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UNIVERSIDADE ESTATUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CÂMPUS DE BOTUCATU
ANÁLISE ISOTÓPICA DO GÁS CARBÔNICO DE ESPUMANTES
COMERCIALIZADOS NO BRASIL
BRUNO DA SILVA JUBILEU
Tese apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu,
para obtenção do título de Doutor em Agronomia
(Energia na Agricultura)
BOTUCATU – SP
Março – 2015
UNIVERSIDADE ESTATUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CÂMPUS DE BOTUCATU
ANÁLISE ISOTÓPICA DO GÁS CARBÔNICO DE ESPUMANTES
COMERCIALIZADOS NO BRASIL
BRUNO DA SILVA JUBILEU
Orientador: Prof. Dr. Waldemar Gastoni Venturini Filho
Tese apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu,
para obtenção do título de Doutor em Agronomia
(Energia na Agricultura)
BOTUCATU – SP
Março – 2015
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO
DA INFORMAÇÃO – SERVIÇO TÉCNICO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - UNESP – FCA
– LAGEADO- BOTUCATU (SP)
Jubileu, Bruno da Silva, 1980-
J91a Análise isotópica do gás carbônico de espumantes comer-
cializados no Brasil / Bruno da Silva Jubileu. – Botucatu
: [s.n.], 2015
xii, 65 f. : il. (alguns color.), grafs., tabs.
Tese(Doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Fa-
culdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, 2015
Orientador: Waldemar Gastoni Venturini Filho Inclui bibliografia
1. Vinho. 2. Carbono - Isótopos estáveis. 3. Bebidas - legislação 4. Adulterações. I. Venturini Filho, Waldemar
Gastoni. II. Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mes-
quita Filho”(Campus de Botucatu). Faculdade de Ciências
Agronômicas de Botucatu. III. Título.
III
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho principalmente aos meus filhos e minha esposa, pelo
companheirismo e dedicação para que eu conseguisse concluir o doutorado.
Aos meus pais pelo apoio integral.
Ao meu irmão que mesmo estando longe me incentivou muito.
E a todos que me ajudaram tanto no trabalho braçal como intelectual.
IV
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Waldemar Gastoni Venturini Filho, pela orientação na elaboração e
condução deste trabalho.
Agradeço à Faculdade de Ciências Agronômicas e à coordenação do curso de Pós
Graduação Energia na Agricultura, por me proporcionar essa oportunidade de estudo e
desenvolvimento profissional.
Aos Professores Doutores Carlos Ducatti e Maria Marcia Pereira Sartori, pela
disposição em discutir os meus resultados e estar sempre à disposição.
Ao CNPq pelo auxílio de bolsa de doutorado.
Aos meus companheiros de laboratório.
V
SUMÁRIO
Página
LISTA DE TABELAS.......................................................................................... VIII
LISTA DE FIGURAS........................................................................................... X
LISTA DE EQUAÇÕES....................................................................................... XII
RESUMO.............................................................................................................. 1
ABSTRACT.......................................................................................................... 2
CÁPITULO I......................................................................................................... 3
CONSIDERAÇÕES INICIAIS............................................................................. 4
1. INTRODUÇÃO................................................................................................ 4
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................... 5
2.1. Mercado de espumantes................................................................................. 5
2.2. Legislação brasileira de espumantes.............................................................. 6
2.2.1. Espumante................................................................................................... 6
2.2.2. Vinho moscatel espumante......................................................................... 7
2.3. Matérias primas.............................................................................................. 7
2.3.1. Variedades de uvas utilizadas para elaboração de espumante.................... 8
2.3.2. Variedades de uvas utilizadas para elaboração de vinho moscatel
espumante..............................................................................................................
9
2.4. Processo de elaboração de vinho espumante................................................. 9
2.4.1. Elaboração do vinho base............................................................................ 9
2.4.2. Formação de espuma................................................................................... 11
2.5. Processo de elaboração de vinho moscatel espumante.................................. 13
2.5.1. Operações pré-fermentativas....................................................................... 13
VI
2.5.2. Fermentação Alcoólica................................................................................ 14
3. ANÁLISE ISOTÓPICA DE BEBIDAS........................................................... 15
3.1. Isótopos estáveis............................................................................................. 15
3.2. Plantas do ciclo fotossintético C3 e C4........................................................... 17
3.3. Diluição isotópica........................................................................................... 17
3.4. Fracionamento isotópico................................................................................ 18
3.5. Aplicação da análise isotópica em bebidas.................................................... 19
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................. 21
CÁPITULO II....................................................................................................... 25
QUALIDADE DE ESPUMANTES COMERCIALIZADOS NO BRASIL
13C DO DIÓXIDO DE
CARBONO........................................................................................................... 26
RESUMO.............................................................................................................. 26
ABSTRACT.......................................................................................................... 27
1. INTRODUÇÃO................................................................................................ 28
2. MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................. 29
2.1. Planejamento experimental............................................................................ 30
2.2. Desenvolvimento da metodologia.................................................................. 30
2.2.1. Análises isotópicas...................................................................................... 30
2.2.2. Análise do gás carbônico em espumantes, espumantes moscatéis,
espumantes elaborado em laboratório e CO2 comercial....................................... 31
2.2.3. Fracionamento isotópico............................................................................. 31
2.2.4. Otimização.................................................................................................. 32
2.3. Análise estatítica............................................................................................ 33
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO...................................................................... 33
VII
4. CONCLUSÃO.................................................................................................. 45
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................. 46
CÁPITULO III...................................................................................................... 49
QUAL TIPO DE DIÓXIDO DE CARBONO CONSUMIDO NO BRASIL?..... 50
RESUMO.............................................................................................................. 50
ABSTRACT.......................................................................................................... 51
1. INTRODUÇÃO................................................................................................ 52
2. MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................. 53
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO...................................................................... 54
4. CONCLUSÃO.................................................................................................. 63
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................. 63
VIII
LISTA DE TABELAS
Página
CÁPITULO I........................................................................................................ 3
CONSIDERAÇÕES INICIAIS............................................................................ 4
Tabela 1. Padrões de identidade e qualidade dos vinhos espumantes
brasileiros.............................................................................................................
6
Tabela 2. Padrões de identidade e qualidade do vinho Moscatel espumante
brasileiro...............................................................................................................
7
Tabela 3. Razão isotópica absoluta dos padrões internacionais........................... 12
Tabela 4. Abundância natural dos isótopos estáveis (átomos %) e suas
moléculas gasosas comumente utilizadas em espectrometria de massas.............
13
CÁPITULO II...................................................................................................... 19
QUALIDADE DE ESPUMANTES COMERCIALISADOS NO BRASIL
13C DO DIÓXIDO DE
CARBONO......................................................................................................... 20
Tabela 1. Analise isotópica de espumantes elaborados em laboratório............... 28
Tabela 2. Analise isotópica de açúcar fermentado em água................................ 29
Tabela 3. Análise isotópica de açúcar.................................................................. 30
Tabela 4. Análise isotópica de espumantes comerciais........................................ 32
Tabela 5. Análise isotópica de sumo de uva........................................................ 33
Tabela 6. Análise isotópica de CO2 industrial...................................................... 34
Tabela 7. Porcentagem de contribuição de cada componente da mistura, para
o intervalo de valores de delta de carbono-13 encontrados nos espumantes
comerciais analisados...........................................................................................
35
IX
Tabela 8. Análise isotópica de vinho moscatel espumante.................................. 38
Tabela 9. Porcentagem de contribuição de cada componente da mistura, para o
intervalo de valores de delta de carbono-13 encontrados nos espumantes moscatéis
comerciais analisados..................................................................................................... 38
CÁPITULO III..................................................................................................... 41
QUAL O TIPO DE DIÓXIDO DE CARBONO CONSUMIDO NO BRASIL.. 42
Tabela 1. Análise isotópica de açúcar.................................................................. 46
Tabela 2. Análise isotópica de CO2 industrial...................................................... 47
Tabela 3. Análise isotópica do gás carbônico em vinho frizante
comercial.............................................................................................................. 48
Tabela 4. Análise isotópica do gás carbônico em bebida composta gaseificada
comercial.............................................................................................................. 48
Tabela 5. Análise isotópica do gás carbônico em água mineral gasificada
comercial.............................................................................................................. 49
Tabela 6. Análise isotópica do gás carbônico em água tônica
comercial.............................................................................................................. 50
Tabela 7. Análise isotópica do gás carbônico em bebida energética
comercial.............................................................................................................. 50
Tabela 8. Análise isotópica do gás carbônico em cerveja
comercial.............................................................................................................. 51
Tabela 9. Análise isotópica do gás carbônico em refrigerante
comercial.............................................................................................................. 52
X
LISTA DE FIGURAS
Página
CÁPITULO I .................................................................................................. 3
CONSIDERAÇÕES INICIAIS....................................................................... 4
Figura 1. Fluxograma do vinho base para elaboração de espumante.............. 5
Figura 2. Fluxograma de espumante pelo método Champenoise.................... 12
Figura 3. Fluxograma de espumante pelo método Charmat........................... 13
Figura 4. Fluxograma de espumante moscatel................................................ 15
Figura 5. Distribuição da composição isotópica de CO2 e DIC (carbono
inorgânico dissolvido) nos sistemas de carbonato...........................................
20
CÁPITULO II.................................................................................................. 25
ANÁLISE ISOTÓPICA DO GÁS CARBÔNICO DE ESPUMANTES
COMERCIALIZADOS NO BRASIL.............................................................
26
Figura 1. Valores isotópicos, médios, de açúcar e do CO2 de espumante, das
amostras de Açúcarlito Cristal (1), Alto Alegre Refinado (2), Barra Refinado
(3), Colombo Cristal (4), DIA% Cristal (5), Orgânico Native Cristal
(6),Orgânico União Cristal (7),Pateko ExtraFino (8),Qualitá Cristal (9),Santa
Isabel Cristal (10),Twister Cristal (11), União Cristal (12), União Premium
Refinado (13), Valle Branco ExtraFino (14)...................................
36
Figura 2. Médias de 13C, - Gás Industrial; - Açúcar in natura; -
Sumo de uvas; pontos sem formas espumantes comerciais............................
41
Figura 3. Intervalo de confiança 13
C, -13,7 ≤ p ≤ -23,65‰. Pontos vermelhos
são de espumantes fora do intervalo de confiança.........................
42
Figura 4. Médias de 13
C, - Açúcar in natura; - Sumo de uvas;
- Gás industrial; pontos sem formas – moscatel espumante comercial...........
44
XI
Figura 5. Intervalo de confiança 13
C, -21,84 ≤ δp ≤ -26,35‰. Pontos
vermelhos são de espumantes moscatéis em desacordo com a legislação
brasileira.......................................................................................................... 45
CAPÍTULO III............................................................................................... 49
QUAL A ORIGEM DO GÁS CARBÔNICO DE NOSSAS BEBIDAS........ 50
Figura 1. Distribuição da composição isotópica do CO2 e DIC (carbono
inorgânico dissolvido) nos sistemas de carbonato........................................... 56
Figura 2. Origem do gás carbônico em vinho................................................ 58
Figura 3. Origem do gás carbônico em bebida composta............................ 59
Figura 4. Origem do gás carbônico em água mineral gaseificada................... 59
Figura 5. Origem do gás carbônico em água tônica........................................ 60
Figura 6. Origem do gás carbônico em bebida energética.............................. 61
Figura 7. Origem do gás carbônico em cerveja............................................... 62
Figura 8. Origem do gás carbônico em refrigerante...................................... 62
XII
LISTA DE EQUAÇÕES
Página
CÁPITULO I......................................................................................................... 3
CONSIDERAÇÕES INICIAIS............................................................................. 4
Equação 1. Mensuração do enriquecimento isotópico relativo entre a amostra e o
padrão.................................................................................................................
16
Equação 2. Diluição isotópica............................................................................... 17
Equação 3. Fracionamento isotópico.................................................................... 18
CÁPITULO II....................................................................................................... 25
ANÁLISE ISOTÓPICA DO GÁS CARBÔNICO DE ESPUMANTES
COMERCIALISADOS NO BRASIL................................................................... 22
Equação 1. Mensuração do enriquecimento isotópico relativo entre a amostra e o
padrão.................................................................................................................
30
Equação 2. Fracionamento isotópico.................................................................... 31
Equação 3. Otimização.......................................................................................... 32
CÁPITULO III...................................................................................................... 49
QUAL A ORIGEM DO GÁS CARBÔNICO DE NOSSAS BEBIDAS.............. 50
Equação 1. Mensuração do enriquecimento isotópico relativo entre a amostra e o
padrão.................................................................................................................
