ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Estudo da Cinética de Primeira Ordem em Processos Fermentativos Rápidos
AUTORES: Maestre, K.L. (UTFPR) ; Bombardelli, C. (UTFPR) ; Santos, K.L.M. (UNIOESTE) ; Almeida, P.B. (UTFPR) ; Lopes, A. (UTFPR)
RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo realizar o estudo da cinética em processos fermentativos utilizando a acidez, através do processo rápido (Método Alemão). Para a realização da fermentação utilizou-se uma vinagreira construída no laboratório da UTFPR. Para elaboração do estudo cinético, realizou-se dois processos fermentativos. Analisou-se parâmetros de determinação da acidez por titulometria de neutralização ácido-base em amostras de vinagres coletadas diariamente. Os resultados encontrados foram satisfatórios, visto que a curva da acidez está atendendo a legislação brasileira.
PALAVRAS CHAVES: Fermentação acética; acidez; cinética
INTRODUÇÃO: O vinagre, assim como o vinho, é conhecido desde a antiguidade. Seu nome provém do francês vinaigre, ou vinho azedo. (AQUARONE; ZANCANARO, 1983). 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 é foi feito. (MORETTO, 1988).
Atualmente, a fermentação é definida como um fenômeno natural, em que certas matérias primas orgânicas complexas são transformadas em substâncias mais simples. Ela se deve a ação de leveduras, bactérias e fungos. Tais micro-organismos secretam enzimas indispensáveis para a degradação dessa matéria, que é utilizada por eles para a fermentação e para o seu desenvolvimento (AMORIM; LEÃO, 2005).
Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, os fermentados acéticos são definidos como os produtos obtidos da fermentação acética do fermentado alcoólico de mosto de frutas, cereais ou de vegetais, devendo apresentar acidez volátil mínima de 4,0 (quatro) gramas por 100 mililitros, expressa em ácido acético (ALCÂNTARA; SWARNAKAR, 2007).
Este processo consiste basicamente na passagem da mistura vinho/vinagre através de um material com grande superfície exposta e que contém as bactérias acéticas, encontrando em contracorrente o ar atmosférico. O equipamento utilizado é conhecido por gerador de vinagre ou vinagreira, de construção normalmente em madeira, embora possa ser usado aço inoxidável, alvenaria ou outro material que não seja atacado pelo ácido acético (AQUARONE; ZANCANARO, 1983).
Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi à produção de vinagre para realizar estudos cinéticos da evolução de teor de ácido acético nas amostras.
MATERIAL E MÉTODOS: Os experimentos foram realizados no laboratório da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, Campus Toledo. A fermentação acética foi realizada em uma vinagreira com capacidade de 9L, este equipamento foi construído no mesmo laboratório.
O processo é iniciado adicionando-se a vinagreira 3 litros de vinagre e 6 litros de vinho, ambos de qualidade e com bactérias acéticas ativas. A temperatura para este processo foi mantida nas condições ambientes, evitava-se abrir o equipamento para não ocorrer contaminações do ambientes e perdas de álcool por evaporação. Assim, coletava-se as amostras por uma torneira na parte inferior da vinagreira. O experimento foi monitorado diariamente para a determinação de acidez.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: De acordo com a teoria o álcool presente no vinho sofre oxidação se transformando em ácido acético, representado pela reação 1 a seguir (AQUARONE; LIMA; BORZANI; SCHMIDELL, 2001).
CH3CH2-OH + O2 → CH3-COOH + H2O (1)
O estudo cinético de um processo fermentativo consiste inicialmente na análise da evolução dos valores de concentração de um ou mais componentes de cultivo, em função do tempo de fermentação (AQUARONE, 2001). Devido a isso realizou-se testes comprovando que a reação tenha um mecanismo de primeira ordem. Assim, enquanto o álcool diminui sua concentração, o produto resultante sofre um aumento, o qual pelo mecanismo de primeira ordem é dada pela equação 2:
ln C = ln Cf - k . t ou ln(C/Cf) = - k . t (2)
Onde:
C = concentração inicial
Cf = concentração final (obtida em cada tempo determinado)
K = constante cinética
t = tempo
Com os dados experimentais, utilizando-se a equação de reações cinéticas de primeira ordem (2). Montou-se os gráficos da primeira e segunda batelada, representados pela figura 1, e construiu-se a curva de tendência. Através deste determinou-se a constante cinética (K) foi realizada através da linearização da equação 2, os dados obtidos estão apresentados a seguir.
(figura 1)
Através das curvas obtidas confirma-se uma cinética de primeira ordem, em vista que os dados mostram uma concordância com a linha de tendência. Esta semelhança é evidenciada pela figura 2, a qual demonstra o aumento da concentração de ácido acético nas bateladas.
(figura 2)
Figura 1: Gráfico da cinética da acidez em função do tempo – Primeira
Figura 2: Gráfico da acidez em função do tempo – Primeira e Segunda Ba
CONCLUSÕES: Com os estudos cinéticos realizados com os resultados experimentais evidenciam uma cinética de primeira ordem, visto que os dados obtidos estão em concordância com a linha de tendência, já que a acidez aumentou proporcionalmente. Bem como, a acidez atingiu os valores sugeridos pela legislação, considerando-se então um vinagre do tipo forte.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Professor Orientador Dr. Clóvis Bombardelli pelo apoio e oportunidade, e ao Campus Toledo da UTFPR, pelo incentivo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. ALCÂNTARA, Siumara Rodrigues; SWARNAKAR, Ramdayal. 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, 2007.
2. AMORIM, Henrique Viana; LEÃO, R. M.; Fermentação alcoólica: Ciência e tecnologia. Piracicaba: Fermentec, 2005. 434 p.
3. AQUARONE, Eugênio; BORZANI, Walter; SCHMIDELL, Willibaldo; LIMA, Urgel de Almeida. Biotecnologia industrial: Biotecnologia da Produção de Alimentos. São Paulo: Editora Edgard Blücher LTDA, v. 4, 2001.
4. AQUARONE, Eugênio; ZANCANARO, Júnior. Vinagres: Alimentos e bebidas produzidas por fermentação. São Paulo: Edgar Blücher Ltda, 1983.
5. MORETTO, Eliane Alves; CAMPOS, Roseane Fett; ARCHER, Célia M. Teixeira; PRUDÊNCIO, Rita M. Batisti; JOSÉ Antônio. Vinhos e Vinagre: Processamento e análises. Florianópolis: Editora UFSC, 1988.
