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Mostra de Iniciação Científica e Tecnológica Interdisciplinar I MICTI Camboriú, 16 e 17 de Outubro de 2006/ Colégio Agrícola de Camboriú – UFSC

TRANSFORMAÇÃO DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA VINÍCOLA EM PRODUTOS DE INTERESSE COMERCIAL Maycon Andrade Mendes 1 ; José Hilton Bernardino de Araújo 2

Neste trabalho se reaproveitou resíduos (cascas, engaços e sementes) da fabricação de vinho, geralmente jogados no solo dos parreirais das indústrias vinícolas, servindo apenas como matéria orgânica para fertilização. Os resíduos foram coletados na indústria vinícola Intervin, localizada na região Noroeste do Estado do Paraná, no município de Maringá. A partir desses resíduos foram obtidos diversos produtos, como sabonetes esfoliantes, graspa, óleo de sementes de uvas, gel esfoliante facial e creme protetor para aplicação em pele ressecada das pessoas, protegendo a da ação danosa dos raios solares, prevenindo doenças como câncer de pele, além de suavizar a pele e rejuvenescendo a. O mosto de cascas de uvas fermentado com leveduras e destilado, proporcionou a obtenção de uma excelente graspa, com um rendimento de 5% em volume e teor alcoólico de 50%.A partir das sementes de uvas secas e trituradas, extraiu se óleo através de extrator de Soxhlet usando hexano como solvente. Para cada 100g de sementes, extraiu se 8,36g de óleo, que pode ser usado na preparação de cosméticos, complemento alimentar, etc. A partir deste óleo foi possível produzir se cremes faciais para proteção de pele ressecada, contribuindo para evitar o envelhecimento precoce. Das sementes trituradas e isentas de óleo, pode se produzir gel esfoliante facial e sabonetes. Além destes produtos, estudos podem ser realizados visando a incorporação das cascas e sementes secas e trituradas, na formulação de complementos alimentares, como barras de cereais e granola. Os produtos obtidos a partir dos resíduos gerados nas indústrias vinícolas, proporcionam uma fonte de renda extra para os produtores rurais, proprietários das indústrias ou pessoas interessadas em diversificar seu ramo de atuação comercial e industrial, exercendo além disso, um papel social na geração de renda para comunidades carentes, com o uso ambientalmente correto dos resíduos que seriam dispostos no solo. Palavras chave: Resíduos, uva, reaproveitamento. 1 INTRODUÇÃO

A região Noroeste do Estado do Paraná possui duas indústrias vinícolas, Intervin e Paschoeto, ambas localizadas no município de Maringá. A área plantada neste município equivale a 10 hectares, que produziram cerca de 174.000kg de uvas de acordo com dados da Secretaria de Agricultura do 1 Aluno da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão. E mail: mayconmendes@hotmail.com. 2 Professor Orientador. E mail:jhiltonaraujo@brturbo.com.br .

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Estado do Paraná (2003). Como esta área é menor que a necessária para produzir uvas para fabricação de vinho, as empresas adquirem uvas viníferas de outros Estados da Região Sul do país. No processo de fabricação do vinho, cada 1000g de uvas colhidas, após o esmagamento, gera cerca de 350g de resíduos (cascas, engaços e sementes), que geralmente são jogados no solo dos parreirais das indústrias vinícolas, servindo apenas como matéria orgânica para fertilização. Levando se esses dados em consideração, a quantidade de resíduos gerados nas vinícolas de Maringá, é da ordem de 60.900kg. As sementes representam em média, cerca de 15% do peso das bagas de uva, e 5% de sua composição é composta por óleo, que após extração por prensagem a frio, ou por extração utilizando solventes orgânicos, como hexano ou utilizando gás carbônico (CO2), pode ser utilizado de diversa formas, como alimento, na formulação de cremes e produtos cosméticos, entre outros. Este trabalho apresenta várias formas de reaproveitamento desses resíduos, oferecendo novas opções de geração de renda para os produtores de uva e vinho, reduzindo a quantidade de matéria orgânica disposta no solo.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Composição química e física da uva madura

De acordo com HASHIZUME (1983), um cacho de uva é composto de duas partes bem distintas: a herbácea, denominada engaço; e a carnosa, denominada baga ou grão. Uma uva madura e sadia apresenta de 4% a 6% de engaço e 94% a 96% de bagas ou grão. Variações nessa composição podem ocorrer de acordo com a variedade e o estado de sanidade da uva. 2.1.1 Engaço

O engaço é a parte herbácea mais ou menos lignificada, que suporta as bagas. Ele é constituído de pedúnculo e suas ramificações, ou pedicelos, que constituem os canais de transporte de elementos nutritivos e as reservas das bagas.