54
1
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi analisar isotopicamente o gás carbônico de
espumantes para detectar adulteração, utilizando o método de análise isotópica para
determinar a origem deste gás; se proveniente de plantas dos ciclos fotossintéticos C3 (uva),
C4 (açúcar de cana) ou de outra fonte. Para isso, foram analisadas amostras comerciais de
espumante e espumante moscatel, espumantes elaborados em laboratório, sumo de uva,
açúcar e gás carbônico comercial. Também foram analisadas outras bebidas carbonatadas
(água mineral, refrigerantes, vinhos, etc.). Os resultados foram submetidos à análise de
variância e teste de Tukey para a detecção de possíveis diferenças entre as médias das razões
isotópicas de 13
C/12
C, ao nível de significância de p <0,05. Seguindo a legislação brasileira
para vinhos espumantes determinou-se o intervalo de valores possíveis de δ13
C para que as
bebidas estivessem em acordo com as normas. Em relação aos espumantes, quatro estavam
fora do intervalo de valores estabelecido; para os espumantes moscatéis, nenhum estava em
desacordo com a legislação brasileira.
Palavras-chave: Vinho, isótopos estáveis do carbono, legislação de bebidas, adulteração.
2
ISOTOPIC ANALYSIS OF SPARKLING WINES SOLD IN BRAZIL.
Botucatu, 2015. 65p. Tese (Doutorado em Agronomia/Energia na Agricultura) Faculdade de
Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista.
Author: BRUNO DA SILVA JUBILEU
Adviser: WALDEMAR GASTONI VENTURINI FILHO
ABSTRACT
The objective of this study was to analyze isotopically carbonic gas sparkling
to detect tampering using the isotopic analysis method to determine the source of carbon
dioxide (whether from plants the photosynthetic cycles C3 (grape and beet), C4 (sugar cane)
or from another source. For this purpose, samples were analyzed Muscat commercial
sparkling wine and sparkling wine, sparkling prepared in the laboratory, grape juice, sugar
and commercial CO2. They also analyzed other carbonated beverages (mineral water, soft
drinks, wines, etc.). The results were submitted to ANOVA and Tukey test for the detection
of possible differences between the means of the isotopic ratios 13C / 12C, at a significance
level of p <0.05. Following the Brazilian legislation for sparkling wines determined the
possible range of values of δ13C for the drinks were in accordance with the rules. Regarding
sparkling, four were outside the range established; for muscat sparkling, none was at odds
with Brazilian law.
Keywords: Wine, stable carbon isotopes, beverages legislation, adulteration.
3
CAPÍTULO I
4
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
1. INTRODUÇÃO
O Brasil tem um grande potencial para a produção de vinhos
espumantes finos de qualidade, com ênfase na região da Serra Gaúcha. Este fato é consensual
no setor e reforçado pelo grande e crescente número de prêmios que o “espumante brasileiro”
vem conquistando no exterior. Uma evidência ainda maior é o fato de o segmento de
espumante ser o único em que o Brasil vem conseguindo manter uma fatia de
aproximadamente dois terços do mercado, no mesmo período em que a fatia nacional do
vinho fino caiu de dois terços para menos de um terço. Com o aumento do consumo de
espumantes, novas marcas estão aproveitando a situação favorável para se lançarem no
mercado, acirrando a disputa com os principais fabricantes do país (FENSTERSEIFER,
2007).
Para conseguirem redução de custos e consequente competitividade, ou
até mesmo para obterem maiores lucros, algumas empresas praticam ações fraudulentas em
prejuízo da qualidade das bebidas produzidas. Os principais problemas de autenticidade são
aqueles que surgem da substituição do ingrediente autêntico por componentes mais baratos
(JEZEK; SUHAJ, 2001). Os tipos de adulteração incluem diluição com água, adição de
açúcar, ácido cítrico e tartárico acima do permitido e adição de CO2 de outra fonte que não
seja a natural, ou seja, de plantas C3 (uva) e de plantas C4 (açúcar de cana) (OGRINC et. al.,
2003).
A fraude acompanha as transações comerciais ao longo dos séculos. A
qualidade duvidosa de alimentos e bebidas tornou-se um problema mundial; quem perde
nessas situações é o consumidor que tem de se basear no rótulo do produto para obter
informações. Contudo, tem-se que garantir a veracidade dessas informações, detectando a
introdução de produtos adulterados e de qualidade inferior no mercado (EGITO et. al., 2006).
O desenvolvimento de diferentes técnicas para a autenticação e
validação de alimentos e bebidas obteve um aumento considerável com os avanços
científicos, a crescente consciência do consumidor e o interesse de empresas que não desejam
a competição injusta com empresários oportunistas que ganham vantagens econômicas por
meio de práticas fraudulentas observadas em algumas indústrias. Dentre esses métodos
destaca-se a técnica de espectrometria de massa de razão isotópica, que emprega isótopos
estáveis dos elementos carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e enxofre. Em alguns casos
5
específicos, as técnicas isotópicas são métodos oficiais usados para resolver disputas
nacionais e internacionais no comércio vinhos e de bebidas destiladas (REID et. al., 2006;
SLEIMAN, 2006; DUCATTI, 2007).
No caso do Brasil, o CO2 dos vinhos espumantes resultante da segunda
fermentação provém do açúcar de cana que é introduzido no vinho base para a tomada de
espuma; para vinhos espumantes moscatéis, a tomada de espuma é feita em uma única
fermentação que pode ou não conter açúcar de cana. Com a utilização da técnica de análise
isotópica é possível saber se o CO2 é proveniente de plantas C3, C4, outra fonte de carbono e
ou mistura destas fontes.
O objetivo deste trabalho foi analisar isotopicamente o CO2 de
espumantes comercializados no Brasil e detectar possíveis adulterações.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Mercado de espumantes
A comercialização de vinhos elaborados no Rio Grande do Sul –
responsável por cerca de 90% da produção nacional – alcançou um crescimento de 12% em
2009. Conforme levantamento do Instituto Brasileiro do Vinho (Ibravin) foi vendido 240
milhões de litros de vinhos finos e de mesa de janeiro a dezembro em 2009, ante 214,5
milhões de litros produzidos em 2008 (MELLO, 2010). Atualmente a produção de
espumantes no Brasil, representa aproximadamente 2% do volume total de vinho elaborado
no Brasil, cujo mercado tem absorvido toda produção gaúcha, pelas características e elevada
qualidade. Em 2009 o percentual de aumento de consumo foi 14,57%, em relação aos
espumantes moscatéis, de sabor e leveza atraentes, especialmente, para os consumidores do
sexo feminino, obtiveram aumento de 31,42% (RIZZON et. al., 2000; MELLO, 2010).
Atualmente, os principais municípios responsáveis pela oferta de
espumantes são Bento Gonçalves, Garibaldi, Caxias do Sul, Flores da Cunha e Farroupilha
(FENSTERSEIFER, 2007).
6
2.2. Legislação brasileira de espumantes
2.2.1. Espumante
A Lei n° 10.970, de 12 de novembro de 2004, altera dispositivos da Lei
n° 7.678, de 8 de novembro de 1988, que dispõe sobre a produção, circulação e
comercialização do vinho e derivados da uva e do vinho, e fornece outras providências
(BRASIL, 2004).
Segundo a legislação brasileira, “Champanha”, Espumante ou
Espumante Natural é o vinho cujo anidrido carbônico provém exclusivamente de uma
segunda fermentação alcoólica do vinho em garrafas (método Champenoise/tradicional) ou
em grandes recipientes (método Chaussepied/Charmat), com uma pressão mínima de quatro
atmosferas a 20ºC e com teor alcoólico de 10% a 13% em volume” (Tabela 1).
Tabela 1. Padrões de identidade e qualidade dos vinhos espumantes brasileiros.
Fonte: Brasil (2004).
Padrões Mínimo Máximo
Teor alcoólico (% v/v) 10,0 13,0
Acidez volátil (meq/L) - 20,0
Acidez total (meq/L) 55,0 130,0
Extrato seco reduzido (g/L) 14,0 -
Relação álcool em peso/extrato seco reduzido - 6,7
Cinzas (g/L) 1,0 -
Dióxido de carbono (atm a 20°C) 4,0 -
Dióxido de enxofre total (mg/L) - 350,0
Sulfatos totais (g/L em sulfato de K) - 1,0
Cloretos totais (g/L em cloretos de Na) - 0,2
Álcool metílico (mg/L) - 350,0
Ácido sorbico (mg/L)
Teor de açúcar (g/L): extra brut
brut
seco
demi-sec
doce
-
-
6,1
15,1
20,1
60,1
200,0
6,0
15,0
20,0
60,0
-
7
2.2.2. Vinho moscatel espumante
O vinho Moscatel Espumante ou Espumante Moscatel deve ter no
mínimo três atmosferas de pressão a 20ºC, com anidrido carbônico proveniente de uma única
fermentação e graduação alcoólica entre 7 a 10% v/v (BRASIL, 2004) (Tabela 2).
Esta vinificação tem por objetivo conservar as características
aromáticas tão singulares das variedades moscatéis, bem como parte do açúcar natural da uva.
Essas práticas conferem à bebida leveza e jovialidade, tornando-a distintamente frutada e
adocicada.
Tabela 2. Padrões de identidade e qualidade do vinho Moscatel espumante brasileiro.
Fonte: Brasil (2004).
2.3. Matérias-primas
2.3.1. Variedades de uvas utilizadas para elaboração de espumante
Chardonnay: É uma uva branca originária da Borgonha, França.
Possui película branca e sabor simples a adocicado, dependendo do clone. É resistente à
antracnose, sensível ao oídio e às podridões, e moderadamente sensível ao míldio. Seu cacho
é cônico, médio e solto, bagas esféricas amareladas e transparentes, com um pequeno ponto
preto na posição do bico. Produz vinho branco, varietal, fino, frutado, de médio
envelhecimento ou espumante (RIZZON, et.al., 2000).
Padrões Mínimo Máximo
Teor alcoólico (% v/v) 7,0 10,0
Acidez volátil (meq/L) - 20,0
Acidez total (meq/L) 55,0 130,0
Extrato seco reduzido (g/L) 14,0 -
Relação álcool em peso/extrato seco reduzido - 6,7
Cinzas (g/L) 1,0 -
Dióxido de carbono (atm a 20°C) 3,0 -
Dióxido de enxofre total (mg/L) - 350,0
Sulfatos totais (g/L em sulfato de K) - 1,0
Cloretos totais (g/L em cloretos de Na) - 0,2
Álcool metílico (mg/L) - 350,0
Ácido sorbico (mg/L) - 200,0
8
Riesling Itálico: É uma cultivar do norte da Itália, onde é cultivada
principalmente em Veneza, Pavia, Udine, Treviso e Bolzano. Foi trazida para o Rio Grande
do Sul pela Estação Agronômica de Porto Alegre em 1900. A Companhia Vinícola
Riograndense foi pioneira na elaboração de vinho varietal desta cultivar no Estado e
estimulou sua difusão na Serra Gaúcha. A partir de 1973, houve grande incremento na área
cultivada, tornando-se uma das principais uvas finas brancas da região. É uma cultivar de
médio vigor, fértil e produtiva, muito bem adaptada ao ambiente da Serra Gaúcha. Em anos
favoráveis, proporciona colheitas abundantes de uvas que chegam a 20°Brix na plena
maturação (RIZZON, et.al., 2000).
Pinot Noir: Originária da Borgonha, França. Possui película tinta e
sabor neutro. É resistente à antracnose, sensível ao míldio e altamente sensível às podridões.
Apresenta cachos pequenos cilíndricos, compactos, de bagas medianas e esféricas. Produz
vinho tinto, deficiente em cor. Vinificado em branco pode ser usado na elaboração de vinhos
espumantes. Apesar do alto potencial de produção de açúcar, dificilmente atinge a completa
maturação nas condições climáticas do sul do Brasil, pois a uva freqüentemente apodrece
antes de estar com todo o seu potencial desenvolvido. Seu melhor uso é na elaboração de
vinhos espumantes (RIZZON, et.al., 2000).
Prosecco: Estudos ampelográficos, realizados a partir de 1979,
mostram que a cultivar encontrada nos vinhedos de Bento Gonçalves, com o nome de
'Biancheta Bonoriva', é, na realidade, a 'Prosecco'. Não há registros sobre sua difusão, mas,
segundo informações dos viticultores, ela é plantada há muitos anos neste município. Mais
recentemente, no final da década de 1970, Ítalo Zanella, empresário e viticultor de
Farroupilha, importou mudas de 'Prosecco' da Itália para plantio em sua propriedade. Este
material serviu de base para novos plantios na região a partir de 1980. É uma cultivar do norte
da Itália, onde é utilizada para a elaboração de conceituado vinho espumante (GUERRA,
et.al., 2005).
