COMPORTAMENTO DA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA PARA DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE POLPA DE SAPOTI

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Alimentos

Autores

Costa, F.K.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Gaban, S.V.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ)

Resumo

O sapoti é um fruto de amadurecimento rápido, o que dificulta sua conservação e comercialização. Visando buscar alternativas para o seu consumo, o presente estudo buscou avaliar a produção de etanol a partir de sua polpa. Verificou-se o consumo de açúcar, velocidade e produtividade da fermentação em 3 ensaios com concentrações de 5, 10 e 15%, em quadruplicata em 100mL de mosto. Realizou-se pesagens dos reatores a cada 1 hora. A diferença da massa de CO2 desprendida foi convertida à massa de etanol, sendo possível o cálculo para o consumo de açúcar e a cinética da produção. Em 4 horas, a produção de etanol foi de 86,59g/L, 88,63g/L e 86,38g/L nos ensaios a 5%, 10% e 15%, respectivamente. A polpa de 10% exibiu maior velocidade de produção de etanol (54,20g L-1 h-1) em 3 horas de fermentação.

Palavras chaves

Cinética; Fermentado; Sapoti

Introdução

Novas descobertas acerca de fermentado de frutas vem sendo desenvolvidas ao longo dos séculos (DIAS, 2001). A legislação brasileira afirma que fermentado de fruta é a bebida com graduação alcoólica de 4 a 14% em volume, obtida da fermentação do mosto de fruta sã, fresca e madura (BRASIL,1997). Nos primeiros estudos sobre a fermentação alcoólica, Black postulou, no século XVIII, que o etanol e gás carbônico eram os únicos produtos formados durante a fermentação. Pasteur explicou a natureza da fermentação alcoólica, onde 100 partes de sacarose proporcionam 105,4 partes de açúcar invertido, que por sua vez, produzem 51,1 partes de etanol, 49,4 partes de CO2, 3,2 partes de glicerol, 0,7 partes de ácido succínico e uma parte de outras substâncias que pode ser compreendido pela equação de Gay Lussac (PACHECO, 2010). O sapoti (Manilkara sapota L.) é um fruto originário da América Central que se adapta aos mais diferentes tipos de solo, clima e altitude. Seu desenvolvimento é mais favorecido em regiões de altas temperaturas e umidade, principalmente na região Nordeste, e pode ser encontrado em todo o Brasil e durante todo o ano (BANDEIRA, 2003). O sapoti é um fruto muito perecível e por ser climatérico (MIRANDA, 2002), seu amadurecimento é rápido, o que dificulta sua conservação e comercialização. O tema sugere o aproveitamento de uma matéria prima utilizada mais precisamente in natura, já que o sapoti é bastante perecível e abundante na região Nordeste. Dessa forma a pesquisa foi realizada com o objetivo de estudar o aproveitamento do sapoti, buscando uma metodologia para a otimização do processo de fermentação alcoólica, verificando os efeitos das variáveis; consumo de açúcar, produção de etanol, produtividade da fermentação.

Material e métodos

Os sapotis, o fermento biológico comercial e o açúcar foram obtidos no comércio da cidade de Fortaleza-CE. Utilizou-se refratômetro manual de 0 a 30º Brix para medir o teor de sólidos solúveis totais, balança semi-analítica, um mixer para processar os frutos, termômetro com graduação de -10 a 100ºC e reatores artesanais com capacidade para 1L. O estudo foi realizado no Laboratório de Biotecnologia do Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFC. Os sapotis foram higienizados em solução de 200 ppm de cloro por 15 minutos e feito uma lavagem para eliminação dos resíduos. Em seguida, foram processados por 10 minutos para o preparo da polpa, onde se mediu o teor de sólidos solúveis totais obtendo 15º Brix. O meio de fermentação foi corrigido para 18º Brix. Foram suspensas 10g do fermento em 50mL do mosto, para adaptação, e em seguida adicionadas ao restante do mosto no reator. O processo foi realizado em 3 ensaios com 5, 10 e 15% de polpa, em quadruplicata, em 100mL de mosto, entre 28 a 30ºC. A produção de CO2, o consumo de açúcar e a produção de etanol foram acompanhadas através de pesagens dos reatores, a cada 1 hora, após desprendimento do CO2 nas 7 horas de fermentação. O rendimento teórico de conversão de glicose em CO2 é de 88/180 = 0,49g e de glicose em etanol é de 92/180 = 0,51g. Desta forma, a massa de CO2 liberada a cada 1 hora pode ser convertida em etanol, multiplicando a massa do CO2 pela razão 0,51/0,49. Os cálculos das velocidades instantâneas da produção de etanol e consumo de açúcar foram realizados pelas seguintes fórmulas: Substrato: dS/dti = - (S i+1 – S i – 1) / (t i + 1 – t i – 1); Produto: dP/dti = (P i+1 – P i – 1) / (t i + 1 – t i – 1). A produtividade da fermentação foi calculada pela relação entre o etanol produzido e o tempo de fermentação.

