Faculdade de Ciências e Tecnologia - pfigueiredo.org · No final da fermentação é feita uma trasfega e ... utilizámos o seguinte material: ... e um Triturador. Filtração do

Universidade Nova de Lisboa Faculdade de Ciências e Tecnologia

Orientador: Doutor Paulo Figueiredo

Relatório realizado por:

Alexandra Isabel Viseu Silva – Escola Secundária de Amora

Filipa Michelle da Cruz Godinho – Escola Secundária de Sampaio

“Modelização química do envelhecimento do vinho”

Setembro 2008

Universidade Nova de Lisboa

Modelização química do envelhecimento do vinho

2

Índice

Pág.

Introdução……………………………………………………………………………...………………………………4

Materiais e Métodos………………………………………………………………..……………….…………….7

Resultados e Discussão……………………...…………………………….........................………………8

Conclusão......................………………………………………………………………..……………………….14

Bibliografia…………………………………………...………….…………………………………………………..15



3

Este relatório foi desenvolvido no âmbito dos estágios "Modelização química do

envelhecimento do vinho" pertencentes ao projecto de Ocupação Científica dos

jovens nas Férias, por parte da Ciência Viva, na Faculdade de Ciências e

Tecnologia da UNL, durante os dias 1 de Setembro a 5 de Setembro de 2008.

Durante a actividade experimental tivemos como objectivos compreender quais

são os pigmentos responsáveis pela cor do vinho e perceber quimicamente

como é que a cor do vinho evolui ao longo do seu envelhecimento.



4

Introdução

Qualquer tipo de vinho é produzido a partir da uva. As características de cada

género de uva variam conforme a casta, características do solo e edafoclimáticas,

modificando a sua composição química (1). Assim, em relação à característica que

vamos estudar, a cor do vinho, temos como componentes fundamentais as

antocianinas (e os seus derivados como as vitisinas), os taninos e ácidos provenientes

quer da uva quer dos pigmentos (málico, acético, pirúvico,...)

As antocianinas são os pigmentos que fornecem a cor inicial ao vinho (2). Estas

moléculas fazem parte dos flavonóides, que por sua vez pertencem à família dos

polifenóis (3). As antocianinas são formas glicosiladas das antocianidinas e são mais

frequantes na natureza. Estas principais agliconas são: malvidina, cianidina, peonidina,

delfinidina, petunidina e pelargonidina (4) (Fig. 1).

Composto R1 R2

Cianidina OH H Peonidina OCH3 H Delfinidina OH OH Pelargonidina H H Malvidina OCH3 OCH3 Petunidina OCH3 OH

Fig.1

Estes pigmentos são afectados pelo pH. Quando as condições de pH são

alteradas (5), as antocianinas absorvem a comprimentos de onda diferentes (4). Assim

quando estas se encontram em soluções com um pH diferente existe mudança de cor.

A pH moderadamente ácido (1 – 5), o catião flavílio sofre uma desprotonação, sem



5

formação das bases quinonoidais (violetas) e um ataque por moléculas de água,

originando o hemiacetal, incolor, que por sua vez, se encontra em equilíbrio lento com

as chalconas (incolores). A pH básico, as bases quinonoidais sofrem nova perca de

protão, originando formas ionizadas instáveis (cor verde-azulada) (6) (Fig. 2).

Fig.2



6

Nas uvas, a antocianina mais comum é a oenina ou malvidina 3-glucósido (4).

Quando este composto se apresenta numa concentração elevada ocorre

autoassociação, ou seja as antocianinas partilham electrões acabando por se

“empilharem” umas com as outras, o que as protege da acção do ataque por

moléculas de água (formação de hemiecetal). Ao longo da produção do vinho, as

antocianinas sofrem algumas reacções com outros componentes do vinho,

transformando-se noutros compostos que modificam a cor do vinho ao longo do seu

envelhecimento (7).

