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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS CÂMPUS DE JABOTICABAL BIOCIDAS NATURAIS E SEUS REFLEXOS SOBRE CONTAMINANTES NA PRODUÇÃO DE ETANOL Flávio Badin Orientadora: Profa. Dra. Márcia Justino Rossini Mutton Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Unesp, Câmpus de Jaboticabal, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Microbiologia (Microbiologia Agropecuária). JABOTICABAL SÃO PAULO BRASIL Dezembro de 2010

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”

FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS

CÂMPUS DE JABOTICABAL

BIOCIDAS NATURAIS E SEUS REFLEXOS SOBRE

CONTAMINANTES NA PRODUÇÃO DE ETANOL

Flávio Badin

Orientadora: Profa. Dra. Márcia Justino Rossini Mutton

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – Unesp, Câmpus de Jaboticabal, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Microbiologia (Microbiologia Agropecuária).

JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL

Dezembro de 2010

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Badin, Flávio B136b Biocidas naturais e seus reflexos sobre contaminantes na

produção de etanol / Flávio Badin. – – Jaboticabal, 2010 iii, 51 f. ; 28 cm Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista,

Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 2010 Orientadora: Márcia Justino Rossini Mutton

Banca examinadora: Flávia Cecílio Ribeiro Bregagnoli, Francisco Vicente Gaiotto Cleto

Bibliografia 1. Etanol. 2 Extrato de Própolis. 3. Leveduras. I. Título. II.

Jaboticabal-Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias.

CDU 663.52 Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação – Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação - UNESP, Câmpus de Jaboticabal.

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DADOS CURRICULARES DO AUTOR

FLAVIO BADIN - nasceu aos 08 de abril de 1981, na cidade de Londrina,

estado do Paraná. Em 2003 ingressou no curso de Química da Universidade Federal

de Uberlândia, estado de Minas Gerais. Desenvolveu pesquisas em biosegurança

laboratorial e reformulação de práticas laboratoriais durante a graduação. Na mesma

época lecionou como professor voluntário de Química e Física em cursinhos

alternativo e como professor de Química para o curso preparatório para as forças

armadas e perícia técnica. Estagiário de 4/02/2006 a 26/05/2006 em indústria no

setor de controle de qualidade de produtos domiciliares, como parte obrigatória para

conclusão do curso de Graduação em Química. Recebeu o título de Licenciatura

Plena em Química em janeiro de 2006 e o de Bacharel em Química em julho do

mesmo ano. No período de 20/06/2006 a 08/08/2006 realizou estágio em linha de

produção de produtos automotivos. De abril de 2007 a outubro de 2008 lecionou

aulas de Física em Jaboticabal-SP. A partir de outubro de 2007 passou a integrar o

quadro de estagiários do Laboratório de Tecnologia de Açúcar e Álcool do

Departamento de Tecnologia da FCAV/UNESP. Em agosto de 2008 ingressou no

curso de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agropecuária,

obtendo o título de mestre em Microbiologia (Microbiologia Agropecuária) em

dezembro de 2010.

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Sofremos muito pelo pouco que nos falta e gozamos pouco pelo muito que temos

Willian Shakespeare

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AGRADECIMENTOS

À Jesus Cristo, pela sua misericórdia e compaixão.

À UNESP, pela oportunidade de realizar o curso de mestrado em Microbiologia

Agropecuária.

À agência CAPES, pela bolsa de mestrado concedida durante o curso.

A professora Doutora Márcia J.R.Mutton e ao professor Miguel A.Mutton pelo auxílio,

dedicação, apoio e orientação nos momentos difíceis.

A professora Doutora Eliana L. Macedo, que abriu a primeira porta para fazer estágio

na respectiva universidade.

A professora de química da Escola Estadual Messias Pedreiro-Uberlandia-MG-

Rosilene Souza M. Ferreira, por ter-me despertado o interesse em Química.

Ao Instituto de Química da Universidade Federal de Uberlândia pela qualidade no

ensino oferecido, e os seus respectivos docentes.

Aos alunos estagiários do LABTAA, Igor, Gustavo, Lydiane, Daniele, Aline Jéssica,

Larissa, Leandro, José, Vitor e Rafael,

Aos meus companheiros de pós-graduação, Gisele, Leonardo e Tatiana e aos que

formaram anteriormente, e deixaram muitas saudades Débora e Cidinha.

Ao amigo Sérgio Nobukuni, pela paciência e orientação nas análises tecnológicas.

Ao meu orientador espiritual e amigo Pastor Gideone de Moraeis e a igreja

Redenção por ter me acolhido com tanto amor e carinho. Deus o abençoe.

Ao meu pai, Haroldo Badin, formado nessa respectiva instituição, o qual me ajudou

desde a graduação e sempre me apoiou em meus estudos e decisões.

A minha mãe, Maria A.M. Badin, por ter se dedicado e me ajudado no decorrer do

experimento do mestrado.

Ao meu irmão, Andre Badin, pela amizade e companheirismo.

À família Mendes de Jaboticabal e região, tios, tias e primos.

À família Badin de São Paulo.

Ao meu grande amigo Eduardo Borgato Barbedi, pelo companherismo na época da

graduação e pela amizade duradoura.

Ao meu tio Mauro Mendes Sobrinho (in memoriam), pela amizade que sempre

tivemos. Sinto saudades.

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SUMÁRIO

Página

RESUMO ..................................................................................................................... ii SUMMARY ................................................................................................................. iii I. INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 1 II. REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................... 3 2.1 Matéria-prima ..................................................................................................... 3 2.2 Leveduras fermentadoras ................................................................................... 4 2.3 Processo fermentativo e Microrganismos Contaminantes .................................. 6 2.4 Biocidas utilizados no controle de contaminantes ............................................ 10 2.5 Compostos Secundários Produzidos................................................................ 14 III. MATERIAL E MÉTODOS ..................................................................................... 16 3.1 Material ............................................................................................................. 16 3.1.1 Própolis .................................................................................................... 16 3.1.2 Caldo de Cana.......................................................................................... 16 3.1.3 Leveduras ................................................................................................. 17 3.2 Preparo dos Biocidas ....................................................................................... 17 3.2.1 Extrato Hidroalcoólico de Própolis (EHP) ................................................. 17 3.2.2 Extrato de Própolis em Óleo de Vegetais (EOP). ..................................... 17 3.2.3 Monensina sódica (Kamoran WP) ............................................................ 18 3.3 Ensaio Preliminar ............................................................................................. 18 3.4 Tratamentos e Delineamento Experimental ..................................................... 20 3.5 Preparo do Mosto ............................................................................................. 20 3.6 Preparo do Inoculo ........................................................................................... 21 3.7 Condução da Fermentação .............................................................................. 21 3.8 Análises Microbiológicas. ................................................................................. 22 3.9 Análises tecnológicas do mosto e vinho ........................................................... 23 3.10 Análise Estatística .......................................................................................... 24 IV. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 25 4.1 Características químico-tecnológicas do caldo e do mosto .............................. 25 4.2 Características microbiológicas do caldo e do mosto ....................................... 27 4.3 Análises Químico-Tecnológicas do Vinho ........................................................ 32 4.4 Composição do Destilado ................................................................................. 33 V. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 38 VI. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 39 APÊNDICE ................................................................................................................ 47

