Avaliação da Concentração de Furfural em Aguardentes de Cana com e sem Queima Prévia, Manuais, Projetos, Pesquisas de Metodologia

Baixe Avaliação da Concentração de Furfural em Aguardentes de Cana com e sem Queima Prévia e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Metodologia, somente na Docsity! Parâmetros Físico-Químicos e cromatográficos em aguardentes de cana queimada e não queimada. Dissertação - José Masson 2005 – UFLA SÁVIO HENRIQUE DE ALMEIDA SARDINHA1 RESUMO Na produção da aguardente de cana-de-açúcar o processo é natural e espontâneo, tendo alguns pontos críticos nas etapas devido à presença de microrganismos contaminantes e de substâncias indesejáveis que, podem interferir no processo, bem como na qualidade da bebida. Além do etanol e da água, a aguardente contém em menor concentração grande quantidade de compostos químicos, formados nas diferentes etapas, devido à qualidade da matéria-prima, à linhagem de levedura empregada e às condições de fermentação, destilação e envelhecimento. Este trabalho teve por objetivo avaliar as concentrações de furfural e outros componentes (álcoois superiores, ésteres, aldeídos, cobre, acidez volátil, metanol e grau alcoólico) de aguardentes obtidas de cana com e sem queima prévia. Foram utilizadas amostras de aguardente artesanal de cana queimada e não queimada, fermentadas com a mesma levedura e destiladas no mesmo destilador. As análises físico-químicas e cromatográficas (CG) foram realizadas no Laboratório de Análise Físico-química de Aguardente - LAFQA/DQI na Universidade Federal de Lavras. As concentrações de furfural apresentaram diferença significativa entre os grupos de aguardentes artesanais obtidas de cana-de-açúcar com e sem queima prévia, oriundas de um mesmo processo de produção, com médias de 1,48 mg.100mL-¹ etanol e 0,63 mg.100mL-¹ etanol, respectivamente, embora tenham estado abaixo do limite máximo (5,0 mg.100mL-¹ etanol) permitido. Palavras-chave: Cana-de-açúcar; Aguardente; Levedura; Concentrações de furfural. Physical-chemical parameters and chromatographic sugar cane spirits burned and unburned ABSTRACT In the manufacture of sugar cane sugar brandy, the process is natural and spontaneous, its having some critical points in the steps due to the presence of contaminant microorganisms and undesirable substances which, may interfere in the process as well as in the quality of the beverage. In addition to ethanol and water, sugar cane brandy possesses at lower concentration a greater amount of chemical compounds formed in the different steps owing to the quality of the raw material, the strain of the yeast employed and to the conditions of fermentation distillation and aging. This work was intended to evaluate the concentrations of furfural and other components (higher alcohols, esters, aldehydes, copper, volatile acidity methanol and alcoholic degree) of 1 1 - Aluno de Graduação em Agronomia, IFMT – campus São Vicente, BR 364, Km 329, Vila São Vicente da Serra, Santo Antônio do Leverger – MT; E.mail::saviohenrique_has@hotmail.com sugar cane brandies obtained from sugar cane both with and without previous burning. Samples of artisanal brandies from burnt and non-burnt cane, fermented with the same yeast and distilled in the same still. The physicochemical and chromatographic (CG) analyses were accomplished in the Sugar Cane Brandy Physicochemical Analysis Laboratory (Laboratório de Análise Físico-química de Aguardente) – LAFQA/DQI in the Federal University of Lavras. The concentrations of furfural showed significant differences among the groups of artisanal brandies obtained from sugar cane obtained from sugar cane with and without previous burning, coming from a same manufacturing process with means of 1.48 mg. 100mL-1 ethanol and 0.63mg. 100mL-1 ethanol, respectively, although they have been bellow the maximum limit (5.0 mg.100mL-1 ethanol) allowed. Key-words: Cane sugar; Brandy; Yeast; Concentrations of furfural INTRODUÇÃO A produção de cana-de-açúcar no Brasil teve início em meados do século XVI, destinando-se principalmente à obtenção de açúcar mascavo e rapadura. Neste período, apenas uma pequena parte desta produção era reservada à manufatura de aguardente, a