Todo o cacho tem componentes que intervêm ao longo da produção do vinho

na cor final do mesmo: as antocianinas provêm da película da uva (1), os taninos do

engaço e das grainhas (em menor quantidade) e o ácido málico da própria baga. No

início da produção do vinho, é adicionado SO2 às uvas, de forma a inibir a fermentação

espontânea e oxidações (8). De seguida, as uvas são esmagadas e os componentes

mencionados misturam-se no mosto. É a partir daqui que a primeira fermentação

(alcoólica) se inicia. Durante aproximadamente 3 semanas o vinho sofre a primeira

fermentação onde se formam algumas substâncias como o ácido pirúvico, dióxido de

carbono e etanol. O ácido pirúvico formado pode associar-se às antocininas formando

vitisinas. Quando esta reacção ocorre, a aromaticidade da molécula é estendida

originando um vermelho mais aberto que a cor original das antocininas (2).

Quando o SO2 é adicionado até uma dada concentração ao vinho, vai reagir

com as antocianinas originando um aduto e a cor estabiliza (8). Se for adicionado em

concentrações excessivas pode degradar as antocininas e o vinho perde a cor (5).

Assim, quando é adicionado SO2 ao vinho a cor fica apenas estabilizada.

No final da fermentação é feita uma trasfega e junta-se novamente SO2. O

vinho fica a estagiar durante algum tempo. Mais tarde sofre a fermentação

maloláctica, de seguida nova trasfega para os barris, com adição de SO2, onde irá

envelhecer (1).

Como já mencionámos, os taninos estão presentes no engaço e nas grainhas.

Até o vinho ser colocado nas pipas de madeira, a concentração de taninos é pequena.

Numa primeira fase, estas moléculas são responsáveis por reacções de copigmentação

(5), ou seja, estabiliza a cor que as antocianinas dão ao vinho, não existindo uma

mudança de cor visível a olho nu. Mais tarde, quando o vinho é colocado nas pipas de

madeira, estas fornecem-lhe uma maior quantidade de taninos. Estas moléculas ao

reagirem com as antocianinas formam estruturas poliméricas que conferem aos vinhos

uma cor mais alaranjada (com absorção a comprimentos de onda menores).



7

Portanto, a cor de um vinho bem envelhecido resultará de uma diversidade de

fenómenos físico-químicos que fazem parte compostos provenientes da uva, dos

microorganismos fermentadores e da arte do enólogo.

Materiais e Métodos

Extracto bruto:

Para podermos extrair as antocianinas utilizámos o seguinte material: 1 kg de uvas

de mesa aquiridas no comércio. A extração foi feita em água (85%) e etanol Absoluto

Chromasol (15%) e um Triturador.

Filtração do Extracto bruto:

O extracto foi filtrado em Filtros de papel, marca Macherey Nagel, sem cinza, MN

640 m; 5,5 cm de diâmetro, usando um Kit de filtração para HPLC, marca Millipore e uma

Bomba de membrana, marca Millipore.

Efeito do pH:

Utilizámos como reagentes: ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH) em

duas concentrações diferentes.

Branqueamento com o SO2:

Foi adicionado ácido sulfuroso da marca Sigma-Aldrich, reagente ACS ao extracto

bruto previamente obtido.

Preparaçãos dos extractos com vitisinas:

Foi adicionado ácido pirúvico da marca Acros Organics, extra pure 98% ao extracto

bruto previamente obtido.

Preparaçãos dos extractos com taninos:

Adicionámos ácido tânico da marca Sigma-Aldrich, reagente ACS ao extracto bruto

previamente obtido.

