Eficiencia na fermentação de hidromel

8/6/2019 Eficiencia na fermentao de hidromel

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Rendimento e Eficincia da Fermentao Alcolica na

Produode Hidromel

ISSN 1517-1981

ISSN 1981-7215

Dezembro, 2008

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ISSN 1981-7215

Dezembro, 2008

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria

Centro de Pesquisa Agropecuria do Pantanal

Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento

Boletim de Pesquisa

e Desenvolvimento 84


Produode Hidromel

Eunice Cassanego IlhaFabiano Cleber BertoldiVanderlei Doniseti Acassio dos ReisErnani SantAnna

Corumb, MS2008


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Exemplares desta publicao podem ser adquiridos na:Embrapa Pantanal

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1 edio

Verso online (2008)Todos os direitos reservados.

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Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

Embrapa Pantanal

Rendimento e eficincia da fermentao alcolica na produo de hidromel [recursoeletrnico]/ Eunice Cassanego Ilha... [et al] Corumb: Embrapa Pantanal, 2008.

14p. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento / Embrapa Pantanal, ISSN 1517-1981; 82)

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1. Hidromel. 2. Apis mellifera. I. Ilha, Eunice Cassanego II. Bertoldi, Fabiano Cleber III.Reis, Vanderlei Doniseti Acssio dos. IV. SantAnna, Ernani V. Srie.

CDD 638.1 (21.ed.)

Embrapa 2008


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Sumrio

Resumo........................................................... 5Abstract .......................................................... 6

Introduo ....................................................... 7Material e Mtodos........................................... 9Resultados e Discusso................................... 10Concluses .................................................... 12Referncias.................................................... 13


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Produode Hidromel

Eunice Cassanego Ilha 1Fabiano Cleber Bertoldi 2Vanderlei Doniseti Acassio dos Reis 3

Ernani SantAnna4

Resumo

Este trabalho teve como objetivo avaliar o rendimento e a eficincia da fermentao alcolica no processo de

produo do hidromel. Foi utilizado mel de abelhas africanizadas (Apis mellifera L.) do tipo silvestre, para aobteno de hidromel, com a perspectiva de diversificao dos produtos derivados da apicultura. Alm disso,foi discutido tambm o possvel aproveitamento da gua de lavagem dos equipamentos utilizados nosprocessos de extrao e beneficiamento do mel para a produo de hidromel, os tipos de leveduras que podemser utilizadas para a obteno desse produto apcola e o seu possvel uso como matria-prima na obteno dovinagre demel. O mosto foi preparado com mel diludo em gua, resultando numa soluo com 21 oBrix,enriquecida com sulfato de amnio e fosfato de amnio e inoculada com fermento comercial desidratado(Saccharomyces cerevisiae) numa proporo de 4 g/L. A fermentao alcolica ocorreu temperaturaambiente, durante 84 horas. Um kg de mel rendeu 5 L de hidromel com um teor alcolico de 8,02% (v/v), apartir de um mosto com 17,11% (m/v) de acares totais. O rendimento da fermentao foi de 41,53% e aeficincia foi de 81,27%. Atravs dos resultados obtidos pode-se concluir que a fermentao alcolicaapresenta um consumo considervel de acares fermentescveis pelas leveduras num perodo de 84 horas,

resultando num teor alcolico prximo do valor mximo terico estipulado.

Palavras chave:Apis mellifera, abelhas africanizadas, fermentao, mel.

1 Mestre em Cincia dos Alimentos, Departamento de Cincia e Tecnologia de Alimentos, UFSC, Rod. Admar Gonzaga1346, CEP 88034-001, Florianpolis, SC. E-mail: [email protected] Doutor em Cincia dos Alimentos, Departamento de Cincia e Tecnologia de Alimentos, UFSC, Rod. Admar Gonzaga

1346, CEP 88034-001, Florianpolis, SC. E-mail: [email protected] Mestre em Entomologia, Embrapa Pantanal, C.P. 109, 79320-900, Corumb, MS. E-mail: [email protected] em Cincia dos Alimentos, Departamento de Cincia e Tecnologia de Alimentos, UFSC, Rod. Admar Gonzaga1346, CEP 88034-001, Florianpolis, SC. E-mail: [email protected]