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O engaço é rico em água, matéria lenhosa, resinas, minerais e tanino. Sua composição em açúcares e ácidos orgânicos é insignificante. Normalmente, o engaço é separado da baga antes da fermentação, pois os taninos nele presentes conferem ao vinho excesso de adstringência e também podem conferir ao vinho sabor desagradável (gosto de engaço ou herbáceo). Por outro lado, podem contribuir para a diminuição do grau alcoólico do vinho de 0,2% a 0,4% devido à passagem da água do engaço ao mosto e ainda absorção de uma pequena parte de água pelo engaço. O engaço é separado das bagas pelo dispositivo acoplado à esmagadeira, que se denomina desengaçadeira (HASHIZUME, 1983). 2.1.2 Bagas ou grãos

A baga da uva é formada de 6% a 12% de casca ou película, de 2% a 5% de sementes e de 85% a 92% de polpa. a) Casca ou película

Trata se de um envoltório em cujo interior estão a polpa e as sementes. Durante o desenvolvimento da baga, a casca quase não aumenta de peso; dada a sua elasticidade. A casca é recoberta de uma camada fina de cera denominada pruína, cuja função é proteger as células contra os efeitos de calor e umidade, e também evita a penetração de microrganismos causadores de doenças no interior da baga. Na parte exterior da casca, ficam localizadas as substâncias aromáticas características de cada variedade de uva. Geralmente, as matérias corantes (antocianinas) das uvas tintas estão situadas quase que só na casca, embora nas uvas chamadas tintórias essas substâncias estejam presentes também na polpa. Portanto, na vinificação de vinho tinto, a fermentação se realiza na presença da casca, a fim de extrair os pigmentos antociânicos. A casca ainda é constituída de tanino, substância muito importante na composição futura do vinho. Seu teor na polpa varia de 0,5% a 2%, dependendo da variedade da uva.

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4 b) Sementes

A quantidade de semente, que normalmente deveria ser encontrada em cada baga de uva, é de quatro (04) dada a constituição do ovário. Entretanto, devido à imperfeição da fecundação, o número pode variar de um a quatro. Uvas com maior número de sementes apresentam bagas com maior peso, menor teor de açúcar e maior acidez. Existem, entretanto, uvas sem sementes denominadas apirenas, destinadas à obtenção de uvas passas (uvas sultanina, corinto, etc.). As sementes representam de 3% a 4% do peso da baga e contêm cerca de 10% a 20% de óleo comestível de boa qualidade. Contêm ainda cerca de 5% a 9% de tanino, de 0,5% a 1,0% de ácidos voláteis e uma substância resinosa, áspera, que confere ao vinho sabor desagradável. Sendo assim, deve se tomar o máximo de cuidado para não esmagá las ou danificá las durante as operações de esmagamento da uva e prensagem do bagaço. c) Polpa ou mosto

A polpa constitui a parte principal da baga da uva, cerca de 83% a 92% da baga ou grão. Os principais constituintes da polpa ou mosto (em g/L) são:

de 650 a 850 de água que serve de dissolvente de ácidos, de açúcares e demais substâncias; de 120 a 250 de açúcar redutor, que na uva são constituídos exclusivamente por glicose e frutose, em proporções sensivelmente iguais no momento da maturação. No início da maturação, a predominância é da glicose; de 6 a 14 de ácidos orgânicos, principalmente o tartárico e o málico. Outro ácido presente na uva é o cítrico, mas em pequenas quantidades. de 2,5 a 3,5 de substâncias minerais, como potássio, cálcio, magnésio, sódio e ferro. O teor de cada um desses minerais depende da natureza do solo, do clima, e dos métodos culturais (irrigação, emprego de adubação potássica, etc.). de 0,5 a 1,0 de compostos nitrogenados.