qual era consumida em grande escala nas zonas rurais e, principalmente, nas periferias das grandes cidades. Atualmente a aguardente está presente em todos os segmentos da sociedade brasileira (PATARO et al., 2002). Segundo Vasconcelos (2003), em 2002 foram exportados 14,8 milhões de litros (cerca de 1% da produção) para 70 países, gerando para o Brasil US$ 9 milhões por ano. A Europa compra por volta de 60% da aguardente exportada, sendo que a Alemanha é a maior importadora, com 30%. Os produtores de aguardente são divididos em três grupos, artesanal, profissional e empresarial, sendo predominantes os grupos artesanais e profissionais, cuja produção é de 40.000 litros por safra. No Estado de Minas Gerais existem mais de 8500 alambiques artesanais e profissionais, muitos fazendo parte da cultura local; porém, mais de 90% não possuem registro e nem controle de qualidade eficiente (CARDOSO, 2001). Na produção de aguardente, principalmente nas grandes empresas, utiliza-se a queima da palha da cana-de-açúcar para facilitar a colheita. Provavelmente, as substâncias oriundas da combustão aderem-se à cana-de-açúcar, podendo ser transferidas para o produto. A queima do palhiço da cana-de-açúcar gera compostos, dentre eles o furfural, os quais possivelmente são transferidos da cana queimada para a aguardente durante o processo de produção, sendo indesejáveis e, conseqüentemente, reduzindo sua qualidade. Com base no exposto, o presente trabalho objetivou avaliar as concentrações de furfural e outros componentes em aguardentes obtidas de cana-de-açúcar com ou sem queima prévia. MATERIAL E MÉTODOS 2 100mL-¹ etanol) do que as de cana não queimada (CCA) (0,63mg.100mL-¹ etanol), embora ambas estejam dentro do limite máximo de 5,0mg.100mL-¹ etanol (Figura 1C) fixado pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (BRASIL, 1997). Legenda: CCA – Aguardente artesanal de cana não queimada; CQA – Aguardente artesanal de cana queimada; CQI – Aguardente industrial de cana queimada; CCAR – Aguardente de cana não queimada de produtor artesanal. Na queima do palhiço da cana-de-açúcar, a exsudação do açúcar torna-se um excelente aderente ao colmo de resíduos da combustão, de partículas sólidas de solo, minerais e outros. Ao ser processada a cana, esses resíduos são transferidos para o caldo e, em suspensão, vão para as dornas e posteriormente para o alambique (Figura 10), cuja matéria orgânica é transformada em furfural, chegando ao produto final. Infere-se, portanto, que a queima do palhiço da cana-de--açúcar propicia um aumento na formação de furfural. Vários autores enfocam a queima do palhiço da cana-de-açúcar e a presença de açúcares residuais como fatores que podem levar à formação de furfural. Resultados obtidos por Novaes (1974) e Yokoya (1995) mostram que este composto pode estar presente em maior concentração no caldo de cana quando a colheita da cana-de-açúcar for precedida da queima do palhiço. Em aguardentes armazenadas, o furfural pode originar da ação dos ácidos sobre pentoses ou seus polímeros, que são assim hidrolisados, podendo provir, pelo menos em parte, da madeira dos recipientes utilizados para a conservação da aguardente. Álcoois superiores Na destilação, os álcoois superiores passam para o destilado juntamente com ésteres e são os principais responsáveis pelo aroma característico da aguardente. Numa aguardente de boa qualidade, os álcoois superiores e ésteres devem estar presentes numa proporção bem equilibrada, geralmente mantendo a relação de 1:1 entre esses 5 FIGURA 1C. Gráfico comparativo das concentrações médias do furfural nas aguardentes analisadas e limite máximo permitido pela legislação em vigor. 