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Alcoholic Fermentation Yield and Efficiency from Honey

Wine Production

Abstract

The objective of this work was to evaluate the yield and the efficiency of the alcoholic fermentation in the

process of honey wine production. Aiming diversifying the varieties of products derived from Africanized

honeybees (Apis mellifera L.) honey wine was obtained from honey. The mash was prepared by honey dilution

in water to 21o Brix; ammonium sulphate and ammonium fosphate were added. Active dried bakers yeast

(Saccharomyces cerevisiae) was used to inoculate the mash (4 g/L). The alcohol production was carried out at

room temperature during 84 hours. In this study, 1 kg of honey yielded 5 L of honey wine, with 8.02% alcohol

content (v/v), from a mash with 17.11% total sugars (w/v). The alcoholic fermentation yield was 41.53% andthe efficiency was 81.27%. Based on the results its possible to conclude that the alcoholic fermentation show

a considerable consumption of the sugars by yeasts during 84 hours, resulting in an alcoholic content next to

the stipulated values.

Index terms:Apis mellifera, Africanized honeybees, fermentation, honey.


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Introduo

O potencial apcola no Brasil grande, pois possui flora muito diversificada, elevada extenso territorial evariabilidade climtica, possibilitando a produo de mel o ano inteiro, diferenciando-se de outros pasesque geralmente coletam mel uma vez ao ano (Marchini, 2001).

O mel um alimento produzido pelas abelhas melferas (Apis mellifera L.), que pode ser obtido a partir donctar das flores, das secrees de plantas ou de excrees de insetos. As abelhas coletam essassubstncias e as transformam em mel, que armazenado pelas mesmas, deixando madurar nos favos dacolmia (Brasil, 2000). considerado um dos alimentos mais puros da natureza, apresentando em suacomposio: gua, glicose, frutose, sacarose, maltose, sais minerais, vitaminas, enzimas, hormnios,protenas, cidos, aminocidos e fermento (Batista, 2004).

O mel notoriamente o produto da apicultura mais conhecido e comercializado no mundo (SEBRAE, 2007),sendo utilizado em algumas regies, mais como medicamento do que como alimento (FAO,1986) e em outras,como a Etipia, ele largamente utilizado para a produo de vinho de mel (Fite et al., 1991; Teramoto et al.,2005), como tambm conhecido o hidromel. Entretanto, a maior parte do mel produzido no mundo vendidapara ser consumido como mel de mesa ou utilizado na indstria alimentcia. A falta de uniformidade nas

caractersticas fsico-qumicas e o comportamento qumico devem ser levados em considerao quando o mel usado industrialmente. O completo conhecimento das particularidades de cada tipo de mel necessrio para osucesso na utilizao desse produto apcola na panificao, produo de iogurte, doces, sorvetes e vinhos(Petrov, 1972).

Outros produtos podem ser desenvolvidos na propriedade rural com considervel sucesso e com maior valoragregado que o mel, ainda que em pequeno volume, e complementando a renda dos apicultores. Algunsdesses produtos so: a cera de abelha, a prpolis, o plen, a gelia real, a apitoxina, o hidromel, a manteigacom mel, o iogurte com mel, os licores, os doces, os sorvetes, os cosmticos, entre outros (FAO, 1986;Cortopassi-Laurino & Gelli, 1991; SEBRAE, 2007). O hidromel pode ser produzido nas diferentes regies doBrasil de maneira artesanal sem a necessidade de equipamentos sofisticados, quando comparados com osatualmente utilizados na produo de vinhos de uva, e informaes sobre os mesmos podem ser encontradasno trabalho de Mattietto et al. (2006).

O Brasil est iniciando a explorao desses novos produtos, de forma ainda muito incipiente, pelo baixo usode tecnologia pra tal fim, a falta de tradio nesses mercados e a pequena demanda interna gerada,principalmente, por fatores culturais. Para que se tenha um mercado estvel para esses produtos, faz-senecessrio o estmulo para a instalao de projetos que visem no s a explorao do mel, mas tambm aincorporao da obteno dos outros produtos no processo produtivo (SEBRAE, 2007). Dessa forma, outrofator que deve ser considerado que a gua de lavagem dos utenslios e equipamentos empregados naextrao e beneficiamento do mel pode ser utilizada na preparao do mosto, aproveitando-se esse resduode forma sustentvel (Fernandes, 2004).

