Dissertação de mestrado. Florianópolis- SC. Universidade Federal de Santa Catarina, p. 17-18, 2003. Acesso dia 19 ago 2010.

SANTOS JUNIOR, V. dos. Estudo das necessidades nutricionais de bactérias acéticas para a produção de ácido acético. 2009. Tese de Doutorado. Engenharia de alimentos, Universidade estadual de Campinas, Departamento de Ciência de Alimentos, 2009. Disponível em: <http://cutter.unicamp.br/document/?code=000439749 >. Acessado em: 20/09/2010 às 20:52.

SPINOSA, W. A. Isolamento, seleção, identificação e parâmetros cinéticos de bactérias acéticas provenientes de indústria de vinagre. 2002. Tese de Doutorado. Engenharia de alimentos, Universidade estadual de Campinas, departamento de ciência de alimentos, 2002. Disponível em: <http://cutter.unicamp.br/document/?code=000236984>. Acessado em: 20/09/2010 às 20:36.

CAMOCHENA, S.; FERREIRA, E. S. Avaliação de vinagre comercial por medidas de condutância. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2006, p. 332.

q scheidet et al - 112-116

Documents