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ii

BIOCIDAS NATURAIS E SEUS REFLEXOS SOBRE CONTAMINANTES NA

PRODUÇÃO DE ETANOL

RESUMO- As indústrias sucroenergéticas têm como preocupação o controle de

contaminantes da fermentação, responsáveis por afetar a viabilidade da levedura,

provocando diversos transtornos no processo, comprometendo a eficiência

fermentativa e o rendimento industrial. Dentre as alternativas para o controle das

contaminações, destacam-se o uso de antimicrobianos sintéticos. Sua utilização

continua pode favorecer o desenvolvimento de cepas resistentes, contribuindo para

o incremento do custo de produção, além da possibilidade de incorporação de

resíduos no produto final. Objetivou-se avaliar o efeito do biocida convencional

(monensina sódica) e biocidas naturais preparados à base de própolis (Extrato

Hidroalcoólico de Própolis - EHP e Extrato Oleoso de Própolis- EOP) sobre a

fisiologia das leveduras, o controle dos contaminantes do processo fermentativo e

composição do destilado. O delineamento experimental utilizado foi o Inteiramente

Casualizado com parcelas subdivididas, com 4 repetições. Os Tratamentos

Principais foram: Testemunha, EOP, EHP e monensina sódica (Kamoran WP). Os

Tratamentos Secundários constituíram-se nos 10 ciclos fermentativos. Avaliaram-se

as características químico-tecnológicas do caldo, mosto e vinho, parâmetros

microbiológicos das leveduras e composição do destilado obtido. Os resultados

obtidos demonstraram que os biocidas avaliados apresentaram efeito similar, sendo

efetivos no controle dos contaminantes da fermentação, não afetando

negativamente suas características fisiológicas. Não afetaram a composição a

composição do destilado final obtido.

Palavras-chave: etanol, monensina sódica, extrato de própolis e leveduras

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iii

NATURAL BIOCIDES AND ITS REFLEXES UNDER ETHANOL PRODUCTION

CONTAMINANTS.

SUMMARY –The control of fermentation contaminants is one of the sugar mills

concerns. The fermentation contaminants are responsible to affect the yeast viability,

generating several overturns to the process, compromising the fermentative

efficiency as well the industrial yield. Among the alternatives to control contamination,

the use of synthetic antimicrobials can be highlighted. Its progressed use may favor

the development of resistant strains, contributing in production cost improving,

besides the possibility of residues incorporation into the final product. This work

aimed evaluate the effect of conventional biocides (sodic monensin) and natural ones

based on propolis (Propolis Hydroalcoholic Extract – EHP and Propolis Oily Extract –

EOP) under the yeasts physiology, the fermentative process contaminants control,

and the distilled composition. The experimental design used was the split-plot with

four replications. The main treatments were: Control, EOH, EHP, and sodic monensin

(Kamoran WP). The secondary treatments were the 10 fermentative cycles. The

evaluated characteristics were: juice, must, and wine chemical-technical

characteristics, yeasts microbiologic parameters, and the distillated obtained

composition. The results obtained showed that the evaluated biocides presented

similar effect, being effectives to control the fermentation contaminants, not affecting

negatively its physiologic characteristics. They did not affect the composition of the

distilled obtained.

Keywords: ethanol, sodic monensin, propolis extract, yeasts.

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I. INTRODUÇÃO

O Brasil é o maior produtor mundial de etanol, utilizando como matéria-prima

a cana-de-açúcar. Este biocombustível tem se destacado no cenário nacional e

internacional por ser renovável, menos poluente que os derivados de petróleo e de

custo relativamente baixo, especialmente considerando-se o etanol produzido a

partir de milho.

De acordo com informações da CONAB (2010) na safra 2010/2011 serão

processados 664,3 milhões de toneladas de colmos de cana, destinados a produção

de açúcar, etanol, além de diversos produtos. A estimativa de produção de etanol

para o Brasil é de 28,5 bilhões de litros, dos quais 26,3 bilhões serão produzidos na

região Centro-Sul e destes 16,2 bilhões pelo estado de São Paulo.

A produção é realizada através do processo fermentativo, graças a ação

biológica das leveduras, que convertem os açúcares presentes no mosto, em etanol,

gás carbônico e compostos secundários. Entretanto, a levedura necessita de

condições favoráveis do meio para que suas atividades metabólicas sejam

adequadas, resultando em processo eficiente, com rendimentos industriais

satisfatórios.

O controle e o monitoramento da fermentação alcoólica são de extrema

importância, uma vez que a presença de microrganismos contaminantes provoca

diversos transtornos no processo, afetando-o diretamente. A utilização de

antibióticos apresenta-se como uma das possibilidades para controle, em virtude de

suas propriedades bactericidas e/ou bacteriostáticas.

Porém o uso contínuo destes produtos pode favorecer o desenvolvimento de

linhagens resistentes, tornando-as cada vez menos sensíveis à sua ação, gerando

um alto custo do processo de produção, além de possibilitar a incorporação de

resíduos no produto final obtido. A utilização de biocidas naturais, que possuem

mais de um princípio ativo, apresenta-se como alternativa a ser empregada.

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2

Neste contexto, o presente estudo objetivou avaliar a eficiência de biocidas

naturais (própolis extraído em etanol e em solvente oleoso), em relação ao biocida

sintético de ampla utilização pelas unidades produtoras de etanol, seus reflexos

sobre a contaminação bacteriana e a microbiota fermentadora, além da composição

final do destilado obtido.

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II. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Matéria-prima

A qualidade da matéria-prima pode ser influenciada por diversos

fatores. Dentre eles MUTTON & MUTTON (2002) destacaram a cultivar, condições

edafoclimática, ocorrência de situações estressoras, tais como a falta ou o excesso

de chuvas e a presença de pragas e/ou doenças, planejamento agrícola incluindo a

maturação e o manejo da colheita. Neste contexto, a ocorrência de fatores limitantes

para o desenvolvimento da cana-de-açúcar pode resultar em prejuízos para a

qualidade, com reflexos diretos e indiretos sobre o processamento industrial dos

colmos (MUTTON, 2008).

Para STUPIELLO (1992) a qualidade pode ser definida como “o conjunto de

características da matéria-prima compatível com as exigências da indústria, dentro

de uma variabilidade controlada. A cana-de-açúcar deve atender a uma conjunção

de parâmetros tecnológicos e microbiológicos que definam a sua qualidade e

tenham uma influência fundamental no seu processamento”.