H milhares de anos, o homem consome produtos obtidos em processos microbianos como bebidas alcolicasfermentadas, queijo, po, iogurte, molho de soja, entre outros (Tuse, 1994). O consumo do lcool, nasdiferentes civilizaes, inicia-se com a revoluo neoltica, sendo o hidromel e a cerveja as bebidas maisconsumidas nesse perodo com registros datados de 2200 a.C. (Lino, 2006). O hidromel uma bebidaalcolica conhecida em todo mundo com muitos relatos etnolgicos publicados, entretanto, ainda so muitoraras as pesquisas cientficas sobre o mesmo (Teramoto et al., 2005). Produtos fermentados base de melso largamente conhecidos e consumidos na Europa. Na Amrica Latina, se destacam a Argentina e aBolvia. No Brasil, esses tipos de produtos ainda no so populares, talvez pela falta de conhecimento e/ouestudos tecnolgicos para obteno dos mesmos (Mattietto et al., 2006). O hidromel tambm utilizadoem experimentos entomolgicos. Aps a emergncia dos insetos adultos, os mesmos so confinados emgaiolas entomolgicas e alimentados com soluo de hidromel a 10% para a determinao, por exemplo,da longevidade de cada indivduo (Silva, 2006) e avaliao dos seus semioqumicos (Duarte et al., 2006).

O hidromel obtido pela ao das leveduras do gnero Saccharomyces na fermentao do mosto constitudode mel diludo em gua e enriquecido com sais minerais (Crane, 1983; Fite et al., 1991; Aquarone et al., 2001;

Navrtil et al., 2001). J para a legislao nacional (Brasil, 1997) dada a seguinte definio: hidromel abebida com graduao alcolica de quatro a quatorze por cento em volume, a 20C, obtida pela fermentao


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alcolica de uma soluo de mel de abelha, sais nutrientes e gua potvel. Ohidromel tambm pode serclassificado em seco, licoroso, doce e espumoso, segundo sua tecnologia de fabricao.

Os minerais contidos no mel se encontram em quantidades muito pequenas para propiciar uma fermentaoeficiente, por isso, interessante potencializar o crescimento das leveduras mediante a adio de nutrientescomo tartarato neutro de amnio, fosfato de amnio, bitartarato de potssio, magnsio calcinado, sulfato declcio, cloreto de sdio e cido tartrico (Ordetex & Prez, 1966).

A fermentao do mosto depende especialmente da variedade do mel, da espcie de levedura, dos nutrientesdisponveis e do pH do meio (Navrtil et al., 2001). Os fermentos usados para se fazer hidromel so os mesmosutilizados na panificao.Ao contrrio das uvas, que contm fermentos em sua superfcie, no mel isso noocorre com freqncia. Por isso, so adicionados fermentos (leveduras), para maior segurana e controle naproduo de hidromel. Substncias que contenham nitrognio e alguns outros nutrientes tambm soadicionadas porque so necessrios ao crescimento das leveduras e existem no mel em pequena quantidade.Os fermentos conferem aromas diversos bebida, mas tambm podem produzir diferentes teores alcolicos nabebida final e diferentes teores de acar residual. Certos fermentos (no muito numerosos) no fermentamalm de 4% de lcool; outros (Saccharomyces bayanus, por exemplo) podem atingir at 15%. Alguns tmbaixa atenuao (proporo de acar transformado em lcool): deixam bastante acar na bebida, que ficamais doce do que as bebidas feitas com outros tipos de fermento. Outros fermentos (novamente S. bayanus)produzem uma bebida bastante seca. Deve-se levar isto em conta na hora de se escolher o fermento e a

quantidade de mel no mosto (TECPAR, 2006). No entanto, tambm j foram avaliadas e selecionadas levedurasespecficas para a produo de hidromel (Benedetti et al., 2003a, b).