Cromatografia:

Todas as amostras obtidas após a extracção e purificação foram analisadas num

aparelho de HPLC, Spectra Systems com detector de vector de díodos UV6000LP (Grupo

Thermo Electron). A recolha de dados e a sua análise foi afectuada utlizando o software

Finnigan Xcalibur 1.4. A coluna utilizada foi uma C18 5 µ ODB (250x4.6mm, tamanho da

partícula 5µm, Interchim Uptisphere. Montluçon, France). Foi usada uma fase móvel

binária para eluir as amostras injectadas. Os eluentes utilizados foram: água/ácido



8

fórmico/acetonitrilo (87:10:3, v/v/v; eluente A) e água/ácido fórmico/acetonitrilo

(40:10:50, v/v/v; eluente B).

O gradiente de eluição foi de 10 a 25% B durante 10 minutos, manteve-se em 15%

durante 3 minutos, de 15 a 25% B nos 7 minutos seguintes, de 25 a 55% B durante

30 minutos, de 55% a 100% B durante 1 minuto, depois manteve-se a 100% B durante

5 minutos e por fim de 100 a 10% B durante 0.1 minutos. O programa teve uma duração

de 55 minutos com uma injecção de 20 µL e um fluxo de 1.0 mL/min.

As amostras utilizadas foram: extracto bruto, extracto com vitisinas e extracto com

taninos. Estas amostras foram purificadas com Mini colunas de SPE (Extracção em Fase

Sólida), Adsorbex MERCK, RP – 18 400MG, e colocadas em vials de vidro. As colunas foram

condicionadas com metanol e a eluição foi feita com Metanol/ácido fórmico (p”H” ≈1). De

seguida foram filtradas com Filtros de seringa para HPLC, marca Millipor, Millex – HV 0.45

µm. (9)

Resultados e Discussão

Obtenção do Extracto bruto:

1. Separámos a película da uva da

polpa;

2. Colocámos as películas da uva num

balão de erlenmeyer (Fig.3),

juntámos 15% de etanol e água

destilada. Misturámos;

3. Após esperarmos algumas horas,

filtrámos a solução com as películas

de uva;

4. Mantivemos no frio a solução

filtrada durante algumas horas,

para impedir a degradação dos pigmentos. Fig. 3

Efeito do pH:

1. Pusemos uma amostra do extracto bruto em 5 balões de erlenmeyer de 100 mL

(Fig. 4);

2. Juntámos, até aos 75 mL, água destilada nos balões de erlenmeyer;

3. No balão erlenmeyer (modelo 1) juntámos HCl para ficar com o pH do vinho;

4. No balão erlenmeyer (modelo 2) juntámos maior quantidade de HCl;

5. No balão erlenmeyer (modelo 3) adicionámos uma solução concentrada de NaOH;



9

6. No balão erlenmeyer (modelo 4) adicionámos uma concentração diluída de NaOH;

Fig.4

Modelo 1 – Apresenta o pH do vinho, ou seja, por volta de 3, logo tem a cor

característica do vinho tinto, resultante de um equilíbrio das formas AH2+, BH2 e C (ver Fig.

2).

Modelo 2 – Tem um pH menor que o do vinho, ou seja, menor que 3, então a cor é

um vermelho mais vivo, devido à presença predominante do catião flavílio.

Modelo 3 – Tem um pH elevado, cerca de 9/10 e desta forma a sua cor é verde,

causada pelas presenças das formas ionizadas.

Modelo 4 – Tem um pH mais baixo que o modelo 3, adquirindo uma cor entre os

violetas e azuis, característica da prodominância das bases quinonoidais.

No primeiro mês da produção do vinho, este apresenta a cor do modelo 1, ou seja,

a cor que as antocianinas lhe conferem naturalmente, a pH ≈ 3. Esta cor vai sendo

estabilizada devido à adição de SO2 sob a forma de ácido sulfuroso e outras substâncias

presentes no vinho (por exemplo, os taninos e alguns ácidos aromáticos), os quais

estabilizam o catião flavílio por efeito de copigmentação.