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quantidades mínimas de matérias pécticas ou muciliginosas, que são substâncias complexas que existem no mosto no estado de suspensão coloidal mais ou menos estável. Seu teor varia em função da variedade e, principalmente, do grau de maturação. Quanto mais madura for a uva mais rica em matérias pécticas (HASHIZUME, 1983). 2.2 Vinificação

A vinificação é um conjunto de operações realizadas para transformar a uva (mosto) em vinho. 2.2.1 Operações comuns a diferentes vinificações

As operações comuns a diferentes vinificações, podem ser resumidas em: esmagamento e desengaçamento; sulfitagem; correções do mosto; inoculação de levedura; remontagem e refrigeração; acompanhamento de fermentação; e prensagem de bagaços. a) Esmagamento e desengaçamento

A operação de esmagamento tem por finalidade: Provocar o rompimento das bagas por compressão ou por choque, dilacerando as a fim de liberar o suco o mais depressa possível, sem, no entanto, provocar o esmagamento das sementes e dos engaços. Permitir uma boa maceração do conjunto do mosto (líquido e sólido), em particular uma boa dissolução de matérias corantes e de taninos contidos na casca dilacerada (vinificação em tinto). Provocar intensa aeração do mosto antes do início da fermentação para formar o meio bastante favorável ao desenvolvimento de leveduras. É conveniente efetuar o desengaçamento visto que o engaço pode conferir características indesejáveis ao vinho. Portanto, normalmente os aparelhos de

Mostra de Iniciação Científica e Tecnológica Interdisciplinar – I MICTI Camboriú, 16 e 17 de Outubro de 2006 Colégio Agrícola de Camboriú – UFSC esmagamento são conjugados com o desengaçamento, sendo assim denominados esmagadeira desengaçadeira. Existem vários tipos de esmagadeiras mecânicas, mas quase todas são baseadas em dois tipos: esmagadeira de cilindros e esmagadeira centrífuga. b) Sulfitagem

A sulfitagem de mosto é uma prática bastante importante e necessária na vinificação. As vantagens de utilização de anidrido sulfuroso, ou SO2, são várias: efeito antioxidante – o SO2 constitui uma proteção entre o oxigênio do ar e o mosto ou vinho. Sendo oxidável, recebe o oxigênio e protege o mosto da oxidação; efeito antioxidásico – o SO2 destrói a oxidase, catalisadora da oxidação; efeito dissolvente – ele facilita o efeito da dissolução da cor e dos polifenóis; efeito antisséptico – o SO2 exerce uma ação inibidora polivalente sobre os microrganismos: leveduras e bactérias acéticas e lácticas; efeito estimulante – em doses pequenas, o SO2 exerce um efeito estimulante sobre as leveduras e ativa a transformação do açúcar; e efeito seletivo – o efeito seletivo de SO2 é duplo. Bem dosado, ocasiona a seleção entre as leveduras, favorecendo o desenvolvimento das leveduras elípticas e inibindo as espécies pouco alcoogênicas, apiculadas e Torulopsis. Ele provoca também a seleção levedura bactéria, sendo estas muito mais sensíveis que aquelas. Essas numerosas propriedades do SO2, quando empregado em doses criteriosas, tornam no um produto de vinificação indispensável e praticamente insubstituível. A sulfitagem apresenta algumas inconveniências quando empregada em doses elevadas. O primeiro inconveniente é retardar ou impedir a fermentação maloláctica. Outro inconveniente é tido como precursor de gosto de sulfeto de hidrogênio, de mercaptanas, nos vinhos novos, que permanecem muito tempo sobre suas borras (HASHIZUME, 1983). c) Correções do mosto

Para corrigir a insuficiência da maturação da uva, algumas práticas são permitidas pela legislação brasileira. Essas correções possibilitam a obtenção de

Mostra de Iniciação Científica e Tecnológica Interdisciplinar – I MICTI Camboriú, 16 e 17 de Outubro de 2006 Colégio Agrícola de Camboriú – UFSC vinhos mais bem constituídos, entretanto jamais permitem compensar completamente as insuficiências de uma maturação imperfeita. Quando a uva, por motivo climático, não atinge a maturação completa, efetua se a correção do mosto com adição de açúcar (sacarose), denominada chaptalização, ou com mosto concentrado, ou ainda diminui se a acidez por desacidificação. Por outro lado, quando a uva acusa acidez insuficiente, efetua se acidificação com ácido tartárico. d) Inoculação de leveduras

As uvas maduras são portadoras de inúmeros microrganismos (fermentos) desejáveis e indesejáveis: vários tipos de leveduras alcoólicas, fungos e bactérias. No mosto encubado, esses microrganismos acham se misturados, e seus respectivos desenvolvimentos estão condicionados a certos fatores, como a constituição do mosto, a temperatura e a aeração. A sulfitação tem por objetivo essencial paralisar momentaneamente o desenvolvimento de fermentos existentes no mosto, em particular os indesejáveis. Entretanto, esses microrganismos não são destruídos, permanecem só no estado latente, mas possibilita a inoculação do mosto com leveduras selecionadas ou desejadas em plena atividade, as quais dominam rapidamente as selvagens. O emprego de levedura bem realizado é sempre útil na vinificação, o qual pode ser feito a partir de leveduras selvagens provindas de uvas sadias, ou com as leveduras selecionadas em plena atividade. As vantagens do emprego de leveduras, quando bem realizado, pode ser resumido como se segue:

Início da fermentação mais rápida, principalmente nas primeiras cubas. Uma fermentação mais regular e sua conclusão sempre mais rápida. Permite um rendimento melhor na produção de álcool, cerca de 0,2°GL a 0,3°GL. Boa conservação de vinhos, sendo bem secos, isto é, isento de açúcares redutores fermentescíveis. e) Remontagem e refrigeração

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A remontagem consiste em escorrer o mosto em fermentação através da torneira, situada na parte inferior da cuba, dentro de uma tina ou recipiente semelhante, deixando cair de uma certa altura. A pressão da queda produz uma emulsão que facilita a dissolução do oxigênio do ar. Recomenda se ainda que o mosto escorra ao longo de uma prancha para aumentar a superfície de contato com o ar. O mosto arejado é então remontado através de bomba para a parte superior da cuba ou sobre o chapéu de bagaço, em forma de chuva, estabelecendo assim um circuito contínuo. A duração da remontagem é calculada em relação ao volume da cuba a remontar. Admite se que a remontagem de um terço ou metade do volume do mosto da cuba é necessária e suficiente. A remontagem deve ser realizada no início da fermentação, quando a multiplicação das leveduras está na fase exponencial, a qual corresponde, mais ou menos, ao segundo dia da fermentação. Neste momento, a levedura pode aproveitar melhor o oxigênio oferecido. A remontagem, além de fornecer oxigênio à levedura, apresenta outros efeitos, como: a) homogeneizar as diferentes zonas da cuba de fermentação, uniformizando o teor de açúcar e a temperatura, muito irregular nas diferentes partes da cuba, principalmente no início da fermentação; b) distribuir as leveduras em toda a massa; c) intensificar a maceração e, em conseqüência, extrair melhor o suco intersticial da casca, e solubilizar as matérias corantes (antocianinas) e taninos. Quando a temperatura de fermentação atinge de 32°C a 33°C, recomenda se refrigerar, sobretudo quando a densidade do mosto é ainda elevada, por exemplo, 1,040 a 1,060g/mL. Um dos métodos eficientes de resfriamento do mosto é o emprego de refrigerante tubular de água fria. O mosto circula no interior do tubo metálico disposto em forma de serpentina ou em “bandeira”, mergulhada dentro da cuba com água fria renovável ou sistema de resfriamento exterior, onde a água fria escorre em forma de cascata. Em ambos os casos, há uma necessidade de grande volume de água fria ao redor de 15°C a 18°C. A água pode ser recuperada e resfriada por evaporação em torre de resfriamento ventilado (HASHIZUME, 1983). f) Acompanhamento de fermentação

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9 Á medida que a fermentação evolui, a quantidade de açúcar do mosto diminui, ao passo que o teor de álcool aumenta. A densidade do mosto diminui progressiva e mais rapidamente quanto mais ativa estiver a fermentação. Para o acompanhamento da fermentação deve se observar a densidade ou teor de açúcar, e a tomada da temperatura da cuba de fermentação. g) Prensagem de bagaços

É uma operação que se realiza em bagaço não fermentado (caso de vinificação em branco) ou fermentação (caso de vinificação em tinto), mas sempre necessária, a fim de efetuar a melhor extração dos componentes da casca, bem como também para aumentar o rendimento do mosto ou do vinho. Da prensagem moderada de bagaço fermentado, ou da primeira prensagem, obtém se o vinho de lágrima, de melhor qualidade, e, da prensagem mais enérgica, obtém se o vinho de prensa. O vinho de prensa pode se dizer que é concentrado em todos os constituintes, menos em álcool, ao passo que o vinho de lágrima é mais rico em aroma e tanino nobre, portanto é utilizado para mistura com vinho escorrido sem prensagem. 2.2.2 Vinificação em tinto

Denomina se vinificação em tinto quando parte da fermentação alcoólica é realizada na presença de casca. Geralmente, essa técnica é empregada na elaboração de vinho tinto e rosado. Esquematicamente, a vinificação em tinto é constituída de três fenômenos principais: a fermentação alcoólica, a maceração e a fermentação maloláctica. As operações essenciais nesse tipo de vinificação podem ser divididas nas seguintes ordens: operações mecânicas (esmagamento e desengaçamento); encubagem (fermentação alcoólica e maceração); descuba e fermentação alcoólica complementa;prensagem de bagaços fermentados;fermentação maloláctica; e trasfegas de vinhos.