H trs critrios de inspeo para o hidromel produzido: com acidificao actica, com outros tipos defermentao (ltica e butrica) e com caractersticas organolpticas anormais, sendo os seus destinoscondicionais: vinagre de mel de abelhas, lcool industrial e vinagre de mel de abelhas e/ou lcool industrial,respectivamente, mas caso sejam condenados em todas as situaes devem ser inutilizados (Brasil, 1985).

De acordo com a legislao nacional, o fermentado actico o produto obtido da fermentao actica dofermentado alcolico de mosto de frutas, cereais ou de outros vegetais, de mel, ou da mistura de vegetais, ouainda da mistura hidroalcolica, devendo apresentar acidez voltil mnima de 4,0 (quatro) gramas por 100mililitros, expressa em cido actico, podendo ser adicionado de vegetais, partes de vegetais ou extratosvegetais aromticos ou de sucos, aromas naturais ou condimentos e o fermentado actico de mel de abelha ou

vinagre de mel de abelha, o produto obtido pela fermentao actica do fermentado originrio do mel deabelha (Brasil, 1999).

Dessa forma, esta publicao, alm de mostrar uma perspectiva de diversificao dos produtos derivados domel das abelhas melferas, teve como objetivo avaliar o rendimento e a eficincia da fermentao alcolica noprocesso de obteno do hidromel. Alm disso, o produto gerado na fase final do experimento que possibilitoua obteno dos resultados que embasaram esta publicao poderia ser empregado como matria-prima para aproduo de vinagre de mel. As informaes sobre o processo de obteno desse outro produto podem serencontradas no seu respectivo Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa Pantanal(http://www.cpap.embrapa.br/publicacoes/index.php).


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Materiais e Mtodos

Este experimento foi realizado no Laboratrio de Biotecnologia Alimentar do Departamento de Cincia eTecnologia de Alimentos do Centro de Cincias Agrrias da Universidade Federal de Santa Catarina.

A matria-prima utilizada foi o mel de abelhas africanizadas (Apis mellifera

L.) do tipo silvestre, adquirido deNctar Sul Indstria e Comrcio de Produtos Apcolas Ltda., armazenado em embalagens de 25 kg, as quaisforam mantidas temperatura ambiente.

Para a fermentao alcolica, foi utilizado fermento comercial liofilizado (Saccharomyces cerevisiae) usado naindstria de panificao.

Para determinar a populao de leveduras viveis no fermento foi realizada contagem em placas utilizando omeio de cultura PDA (Potato Dextrose Agar) acidificado com soluo de cido tartrico a 10% de modo aajustar o pH em 3,50,1. As placas (triplicata) foram incubadas a 25oC durante cinco dias, segundorecomendao de Mislivec et al. (1992), obtendo-se uma contagem estimada de 1014UFC5/g.

O mosto foi preparado atravs da diluio do mel em gua at obter 21% de Brix, determinado por umrefratmetro manual. De acordo com Proste (1962 apudVidal,1983), 20 g de acar fermentescvel produz um

teor alcolico de 1 grau por litro de mosto. Considerando-se que o mel utilizado possua aproximadamente 80%de acares em condies de fermentao, a proporo mel/gua foi calculada pela seguinte frmula:

Y = 20 X 100

80

Onde

Y = quantidade de mel (g/L) a ser utilizada

X = teor alcolico (%) final desejado

Para estimular a fermentao, foram adicionados tambm ao mosto 0,2 g/L de sulfato de amnio e 0,02 g/L defosfato de amnio, sendo 4,5 o pH inicial.

Ao mel diludo e enriquecido com nutrientes foi adicionado o fermento (S. cerevisiae), previamente dissolvido nomosto, numa proporo de 4 g de fermento para cada litro de mosto.

Foram usadas cinco cubas de fermentao com capacidade de 2 L, uma por repetio. O volume de trabalhofoi de 1 L. O experimento foi realizado temperatura ambiente, at alcanar um teor alcolico constante. Ohidromel obtido foi centrifugado a 3000 rpm por 20 minutos e posteriormente engarrafado e pasteurizado embanho-maria temperatura de 60 C por 20 minutos.