Origem das vitisinas:

1. Dividimos o extracto do balão erlenmeyer (modelo 5), amostra de controlo, em

dois balões erlenmeyer. Num deles (modelo 6) adicionámos ácido pirúvico (Fig. 5);

Modelo 1

Modelo 2

Modelo 4

Modelo 3



10

Fig. 5

As antocianinas na presença de ácido pirúvico, resultante da fermentação

alcoólica, formam um complexo molecular, as vitisinas (1).

Origem dos taninos:

1. Numa amostra do extracto de uva adicionámos taninos e água destilada;

2. Numa outra amostra de extracto de uva, adicionámos a mesma quantidade de

água destilada sem taninos (Fig. 6);

Fig. 6

Na figura 6 é notável a diferença de cor, pois trata-se de uma solução diluída, em

que é possível existir copigmentação no extracto dos taninos e alteração da cor da

amostra. No vinho, a concentração de antocianinas e a sua autoassociação reduzem

fortemente a copigmentação e portanto não se vê alteração perceptível da cor.

Numa primeira fase, os taninos provenientes do engaço, não alteram a cor do vinho. Quando o vinho é transferido para as pipas a sua cor ganha um tom alaranjado devido à presença de taninos. Os taninos também são responsáveis pela manutenção da cor do vinho, pois são mais resistentes a reações com as moléculas de água.

Extracto com taninos

Extracto bruto

Extracto bruto Extracto com ácido pirúvico



11

Cromatografia:

1. Purificámos e filtrámos o extracto bruto, o extracto com vitisinas e o extracto com

os taninos;

2. As amostras foram colocadas no HPLC e seguimos o procedimento indicado

anteriormente.

Obtivemos os seguindes resultados:

Extracto bruto

Espectro e Absorção – Pico A

Fig. 7

Fig. 8

A

C

B



12

Espectro de Absorção – Pico B

Espectro de Absorção – Pico C

Extracto com ácido tânico

Fig. 9

Fig. 10

Fig. 11



13

Extracto com ácido pirúvico

Da análise dos três cromatogramas (Fig. 7, 11 e 12) observamos que são muito

semelhantes entre si, o que nos permite concluir que estamos na presença de substâncias

análogas. Ao analisar o cromatograma do extracto bruto (Fig. 7), salientam-se três picos

relevantes (A, B e C). Estes representam as espécies que se apresentam em maior

concentração. O pico A tem uma maior absorvância aos 525nm, o pico B aos 513nm e o C

aos 525nm. Todos os três apresentam espectros de absorção característicos das

antocininas.

No entanto, há que realçar que no cromatograma que diz respeito à análise do

extracto bruto com ácido pirúvico (Fig. 12) existe um pico aos 20,72 minutos inexistente

nas demais análises realizadas. Este novo componente possivelmente resultará da reacção

entre as antocininas existentes no extracto bruto com o ácido pirúvico, a qual está na

origem de vitisinas.

Ao comparar os cromatogramas do extracto bruto e da amostra com ácido tânico

verifica-se que não extistem diferenças relevantes, o que não permite tirar conclusões

sobre a influência deste ácido na cor do vinho.

Fig. 12



14

Conclusão

Todo o conhecimento teórico que nos foi transmitido acerca das reações químicas

ocorridas durante a produção e envelhecimento do vinho foi demonstrado mediante as

experiências que fizemos. Desta forma, todos os resultados que obtivemos durante os

ensaios do pH, do efeito do dióxido de enxofre e do ácido pirúvico foram os esperados.

Depois de produzirmos as diferentes amostras do extracto bruto, do extracto com

ácido pirúvico e do extracto com os taninos, pudemos analisá-las no HPLC. Aqui foi

possível ver quais as semelhanças e diferenças entre estas principais amostras testadas,

inclusive a formação de um novo composto no extracto com adição de ácido pirúvico.

Assim, pensamos ter conseguido atingir os objectivos inicialmente propostos.

Ficámos a perceber melhor todo o percurso químico que o vinho leva desde o bago

da uva até ao engarrafamento.



15

Bibliografia

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Emerging Technologies, Vol 9 (2008).

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