0. (a) cana-de-açúc r não queimada e qu imada; (b) vinho de caldo de cana queimada e não quei ada de a ostras produz das. grupos. O óleo fúsel em teor elevado desvaloriza a aguardente. Os álcoois hexanol, heptanol e octanol são produzidos em quantidades mínimas. A formação de álcoois superiores a partir de aminoácidos é feita por meio das reações de desaminação e descarboxilação. A produção de álcoois superiores parece ser uma característica das leveduras em geral, e as quantidades produzidas variam com as condições de fermentação e também do gênero, espécie e, provavelmente, com a cepa utilizada (GIUDICI et al., 1990). Aldeídos Os aldeídos podem provocar intoxicações e causar sérios problemas no sistema nervoso central, sendo um dos principais responsáveis pela ressaca do dia seguinte (CARDOSO, 2001). Cobre O cobre na aguardente provém do material dos destiladores fabricados com este metal, quando parte do destilador é confeccionada em aço inox e parte em cobre, como a serpentina, ou do tipo coluna em aço inox contendo revestimento em cobre ou telas, tipo filtro de fios de cobre. Quando a aguardente é fermentada e destilada em recipientes que não possuem cobre em sua constituição, como, por exemplo, vidro ou inox, o produto final contém compostos sulfurados, sendo a bebida resultante de baixa qualidade organoléptica (LIMA NETO et al., 1994). Acidez volátil A alta acidez presente em aguardentes pode ser atribuída à contaminação da cana ou do próprio mosto fermentado. Isto ocorre pela presença de bactérias acéticas e outras, seja na estocagem da cana ou no próprio caldo de cana, fazendo com que parte do substrato sofra fermentação acética, elevando a acidez e diminuindo o rendimento da produção de etanol (CARDOSO, 2001). Metanol O metanol é um álcool particularmente indesejável na cachaça. Sua ingestão, mesmo em quantidades reduzidas, por longos períodos, pode ocasionar cegueira ou mesmo a morte (Windholz, 1976). A formação do metanol é acentuadamente incrementada quando a fermentação é conduzida na presença de sucos ou polpas de frutas ricas em pectina, tais como laranja, limão, maça, abacaxi e outros (Valsechi, 1960; Windholz, 1976; Yokoya, 1995). Dependendo do organismo, a dose fatal varia de 10 a 100 mL e a ingestão de 15 mL é suficiente para provocar cegueira (CARDOSO, 2001). Grau alcoólico 6 Os valores médios para o grau alcoólico real estão apresentados na Tabela 11 e na Figura 9C. O grau alcoólico real para as aguardentes de cana estudadas apresentou valores variando de 38 a 50,44 %V/V, estando dentro dos padrões mínimo (38 %V/V) e máximo (54 %V/V) estabelecido pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) (Brasil, 1997). TABELA 11 Valores médios do grau alcoólico em aguardentes de cana com e sem queima prévia. Grau Alcoólico Aguardentes (%V/V) a 200 C CCAR CQI CCA CQA Etanol 38,00a 50,44c 40,16b 40,61b Médias seguidas distintas diferem pelo teste de Scott-Knott (P<0.05) CONCLUSÃO Comparando as aguardentes artesanais obtidas de cana-de-açúcar com e sem queima prévia, oriundas de um mesmo processo de produção (fermentação, destilação e equipamentos), pode-se concluir que: A queima do palhiço da cana-de-açúcar propiciou um aumento na concentração de furfural na aguardente. Os demais componentes nas aguardentes estudadas (álcoois superiores, ésteres, aldeídos, cobre, acidez volátil e metanol) não foram afetados significativamente pela queima prévia da cana-de-açúcar. Por ser uma atividade do agronegócio em expansão, estudos sobre a produção e a composição da aguardente são requeridos para que se implantem programas de qualidade, garantindo produtos uniformes e com padrões de qualidade adequados aos mercados nacional e internacional. 7 FIGURA 9C. Gráfico comparativo das concentrações médias grau alcoólico nas aguardentes analisadas e os limites mínimo e máximo permitidos pela legislação em vigor. LIMA, A. de J. B. Avaliação do emprego de substâncias adsorventes na melhoria da qualidade de cachaça com excesso de cobre. 2005. 62 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica e Agrobioquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG. LIMA, U. de A. Aguardentes. In: ______. AQUARONE, E.; LIMA, U. A.; BORZONI, W. SCHINIDELL. Biotecnologia industrial. São Paulo: Blucher, 2001. v. 4, 230p. LIMA, U. de A. Estudos dos principais fatores que afetam os componentes não alcoólicos das aguardentes de cana. Piracicaba, 1964. 141 p. (Cátedra), Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo. LIMA, U. de A. Produção de etanol. In: LIMA, U. A.; AQUARONE, E.; BORZANI, W. (Ed.). Biotecnologia: tecnologia das fermentações. São Paulo: Edgar Blucher, 1975. LIMA NETO, B. S.; BEZERRA, C. W. B.; POLASTRO, L. 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