Durante a fermentao alcolica foram retiradas alquotas de 20 mL, assepticamente, num intervalo de 12horas e efetuadas (em triplicata) as determinaes de acares totais pelo mtodo Clegg-Anthrone (Novoa etal., 1993) e a quantificao do teor de etanol foi avaliada pelo mtodo da oxidao do dicromato, segundo

metodologia da AOAC (1984).O rendimento da fermentao foi calculado em funo do lcool produzido (% m/v) em relao aos acaresconsumidos (% m/v), de acordo com Aquarone & Zancanaro Jnior (1983).

J a eficincia da fermentao foi determinada segundo Hang et al. (1981):

Eficincia (%) da fermentao alcolica = (lcool produzido/lcool terico a partir dos acares consumidos) x100.

5 Numa suspenso de clulas bacterianas, cada mililitro deve conter milhes de clulas. Nem todas, obviamente, esto viveis. O nmero declulas viveis presentes em uma suspenso tem sido genericamente denominado UFC (Unidades Formadoras de Colnias). Assim, UFC usado quase como sinnimo de clula vivel. Os mtodos de contagem de colnias em placas ancoram-se no princpio que, sendo a diluioe o semeio em placas bem feitos, cada colnia surgida considerada originria de uma nica clula vivel (Romeiro, 2001).


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Resultados e Discusso

O tipo do mel utilizado neste experimento apresentou uma concentrao de acares em torno de 88 o Brix, oque resultou numa diluio de cerca de 200 g desse mel para 1 L de gua, considerando-se que o teor alcolicofinal desejado era de 10% (v/v).

No foi necessrio efetuar qualquer correo de pH do mosto, pois o mesmo apresentou pH inicial de 4,5,

timo para a atividade do tipo de leveduras utilizadas neste experimento.A fermentao foi adequadamente conduzida temperatura ambiente que variou entre 26 e 33 oC, de acordocom o ideal sugerido pela literatura que especifica valores entre 25 e 35oC (Delanoe et al., 1989; Reguly, 1998;Aquarone et al., 2001).

A utilizao de Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento de panificao na concentrao de 4 g/L, aexemplo de Adams & Twiddy (1987), mostrou ser adequada para a obteno do teor alcolico desejado.

A Figura 1 apresenta os resultados mdios das determinaes de acares e etanol realizadas no decorrer dafermentao alcolica do mosto do mel de abelhas africanizadas do tipo silvestrediludo, temperaturaambiente.

Figura 1. Percentual do consumo mdio de acares (m/v) e produo mdia de etanol (v/v) em funo dotempo de fermentao.

A concentrao de acares foi reduzida de um valor inicial de 17,11% a valores menores do que 2%, em 72horas nas cinco repeties do experimento, mantendo-se constante desse ponto at s 84 horas defermentao.

Produo

deetanol(%)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 12 24 36 48 60 72 84

Tempo (horas)

Concentraodeacares(%)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Concentrao deacares(%)

Produ o de etanol %


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J a produo de etanol pelas leveduras alcanou uma concentrao final de 8,02% (v/v) aps 72 horas doprocesso fermentativo, mantendo-se assim at o final do mesmo. Nas cinco repeties do experimento foramobtidos hidromis com teores alcolicos que variaram de 7,97 a 8,15%, sendo comparveis aos teoresalcolicos de 7,0 a 10,0% observados por Vidal (1983).

O intervalo de tempo durante o qual houve a maior produo de lcool foi at 36 horas de fermentao. Esseresultado est de acordo com o indicado na literatura, como os encontrados por Bhatt et al. (1987), que

observaram uma elevada produo de lcool at 35 horas de fermentao alcolica utilizando S. cerevisiaecomo inculo.

Observou-se que o tempo do processo fermentativo foi de 84 horas e isso se deve ao fato do mosto ter sidoenriquecido com nutrientes como o sulfato de amnio e o fosfato de amnio. Fermentaes que ocorrem comcarncia desses fatores de crescimento so prolongadas; j a insuficincia de vitaminas um fator menos srio,especialmente se uma concentrao suficiente de nitrognio est presente, considerando que a maioria dasleveduras sintetizam as vitaminas para suas necessidades (Steinkraus & Morse, 1966). Esses autores tambmobservaram que, sem a adio de fatores de crescimento para as leveduras, alguns mis fermentaram muitolentamente e em outros a fermentao no ocorreu enquanto que, com a adio de nutrientes, todos os misfermentaram rapidamente, sem a presena de flavors6 indesejveis resultantes de fermentaes demoradas.