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10 a) Esmagamento e desengaçamento

As operações de esmagamento e desengaçamento já foram discutidas anteriormente. b) Encubagem

Esta operação consiste do enchimento de uva esmagada e desengaçada em cuba ou recipiente de fermentação á descuba do mosto parcialmente fermentado. Durante esta fase, ocorrem diferentes fenômenos físicos e químicos, tais como: a transformação de grande parte de açucares de uva em álcool etílico, gás carbônico e componentes secundários, sob ação de leveduras; a fermentação principal ou tumultuosa;aumento de temperatura da massa em fermentação; maceração da parte sólida ou casca, permitindo dissolução progressiva de materiais corantes e outras substancias contidas nas cascas;formação de chapéu de bagaço na parte superior da cuba, em função do desprendimento de gás carbônico; e as partes sólidas (casca) da uva sendo menos densas arrastadas para a superfície formando uma camada porosa. c) Sulfitagem As operações de sulfitagem já foram discutidas anteriormente. d) Correção do mosto

No Brasil normalmente, duas correções são necessárias nos mostos de uvas para vinificação: chaptalização e desacidificação. e) Condução durante a encubagem

Durante a encubagem são realizadas as seguintes observações de remontagem: resfriamento e duração de encubagem

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A duração de encubagem é um dos fatores que governam a maceração. Esse tempo varia de uma região para outra e também do tipo de vinho que se deseja obter, bem como da variedade de uva. f) Descuba e fermentação complementar

A descuba consiste na passagem do vinho de uma cuba para outra, onde o vinho completará a fermentação ou onde está conservado. A época de descuba coincide com o término da encubagem. O vinho obtido da descuba é enviado para outra cuba onde normalmente realiza a fermentação complementar. Nesta fase da fermentação, é necessário que a cuba seja fechada e munida de um batoque hidráulico, dispositivo que permite a saída do gás carbônico mas evita a entrada de ar atmosférico.Durante essa fase, a cuba não deve estar completamente cheia, devido à formação de espuma. g) Prensagem

Em seguida á descubra, efetua se a operação de prensagem, como descrito anteriormente. h) Trasfegas

Assim que termina a fermentação alcoólica do vinho, inicia se a clarificação gradativa e naturalmente. Os movimentos de convecção devido à fermentação deixam de existir e as partículas sólidas em suspensão começam a sedimentar, juntamente com os sais menos solúveis, as leveduras e outros microrganismos, formando uma camada espessa de borro no fundo da cuba. Essa borra constitui um depósito indesejável, pois contém diversos microrganismos que podem alterar o vinho e ainda é sede de reações químicas e bioquímicas que podem dar origem a produtos de odor desagradável, como ácido sulfidrico (H2S) ou mercaptana, os quais depreciam o vinho. Sendo assim, é indispensável separá la o mais rápido possível, mesmo que o vinho esteja ainda um pouco turvo. Essa operação de separação do vinho da borra denomina se trasfega.

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A primeira trasfega deve ser feita uma semana após o termino da fermentação. Essa operação deve ser efetuada com aeração para permitir o desprendimento dos gases dissolvidos no vinho. Como na ocasião da primeira trasfega o vinho normalmente não está totalmente clarificado, ou seja, encontra se ainda um pouco turvo, essa turvação tende a clarificar com a sedimentação e, consequentemente, forma se nova camada de borra. Sendo assim, deve se efetuar a segunda trasfega mais ou menos 45 a 60 dias após a primeira. Desta vez, não se deve efetuar arejamento para evitar a oxidação. i) Fermentação maloláctica

A fermentação maloláctica é indispensável no vinho tinto, sobretudo nos vinhos obtidos de mosto ácido. Esse fenômeno ocorre normalmente após o término da fermentação alcoólica, no período entre as trasfegas. Percebe se esse fenômeno pelo desprendimento de gás carbônico. O vinho tinto é considerado biologicamente estável quando termina a fermentação maloláctica. Assim que conclui a maloláctica, efetua se a nova adição de SO2 para assegurar a proteção do vinho contra os microrganismos que lhe são prejudiciais. O vinho nesse estágio deve ser mantido em recipiente completamente cheio e hermeticamente fechado.

O fluxograma do processo de fabricação de vinho tinto pode ser visualizado na Figura 2.1 2.2.3 Vinificação em branco

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