9
2.3.2. Variedades de uvas utilizadas na elaboração de moscatel espumante
Moscato Branco: Originário da Grécia, amplamente cultivado na Itália,
principalmente na região detentora da denominação “Asti”. No Brasil é uma das viníferas
mais plantadas. Possui cachos de tamanho médio e compactos. Produção de 20-23 t/ha e grau
de açúcar entre 12-14ºBrix (RIZZON, et.al., 2005).
Moscato Giallo: Uva com película mais resistente e maturação mais
completa que o Moscato Branco. Possui cachos de tamanho médio a grande com polpa um
pouco carnosa. Grau médio de 14- 16ºBrix e produção relativamente baixa, podendo chegar a
15 t/há (RIZZON, et.al., 2005).
Malvasia de Cândia aromática: Possui cachos de tamanho médio,
porém longos e soltos. Exige poda longa, já que as gemas frutíferas encontram-se entre o 3º e
4º entrenó. Produção média de 13-15 t/ha e grau de açúcar de 12-14ºBrix (RIZZON, et.al.,
2005).
Malvasia de Lipari: Com aspecto semelhante à Malvasia de Cândia,
seu cacho porém é mais solto e de coloração verde. Também chamada de Malvasia Verde,
pelo fato de suas bagas permanecerem dessa cor mesmo depois de bem madura. Produção
média de 13-16 t/ha, porém com safras irregulares (RIZZON, et.al., 2005).
2.4. Processo de elaboração de vinho espumante
O processo de elaboração de vinho espumante compreende duas
etapas distintas: uma é a obtenção do vinho base e a outra é a tomada de espuma (RIZZON et.
al., 2000).
2.4.1. Elaboração do vinho base
O vinho espumante é feito de vinho branco de qualidade, obtido do
mosto extraído por prensagem da uva, tanto branca quanto tinta. No caso da utilização de uva
tinta é preciso extrair o mosto, o quanto possível, isento de pigmentos da película (RIZZON
et. al., 2000).
Esta operação deve ser realizada considerando os diferentes tipos de
uva, o grau de maturação e o tipo de equipamento disponível, procurando-se evitar sempre a
maceração da parte sólida da uva e a oxidação do mosto. Neste sentido, as práticas pré-
10
fermentativas são realizadas considerando conservar a uva inteira até o momento da
prensagem; reduzir o máximo o número e intensidade dos tratamentos mecânicos da uva;
limitar ao menor tempo possível a duração do contato entre o mosto e a parte sólida da uva e;
evitar a lixiviação da parte sólida. A seguir, a clarificação do mosto deve ser feita utilizando
um baixo teor de dióxido de enxofre (RIZZON et. al., 2000).
A fermentação regular é garantida com a utilização de levedura seca
ativa (Saccharomyces cerevisiae) na proporção de 20g/hl, a qual deve ser previamente
hidratada em água morna a 33°C-35°C. A fermentação é realizada em recipientes de aço
inoxidável, equipados com dispositivo para controle de temperatura e deve-se desenvolver
regularmente, à temperatura inferior a 20°C, até a transformação de todo o açúcar em álcool,
deve ser acompanhado diariamente por intermédio da medida da densidade, teor de açúcar e
da temperatura do mosto (RIZZON et. al., 2000). Na figura 5 está representado o fluxograma
do vinho base.
Figura 1. Fluxograma do vinho base para elaboração de espumante.
11
O vinho base para espumante deve apresentar grau alcoólico
relativamente baixo, entre 10,0% v/v e 10,5% v/v; acidez total elevada, entre 80,0 meq/l e
90,0 meq/l; pH abaixo de 3,2; acidez volátil inferior a 10,0 meq/l; açúcar total inferior a
1,5g/l; e teor de dióxido de enxofre total inferior a 50,0 mg/l. Uma das características do
vinho base é apresentar estabilidade adequada, por isso não deve conter quantidade elevada de
substâncias protéicas e elementos minerais, especialmente ferro e cobre, que provocam
turvações. Recomenda-se reduzir o teor de potássio e de ácido tartárico e de seus respectivos
sais por meio de refrigeração (RIZZON et. al., 2000).
2.4.2. Formação de espuma
Esta etapa da elaboração do vinho espumante é responsável por uma
das características principais que é a formação do dióxido de carbono, por meio de uma
segunda fermentação alcoólica. O processo inicia na escolha do vinho base, o qual é
selecionado entre os disponíveis em função da cultivar e da safra, sempre considerando as
características definidas pela empresa produtora. Depois da escolha dos vinhos é feito o
“assemblage’’, que corresponde ao corte dos vinhos (RIZZON et. al., 2000).
A seguir, para dar condições de fermentação, deve ser adicionado ao
vinho, nitrogênio amoniacal na forma de fosfato de amônio na quantidade máxima de
30,0g/hl. É recomendável adicionar também vitamina B1 (tiamina), na proporção de
6g/hl,para reduzir o teor de aldeído acético do vinho espumante, e caseinato de potássio
(4g/hl), para precipitar os compostos fenólicos (catequinas), protegendo o vinho da oxidação.
Recomenda-se também a aplicação de bentonite na proporção de 4 g/hl para facilitar a
operação de precipitação das células de leveduras, no final do processo fermentativo
(RIZZON et. al., 2000).
O açúcar de cana é o responsável pela segunda fermentação, ele é
adicionado ao vinho base por intermédio de uma solução concentrada chamada licor de
“tirage”. O licor de “tirage’’ é um xarope com 50% de seu peso de açúcar e o vinho deve ser o
mesmo utilizado para a tomada de espuma (RIZZON et. al., 2000).
A quantidade de licor de “tirage” a adicionar deve ser calculada de
modo a permitir a formação da quantidade de dióxido de carbono suficiente para produzir a
pressão mínima necessária. A legislação brasileira estabelece um mínimo de quatro
atmosferas a 20°C. No entanto deve-se considerar a pressão mínima de cinco à seis
atmosferas, visto que ocorrem perdas no decorrer do processo. Considerando-se que uma
atmosfera de pressão (100 ml de dióxido de carbono) é produzida pela fermentação de 4,25 g
12
de glicose, o equivalente a 4 g de sacarose, para seis atmosferas de pressão são necessárias
24g/L de sacarose. Essa quantidade de açúcar aumentará o álcool do vinho, depois de
fermentado, em 1,4% v/v (RIZZON et. al., 2000). Nas figuras 1 e 2 estão representados os
fluxogramas da tomada de espuma pelos métodos champenoise e charmat respectivamente.
Figura 2. Fluxograma de espumante pelo método Champenoise
13
Figura 3. Fluxograma de espumante pelo método Charmat
2.5. Processo de elaboração de vinho moscatel espumante
A elaboração do vinho Moscatel espumante compreende duas etapas
distintas: uma que corresponde à obtenção do mosto, abrangendo as operações pré-
fermentativas e outra que é a fermentação alcoólica, incluindo a tomada de espuma (RIZZON
et. al., 2005).
2.5.1. Operações pré-fermentativas
A extração do mosto pode ser realizada com a utilização de prensas
horizontais e de esgotadores que podem ser estáticos ou dinâmicos. A prensagem da uva é
realizada com prensas horizontais de pratos de 4 a 6 toneladas de capacidade e também em
prensas pneumáticas. Os mostos obtidos nos três primeiros níveis de pressão, que
representam entre 85 a 90% do total, são vinificados separadamente daqueles obtidos com
pressões mais fortes (RIZZON et. al., 2005).
14
2.5.2. Fermentação alcoólica
A fermentação alcoólica corresponde à transformação do açúcar do
mosto em álcool, dióxido de carbono e outros componentes secundários pela ação das
leveduras (Saccharomyces cerevisiae). Para garantir a normalidade do processo fermentativo
e a produção de compostos aromáticos agradáveis, além de obter um bom rendimento
açúcar/álcool, é recomendável utilizar leveduras selecionadas, que estão disponíveis no
comércio na forma de levedura seca ativa (l.s.a.), na proporção de 20 g/hL, a qual deve ser
previamente hidratada em água morna a 33-35°C. A fermentação pode ser realizada em
autoclaves ou em tanques de aço inoxidável, sempre com dispositivo para o controle da
temperatura. A fermentação deve ocorrer sempre à temperatura baixa 13-15°C, de modo que
o tempo de fermentação seja sempre superior a um mês. No mosto, no início da fermentação
alcoólica, geralmente é utilizada bentonite e caseinato de potássio na proporção de 50 g/hL e
100 g/hL, respectivamente, para proteger da oxidação e contribuir com a estabilidade do
vinho Moscatel espumante (RIZZON et. al., 2005).
Nessas condições, a fermentação segue normalmente até a formação de
6% v/v de álcool; neste momento, quando o processo se desenvolve em autoclave, é
necessário fechar a válvula para aproveitar o dióxido de carbono. Caso o processo de
fermentação tenha se desenvolvido até aqui em tanque de aço inoxidável, é necessário passar
para autoclave a fim de adquirir a pressão necessária. A tomada de espuma do vinho moscatel
espumante é um tipo particular de fermentação, que acontece em ambiente fechado com
aumento progressivo de pressão, devido ao dióxido de carbono (RIZZON et. al., 2005).
Quando o vinho Moscatel espumante alcançar a pressão esperada de 5
atmosferas e a graduação alcoólica de 7 a 9% v/v, a temperatura é reduzida para -3°C para
provocar a parada de fermentação e favorecer a estabilização tartárica (RIZZON et. al., 2005).
15
Figura 4 – Fluxograma de espumante moscatel
3. ANÁLISE ISOTÓPICA DE BEBIDAS
3.1. Isótopos estáveis
Isótopos são espécies atômicas de um mesmo elemento químico que
apresentam diferente número de nêutrons e mesmo número de prótons em seu núcleo.
Possuem, portanto massas atômicas distintas e números atômicos iguais. A expressão
“estável” significa que não emitem radiação (MARTINELLI et. al., 2009).
Isótopos estáveis de interesse biológico como o carbono, hidrogênio,
oxigênio, nitrogênio e enxofre ocorrem naturalmente, cada elemento apresenta um isótopo
leve, mais abundante (12
C, 1H,
16O,
14N,
32S), e um ou mais isótopos pesados, menos
abundantes (13
C, 2H,
17O,
18O,
15N,
33S,
34S,
36S) (MORRISON e BOYD, 1990; KELLY,
2003; DUCATTI, 2007).
16
As concentrações naturais e suas variações são determinadas por meio
da espectrometria de massa (espectrômetro de massa de razão isotópica – IRMS ou
espectrômetro de massa de razão isotópica com dupla entrada – DI-IRMS), onde a amostra é
analisada a partir de um padrão, obtendo resultados expressos em átomos % (amostras
enriquecidas) com desvio-padrão de 0,1% ou em enriquecimento isotópico relativo, expresso
em delta per mil (amostras com abundancias isotópicas naturais), com desvio-padrão de 0,2‰
ou menos (MEIER-AUGENSTEIN, 1999; CALDERONE et. al., 2007; DUCATTI, 2007).
Contudo, para se realizar as leituras isotópicas, é necessário que tanto as
amostras como os padrões de referencia internacionais sejam transformados em suas formas
gasosas, para a análise do carbono a forma mais comum utilizada é o dióxido de carbono
obtido por combustão. Os valores de enriquecimento do carbono-13 são expressos em delta
per mil da razão isotópica 13
C/12
C (δ13
C) da amostra em relação a um padrão internacional
definido, PeeDee Belemnite PDB (DUCATTI et. al., 1979; BOUTTON, 1996; MEIER-
AUGENSTEIN, 1999; SILVA et. al., 1999; ROSSMANN, 2001; COPLEN et. al., 2002;
OLIVEIRA et. al., 2002; KELLY, 2003; OGRINC et. al., 2003; QUEIROZ, 2005;
DUCATTI, 2007).
A mensuração do enriquecimento isotópico relativo entre a amostra e o
padrão é determinada pela equação (1):
(amostra, padrão) = r amostra – r padrão
(1)
r padrão
A simbologia empregada na equação (1) significa:
(amostra, padrão) = enriquecimento isotópico da amostra em relação
ao padrão internacional, expresso em per mil (‰) (adimencional);
r = razão entre o isótopo pesado sobre o isótopo leve (13
C/12
C) da
amostra e do padrão, respectivamente (adimensional).
As amostras podem obter resultados positivos e negativos em relação ao
padrão, quando apresentam mais isótopos pesados (13
C) o resultado é positivo e quando a
amostra apresentam menos isótopos pesados o resultado é negativo (SLEIMAN, 2006;
DUCATTI, 2007).