Vidal (1983) produziu hidromel a partir de mel de cana que um alimento rico em protenas e sais minerais,

quando comparado com outros tipos de mis de abelhas melferas, porm com um forte aroma de melao, queassociado colorao escura, torna o produto difcil de comercializar. O mel de cana mostrou ser umaexcelente matria-prima para a produo de vinho de mel, no necessitando, para sua fermentao, decorreo de pH nem acrscimo de nutrientes, ao contrrio do que ocorreu com mis claros que so pobres emfatores de crescimento.

A Figura 2 mostra os resultados obtidos do hidromel aps 84 horas de fermentao. O consumo de acaresdeterminado no final da fermentao alcolica foi de 15,22% (m/v). O mosto apresentou uma concentraoinicial de 17,11% (m/v) de acares totais o que significa uma utilizao, pelas leveduras, de 88,95% dessesacares no processo fermentativo.

Figura 2. Valores mdios desvio padro do consumo de acares totais (% m/v), produo de etanol (%m/v), etanol terico (% m/v), rendimento (%) e eficincia (%) aps 84 horas de fermentao alcolica do mostona produo do hidromel.

6Flavor a percepo de volteis vindos da boca. O olfato tem uma funo na apreciao do flavordos alimentos uma vez que, ele sentido por estimulao via retronasal, muito mais do que atravs do paladar.

Consumo deacares totais

Etanolproduzido

Etanolterico

Rendimento Eficincia0

20

40

60

80

%

15,220,06

6,320,05 7,780,03

41,530,38

81,270,74


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Na fermentao alcolica de acares, por ao de leveduras, os principais produtos obtidos em proporesequimolares so o etanol e o dixido de carbono (Figura 3). Esse mecanismo foi quantificado pela primeira vezpor Gay-Lussac, onde 100 kg de glicose rendem 51,1 kg de etanol e 48,9 kg de dixido de carbono. Orendimento terico de 51,1% em massa conhecido como coeficiente de Gay-Lussac e o dado bsico naeficincia de converso (Jackman, 1991).

Figura 3. Converso estequiomtrica da glicose a etanol e dixido de carbono (Equao de Gay-Lussac).

A determinao da concentrao de etanol durante a fermentao alcolica foi realizada em volume (% v/v).Para o clculo do rendimento, converteram-se os valores para massa (% m/v), utilizando para o clculo o valorda densidade do etanol 20oC, ou seja, 0,789 g/cm3. Considerando esta transformao de unidades

juntamente com o valor mdio de acar consumido durante a fermentao, foi possvel determinar orendimento da fermentao alcolica, que foi de 41,53%, ou seja, aproximadamente 41 g de etanol obtidos de100 g de acar fermentado, representando uma eficincia no processo fermentativo de 81,27%. Essesresultados so coerentes com os encontrados na literatura, pois segundo Hashizume (1983), mesmo emcondies timas de trabalho, o rendimento mais elevado em fermentaes alcolicas no supera os 48%, e,no processo industrial, o rendimento ainda menor.

Concluses

Utilizando-se fermento comercial liofilizado (Saccharomyces cerevisiae) como inculo foi possvel produzirhidromel a partir de um tipo de mel silvestre de abelhas africanizadas (Apis mellifera L.).

A fermentao alcolica do mosto na produo de hidromel apresenta um consumo considervel de acaresfermentescveis pelas leveduras num perodo de 84 horas, resultando num teor alcolico prximo do valormximo terico estipulado, e, consequentemente obtendo-se bom rendimento e eficincia no processo.

Agradecimentos

CAPES, pelo auxlio financeiro disponibilizado primeira autora para a realizao do trabalho sobre produode hidromel.

.

Glicose Etanol Dixido de carbono

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

Massa Molar (MM) = 180 g/mol MM = 92 g/mol MM = 88 g/mol


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Referncias

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Eficiencia na fermentação de hidromel