Resultado e discussão

O Gráfico 1, mostra uma queda de 95,8% do açúcar inicial, produzindo 93,07g/L de etanol após 7 horas. Em 4 horas de fermentação, ocorreu uma produção de etanol de 86,59g/L. Em Almeida et al., (2006), obteve-se 61,27g/L de etanol em 16 horas de fermentação de polpa do mandacaru a 11ºBrix. No Gráfico 2, percebe-se uma queda de 98,68% do substrato inicial com produção de 92,24g/L de etanol ao final do processo. Em 4 horas de fermentação, houve uma produção de 88,63g/L de etanol. Em Almeida et al., (2006), em um segundo momento da fermentação, verificou-se um decréscimo de 94% de açúcares e a concentração de etanol atingiu 82,11g/L ao final de 11 horas de fermentação. O Gráfico 3, mostra uma queda de 98,65% do açúcar inicial. Obteve-se uma produção total de etanol de 91,27%, com produção de 86,38g/L em até 4 horas. A diferença inicial de açúcares entre as polpas de 5% e de 10% é de 3,68%, entre as polpas de 5% e 15% é de 4,73% e entre as polpas de 10% e 15% é de 1,09%. Analisando os resultados, pode-se confirmar que em 4 horas, a polpa de sapoti a 10% teve uma maior produção de etanol do que as polpas de 5% e 15%. No Gráfico 4, é possível perceber que a maior velocidade de consumo de açúcar foi 51,80g L-1 h-1 e de produção de etanol foi de 26,48 g L-1 h-1 até 3 horas de fermentação. No Gráfico 5, é possível perceber que a maior velocidade de consumo de açúcar foi 54,20g L-1 h-1 e de produção de etanol foi de 27,70 g L-1 h-1 até 3 horas. No Gráfico 6, é possível perceber que a maior velocidade de consumo de açúcar foi 53,31g L-1 h-1 e de produção de etanol foi de 27,25 g L-1 h-1 até 3 horas de fermentação. A produtividade foi de 13,3g/Lh (5%), 13,18g/Lh (10%) e 13,04g/Lh em 15% de polpa. Em Pacheco (2010), observou-se uma produtividade de 12,16g/Lh em 7 horas de fermentação.

São apresentadas análises gráficas das médias de produção de etanol e consumo de açúcar nas concentrações das polpas de sapoti durante 7 horas.


São apresentadas análises gráficas das médias de velocidade de produção de etanol e consumo de açúcar nas concentrações das polpas de sapoti.

Conclusões

A concentração de 10% de polpa de sapoti foi a mais produtiva embora não possa assegurar diferença estatística. É possível afirmar que a velocidade de produção de etanol e consumo de açúcar em 10% de polpa de sapoti foi ligeiramente mais rápida do que em 5% e 15%. Os cálculos da produção de etanol a partir do açúcar consumido representam o rendimento teórico do etanol, pois o açúcar consumido foi utilizado também para manutenção celular, compostos secundários além da produção de etanol e CO2, logo pode ter ocorrido um maior consumo de açúcar do que o exposto neste trabalho.

Agradecimentos

Referências

ALMEIDA, M. M. et al. Cinética da produção do fermentado do fruto do mandacaru. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v. 8, n. 1, p.35-42, 12 jun. 2006.

BANDEIRA, C. T. et al. O cultivo do sapotizeiro. Fortaleza: Embrapa Agroindústria Tropical, 2003. 20p. (Embrapa Agroindústria Tropical. Circular técnica, 13).

BRASIL, Decreto nº 2314, 4 de setembro de 1997, Dispõe sobre o registro, classificação, padronização, controle, inspeção e fiscalização de bebidas. Diário Oficial da União. Brasília.

DIAS, D. R. Elaboração de bebida alcoólica fermentada a partir de mostos de cajá (Spondias mombin) e cacau (Theobroma cacao). Lavras: UFLA, 2001. 130p. (Dissertação de Mestrado).

MIRANDA, M. R. A. et al. Armazenamento de dois tipos de Sapoti sob condição de ambiente. Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal, v. 24, n. 03, p.644-646, dez. 2002.

PACHECO, T. F. Fermentação alcoólica com leveduras de características floculantes em reator tipo torre com escoamento ascendente. 2010. 107 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal de Uberlândia, 2010.