De acordo com MUTTON (2008) a matéria-prima utilizada na indústria

sucroalcooleira corresponde aos colmos de cana acrescidos de impurezas

agregadas, que podem ser de natureza vegetal e/ou mineral. Essas são intrínsecas,

podendo ser alteradas pelo manejo agrícola, acabando por definir o potencial de

produção da matéria-prima para açúcar, etanol ou outros produtos (FERNANDES,

2006).

CLARK & LEGENDRE (1999) relataram que a utilização de matéria-prima

com características não desejadas compromete o processamento industrial,

reduzindo eficiências e rendimentos, afetando diretamente a composição dos

produtos finais obtidos. Deste modo verifica-se que a qualidade da matéria-prima

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encontra-se diretamente relacionada com o desempenho dos processos industriais,

fundamentais na obtenção de rendimentos satisfatórios e qualidade do produto final.

Neste contexto, a sanidade da cultura apresenta efeitos diretos e significativos

sobre a qualidade da matéria-prima. Segundo observações de MUTTON (2008), sob

situações de estresse a planta passa a utilizar as reservas de açúcares,

anteriormente acumulados objetivando o armazenamento de sacarose nos colmos,

para produção de biomoléculas que auxiliarão no processo de defesa contra o

agente agressor. Deve-se esclarecer ainda que, o controle inadequado destes

agressores, proporciona aumento do número de microrganismos contaminantes, que

por sua vez, ao consumirem açúcar levam a formação de ácidos e outros produtos

secundários. Estes causam inibição das leveduras fermentadoras, trazendo prejuízo

ao processo, incrementando as perdas no rendimento alcoólico e alterações na

composição do destilado (RAVANELI et al., 2006).

Neste contexto, o ataque de pragas como a cigarrinha-das-raízes, broca da

cana, Sphenophorus levis, broca gigante da cana, dentre outras, além do

surgimento recente de doenças como ferrugem laranja tem interferido negativamente

sob a produção e a qualidade da matéria-prima a ser processada na indústria.

2.2 Leveduras fermentadoras

As fermentações industriais geralmente iniciam-se através da inoculação de

uma massa de células proveniente de cepa de levedura selecionada, denominada

inoculo. Ao longo do desenvolvimento dos ciclos fermentativos, verifica-se

freqüentemente a substituição natural das cepas que iniciaram o processo, por

outras denominadas contaminantes, nativas, invasoras. De acordo com MUTTON

(1998) dependendo das características apresentadas pela linhagem oportunista, tais

como agressividade na competição por nutrientes, maior velocidade de

multiplicação, pressão de seleção favorável e das condições predominantes no

processo, ela pode adaptar-se com grande facilidade e sobressair-se no ambiente

fermentativo. Como conseqüência, o processo pode ser negativamente afetado,

através de redução no rendimento alcoólico, maior tempo de fermentação, assim

como produção de metabólitos indesejáveis. De modo semelhante, o autor relata

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que sob condições adversas, verifica-se o estresse da levedura resultando em

redução da sua viabilidade.

CHERUBIN (2003) estudando o comportamento fisiológico de linhagens de

Saccharomyces cerevisiae, observou que a queda da viabilidade celular era

resultado de estresses provocados pela ação da temperatura, teor alcoólico, autólise

e liberação de aminoácidos. Estes agentes foram considerados os principais

promotores da elevação da contaminação bacteriana, especialmente o estresse

térmico.

A temperatura do processo fermentativo é fator de grande importância. SILVA

(2000) relata que as leveduras são mais efetivas quando trabalham na faixa de

temperatura entre 26 e 32ºC. Segundo STUPIELO & HORII (1981) e NOGUEIRA &

VENTURINI-FILHO (2005) temperaturas inferiores a 30-32ºC prolongam o tempo de

fermentação, provocando redução significativa na atividade fisiológica das

leveduras. Ao mesmo tempo ANGELIS (1992) alerta que sob temperaturas abaixo

dos valores considerados ideais para as leveduras é necessário um maior gasto de

energia para que esta complete o ciclo celular, observando-se redução do

crescimento e incremento do tempo de geração.

De modo semelhante, estes autores observaram que sob temperaturas muito

elevadas, superiores a 40ºC podem acarretar enfraquecimento do fermento, inibindo

o crescimento celular, assim a maioria das leveduras deixa de se multiplicar, perde a

viabilidade especialmente na presença de elevados teores de etanol. Essas

condições apresentam-se como ótimas para o desenvolvimento de microrganismos

contaminantes, resultando em perdas de álcool por evaporação, além da produção

de diversos metabólitos.

A concentração de açúcares no meio é fator determinante para a ocorrência

da respiração e/ou fermentação no meio. De acordo com LEHNINGER (2000)

elevados teores no substrato promovem a inibição da síntese de enzimas

respiratórias, resultando em inatividade das mitocôndrias. Este efeito de repressão

da respiração nas células de leveduras graças a elevadas concentrações de

açúcares é conhecido por Efeito Crabtree. Através do processo de adaptação que

envolve a transferência gradual das células de levedura para substratos contendo

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concentrações mais elevadas de açúcares é possível aumentar a tolerância do

inoculo (MUTTON, 1998).

Para ANGELIS, (1992) a concentração de açúcares presentes no meio afeta

tanto a produção de biomassa celular como o processo fermentativo. Quando a

levedura está se multiplicando na dorna é preciso manter baixa a concentração de

açúcares para evitar a fermentação. A partir do momento em que a quantidade de

células é obtida, eleva-se a concentração de açúcares para inverter o processo,

favorecendo a fermentação.

O bom desenvolvimento do processo fermentativo depende também das

condições de acidez e do pH do meio (MUTTON, 1998). A levedura apresenta

desenvolvimento normal em faixa de pH entre 4,5 e 5,5, e acidez na faixa de 2,5 a

3,0g ácido sulfúrico.L-1 de mosto, não devendo ultrapassar os 5,0g.L-1. De acordo

com NOVAES (1980), teores excessivos de acidez podem destruir as células de

leveduras, ao passo que valores muito baixos não favorecem o desenvolvimento da

levedura, facilitando as contaminações bacterianas.

Outra influência negativa para as células de leveduras que se deve considerar

é o teor de etanol no meio. Sua influência é significativa, segundo TROYER (1953),

pois promove uma ação inibitória do metabolismo das leveduras, já que como

produto da fermentação, ele tende a se acumular no interior da célula, tornando-se

limitante para sua própria produção.