17
3.2. Plantas do ciclo fotossintético C3 e C4
As plantas apresentam uma abundância ou assinatura isotópica de
carbono que varia de acordo com o modo de fixação do CO2 atmosférico durante seus ciclos
fotossintéticos. As duas principais vias bioquímicas para a fixação de carbono são as de
plantas com o ciclo fotossintético de Calvin-Benson que reduzem o CO2 a fosfoglicerato, um
composto com 3 carbonos, via enzima ribulose bifosfato carboxilase/oxigenase (denominado
C3) e de Hatch-Slack que reduzem o CO2 a ácido aspártico ou málico, compostos por 4
carbonos, via enzima carboxilase fosfoenolpiruvato (PEP) (denominado C4) (DUCATTI,
2007).
A uva é uma espécie vegetal do ciclo fotossintético C3, que apresenta
uma razão isotópica em torno de -28‰, a cana-de-açúcar, milho e sorgo são espécies vegetais
do ciclo fotossintético C4, com valor isotópico próxima a -12,5‰, diferindo também do valor
apresentado pelo CO2 atmosférico, que é de -7,5 ‰. Esta diferença também e observada nos
seus respectivos produtos industrializados, como suco, açúcar, álcool, etc. podendo verificar,
com precisão, qual origem botânica do carbono em determinado produto (BOUTTON, 1996;
PUPIN et. al., 1998; SILVA et. al., 1999; COPLEN et. al., 2002; OLIVEIRA et. al., 2002;
QUEIROZ, 2005; DUCATTI, 2007).
Dessa forma, as espécies C3 e C4 apresentam valores de δ13
C distintos
entre si, que não se sobrepõem, sendo possível, portanto, a utilização desses valores na
determinação da fonte de carbono (OLIVEIRA et. al., 2002).
3.3. Diluição isotópica
Quando duas fontes isotópicas diferentes entre si são misturadas
uniformemente, o produto gerado compreende a contribuição isotópica destas duas fontes e
sua quantidade relativa de cada uma delas. Este é o princípio básico da diluição isotópica
(OLIVEIRA et. al., 2002).
A mensuração quantitativa pode ser obtida pela Equação 2, cujo valor
de 13
C do produto reflete a proporção de 13
C de cada fonte (DUCATTI, 2007).
a * A + b * B = produto (2)
A simbologia empregada na equação (2) significa:
18
a e b = enriquecimento isotópico relativo (13
C) das fontes de
carbono derivados de plantas C4 e de C3, respectivamente (adimensional);
produto = enriquecimento isotópico relativo (13
C) do produto
(adimensional);
A e B = proporções relativas das fontes de açúcar de cana e uva no
produto, para as quais A + B = 1.
3.4. Fracionamento isotópico
A utilização das razões isotópicas em estudos ambientais baseia-se na
existência de diferenças na composição isotópica dos compostos em estudo, sensíveis para
serem detectados pelo espectrômetro de massa. Tais diferenças ocorrem na natureza e são
frutos de reações físico-químicas e ou biológicas, possibilitando, deste modo, a discriminação
de um dos isótopos. Esse processo de discriminação isotópica é chamado de fracionamento
isotópico, e pode ser resumido como um enriquecimento ou empobrecimento do isótopo
pesado da amostra que é o produto em relação a sua fonte (MARTINELLI et. al., 1988;
LOPES, 2002). Onde o valor numérico da discriminação isotópica se dá por meio da equação
3.
i fonte, produto)=‰ (fonte) – ‰ (produto) (3)
103 + ‰ (produto)
A simbologia empregada na equação significa:
i (fonte, produto): discriminação isotópica da fonte em relação ao
produto.
‰ (fonte): enriquecimento isotópico da fonte, expresso em per mil (‰)
(adimencional);
‰ (produto): enriquecimento isotópico do produto, expresso em per
mil (‰) (adimencional);
Um exemplo bem conhecido é o fracionamento isotópico do carbono na
fotossíntese. Análises de pesquisas sobre os ciclos fotossintéticos mostram que as plantas C3
têm uma média de 13
C de -27‰ (produto) e a média do 13
C do CO2 atmosférico é -8‰
(fonte) (MARTINELLI et. al., 1992; PEREIRA e BENEDITO, 2007; DUCATTI, 2007).
O valor numérico da discriminação isotópica para o ciclo fotossintético
de plantas C3, obtém-se da equação:
19
C (CO2, planta) = ‰ (CO2) - ‰ (planta) =
103 + ‰ (planta)
(-8‰) – (-27‰) = 19 = 0,0195272
103 – (-27‰) 973
Como este valor é pequeno, costuma-se multiplicar e dividir por 1000,
obtendo-se: ∆13
C(CO2, planta) = + 19,53‰, ou que, o CO2 atmosférico é comparativamente
+19,53‰ mais pesado (contém mais 13
C) do que a planta (DUCATTI, 2007).
‰13
C (CO2, planta) = 19,53‰
3.5. Aplicação da análise isotópica em vinhos.
Em diferentes países da Europa, análises da razão isotópica 13
C/12
C do
etanol, que é um importante constituinte orgânico do vinho, bem como a razão 18
O/16
O da
água contida em vinhos, têm sido desenvolvidas para garantia da autenticidade, detecção de
adulterações ou substituições e para a distinção da natureza biológica e origem geográfica do
vinho (BREÁS et. al., 1994; ALBERTINO et al., 2009).
A adição de açúcar de beterraba (Europa) ou de cana (Brasil) ao mosto
de uva ou no vinho, antes ou durante a fermentação é uma prática enológica muito utilizada
chamada de chaptalização, onde as condições naturais de cultivo da videira não permitem o
acumulo de teores adequados de açúcar na uva madura, com o intuito de aumentar o conteúdo
natural do etanol em vinhos ou tomada de espuma em espumantes (KOSIR, et. al., 2001).
O “headspace” de uma garrafa de vinho espumante contém CO2 na fase
gasosa balanceado com o CO2 dissolvido na fase líquida. Este gás é proveniente da segunda
fermentação, induzida pelo açúcar da uva, acréscimo de açúcar de beterraba, açúcar de cana
ou de milho. No entanto, o CO2 dos vinhos espumantes, também pode ser de carbonatação
artificial com CO2 comercial. Na figura 4 é apresentado um gráfico com a distribuição
isotópica do carbono e suas possíveis fontes (Raco, et. al., 2013).
20
Figura 5. Distribuição da composição isotópica de CO2 e DIC (carbono inorgânico
dissolvido) nos sistemas de carbonato.
Segundo Martinelli et.al. (2003) valores de 13
C encontrados em vinhos
espumantes brasileiros variaram de -28,1‰ a -9,5‰, evidenciando uma mistura de CO2
produzido pela fermentação natural a partir de açúcar de cana C4 e CO2 comercial. Entretanto
em vinhos espumantes europeus a variação dos valores de 13
C do CO2 é de -31,7‰ a -
9,62‰, em que um único vinho espumante obteve o valor mais leve, ou seja, este vinho
espumante pode ter recebido açúcar de cana ou milho para a tomada de espuma (GONZÁLEZ
et.al.,1997; MARTINELLI et.al., 2003; CABAÑERO et.al., 2007).
O Centro de Isótopos Estáveis Ambientais em Ciências da Vida (CIE)
do Instituto de Biociências da UNESP, Campus de Botucatu, utiliza-se da diferença isotópica
na origem botânica do álcool (plantas C3 X plantas C4) na autenticidade de vinhos e
fermentados nacionais. Essa metodologia foi adotada pelo Ministério da Agricultura, Pecuária
e Abastecimento (MAPA), para detectar fraude em vinhos, vinagres de vinho, fermentados e
21
outros; O CIE é um dos laboratórios credenciados pelo MAPA para realizar análises
isotópicas e emitir laudos oficiais (BRASIL, 2001).
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24
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(Doutorado em Agronomia – Energia na Agricultura) – Faculdade de Ciências Agronômicas
de Botucatu, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2006.
25
CAPÍTULO II
26
ANÁLISE ISOTÓPICA DO GÁS CARBÔNICO DE ESPUMANTES
COMERCIALISADOS NO BRASIL.
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi analisar isotopicamente vinhos espumantes e espumantes
moscatéis comercializados no Brasil, visando detectar adulteração, tendo como base a
legislação brasileira. Foi empregada a metodologia de análise isotópica utilizando os isótopos
estáveis do elemento carbono. Foi analisado o CO2 dos espumantes comerciais, o sumo de
uvas, açúcares e CO2 comercial. Os resultados encontrados de δ13
C variaram de -10,41 à -
23,08 ‰ para espumantes comerciais; para espumantes moscatéis, a variação foi de -21,13 à -
26,30 ‰. De acordo com a legislação brasileira, para vinhos espumantes e espumantes
moscatéis, determinou-se o intervalo de valores possíveis de δ13
C para que as bebidas
estivessem em acordo com as normas. Concluiu-se não se pode afirmar se houve ou não
adição exógena de CO2 comercial nos espumantes, mas acredita-se que os valores de δ13
C do
CO2 dos espumantes comerciais seja resultado de misturas de gás carbônico proveniente da
fermentação de açúcares de plantas C3 (uva) e plantas C4 (cana de açúcar).
Palavras chave: Espumante, isótopos estáveis, IRMS, adulteração.
27
ISOTOPIC ANALYSIS OF SPARKLING WINE OF CARBON DIOXIDE SOLD IN
BRAZIL.
ABSTRACT
The objective of this study was to analyze isotopically carbonic gas sparkling to detect
adulteration of muscat sparkling and sparkling wines sold in Brazil and to detect possible
tampering, based on Brazilian law. It used the isotopic analysis method using stable isotopes
of carbon element. The CO2 was analyzed commercial sparkling wines, the grape juice,
sugars and CO2 trading. The results of δ13
C ranged from -10,41 to -23,08 ‰ for commercial
sparkling; for muscat sparkling, the change was -21,13 to -26,30 ‰. According to Brazilian
law, to sparkling and muscat sparkling wine, it determined the possible range of values of
δ13
C for the drinks were in accordance with the rules. It is concluded we can not say whether
or not exogenous addition of commercial CO2 in sparkling, but it is believed that the δ13
C
values of commercial sparkling CO2 is the result of mixtures of carbon dioxide derived from
the fermentation of C3 plant sugars (grape ) and C4 plants (cane sugar).
Keywords: Sparkling wine, stable isotopes, IRMS, adulteration.
28
1. INTRODUÇÃO
O desenvolvimento das sociedades e a conseqüente elevação dos
padrões de vida têm levado ao aumento da demanda em relação à qualidade dos alimentos e
bebidas, sua tipificação e aquisição. Neste contexto, os brasileiros estão começando a
vislumbrar novos horizontes, em especial a dos espumantes, que são consumidos
principalmente em ocasiões especiais como festas de fim de ano, aniversários, casamentos,
etc. (GONZÁLEZ, et.al., 1997; FENSTERSEIFER, 2007).
No cenário internacional, a vitivinicultura brasileira ocupou o 13° lugar
em produção de vinhos, segundo dados da FAO. Dentre os vinhos produzidos e
comercializados se destacam os espumantes com 11.278.858 litros em 2012 contra
10.308.834 litros em 2011 (MELLO, 2013a). Em relação às importações de espumantes no
mesmo período, foram importados 5.316.000 litros em 2012 contra 4.923.000 litros em 2011
(MELLO, 2013b), o que evidência um aumento na comercialização e consumo deste produto.
Segundo a legislação brasileira (BRASIL, 2004), “Champanha,
Espumante ou Espumante Natural é o vinho cujo anidrido carbônico provém exclusivamente
de uma segunda fermentação alcoólica do vinho em garrafas (método
Champenoise/tradicional) ou em grandes recipientes (método Chaussepied/Charmat), com
uma pressão mínima de quatro atmosferas a 20ºC e com teor alcoólico de 10 % a 13 % em
volume”.
O vinho Moscatel Espumante ou Espumante Moscatel deve ter no
mínimo três atmosferas de pressão a 20ºC, com anidrido carbônico proveniente de uma única
fermentação e graduação alcoólica entre 7 a 10 % v/v (BRASIL, 2004). O limite máximo da
relação álcool em peso / extrato seco reduzido estabelecido pela legislação brasileira
(BRASIL, 2004) tem a finalidade de controlar os excessos de correção do mosto com
sacarose. Atualmente, o controle analítico da chaptalização dos vinhos brasileiros é feito por
meio da análise da razão isotópica 13
C/12
C (BRASIL, 2000), sendo o máximo permitido de
3% v/v de álcool, convertidos em açúcar (RIZZON, 2005).
A qualidade de alimentos e bebidas tornou-se um problema mundial e é
cada vez mais importante detectar a introdução de produtos adulterados e de qualidade
inferior no mercado (EGITO et. al., 2006). Diferentes técnicas estão sendo utilizadas para a
autenticação de alimentos e bebidas, entre esses métodos destaca-se a técnica de análise de
isótopos estáveis, mais especificamente a espectrometria de massa de razões isotópicas
(IRMS) (REID, 2006). Em relação ao espumante, a técnica de isótopos estáveis com o auxílio
de IRMS se dá na mensuração do δ 13
C do dióxido de carbono da bebida.