Concentrações relativamente baixas de etanol no meio já são suficientes para

inibir o crescimento das células de leveduras. Na fermentação, as células parecem

ser tolerantes ao etanol até que este atinja aproximadamente concentração de 20%

(v.v-1) (NAGODAWITHANA & STEINKRAUS, 1976). A ação estressante do etanol

sobre a levedura pode ser potencializada, pelo excesso de acidez e temperaturas

inadequadas na fermentação (AMORIM, 2005).

2.3 Processo fermentativo e Microrganismos Contaminantes

A fermentação alcoólica é um processo bioquímico, através do qual os

microrganismos transformam os açúcares em etanol e CO2 (LEHNINGER et al.,

2000). De acordo com STUPIELLO & HORII (1981) esta ocorre através de reações

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multienzimáticas pela ação de microrganismos fermentadores, sendo que as

leveduras do gênero Saccharomyces cerevisiae se destacam como as mais

importantes.

A eficiência da fermentação é diretamente afetada por diversos fatores que

atuam de modo direto ou indireto. Dentre eles MUTTON & MUTTON (2002)

destacam: a qualidade da matéria-prima, a composição do caldo extraído, pH,

acidez total, presença de microrganismos contaminantes, temperatura, concentração

de açúcares do meio, etanol e disponibilidade de nutrientes.

Informações de AMORIM (1996) estabelecem que a quantificação do pH é um

fator de grande importância quando se objetiva o controle da contaminação

bacteriana na fermentação alcoólica. A princípio o tratamento ácido pode

apresentar-se também como estressante para a levedura, sendo prejudicial, se os

efeitos desta operação provocar conseqüências sobre a fisiologia das células,

alterando seu funcionamento. Entretanto sua ação importante é retardar a

multiplicação das bactérias minimizando a contaminação, que afetam o processo,

reduzindo a eficiência fermentativa (AMORIM, 1996 e MUTTON, 1998).

As leveduras são células consideradas acidófilas, ou seja, são altamente

tolerantes a variações de pH do meio, e podem trabalhar em faixas de pH que

variam desde 2,4 a 8,6 (ANGELIS, 1992). Os valores ideais recomendados para o

processo fermentativo estão na faixa de 3,5 a 4,5.

De acordo com MUTTON (1998) a maioria dos ácidos presentes no caldo da

cana extraído são ácidos orgânicos, em baixas concentrações, representando a

maior proporção da acidez titulável do caldo. Dentre eles, os mais importantes são: o

aconítico, cítrico, málico, oxálico, succínico, fumárico e fosfórico. Cabe destacar que

estes compostos têm um importante efeito nas reações de clarificação do caldo,

sendo inibidores da ação fisiológica das leveduras, especialmente da brotação das

células.

A presença de microrganismos contaminantes inicia-se no campo, uma vez

que fazem parte do ambiente de produção da cana-de-açúcar. Entretanto, de acordo

com STUPIELLO & HORII (1981) a infecção pode aumentar durante o período entre

o corte-carregamento-transporte e o processo de extração, sob condições favoráveis

de desenvolvimento.

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A qualidade do caldo e do mosto pode ser prejudicada pelas bactérias

presentes na matéria-prima uma vez que estes são ótimos substratos para o

crescimento de microrganismos devido aos altos teores de nutrientes orgânicos

como glicose e frutose, e inorgânico como nitrogênio, fósforo e potássio, alta

atividade de água, pH superior a 4,5, além da temperatura utilizada nos processos

industriais de fermentação (GALLO, 1989; GALLO & CANHOS, 1991).

Os microrganismos contaminantes afetam diretamente a fermentação, dentre

eles destacam-se fungos, bactérias e leveduras, os quais não são direcionados para

o processo da fermentação (MUTTON, 1998). Leveduras contaminantes são

aquelas presentes no processo fermentativo que não foram selecionadas para a

condução da produção de álcool, as quais prejudicam o processo causando

problemas e aumentando o tempo de fermentação (CABRINI & GALLO, 1999).

Ao mesmo tempo, a contaminação bacteriana é considerada o maior agente

estressante no processo fermentativo, ela compete com a levedura na dorna

consumindo os açúcares presentes no mosto (AMORIM, 1996). Como

conseqüência, observa-se prejuízos no rendimento da fermentação já que esses

microrganismos ao degradarem o açúcar do meio, liberam metabólitos indesejáveis

como ácidos orgânicos que podem agir como inibidores da fermentação, além disso,

causam a floculação do fermento pela formação de gomas e espumas (YOKOYA,

1991; MUTTON, 1998).

Dentre os microrganismos responsáveis pela redução no rendimento da

fermentação alcoólica destacam-se as bactérias pertencentes aos gêneros

Acetobacter, Clostridium, Aerobacter, Streptococus (AMORIM & OLIVEIRA, 1982),

Pseudomonas, Enterobacter, Klebsiella, Micrococcus, Arthrobacter,

Corynebacterium, Streptomices, Actinomyces , Leuconostoc, Bacillus e Lactobacillus

(BEVAN & BOND, 1971) e os fungos (leveduras e bolores) como Saccharomyces,

Torula, Pichia, Penicillium, Aspergillus, Cladosporium (BEVAN & BOND, 1971) e

Candida (CABRINI & GALLO, 1999).

Segundo GALLO (1992), as bactérias participam ativamente da deterioração

da cana colhida. Por esta razão o processamento da matéria-prima deve ser

realizado no menor tempo de estocagem possível. Os metabólitos resultantes de

sua atividade são indesejáveis e dificultam as etapas de fermentação, causando

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alterações desfavoráveis às leveduras durante o processamento, provocando a

floculação e perda do fermento, consumindo a sacarose e outros nutrientes do

mosto, comprometendo o rendimento alcoólico.

Relatos de AMORIM & OLIVEIRA (1982), informam que bactérias do gênero

Leuconostoc e Bacillus apresentam habilidade para quebrar a sacarose, formando

polímeros de alto peso molecular, que são constituídos por resíduos de glicose ou

frutose. Estes polímeros apresentam efeito negativo durante o processamento

industrial, podendo entupir as tubulações dos trocadores de calor e outras

canalizações, além de aumentarem a viscosidade do vinho, obstruindo os bicos das

centrífugas. De modo semelhante, as bactérias do gênero Acetobacter e

Gluconobacter oxidam o etanol em ácido acético, aumentando a acidez volátil e fixa

nos vinhos. Segundo CONNOLY (1999) um dos grupos de contaminante mais

encontrado na fermentação alcoólica é o de bactéria láticas devido a sua alta taxa

de crescimento, tolerância à altas temperaturas, alto teor alcoólico e pH menor que

4,5. AMORIM & OLIVEIRA (1982) destacam ainda que os gêneros Lactobacillus,

Leuconostoc, Lactococcus e Pediococcus produzem grande quantidade de ácido

lático a partir da glicose. Para YOKOYA (1995), as bactérias do gênero Clostridium

são responsáveis pela formação dos ácidos butírico, fórmico e acético, que de modo

semelhante são nocivas a ação das leveduras durante o processo fermentativo.

Estudos realizados por TILBURY (1975) indicam que dentre as perdas

quantificadas para o processo fermentativo, 63% são decorrentes da atividade

bacteriana, 25% resultados de inversão enzimática e 13% de inversão química. A

diminuição da produção pode estar relacionada também ao consumo de açúcar

pelos contaminantes, excesso de ácidos, floculação do fermento, dentre outros

(AMORIM & OLIVEIRA,1982).

Os microrganismos contaminantes são também reciclados com o fermento e

isto pode causar muitos problemas, gerando competição entre bactérias e leveduras

pelo mesmo substrato (OLIVA-NETO & YOKOYA, 2001). Neste sentido o

reaproveitamento do inoculo estimula a multiplicação bacteriana graças ao

enriquecimento do meio causado pelas substâncias intracelulares e aminoácidos

produzidos pelas células de leveduras, de acordo com relatos de OLIVA-NETO

(1995) e CHERUBIN (2003).

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Segundo ALCARDE & WALDER (1997), o cultivo conjunto de Saccharomyces

cerevisiae com bactérias contaminantes da fermentação alcoólica, apresentou

contagens na ordem de 106 a 108 UFC.mL-1 no período de 0 a 72 horas de cultivo.

Estes níveis são considerados prejudiciais ao rendimento da fermentação e a

viabilidade celular das leveduras.

Estudos realizados por ANTONINI (2004) mostram que uma concentração

bacteriana de 109 UFC.mL-1 provocou uma queda significativa sobre o rendimento

alcoólico com populações de Lactobacillus e Leuconostoc, sendo a viabilidade das

leveduras reduzidas. NARENDRANATH, et al. (2001) ressaltam a necessidade de

redução dos microrganismos contaminantes no mosto e conseqüentemente dos

metabólitos presentes. Este procedimento favorece a manutenção das taxas de

produção e rendimento alcoólico.

Objetivando controlar a infecção KELSALL & LYONS (2003) recomendam a

adequação do ambiente em que se realizará a fermentação alcoólica. Dentre os

cuidados destacam a limpeza constante das dornas de fermentação, não formação

de “pontos mortos” nas tubulações de mosto e vinho, maximização de condições que

favoreçam o crescimento da levedura, fermentações rápidas com temperatura

controlada, além da utilização de agentes antibacterianos

2.4 Biocidas utilizados no controle de contaminantes

Durante a realização do processo fermentativo, o controle e o monitoramento

da microbiota fermentadora são de fundamental importância para a redução dos

problemas causados pelas contaminações, além da possibilidade de se obter

maiores rendimentos e eficiências.

As bactérias contaminantes presentes no caldo, sob condições favoráveis,

multiplicam-se, provocando diversos transtornos na condução do processo. Dentre

as técnicas utilizadas para o controle de contaminantes destaca-se o uso de

biocidas os quais, em virtude de suas propriedades bactericidas ou bacteriostáticas,

funcionam como agentes desinfetantes, reduzindo a contaminação. Para tanto deve-

se cuidar para que os produtos empregados sejam adequados e a dosagem correta,

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tendo em vista que se objetiva apenas a população de bactérias e não a de

leveduras (ANTONINI, 2004).

Entretanto, de acordo com OLIVEIRA FILHO (2010) o uso contínuo de tais

antimicrobianos pode facilitar o desenvolvimento de linhagens resistentes, tornando-

as cada vez menos susceptíveis a sua ação, elevando os custos de produção, além

da possibilidade de incorporação de resíduos no produto, podendo comprometer e

até desqualificar o produto final obtido.

Por muito tempo o ácido sulfúrico, destacou-se como um dos produtos mais

utilizados pela indústria sucroalcooleira para o controle de microrganismos

contaminantes. Estudos de GALLO & CANHOS (1991) constataram que o

tratamento do fermento com ácido sulfúrico, por um tempo de 2 horas a pH 2,5,

provocou uma redução média de 44,38% na microbiota bacteriana presente.

Entretanto deve-se considerar a diversidade de antissépticos que estão

disponíveis para a agroindústria sucroalcooleira. De acordo com RANG et al.(1995)

a ampicilina é um antimicrobiano sintético do tipo penicilina, de amplo espectro,

sendo um quimioterápico do grupo β-lactâmico que interfere na síntese de

polipeptidioglicano, na parede celular bacteriana, atuando como inativador de um

inibidor das enzimas autolíticas, conduzindo à lise da bactéria. Deve-se considerar

ainda que a ampicilina é destruída por algumas bactérias que produzem β-lactamase

e por muitos microrganismos Gram-negativos. De modo semelhante CHANG, et al.

(1997) constataram que a aplicação de sulfito em meio fermentativo, reduziu o

número de células de L. fermentum de 3,1x108 para 1,9x107 células.mL-1,

aumentando a concentração de etanol de 57,2 para 78,1g.L-1.

De acordo com RUSSEL & STROBEL et al. (1989) a monensina sódica é um

antimicrobiano sintético muito utilizado pela indústria sucroalcooleira no controle de

bactérias contaminantes dos processos de fermentação alcoólica. Estes

contaminantes prejudicam a eficiência fermentativa uma vez que consomem

açúcares que seriam fermentados pelas leveduras. As principais bactérias

contaminantes são a L. plantarum, L. fermentum e L. buchneri. De acordo com os

autores, a monensina sódica atua diretamente no transporte de sódio/potássio,

desestabilizando a concentração de potássio celular afetado o pH intracelular,

provocando um fluxo de prótons através da bomba Na+/K+, diminuindo o

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metabolismo interno da célula bacteriana, e conseqüentemente o metabolismo

celular. De acordo com os autores este biocida apresenta ação efetiva no controle

de bactérias Gram-positivas, graças à formação do invólucro celular, neste caso

formada por apenas uma membrana celular de revestimento. Para as bactérias

Gram-negativas, verifica-se a presença de duas membranas de revestimento,

tornando-as mais resistentes aos efeitos desse antibiótico.

Neste contexto, segundo CRISAN (1995) o emprego indiscriminado e

prolongado de antimicrobianos químicos sintéticos favorece a seleção de

microrganismos patogênicos mutantes resistentes a esses compostos, tornando o

uso de produtos de origem natural uma alternativa eficaz e econômica.

Diversos produtos que apresentam ação antimicrobiana eficiente têm sido

descritos na literatura. Dentre eles o óleo essencial de Melaleuca, que contém mais

de 100 compostos bioativos, sendo o principal composto antimicrobiano o terpeno-4-

ol, que induz danos estruturais na membrana e parede celular, comprometendo a

manutenção da integridade das células de bactérias e fungos (HALCON & MILKUS,

2004). Relatos de CARSON et al. (1995), FAOAGALI et al. (1998) e HADA et al.