29
As plantas em geral apresentam um enriquecimento isotópico relativo
de carbono que varia de acordo com o modo de fixação do CO2 atmosférico durante seus
ciclos fotossintéticos, sendo as duas principais vias bioquímicas para fixação de carbono o
ciclo fotossintético C3 (uva, valor médio de δ 13
C de -28‰) e ciclo fotossintético C4 (cana de
açúcar, valor médio de δ 13
C de -13‰) (FARQUHAR et al., 1982.; MARTINELLI et al.,
2009). No caso do Brasil, o CO2 do espumante é resultante da segunda fermentação do açúcar
de cana que é introduzido no vinho base para a tomada de espuma (RIZZON, et.al., 2000)
Dessa forma, o valor isotópico do gás carbônico dos espumantes deve ser próximo dos
valores isotópicos do açúcar de cana. No caso dos moscateis espumantes, este valor deve ficar
entre os do açúcar de cana e os da uva.
Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi analisar isotopicamente
o CO2 dos espumantes, para detecção de adulteração.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Para este trabalho foram analisadas isotopicamente as seguintes
matérias-primas:
• uvas Isabel, Bordô, Niágara, Máximo, Lorena, Rainha, Syrah,
Moscato, Chardonnay e Pinot Noir.
• açúcar cristal das marcas: Açúcarlito, Orgânico Native, Twister, Santa
Isabel, Colombo, Qualitá, União, Dia%, Orgânico União; açúcar refinado das marcas: Barra,
Valle Branco, Pateko, Alto Alegre e União Premium.
• amostras de espumantes brasileiros das marcas: Lacave, Almadén,
Aurora, Chandon, Miolo e Salton. Espumantes internacionais das marcas: Nieto Senetiner,
Cava, Santa Helena, Veuve du Vernay e Cinzano. Todos vendidos no Brasil.
• amostras de espumantes elaborados em laboratório.
• amostras de espumantes moscatéis brasileiros das marcas: Garibaldi,
Peterlongo, Terra Nova, Aurora e Salton. Espumantes internacionais das marcas: Villa
Fabricia, Menestrelo e Zonin. Todos vendidos no Brasil.
• CO2 de cilindros comerciais das marcas: Air Products, Horto
Oxigases, Air Liquid, Linde e White Martins.
30
2.1. Planejamento experimental
O trabalho foi desenvolvido em 6 fases: a) análise isotópica do sumo de
uvas; b) análise isotópica de açúcares comerciais (cristal e refinado); c) análise isotópica do
gás carbônico de espumantes comerciais, d) análise isotópica do gás carbônico de espumantes
elaborados em laboratório, e) análise isotópica do gás carbônico de espumantes moscatéis, f)
análise isotópica de CO2 comercial,
2.2. Desenvolvimento da metodologia
2.2.1. Análises isotópicas
O sumo das variedades Bordô, Isabel, Máximo, Niagara, Lorena,
Rainha, Syrah, Moscato, Chardonnay, Pinot Noir foram analisados isotopicamente, com
amostragem de 0,4 microlitros em cápsula de estanho. Foram realizadas as análises isotópicas
dos açúcares com amostragem de 50 microgramas e colocadas em cápsulas de estanhos. As
amostras foram colhidas em triplicata e as análises isotópicas foram realizadas em
Espectrômetro de Massas de Razão Isotópica, modelo Delta S. Finnigam Mat. acoplado à um
analisador elementar Fisons Instruments, modelo EA 1108 CHONS.
As amostras do dióxido de carbono contido no “headspace” de
espumantes comerciais, espumantes elaborados em laboratório, espumantes moscatéis
comerciais e CO2 comercial foram colhidas em triplicata por meio de alíquotas de gás que
foram coletadas com a seringa modelo GAS SYRINGE – SERIE A-2 – 1ml, marca – VICI
Precision Sampling, Inc. – LA US. As análises isotópicas foram realizadas em Espectrômetro
de Massas de Razão Isotópica modelo Delta V. Advantage acoplado à um analisador
elementar modelo FLASH 2000 EA. THERMO SCIENTIFIC.
Os valores de enriquecimento do 13
C foram expressos em delta per mil
da razão isotópica 13
C/12
C (δ13
C) da amostra em relação a um padrão internacional definido,
PeeDee Belemnite PDB (DUCATTI et. al., 1979; BOUTTON, 1996; ROSSMANN, 2001). O
valor isotópico de todas as amostras foi quantificado, conforme a equação (1):
(amostra, padrão) = r amostra – r padrão
(1)
r padrão
A simbologia empregada na equação significa:
(amostra, padrão) = enriquecimento isotópico da amostra em relação
ao padrão internacional, expresso em per mil (‰) (adimencional);
31
r = razão entre o isótopo pesado pelo o isótopo leve (13
C/12
C) da
amostra e do padrão, respectivamente (adimensional).
2.2.2. Análise do gás carbônico em espumantes, espumantes moscatéis,
espumantes elaborados em laboratório e CO2 comercial
As garrafas de espumantes foram abertas e imediatamente após foi
colocado um filme plástico (Parafilm M- PM 9966) no entorno da boca da garrafa para
aprisionar o gás no seu “head space”. Alíquotas de gás foram coletadas no “head space” das
garrafas com seringa modelo GAS SYRINGE – SERIE A-2 – 1ml, marca – VICI Precision
Sampling, Inc. – LA US. Posteriormente, o gás foi introduzido em um frasco de vidro com
tampa de borracha e lá foi armazenado até o momento da análise isotópica.
2.2.3. Fracionamento isotópico
A discriminação isotópica do fracionamento foi calculada por meio da
equação (2).
‰ fonte, produto)=‰ (fonte) – ‰ (produto) (2)
103 + ‰ (produto)
A simbologia empregada na equação significa:
‰ (fonte, produto): discriminação isotópica da fonte em relação ao
produto, expresso em per mil (‰) (adimencional);
‰ (fonte): enriquecimento isotópico da fonte, expresso em per mil (‰)
(adimencional);
‰ (produto): enriquecimento isotópico do produto, expresso em per
mil (‰) (adimencional);
32
2.2.4. Otimização
O Solver é uma ferramenta que possibilita encontrar um valor ideal
(otimizado) para uma determinada equação. Para resolver problemas lineares e de números
inteiros, o Solver utiliza o algoritmo Simplex com limites sobre as variáveis e o método de
desvio e limite. Esse método foi implementado por John Watson e Dan Fylstra, ambos da
Frontline Systems, Inc. (ROJAS, 2002).
A otimização foi realizada para determinar a quantidade possível de
13
C advinda do açúcar e do sumo de uva para o intervalo de valores do 13
C de espumantes
(produto). Esse método possibilita determinar as misturas da composição do CO2 de
espumantes, levando em consideração o açúcar que é utilizado para a 2° fermentação de
espumantes e o sumo da uva que é o produto principal da produção de espumantes.
O modelo descrito a seguir tem como função objetivo a função de
mistura isotópica (equação 3) sendo esta maximizada e minimizada, utilizando a ferramenta
Solver do programa Microsoft Excel.
Função objetivo:
(Max, Min) produto = a * (Xc4) + b * (Xc3) (3)
Restrições para espumantes:
Xc4, Xc3 ≥ 0
Xc4 + Xc3 = 1
pi ≤ produto ≤ pf,
Onde:
Max= maximizar , Min= minimizar
a e b = enriquecimento isotópico relativo (13
C) das fontes de
carbono derivados de plantas C4 e de C3, respectivamente (adimensional);
produto = enriquecimento isotópico relativo (13
C) do produto
(adimensional);
Xc4 e Xc3 = frequência relativa das fontes de açúcar de cana e uva.
pi = menor valor de produto do espumante fabricado em laboratório.
pf = maior valor de produto do espumante fabricado em laboratório.
Não há restrição com relação a quantidade de açúcar, pois a legislação
brasileira de espumantes estabelece que a segunda fermentação, para formação de espuma
(CO2), portanto pode ser elaborado com açúcar de cana e possíveis resíduos de açúcar da
33
própria uva. Portanto optou-se por determinar os possíveis valores de p com a quantidade
mínima e máxima de açúcar (planta C4) e uva (planta C3), determinando assim os valores de
pi e pf.
Restrições para espumantes moscatéis:
Xc4, Xc3 ≥ 0
Xc4 + Xc3 = 1
Xc4 ≤ 0,4
Xc3 ≥ 0,6
Como a legislação brasileira de vinhos estabelece a adição de no
máximo 3% v/v em álcool proveniente de açúcar de cana na composição de vinhos, o restante
do álcool seria da fermentação dos açúcares da própria uva. Assim a quantidade das variáveis
de plantas C4 (açúcar) e C3 (uva), restringem o valor de XC4 o qual deverá ser ≤ 0,4, portanto o
valor de Xc3 deve ser ≥ 0,6.
2.3. Análise Estatística
Os resultados da análise isotópica do gás carbônico das bebidas foram
submetidos à análise de variância e complementados pelo teste de Tukey para a detecção de
possíveis diferenças entre as médias do δ13
C. Considerou-se significativo quando p <0,05.
3. RESULTADO E DISCUSSÃO
A Tabela 1 mostra os valores de 13
C do gás carbônico dos espumantes
elaborados em laboratório, com diferentes marcas de açúcares comerciais. Os valores do
enriquecimento isotópico variaram de -12,99 à -13,95‰, havendo diferença estatística
significativa entre os resultados.
34
Tabela 1. Análise isotópica do gás carbônico de espumantes elaborados em laboratório a
partir de diferentes marcas de açúcares comerciais.
Açúcar usado no espumante Origem do açúcar usado no
espumante
13
C*103
Desvio padrão
Orgânico Native Cristal Sertãozinho – SP -12,99 a 1,32
DIA% Cristal Santa Cruz do Rio Pardo - SP -13,12 a 0,96
Valle Branco ExtraFino Santa Cruz do Rio Pardo - SP -13,16 ab 1,42
Açúcarlito Cristal Bariri – SP -13,21 abc 1,34
Twister Cristal Cascavel – PR -13,22 abc 0,98
Colombo Cristal Ariranha – SP -13,37 abcd 1,43
Qualitá Cristal Ariranha – SP -13,40 abcd 1,18
Orgânico União Cristal Sertãozinho – SP -13,41 abcd 1,44
Barra Refinado Barra Bonita – SP -13,43 abcd 1,55
Pateko ExtraFino Santa Cruz do Rio Pardo - SP -13,53 abcd 1,25
União Cristal Tarumã - SP -13,59 abcd 1,27
União Premium Refinado Sertãozinho - SP -13,77 bcd 0,99
Alto Alegre Refinado Colorado - PR -13,83 cd 0,60
Santa Isabel Cristal Novo Horizonte - SP -13,95 d 1,77
Médias seguidas de letras iguais, na coluna, não diferem pelo teste de Tukey (p>0,05).
Os resultados da análise isotópica dos açúcares comerciais estão
descritos na Tabela 2. Da mesma forma que ocorreu com a análise do CO2 dos espumantes
(Tabela 1), aqui os valores de 13
C também variaram em torno de uma unidade per mil,
havendo também diferença estatística significativa entre os resultados.
35
Tabela 2. Análise isotópica dos açúcares comerciais usados na produção dos espumantes.
Açúcar Origem 13
C*103 Desvio padrão
Barra Refinado Barra Bonita - SP -13,82 a 0,20
Açúcarlito Cristal Bariri – SP -13,86 ab 0.11
Orgânico Native Cristal Sertãozinho - SP -13,87 ab 0,16
Valle Branco ExtraFino Santa Cruz do Rio Pardo - SP -14,08 abc 0,07
Twister Cristal Cascavel – PR -14,11 abc 0,07
Santa Isabel Cristal Novo Horizonte - SP -14,14 abc 0,27
Colombo Cristal Ariranha – SP -14,17 abc 0,02
Pateko ExtraFino Santa Cruz do Rio Pardo - SP -14,23 abc 0,06
Qualitá Cristal Ariranha – SP -14,25 bc 0,06
União Cristal Tarumã – SP -14,30 c 0,23
Alto Alegre Refinado Colorado – PR -14,35 c 0,25
DIA% Cristal Santa Cruz do Rio Pardo - SP -14,39 cd 0,24
União Premium Refinado Sertãozinho - SP -14,42 cd 0,27
Orgânico União Cristal Sertãozinho - SP -14,79 d 0,21
Médias seguidas de letras iguais não diferem (p>0,05), pelo teste de Tukey.
Comparando os valores isotópicos da Tabela 2 com aqueles publicados
por Queiroz et al. (2009) e Nogueira (2011), que analisaram diferentes tipos de açúcar
(refinado, cristal, invertido, líquido e xarope de caramelo), observa-se que os valores de 13
C
estão decrescendo, isto é, tornando-se mais negativos, o que significa carbonos mais ricos no
isótopo mais leve.
Foi elaborado um gráfico (Figura 1) evidenciando o fracionamento
isotópico dos açúcares quando estes estão in natura e transformados em CO2 por meio da
fermentação alcoólica. Foram calculados a discriminação isotópica () dos valores de 13
C
para o fracionamento de cada marca de açúcar utilizado para a elaboração de espumantes em
laboratório com o auxílio da Equação 2. O gás carbônico dos espumantes elaborados em
laboratório está enriquecido em 0,8‰ em relação ao açúcar (Tabela 3).
36
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
-12,5
-13,0
-13,5
-14,0
-14,5
-15,0
-15,5 Açucar
CO2 de espumante
13C
Amostras
Figura 1. Valores isotópicos, médios, de açúcar e do CO2 de espumante, das amostras de
Açúcarlito Cristal (1), Alto Alegre Refinado (2), Barra Refinado (3), Colombo Cristal (4),
DIA% Cristal (5), Orgânico Native Cristal (6),Orgânico União Cristal (7),Pateko ExtraFino
(8),Qualitá Cristal (9),Santa Isabel Cristal (10),Twister Cristal (11), União Cristal (12), União
Premium Refinado (13), Valle Branco ExtraFino (14).
37
Tabela 3. Discriminação isotópica da fonte (açúcar) em relação ao produto (gás
carbônico do espumante).
Açúcares utilizados Discriminação isotópica (‰
Orgânico Native -0,9‰
Valle Branco ExtraFino -0,9‰
Barra Refinado -0.4‰
Orgânico União Cristal -1,1‰
Açúcarlito Cristal -0,7‰
Colombo Cristal -0,8‰
Santa Isabel Cristal -0,2‰
União Cristal -0,7‰
Qualitá Cristal -0,9‰
Pateko ExtraFino -0,7‰
Twister Cristal -0,9‰
Dia% Cristal -1,3‰
União Premium Refinado -0,7‰
Alto Alegre Refinado -0,5‰
Média -0,8‰
A Tabela 4 mostra os resultados da análise isotópica do gás carbônico
dos espumantes brasileiros e estrangeiros comercializados no Brasil. Os valores de 13
C
variaram de -10,41 até -23,08‰, havendo diferença estatística entre os resultados.
38
Tabela 4. Análise isotópica do gás carbônico de espumantes comerciais.
Origem Média 13
C*103 (CO2) Desvio padrão
Espumante
Nieto Senetiner Argentina -10,41 a 0,33
Lacave Brasil -12,44 b 0,17
Almadén Brasil -12,51 b 0,19
Cava Espanha -13,06 b 0,50
Sant German/Aurora Brasil -13,75 b 0,31
Chandon/Baby Brasil -16,42 c 0,28
Santa Helena Chile -16,89 c 0,80
Prosecco/Aurora Brasil -17,05 c 1,68
Miolo Brasil -17,09 c 0,41
Veuve du Vernay França -21,03 d 0,75
Grand Valle/Salton Brasil -21,89 de 0,54
Cinzano Itália -23,08 e 0,49
Médias seguidas de letras iguais não diferem (p>0,05), pelo teste de Tukey.
Os vinhos espumantes europeus em geral apresentaram valores mais
leves: 13
C = -21,03 ‰ na França e -23,08 ‰ na Itália, com exceção de um espanhol cujo
valor foi de -13,06 ‰. Os vinhos espumantes provenientes da América do Sul apresentaram
as médias mais pesadas em relação aos europeus, com exceção de um brasileiro (-21,89 ‰)
que teve média parecida com os espumantes da França e Itália. Calderone et al. (2007) em seu
trabalho com bebidas carbonatadas natural ou artificial obteve para vinhos espumantes e sidra
resultados próximos aos encontrados neste trabalho: 13
C entre -9,68 à -22,17‰, sendo todos
espumantes e cidra europeus (Itália, Portugal e França). Contudo em uma gama maior de
espumantes da Europa, América do Sul e do Norte, Martinelli et al. (2003) encontrou valores
de 13
C variando de -7,7 à -29,1‰. Já Cabañero et al. (2007) obteve resultados de 13
C
variando de -9,62 à -25,08‰ em vinhos espumantes espanhóis e um português. González et
al. (1997) encontrou valores de 13
C variando de -9,05 à -20,98‰ em vinhos espumantes
espanhóis.
A elaboração de vinhos espumantes em laboratório foi feita para se ter
uma referência do 13
C (Tabela 1) do gás carbônico que poderia ser encontrado em
espumantes comerciais, utilizando o açúcar de cana (C4) para a segunda fermentação. Os
39
resultados obtidos variaram de -12,99 à -13,95 ‰. Os espumantes comerciais, que obtiveram
resultados de 13
C do gás carbônico mais leves que essa faixa de valores, foram
provavelmente “contaminados” com açúcar residual da uva (C3) ou adição de gás carbônico
exógeno.
A Tabela 5 mostra os valores isotópicos do suco de uvas produzidas no
Brasil.
Tabela 5: Análise isotópica de sumo de uvas.
Média 13
C*103 (suco) Desvio padrão
UVAS
Bordô -25,56 a 0,21
Isabel -25,60 a 0,17
Máximo -25,65 ab 0,07
Niágara -26,05 b 0,06
Lorena -26,60 c 0,10
Rainha -26,65 c 0,25
Syrah -27,13 d 0,18
Moscato -27,20 d 0,16
Chardonnay -27,47 de 0,02
Pinot Noir -27,65 e 0,02
Médias seguidas de letras iguais não diferem (p>0,05), pelo teste de Tukey.
Em relação ao sumo de uvas, observou-se que houve diferença de
valores isotópicos dentro das variedades da espécie Vitis labrusca L. (Bordô, Isabel e
Niagara), das variedades hibridas (Máximo, Lorena e Rainha) e das variedades Vitis viníferas
L. (Syrah, Moscato, Chardonnay, Pinot Noir). Os valores isotópicos das variedades híbridas
são intermediários aos das variedades Vitis labrusca L. e Vitis viníferas L., com exceção da
cultivar Máximo que não difere das variedades Vitis labrusca L.
A análise isotópica do gás carbônico comercial é mostrada na Tabela 6.
40
Tabela 6. Análise isotópica de gás carbônico comercial.
Média 13
C*103 (CO2) Desvio padrão
GÁS COMERCIAL
Air Products -18,49 a 0,21
Horto Oxigases -23,53 b 0,01
Air Liquid -25, 91 c 0,01
Linde -38,15 d 0,60
White Martins -38,55 d 0,46
Médias seguidas de letras iguais não diferem (p>0,05), pelo teste de Tukey
O processo de produção comercial de CO2 é obtido das seguintes
formas: gás de combustão (carvão, petróleo, gás natural) contendo de 10 à 18% de CO2, gás
de cervejarias contendo cerca de 99% de CO2 e gás coproduto das operações dos fornos de
cal, contendo de 10 à 40% de CO2. Sendo os dois primeiros processos os mais utilizados na
produção do CO2 (SHREVE E BRINK, 1997). Os valores de 13
C do CO2 comercial das
marcas vendidas no Brasil tiveram diferença estatistica entre si variando em média de -20 ‰,
indicando que os três primeiros resultados provavenmente vieram de indústrias de
fermentação e os dois últimos são provenientes de gases de combustão.
Gonzalez et al. (1997) também analisaram CO2 industrial e obtiveram
os seguintes resultados de δ 13
C: -20,37, -28,56, -29,53, -32,40, -36,11 e -36,22‰,
corroborando com os resultados obtidos neste experimento.
A Figura 2 apresenta os dados (média) das tabelas 2, 4, 5 e 6 juntas para
a visualização das possíveis composições do gás carbônico dos espumantes. Por meio desta
representação, acredita-se que não se utilizou os gases das marcas Linde e White Martins na
composição do gás carbônico dos espumantes. Entretanto não se pode afirmar se houve ou
não adição exógena de CO2 comercial nos espumantes aqui analisados, pois visualiza-se um
gradiente de 13
C que vai desde o -10,41 até -23,08‰, demonstrando que há provavelmente
uma mistura de gases provenientes da uva (C3) e de cana de açúcar (C4) ou de gás carbônico
comercial.
41
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-1013C
Figura 2. Médias de 13
C, - Gás Industrial; - Açúcar in natura; - Sumo de uvas;
pontos sem formas espumantes comerciais.
Com a otimização encontrou-se o intervalo de confiança do 13
C, sendo
este de -13,7 ≤ p ≤ -23,65‰ (Tabela 7). Na figura 3 estão representados os valores do 13
C
dos espumantes comerciais, ressalta-se que os valores em vermelho estão fora do intervalo de
resposta viável para esse produto, utilizando como base os açúcares testados neste trabalho
(Tabela 2). Observa-se que 8 dos espumantes analisados estão neste intervalo de confiança,
portanto em acordo com a legislação brasileira (5 brasileiros, 1 francês, 1 italiano e 1
chileno), no entanto 4 desses espumantes (2 brasileiros, 1 espanhol e 1 argentino) estão em
desacordo com a legislação brasileira, que variaram de -10,41 à -13,06‰.
Tabela 7. Porcentagem de contribuição de cada componente da mistura, para o intervalo de
valores de delta de carbono-13 encontrados nos espumantes comerciais analisados.
a b pi Xc4 Xc3 pf Xc4 Xc3
-13,70 -27,66 -13,70 1,00 0,00 -23,65 0,70 0,30
-13,70 -25,33 -13,70 1,00 0,00 -23,65 0,85 0,15
-14,93 -27,66 -14,93 1,00 0,00 -23,65 0,68 0,32
-14,93 -25,33 -14,93 1,00 0,00 -23,65 0,84 0,16
42
Figura 3. Intervalo de confiança 13
C, -13,7 ≤ p ≤ -23,65‰. Pontos vermelhos são de
espumantes fora do intervalo de confiança.
Martinelli et al. (2003) encontraram em sua pesquisa valores próximos
aos quatro espumantes fora do intervalo de confiança e que segundo ele seriam provenientes
de plantas C4 (açúcar de cana).
No Moscatel espumante a produção de gás carbônico é feita em uma
única fermentação, e não na segunda fermentação como os espumantes comuns. Assim, o
CO2 da bebida deve provir dos açúcares da uva (carbono C3), respeitado aquele da
chaptalização (carbono C4), o que corresponde a 3% v/v de etanol na forma de açúcar de cana.
Os valores isotópicos do gás carbônico dos moscatéis espumantes,
comercializados no Brasil, são mostrados na Tabela 8.
43
Tabela 8. Análise isotópica do gás carbônico de vinho moscatel espumante comercial.
Origem Média13
C*103 (CO2) Desvio padrão
MOSCATEL
Garibaldi Rose Brasil -21,13 a 0,28
Peterlongo Brasil -22,25 ab 0,14
Villa Fabricia Itália -22,40 ab 0,10
Terra Nova Brasil -23,18 abc 3,69
Menestrelo Itália -24,07 abc 0,32
Aurora Brasil -24,29 abc 0,12
Zonin Itália -25,01 bc 0,64
Club des Sommeliers/Aurora Brasil -25,41 bc 0,11
Grand Valle/Salton Brasil -25,43 bc 0,16
Salton Brasil -26,30 c 0,04
Médias seguidas de letras iguais não diferem (p>0,05), pelo teste de Tukey.
Os únicos dados sobre análise isotópica do gás carbônico de moscatel
espumante na literatura especializada foram elaborados por Martinelli et.al. (2003). Neste
trabalho, os valores isotópicos do CO2 variaram de -12,8 à -24,3 ‰, estando em parte
próximo aos resultados encontrados pelo pesquisador, exceto dois espumantes brasileiros que
obtiveram resultados de 13
C de -12,8 e 13,3‰.
Com as médias das quatro tabelas (Tabelas 2, 5, 6 e 8) elaborou-se um
gráfico para visualização das possíveis fontes de gás carbônico contidas nos espumantes
moscatéis comerciais (figura 4).
44
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
13C
Figura 4. Médias de 13
C, - Açúcar in natura; - Sumo de uvas; - Gás industrial;
pontos sem formas – moscatel espumante comercial.
Com a visualização deste gráfico, é possível inferir que provavelmente
os gases comerciais das marcas Linde e White Martins não compõem o CO2 dos espumantes
comerciais. Contudo não se pode afirmar que não houve adição exógena (CO2 comercial) nos
espumantes. O mais provável é que o gás carbônico analisado seja uma mistura de CO2 de
plantas C3 (uva) e CO2 de plantas C4 (cana de açúcar), produtos da fermentação alcoólica dos
açúcares da uva e do açúcar de cana usado na toma de espuma, ou utilização de CO2
comercial.