(2003) comprovam sua ação bacteriostática sobre Escherichia coli, Staphyloccocus

aureus, enquanto HAMMER et al., (2000 e 2003) avaliaram sua ação sobre Cândida

albicans.

Segundo OLIVEIRA FILHO (2010) a própolis é uma substância resinosa

produzida por abelhas Apis melliferas pela transformação de diferentes exudatos

secretados pelas árvores, folhas e flores. Utilizam esta substância para proteção da

colméia contra proliferação de microrganismos, incluindo fungos e bactérias e

também para selar aberturas e eliminar insetos invasores.

De acordo com a literatura disponível, o extrato etanólico de própolis

apresenta propriedades biológicas e farmacológicas, tais como antibacteriana

(MARCUCCI, et al., 2001; SALOMÃO, et al., 2008), antioxidante (PARK & IKEGAKI,

1998), antifúngica (KUJUMGIEV, et al., 1999; OLIVEIRA, et al., 2006; SALOMÃO, et

al., 2008), citotóxica (BANSKOTA, et al. 2000), antiinflamatória (BORRELLI, et al.,

2002), antiviral (AMOROS, et al., 1992; KUJUMGIEV, et al. 1999), entre outras. Além

das diversas utilidades, a própolis também vem sendo utilizada pelas indústrias

farmacêutica e alimentícia na forma de alimentos funcionais (ACKERMANN, 1991).

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A própolis apresenta composição química é bastante complexa, sendo

constituída por flavonóides, ácidos fenólicos, ésteres, aldeídos fenólicos e cetonas,

considerados os mais importantes agentes antimicrobianos. Apresenta ainda óleos

voláteis e ácidos aromáticos, ceras, resinas, bálsamo e pólen, que é uma rica fonte

de elementos essenciais como magnésio, níquel, cálcio, ferro e zinco (CASTALDO &

CAPASSO, 2002, PIETTA et al., 2002). Estudos de KUJUMGIEV et al., (1999),

FERNANDES JR. et al. (2006) e CASTRO et. al. (2007) indicam que a concentração

destes componentes variam em função do período e da região geográfica de coleta,

interferindo de maneira substancial os teores dos compostos bioativos, influenciando

assim, a atividade antibacteriana.

Relatos de BREGAGNOLI (2006), OLIVEIRA FILHO (2010) e HALABI (2010)

comprovaram o efeito bactericida da própolis, destinados ao controle de

contaminantes na fermentação etanólica para produção de cachaça orgânica e de

etanol, respectivamente. Quando o mosto foi tratado com própolis observaram

menores índices de contaminantes e viabilidade celular constante, mantendo-se em

níveis elevados. O extrato etanólico de própolis atenuou a competição entre células

de leveduras e bactérias pelos nutrientes do meio, exercendo efeito inibitório sobre

as bactérias contaminantes do processo.

Entretanto, estudos realizados por TOSI et al. (1996) sugeriram que a

atividade antimicrobiana da própolis comercial preparada com os seguintes

solventes: etanol 60%, glicerol puro, propilenoglicol e óleo comestível de cereal,

aumentaram a potência da atividade antimicrobiana. Os resultados obtidos

apresentaram maior eficiência quando se utilizou óleo de cereais como solvente.

Não há registros científicos sobre o uso de extratos de própolis utilizando

mistura de óleos de cereais como solvente, no controle de contaminantes do caldo

de cana, destinados ao preparo de mostos para fermentação etanólica. Este estudo

será pioneiro abordando o controle de bactérias contaminantes da fermentação

alcoólica utilizando este biocida.

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2.5 Compostos Secundários Produzidos

Durante a realização do processo fermentativo destinado a produção de

etanol, verifica-se também a formação de compostos secundários, tais como

aldeídos, cetonas, alcoóis superiores, ácidos e ésteres (AMORIM, 2005). Entretanto,

segundo DATO et al. (2005) a natureza e qualidade desses componentes dependem

da matéria-prima utilizada, condução do processo fermentativo, sistema de

destilação e operações finais realizada com o destilado final obtido, tais como

envelhecimento no caso de cachaça.

Considerando-se a produção de cachaça, os teores de compostos

secundários totais, excluindo-se o etanol, conforme legislação vigente no Brasil

(BRASIL, 2005), devem estar dentro dos limites de 200 a 650mg.100mL-1 de álcool

anidro. Os limites máximos variam dependendo do componente avaliado. Para o

etanol os valores estabelecidos pela legislação são distintos, tendo em vista a

possibilidade de extração destes através dos sistemas de destilação em colunas

contínuas empregados pelas destilarias. Não obstante deve-se destacar que a

formação destes compostos secundários resulta em reduções na eficiência dos

processos de fermentação e destilação, em virtude da utilização dos açúcares para

esta finalidade.

Neste contexto os ácidos apresentam-se como compostos formados

normalmente durante o processo de fermentação, estando presente desde a

matéria-prima utilizada. Segundo (RIGOTT, 1989; ROSE, 1970) citado por MAIA

(1994) são também formados durante a fermentação alcoólica, através da reação

intracelular entre etanol e ácido acético, formando acetato de etila. Após a

fermentação, de acordo com CARDOSO (2001) os ácidos carboxílicos podem reagir

com alcoóis produzindo ésteres. Estes ainda são formados durante o processo de

envelhecimento de destilados e vinhos, pela reação entre álcool e ácidos, sendo

responsáveis pelo aroma agradável, típico e peculiar de frutas, que compõem o

“buquê” de bebidas.

Deve-se considerar ainda as observações de MAIORELLA et al. (1983) que

apontam a interferência do ácido acético sobre o transporte de fosfatos via

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membrana celular. Sob altas concentrações relataram alterações significativas na

morfologia das células de leveduras.

Os alcoóis superiores são compostos com mais de dois átomos de carbono

formados durante o processo oxidativo, proveniente em grande parte da

transformação de aminoácidos durante a fermentação. De acordo com YOKOYA

(1995) quantidades mais elevadas são formadas quando se utiliza fermento com

baixa atividade metabólica, que por sua vez acabam por influenciar a microbiota

durante o processo fermentativo (SILVA, et al., 1996).

A formação de congêneres como acetaldeído ocorre principalmente nas

primeiras horas da fermentação, diminuindo posteriormente, principalmente, sob

condições de anaerobiose (MAIA, 1994).

O furfural é um aldeído formado como resultado da pirogenação da matéria

orgânica depositada no fundo das caldeiras do aparelho de destilação. É um

composto de aroma penetrante, geralmente enjoativo, considerado indesejável em

bebidas destiladas (TÉO, 2003).