Utilizando a ferramenta de otimização foi determinado um intervalo de
confiança de δ 13
C, sendo este de -20,68 ≤ δp ≤ -27,66‰ (Tabela 9).
Tabela 9. Porcentagem de contribuição de cada componente da mistura, para o intervalo de
valores de delta de carbono-13 encontrados nos espumantes moscatéis comerciais analisados.
a b pi Xc4 Xc3 pf Xc4 Xc3
-13,70 -27,66 -22,08 0,40 0,60 -27,66 0,00 1,00
-13,70 -25,33 -20,68 0,40 0,60 -25,33 0,00 1,00
-14,93 -27,66 -22,57 0,40 0,60 -27,66 0,00 1,00
-14,93 -25,33 -21,17 0,40 0,60 -25,33 0,00 1,00
45
Assim, os valores situados fora deste intervalo estariam em desacordo
com a legislação brasileira, ou seja, os resultados mais pesados que -20,68‰ e mais leves que
-27,66‰ (figura 5).
Figura 5. Intervalo de confiança 13
C, -20,68 ≤ δp ≤ -27,66‰. Pontos vermelhos são de
espumantes moscatéis em desacordo com a legislação brasileira.
Não houve nenhum valor de δ13
C dos espumantes moscatéis
comercializados no Brasil que estivesse fora do intervalo de confiança. Dessa forma, todos os
espumantes moscateis estavam de acordo com a legislação brasileira.
4. CONCLUSÃO
Os espumantes comerciais e os gases carbônicos comerciais analisados
apresentaram valores isotópicos (δ 13
C) que não permitem predizer que existiu adulteração das
bebidas por injeção de gás comercial.
A ocorrência de adulteração por injeção de gás carbônico industrial nos
espumantes apenas seria possível de se detectar quando uma bebida apresentasse valor
isotópico menor (mais negativo) do que os valores isotópicos das uvas utilizadas na
elaboração do espumante.
A análise isotópica do carbono apresenta limitações para detectar a
injeção de gás carbônico industrial em espumantes.
46
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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49
CAPÍTULO III
50
QUAL A ORIGEM DO GÁS CARBÔNICO DE NOSSAS BEBIDAS?
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi de detectar a origem do dióxido de carbono em bebidas
carbonatada, por meio de análise isotópica, utilizando o isótopo estável do elemento carbono.
As bebidas comerciais analisadas foram refrigerantes, cervejas, vinhos, águas, bebidas
energéticas e bebidas compostas vendidas no Brasil. Foi empregada a metodologia de análise
isotópica utilizando os isótopos estáveis do elemento carbono. Houve uma variabilidade
muito grande dos resultados de enriquecimento relativo do carbono (13
C), variando de -5,15
à -38,58‰. Conseguiu-se identificar três padrões de resultados isotópicos (13
C) do dióxido
de carbono: CO2 de fermentação alcoólica, CO2 de gás de combustão e CO2 de água
gaseificada naturalmente na fonte. A metodologia dos isótopos estáveis é uma ferramenta
importante, eficaz e rápida para a caracterização de bebidas carbonatadas.
Palavras chaves: Bebidas carbonatadas, isótopos estáveis, IRMS.
51
WHAT IS THE ORIGIN OF THE BEVERAGES OF OUR CARBON DIOXIDE?
ABSTRACT
The objective is to detect carbon dioxide source and if possible to characterize fraud in
carbonated beverages by isotopic analysis using stable isotope of carbon element. Industrial
sugars and CO2 were analyzed to be a reference of what might be found in carbonated
beverages. The commercial beverages were analyzed: soft drinks, beer, wine, water, energy
drinks and mixed drinks sold in Brazil. There was a great variability of 13
C of results,
ranging from -5.15 to -38.58 ‰. It was possible to identify three patterns results carbon
dioxide 13
C CO2 fermentation flue gas CO2 and CO2 naturally carbonated water source for
the preparation of beverages. The methodology for stable isotope is an important, effective
and quick tool for the characterization of carbonated beverages.
Keywords: Carbonated Drinks, stable isotopes, IRMS.
52
1. INTRODUÇÃO
O processo de produção comercial de gás carbônico é obtido das
seguintes formas: gases de combustão (carvão, petróleo, gás natural) contendo de 10 à 18% de
CO2, indústrias de fermentação contendo cerca de 99% de CO2 e coproduto das operações dos
fornos de cal, contendo de 10 à 40% de CO2. Sabe-se que as grandes cervejarias do Brasil
recuperam gás carbônico em suas plantas de produção. A recuperação deste gás envolve
questões econômicas e ambientais. O gás carbônico é utilizado não somente na carbonatação
de cervejas como também de outras bebidas carbonatada, como refrigerantes, águas
gaseificadas, vinho, entre outras (SHREVE E BRINK, 1997).
Os consumidores estão cada vez mais exigentes de certificação de
origem e qualidade com os produtos adquiridos, principalmente os alimentos e bebidas
(GONZÁLEZ et. al. 1997).
Bebidas carbonatadas ou gaseificadas são populares em muitos
mercados e são consumidas por uma variedade de grupos sociais e econômicos. O dióxido de
carbono é usado para conferir sabor mais agradável às bebidas por meio de bolhas de gás,
naturalmente produzido ou artificialmente incorporado. Dentre as diversas bebidas
carbonatadas mais consumidas estão os refrigerantes, cervejas, vinhos, água mineral, água
tônica, energy drinks, além de vodka e cachaça (CABAÑERO et al., 2007).
Segundo Ferreira et al. (2009), “o Brasil é um dos maiores produtores
de refrigerantes carbonatados, com mais de 800 fábricas, e um mercado consumidor de mais
de 13 bilhões de litros por ano, que é o terceiro no mundo”.
O grupo japonês Kirin Holdings (2010), observou que o Brasil é o
terceiro maior produtor mundial de cerveja (13,2 bilhões de litros), ficando atrás da China
(44,7 bilhões de litros) e Estados Unidos (24,1 bilhões de litros). Os maiores consumidores
per capita de cerveja são República Checa (151,2 litros/ano), Alemanha (108,3 litros/ano) e
EUA (77,2 litros/ano). O consumo per capita no Brasil é de 64,4 litros/ano.
Com o auxílio da técnica dos isótopos estáveis pode-se identificar qual
a origem do dióxido de carbono das bebidas, se originária de plantas C4, C3 ou da combustão
de derivados de combustíveis fósseis ou uma mistura desses gases. As cervejarias do Brasil
recuperam o CO2 das fermentações apenas com malte e também com as misturas de malte
com milho ou malte e açúcar ou malte e arroz ou malte, milho, açúcar, etc. Obtendo assim
uma variação do 13
C (CO2) muito grande. O uso da técnica dos isótopos estáveis para
detectar a origem do dióxido de carbono de bebidas gaseificadas é pouco usada no Brasil.
53
O objetivo deste trabalho foi detectar a origem do dióxido de carbono
em bebidas carbonatadas por meio da análise isotópica do elemento carbono.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Para este trabalho foram analisadas isotopicamente as seguintes
matérias-primas:
• gás carbônico dos açúcares das marcas: Açúcarlito, Orgânico Native,
Twister, Santa Isabel, Colombo, Qualitá, União, Dia%, Orgânico União e açúcar refinado das
marcas: Barra, Valle Branco, Pateko, Alto Alegre e União Premium.
• amostras de refrigerantes: Antártica, Pepsi, Coca-Cola, Belco, Schin,
Jah! Fresh, Dia%.
• amostras de cervejas: Antártica, Caracu, Liber, Xingu, Kaiser e
Heineken.
• amostras de vinhos: Almadén, Cereser, Aurora, Góes e Del Grano.
• amostras de águas: S. Pellegrino, Schin, São Lourenço, Minalba,
Nestlé, Dia%, Crystal, Vermont, Classic Dillar’s e Shweppes
• amostras de bebidas energéticas: Over Night, Super Power, Fling
Horse, Red Bull, Burn e All Night.
• amostras de bebidas compostas: Blue Spirit, Smirnoff e 51
• gás carbônico de cilindros industriais das marcas AIR Products, Horto
Oxigases, AIR Liquid, Linde e White Martins.
Foi realizado a análise isotópica dos açúcares com amostragem de 50
microgramas e colocadas em cápsulas de estanhos. As amostras foram recolhidas em triplicata e
as análises isotópicas foram realizadas em Espectrômetro de Massas Modelo Delta S.
Finnigam Mat. Acoplado à um analisador elementar Fisons Instruments. Modelo EA 1108
CHONS.
As amostras (alíquotas de gás foram coletadas com seringa modelo
GAS SYRINGE – SERIE A-2 – 1ml, marca – VICI Precision Sampling, Inc. – LA US.) de
CO2 industrial foram recolhidas em triplicata e as análises isotópicas foram realizadas em
espectrômetro de Massas modelo Delta V. Advantage acoplado à um analisador elementar
modelo FLASH 2000 EA. THERMO SCIENTIFIC.
Os valores de enriquecimento do carbono-13 são expressos em delta per
mil da razão isotópica 13
C/12
C (δ13
C) da amostra em relação a um padrão internacional
54
definido, PeeDee Belemnite PDB (DUCATTI et. al., 1979; BOUTTON, 1996; ROSSMANN,
2001)
O valor isotópico das amostras foi quantificado, conforme a equação
(1):
(amostra, padrão) = r amostra – r padrão
(1)
r padrão
A simbologia empregada na equação significa:
(amostra, padrão) = enriquecimento isotópico da amostra em relação
ao padrão internacional (PDB), expresso em per mil (‰) (adimencional);
r = razão entre o isótopo pesado sobre o isótopo leve (13
C/12
C) da
amostra e do padrão, respectivamente (adimensional).
As amostras foram recolhidas em triplicata e as análises isotópicas
foram realizadas em espectrômetro de massas modelo Delta V. Advantage acoplado à um
analisador elementar modelo FLASH 2000 EA. THERMO SCIENTIFIC.
Alíquotas de gás foram coletadas com seringa modelo GAS SYRINGE
– SERIE A-2 – 1ml, marca – VICI Precision Sampling, Inc. – LA US. Os recipientes foram
abertos e imediatamente após foi colocado o Parafilm M- PM 9966 entorno da boca do
recipiente para segurar o gás e possibilitar a retirada do mesmo com a agulha de aço que foi
introduzida através do parafilm, coletando assim a amostra, e posteriormente introduzido o
gás no espectrômetro de massa através de um septo para a análise isotópica do gás.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram coletados quatorze marcas diferentes de açúcar dos estados de
São Paulo (12 marcas) e Paraná (2 marcas), vendidos no estado de São Paulo. Foram
analisados isotopicamente os açúcares em laboratório, sendo seus valores de 13
C expostos na
tabela 1.
55
Tabela 1. Análise isotópica de açúcar.
Origem Média 13
C*103
(Açúcar)
Desvio
padrão
Açúcar
Barra Refinado Barra Bonita - SP -13,82 0,20
Açúcarlito Cristal Bariri – SP -13,86 0.11
Orgânico Native Cristal Sertãozinho - SP -13,87 0,16
Valle Branco ExtraFino Santa Cruz do Rio Pardo - SP -14,08 0,07
Twister Cristal Cascavel - PR -14,11 0,07
Santa Isabel Cristal Novo Horizonte - SP -14,14 0,27
Colombo Cristal Ariranha - SP -14,17 0,02
Pateko ExtraFino Santa Cruz do Rio Pardo - SP -14,23 0,06
Qualitá Cristal Ariranha - SP -14,25 0,06
União Cristal Tarumã – SP -14,30 0,23
Alto Alegre Refinado Colorado - PR -14,35 0,25
DIA% Cristal Santa Cruz do Rio Pardo - SP -14,39 0,24
União Premium Refinado Sertãozinho - SP -14,42 0,27
Orgânico União Cristal Sertãozinho - SP -14,79 0,21
Os resultados obtidos nas análises variaram de -13,82 a -14,79‰. Em
outros resultados de análise isotópica de açúcares de anos anteriores obteve resultados mais
pesados do que estes apresentados. Queiroz, et.al., 2009 obteve valores de açúcar entre -12,30
à -13,57‰. Nogueira, 2011 em sua tese de doutorado obteve valores próximos ao de Queiroz
variando de -12,62 à -13,10‰. Indicando que com o passar dos anos a média dos açúcares
estão cada vez mais leves.
Na tabela 2 estão às análises isotópicas do CO2 comercial coletados
para o experimento, variando de -18,39 à 38,55‰. Estes resultados corroboram com o que foi
descrito por Shreve e Brink (1997) sobre a origem do gás carbônico comercial, sendo os três
primeiros resultados proveniente de recuperação de fermentações de cervejaria e os dois
últimos proveniente de gases de combustão (petróleo, gás natural). Segundo Raco et.al. 2013
na figura 1 é apresentado um gráfico com a distribuição isotópica do carbono e suas possíveis
fontes.
56
Tabela 2. Análise isotópica de CO2 comercial.
Média 13
C*103 (CO2) Desvio padrão
Gás comercial
Air Products -18,49 ± 0,21
Horto Oxigases -23,53 ± 0,01
Air Liquid -25, 91 ± 0,01
Linde -38,15 ± 0,60
White Martins -38,55 ± 0,46
Figura 1. Distribuição da composição isotópica de CO2 e DIC (carbono inorgânico
dissolvido) nos sistemas de carbonato.
Foram feitas análises isotópicas do gás carbônico de vários tipos de
bebidas carbonatadas. Os resultados estão dispostos nas seguintes tabelas:
57
Tabela 3 – vinhos frisantes
Tabela 4 – bebida composta gaseificada
Tabela 5 – água mineral gaseificada
Tabela 6 – água tônica
Tabela 7 – bebidas energéticas
Tabela 8 – cerveja
Tabela 9 – refrigerantes
Há uma variabilidade muito grande nos resultados de 13
C, cujos
valores ficaram dentro do intervalo de -5,15 à -38,58‰. O dióxido de carbono (CO2) em
vinhos espumantes devem ser originários a partir da segunda fermentação única. Christoph,
et.al. 2015 diz que o CO2 comercial, a partir da combustão de combustíveis fósseis (acima de
-29‰) é diferente do CO2 de fermentação (entre -7 à -26‰). Segundo Calderone et.al. (2007),
em seu trabalho com bebidas carbonatadas, relatou que valores entre -29‰ e -54‰ seriam
tipicamente de gases comeciais da combustão de combustíveis fósseis (petróleo, gás natural).
A partir das informações de Christoph et.al., (2015) e Calderone et.al.,
(2007) e dos resultados obtidos por meio de análises isotópicas do CO2 comercial e açúcar
foram realizadas sete figuras para caracterizar os dados obtidos nos diferentes tipos de bebidas
análisadas.
58
Tabela 3. Análise isotópica do gás carbônico em vinho frisante comercial.
Amostra Vinho Origem Média 13
C*103
(CO2)
Desvio
padrão
Sunny Days Frizante
White
Almadén Santana do
Livramento/RS
-11,51 0,04
Chuva de Prata Rose Cereser Jundiaí/SP -21,59 0,06
Chuva de Prata Cereser Jundiaí/SP -21,97 0,12
Marcus James Frizante
Happy Hour Rose
Aurora Bento Gonçalves/RS -23,41 0,37
Keep Cooler Classic
Citrus
Aurora Bento Gonçalves/RS -24,60 0,14
Grape Cool (Chopp
de Vinho)
Góes São Raque/SP -33,57 0,02
Vaio Frizante Del Grano Farroupilha/RS -34,20 0,16
Vinho Tinto Frizante
Suave
Del Grano Farroupilha/RS -35,03 0,04
-11,51 -21,59 -21,97 -23,41 -24,60 -33,57 -34,20 -35,03
13
C
CO2 DE FERMENTAÇÕES CO2 GÁS DE COMBUSTÃO
Figura 2. Origem do gás carbônico em vinho.
Os dados obtidos nas análises de vinhos frisantes evidenciam carbono
de CO2 provenientes de fermentações (plantas C3 e C4) e CO2 de gás de combustão (petróleo,
gás natural), porém não se pode caracterizar especificadamente a origem de cada análise, a
não ser o resultado -11,51‰ que é de um vinho frisante gaseificado naturalmente com açúcar
de cana, relatado em seu rótulo.
Em vinhos carbonatados com CO2 comercial na Espanha, todos
estavam abaixo de -29‰ variando entre -29,91 á -41,50‰ (Cabañero, et.al. 2007).
Corroborando com que foi descrito por Christoph et.al. 2015 e Calderone et.al. 2007.
59
Tabela 4. Analise isotópica do gás carbônico em bebida composta gaseificada comerciai.
Amostra Bebida
composta
Origem Média 13
C*103
(CO2)
Desvio
padrão
Ice Blue Spirit Boituva/SP -19,34 ± 0,30
Ice Smirnoff Leme/SP -34,71 ± 0,27
Ice Kiwi 51 Pirassununga/SP -36,49 ± 0,17
-19,34 -34,71 -36,49
13C
CO2 DE FERMENTAÇÕES CO2 GÁS DE COMBUSTÃO
Figura 3. Origem do gás carbônico em bebida composta.
Para as bebidas compostas observa-se que houve apenas um resultado
de CO2 de fermentação e dois resultados de CO2 de gás de combustão.
Tabela 5. Análise isotópica do gás carbônico em água mineral gaseificada comercial.
Amostra Água mineral Origem Média 13
C*103
(CO2)
Desvio
padrão
Gasosa Natural S. Pellegrino Itália -5,78 ± 0,10
Natural com gás Schin Itu/SP -22,34 ± 0,02
Gasosa Natural São Lourenço São Lourenço/MG -23,91 ± 0,23
Natural com gás Minalba Campos do Jordão/SP -28,60 ± 0,05
Natural com gás Minalba Campo do Jordão/SP -31,42 ± 0,06
Natural com gás Nestlé Águas de S. Barbara/SP -32,48 ± 0,09
Natural com gás DIA% Cotia/SP -32,85 ± 0,07
Natural com gás Crystal Bauru/SP -34,20 ± 0,09
Natural com gás Crystal Mogi das Cruzes/SP -35.24 ± 0,06
-5,78 -22,34 -23,91 -28,60 -31,42 -32,48 -32,85 -34,20 -35,24
13
C
NATURAL CO2 DE FERMENTAÇÕES CO2 GÁS DE COMBUSTÃO
Figura 4. Origem do gás carbônico em água mineral gaseificada.
60
As águas minerais gaseificadas apresentaram três amostras com CO2 de
fermentação e cinco amostras com CO2 de gás de combustão, entretanto obteve um resultado
de -5,78‰ que foi utilizada água mineral gaseificadas naturalmente direto da fonte, relatado
em seu rótulo.
Redondo e Yélamos (2004) encontraram valores de 13
C em água
mineral gaseificada variando de -2,3 à -35,6, sendo dois (-2,3 e -6,2‰) resultados gaseificada
naturalmente na fonte e outros 11 resultados variando de -21,7 à -35,7‰, sendo gaseificada
artificialmente.
Cabañero et.al. (2007) utilizando também água carbonatada obteve
valores de 13
C variando de -5,59 à -43,43‰, sendo três (-5,59, -6,84, -6,87‰) carbonatada
naturalmente e sete (-29,36, -35,62, -36,03, -39,09, -42,00, -42,09 e 43,43) carbonatadas
artificialmente com CO2 comercial, corroborando com os resultados obtidos nesta pesquisa.
Tabela 6. Análise isotópica do gás carbônico em água tônica comercial.
Amostra Água tônica Origem Média 13
C*103
(CO2)
Desvio
padrão
Água Tônica de Quinino Schin Itu/SP -24,76 ± 0,12
Água Tônica de Quinino Vermont Águas de
Lindóia/SP
-30,06 ± 0,07
Água Tônica de Quinino Classic Dillar’s Leme/SP -33,17 ± 0,03
Água Tônica de Quinino Schin Itu/SP -33,47 ± 0,06
Água Tônica de Quinino Schueppes Jundiaí/SP -38,58 ± 0,18
-24,76 -30,06 -33,17 -33,47 -38,58
13
C
CO2 DE FERMENTAÇÕES CO2 GÁS DE COMBUSTÃO
Figura 5. Origem do gás carbônico em água tônica.
Os resultados encontrados para água tônica foi de apenas um com CO2
de fermentação, possivelmente de recuperação de CO2 em cervejaria que utilizou somente
malte para a elaboração da cerveja. E quatro valores com CO2 de gás de combustão.
61
Tabela 7. Análise isotópica do gás carbônico em bebidas energéticas comerciais.
Amostra Bebida
energética
Origem Média 13
C*103
(CO2)
Desvio
padrão
Bebida Energética Over Night Austria -5,15 ± 0,12
Bebida Energética Super Power Tietê/SP -31,28 ± 0,10
Bebida Energética Fling Horse Leme/SP -34,01 ± 0,19
Bebida Energética Red Bull Austria -34,07 ± 0,48
Bebida Energética Burn Linhares/ES -34,45 ± 0,12
Bebida Energética All Night Sorocaba/SP -36,31 ± 0,43
-5,15 -31,28 -34,01 -34,07 -34,45 -36,31
13
C
NATURAL CO2 GÁS DE COMBUSTÃO
Figura 6. Origem do gás carbônico em bebida energética.
As bebidas energéticas obtiveram cinco resultados de CO2 de gás de
combustão e apenas um resultado que utilizou-se água naturalmente gaseificada diretamente
da fonte, para a elaboração da bebida energética, relatado em seu rótulo.
Tabela 8. Análise isotópica do gás carbônico em cerveja comercial.
Amostra Cerveja Origem Média 13
C*103
(CO2)
Desvio
padrão
Cerveja Antártica Sub
Zero
Antártica Sub
Zero
Jaguariúna/SP -19,00 ± 0,15
Cerveja Escura Caracu Jacareí/SP -19,06 ± 0,18
Cerveja Sem Álcool Liber Jaguariúna/SP -19,69 ± 0,29
Cerveja Extra Escura
Premium
Xingu Jacareí/SP -22,49 ± 0,17
Cerveja Kaiser Kaiser Jaguariúna/SP -22,68 ± 0,17
Cerveja Heineken Heineken Holanda -26,94 ± 0,30
62
-19,00 -19,06 -19,69 -22,49 -22,68 -26,94
13
C
CO2 DE FERMENTAÇÕES
Figura 7. Origem do gás carbônico em cerveja.
Os resultados de cerveja, todos obtiveram CO2 de fermentação em sua
composição. Pois segundo Shreve e Brink (1997), o CO2 produzido em cervejarias é
armazenado e reutilizado para a carbonatação de bebidas em geral tanto de cervejas como
outras bebidas gaseificadas, como foi observado neste trabalho.
Mardegan, et.al., 2013 (corrigir), em seu trabalho estudando cervejas de
grandes e pequenas cervejarias obteve resultados de 13
C do liquido variando de -15,10 à -
27,40‰. Com dados muito próximos, Oliveira, et.al., 2002 (corrigir) relatou que o 13
C do
liquido da cerveja variava entre -18,40 à -27,30‰. Corroborando com os dados obtidos neste
trabalho para o 13
C do CO2 de cervejas comerciais vendidas no Brasil variando de -19,00 à -
26,94‰.
Tabela 9. Análise isotópica do gás carbônico em refrigerantes comerciais.
Amostra Refrigerante Origem Média 13
C*103
(CO2)
Desvio
padrão
Guaraná Antártica Jundiaí/SP -15,50 ± 0,12
Pepsi Pepsi Jundiaí/SP -19,81 ± 0,09
Pepsi Pepsi Jundiaí/SP -19,89 ± 0,09
Sprite Zero Coca - Cola Rio de Janeiro/RJ -24,20 ± 0,03
Limão DIA% Sorocaba/SP -25,00 ± 0,06
Graraná Belco São Manuel/SP -31,09 ± 0,09
Limão Tahiti Jah! Fresh Águas de Lindóia/SP -32,29 ± 0,28
Guaraná Schin Itu/SP -32,35 ± 0,20
Soda Antártica Jaguariúna/SP -33,20 ± 0,07
Tubaina Schin Itu/SP -33,60 ± 0,16
Coca - Cola Coca - Cola Sorocaba/SP -38,49 ± 0,09
63
-15,50 -19,81 -19,89 -24,20 -25,00 -31,09 -32,29 -32,35 -33,20 -33,60 -38,49
13
C
CO2 DE FERMENTAÇÕES CO2 GÁS DE COMBUSTÃO
Figura 8. Origem do gás carbônico em refrigerante.
Observou-se dentre os 11 resultados de CO2 encontrados 5 são de CO2
de fermentação, variando de -15,5 à -25,00‰, sendo estes resultados provenientes da
recuperação de CO2 de cervejaria. E seis resultados são de CO2 de gás de combustão tendo
sua variação de -31,09 até -38,49.
4. CONCLUSÃO
A metodologia dos isótopos estáveis é uma ferramenta eficaz para se
descobrir a origem do gás carbônico das bebidas carbonatada. Ficou evidenciado neste
trabalho 3 diferentes padrões para o CO2 encontrado nas bebidas carbonatadas, que são:
1. CO2 obtido de fermentações.
2. CO2 obtido de gases de combustões.
3. CO2 de águas gaseificadas diretamente da fonte para elaboração de
bebidas.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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