O glicerol é um triálcool de fórmula molecular C3H8O3, formado durante a

fermentação alcoólica. Sua produção está na dependência de vários fatores, tais

como a presença de contaminantes e o pH do mosto. AMORIM (1977) observou que

estes fatores afetam diretamente a produção de biomassa pela levedura, assim

como a de glicerol. Relatou ainda que condições de pH básico, favoreceram a

produção de glicerol, proporcionando o crescimento de contaminantes em

detrimento das leveduras que são acidófilas. Constataram ainda que esta condição

se relacionavam com menor rendimento fermentativo, uma vez que parte dos

açúcares eram desviados da produção de etanol para outras vias metabólicas.

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III. MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi instalado e conduzido no Laboratório de Tecnologia do

Açúcar e Álcool, Microbiologia das Fermentações do Departamento de Tecnologia

da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - UNESP, Jaboticabal - SP, na

safra 2010/11.

3.1 Material

3.1.1 Própolis

A própolis foi coletada em 02/2010 no município de Monte Alto, estado de São

Paulo. Após a coleta realizou-se a limpeza do material objetivando separar toda

impureza que eventualmente acompanhasse a amostra. A seguir procedeu-se a

maceração e armazenamento em embalagem hermética, sob refrigeração.

Posteriormente realizou-se a extração dos princípios ativos da própolis utilizando-se

como solvente solução hidroalcoólica e mistura de óleos vegetais.

3.1.2 Caldo de Cana

Utilizou-se neste estudo caldo primário de cana, coletado em usina produtora

de açúcar e álcool da região de Jaboticabal-SP. A coleta foi realizada diariamente

durante o período de abril/maio de 2010, enquanto durou o experimento. O caldo foi

coletado no 1° terno de moagem, antes da adição de biocidas no processo. A seguir

procedeu-se a identificação e acondicionamento em recipientes adequados, sendo

encaminhado imediatamente para o Laboratório de Tecnologia do Açúcar e do

Álcool do Departamento de Tecnologia da FCAV/UNESP.

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3.1.3 Leveduras

O microrganismo utilizado para conduzir o processo fermentativo foi o

fermento comercial prensado Saccharomyces cerevisiae.

3.2 Preparo dos Biocidas

3.2.1 Extrato Hidroalcoólico de Própolis (EHP)

A extração dos princípios ativos das própolis marrom foi realizada a partir da

mistura de 25g de própolis triturada em 100mL de solução de etanol 80% v.v -1 sob

agitação, em banho termostatizado a temperatura de 70ºC durante 30 minutos

(KOO, 1996).

3.2.2 Extrato de Própolis em Óleo de Vegetais (EOP).

O Extrato de Própolis em óleo de vegetais foi preparada a partir da mistura

com 25% de óleo de girassol, 25% de óleo de milho e 50% de óleo de soja. Para

composição do meio de extração utilizou-se 30% (m.v-1) do extrato de própolis*1

A própolis bruta foi macerada com o objetivo de aumentar a superfície de

contato entre o soluto (própolis) e o solvente. A seguir esta foi transferida para

erlenmeyer de 1,0L, ao qual adicionaram-se 500mL da mistura de óleos vegetais

(250mL de óleo de soja + 125mL de óleo de girassol + 125mL de óleo de milho).

Estas amostras foram levadas ao SHAKER com rotação de 20rpm e temperatura

controlada de 40°C por 72 horas, sendo a seguir filtrado em papel qualitativo e

armazenado sob refrigeração.

Como não há estudos sobre a influência do solvente de mistura de óleos

vegetais (EOP) sobre os componentes da propolis (flavonóides, ácidos aromáticos,

terpenóides, aldeídos, álcoois, ácidos alifáticos e ésteres, aminoácidos, esteróides,

açúcares, etc), objetivando manter a sua estabilidade, o extrato foi mantido a 40°C

somente durante o processo de.extração.

*1 - Comunicação pessoal de Sacchetti Gianni – email: <[email protected]>

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3.2.3 Monensina sódica (Kamoran WP)

A solução da monensina sódica foi preparada a partir da dissolução de 2,5g

do produto comercial em solução aquosa a 50%v.v-1 de álcool anidro. Utilizou-se, na

fermentação, alíquota de concentração 1mL.L-1, mantendo-se a dosagem

recomendada que foi de 3,0 ppm em relação ao volume total.(Química Real, 2010).

3.3 Ensaio Preliminar

Objetivando determinar a Concentração Inibitória Mínima (MIC) para o biocida

natural EOP, avaliando-se sua capacidade de controlar os contaminantes da

fermentação etanólica, além dos efeitos provocados sobre a fisiologia das leveduras

fermentadoras, realizou-se este ensaio preliminar.

Utilizou-se como substrato 250mL de solução de glicose estéril com

concentração a 6ºBrix. O inoculo constituiu-se de células de Saccharomyces

cerevisiae multiplicadas em substrato estéril.

Avaliou-se inicialmente o efeito de doses do EOP sobre a fisiologia das

leveduras, em ensaio contendo tratamentos com doses de 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5;

0,6; 0,7; 0,8; 0,9 e 1,0mL de EOP em 250mL de substrato e células de S. cerevisiae.

Após preparo e inoculação dos tratamentos, realizaram-se avaliações periódicas de

viabilidade de células de leveduras, Índice de brotamentos e viabilidade de brotos.

Concomitantemente realizava-se também a avaliação da queda do teor de açúcares

no meio, através do Brix. Os melhores resultados foram obtidos para as dosagens

de 0,1 e 0,2mL de EOP.

Para tanto estabeleceram-se os seguintes tratamentos:

1) Controle: 250mL de solução de glicose, sem adição de produtos biocidas;

2) Extrato Oleoso de Própolis (EOP) [0,1]: 250mL de solução de glicose + 0,1mL de

EOP;

3) Extrato Oleoso de Própolis (EOP) [0,2]: 250mL de solução de glicose + 0,2mL de

EOP.

Após preparo e inoculação dos tratamentos, realizaram-se avaliações

periódicas de viabilidade de células de leveduras, Índice de brotamentos e

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viabilidade de brotos. Concomitantemente realizava-se também a avaliação da

queda do teor de açúcares no meio, através do Brix. Os resultados obtidos estão

apresentados através das Figuras 01, 02 e 03.

Em seguida realizou-se o mesmo experimento, utilizando-se então caldo de

cana industrial com contaminações superiores a 106, 107 e 108UFCmL-1,

confirmando-se a ação biocida para as dosagens 0,1 e 0,2mL de EOP.

Figura 01- Resultados obtidos para variação do Brix ao longo do tempo (horas) -

Tratamento Controle.

Figura 02- Resultados obtidos para variação do Brix ao longo do tempo (horas) -

Tratamento EOP [0,1].

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Figura 03- Resultados obtidos para variação do Brix ao longo do tempo (horas) -

Tratamento EOP [0,2].

A partir dos resultados obtidos neste ensaio preliminar verificou-se que a

melhor dosagem a ser empregada para o experimento seria 0,1mL.250mL-1 de

mosto ou 0,4mL.L-1 de EOP.

3.4 Tratamentos e Delineamento Experimental

O delineamento experimental empregado foi o inteiramente casualizado com

parcelas subdivididas, com quatro repetições. Os tratamentos principais

constituíram-se por Testemunha (sem biocida) e os 3 biocidas (EOP, EHP e

Kamoran WP). Os tratamentos secundários constituíram-se nos 10 ciclos

fermentativos.

3.5 Preparo do Mosto

O caldo industrial (caldo primário) chegando ao laboratório era filtrado para

eliminação das impurezas grosseiras e a seguir submetido a um processo de

clarificação para remoção de impurezas. Este processo consistiu na adição de

0,66mL.L-1 ácido fosfórico, correção do pH para valores próximos a 6 com leite de

cal e aquecimento do caldo até 105ºC para decantação das impurezas. A

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decantação teve duração de 10 minutos, seguida, da filtração do caldo decantado foi

para retirada da borra.

Considerando-se que o caldo industrial era o resultado da moagem de

diversas matérias-prima na unidade industrial, verificava-se que a após o processo

de purificação, o caldo clarificado apresentava valores de Brix que variavam de 13 a

17oBrix. Quando estes valores eram mais elevados procedia-se nova diluição para

preparar o mosto, que era padronizado a 16o. Quando os valores eram inferiores,

não se realizava o processo de diluição.

Após a padronização do Brix, o pH do caldo clarificado foi corrigido com ácido

sulfúrico até 4,5 ( 0,3), sendo os Açúcares Redutores Totais (LANE & EYNON,

1934), e a Acidez Total quantificados. O caldo clarificado foi aquecido a 32oC,

obtendo-se o mosto.

3.6 Preparo do Inoculo

O microrganismo utilizado para a condução do processo fermentativo foi o

fermento comercial prensado Saccharomyces cerevisiae. Objetivando preparar

inoculo para realização do processo fermentativo procedeu-se inicialmente a

multiplicação e adaptação das células, através do processo de cortes. A partir de

uma massa de leveduras equivalente a 30,0g.L-1 de mosto a 2°Brix e pH 4,5 iniciou-

se a multiplicação das leveduras. Procedeu-se a seguir a adaptação das células até

a concentração do mosto 12°Brix. Para a fermentação alcoólica, foram adicionadas

30g de massa úmida (70x107 células mL-1) de S. cerevisiae por litro de mosto,

conforme AMORIM (1996).

3.7 Condução da Fermentação

As fermentações foram realizadas por 10 ciclos fermentativo, seqüenciais,

com 4 repetições, através do processo de condução em bateladas, com recuperação

do fermento por centrifugação. Cada tratamento foi desenvolvido, a partir de 250 mL

do mosto que recebia 30,0g do inoculo (item 3.5), seguido de duas alimentações de

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mosto de 250 e 500mL, em intervalos de 30 minutos. Utilizou-se erlenmeyers com

capacidade para 2,0L.

Os biocidas foram adicionados durante o preparo do pé-de-cuba em suas

respectivas concentrações, determinando-se assim o início da fermentação.

Os frascos contendo mosto inoculado foram mantidos a 32oC (+1oC) durante

toda a fermentação. O processo foi monitorado com auxílio de densímetro de Brix.

O final das fermentações foi estabelecido quando o Brix apresentava valores

≤1, ou quando houvesse estabilização da leitura, em intervalo de 30 minutos.

Ao término de cada ciclo fermentativo, os vinhos foram centrifugados a

1650xg, 25oC, por 5 minutos (centrífuga HIMAC CR 21G) para separação do

fermento e do vinho delevurado. O fermento era lavado com solução salina 0,85%

estéril e submetido ao tratamento com o biocida, permanecendo sob agitação por 1

hora, a 32ºC. Após esta etapa estava constituído novo pé-de-cuba, que era utilizado

nas fermentações seguintes.

No vinho delevurado, foi determinado o teor de glicerol, segundo

COPERSUCAR (1988), Açúcares Redutores Residuais Totais (LANE & EYNON,

1934) e teor alcoólico, através de cromatografia gasosa.

3.8 Análises Microbiológicas.

As análises microbiológicas foram realizadas por método direto e indireto no

caldo de cana, pé-de-cuba, início (50 minutos após a inoculação do fermento) e final

da fermentação, em cada ciclo fermentativo.

O método direto consistiu em análises de microscopia, avaliando-se

viabilidade das células de leveduras, índice de brotamentos, viabilidade de brotos e

concentração de contaminantes, segundo LEE et. al. (1981).

As avaliações microbiológicas por método indireto foram realizadas em

amostras de caldo, mosto, início e final da fermentação, através de plaqueamento

em diferentes meios de cultura, somente nos ciclos ímpares.

Para contagem de bactérias lácticas empregou-se o meio MRS+ Agar (MAN et

al. 1960) com adição de cicloheximida. Este foi composto por 5g de extrato de

levedura, 10g de peptona, 5g de extrato de carne, 20g de dextrose, 2g de fosfato

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hidrogênio dipotássico, 1g de tween 80, 5g de acetato de sódio, 0,05g de sulfato de

magnésio e 15g de Agar por litro de meio, com cicloheximida (100mg.L-1).

Para a quantificação de leveduras, foi utilizado o meio WLN (Green & Gray,

1950, modificado por OLIVEIRA & PAGNOCA, 1988) com adição dos antibióticos

ampicilina e ácido nalidíxico. Este foi composto por 50g de glicose, 550mg de fosfato

hidratado de potássio, 425mg de cloreto de potássio, 125mg de cloreto de cálcio,

125mg de sulfato de magnésio, 2,5mg de cloreto férrico, 25g de sulfato de

manganês, 5g de caseína, 4g de extrato de levedura, 22g de verde de bromocresol,

20g de Agar, 500mg de ácido nalidíxico e 500mg de ampicilina por litro de meio.

Para contagem de microrganismos totais empregou-se o meio PCA (Plate

Count Agar, USFDA, 1995). Este foi composto por 5g de caseína, 2,5g de extrato de

levedura, 1,0g de dextrose e 15g de ágar por litro de meio.

De cada meio de cultura, foram utilizadas duas placas, com uma repetição

correspondente a cada diluição seriada de 10-5 e 10-6 para o meio MRS e diluição de

10-7 e 10-8 para os meios WLN e PCA, para as amostras de vinho. Para caldo e

mosto, foram utilizadas as diluições 10-3 e 104. As placas foram incubadas por três

dias a 32°C em B.O.D..

3.9 Análises tecnológicas do mosto e vinho

- Brix do mosto e vinho: determinado por refratometria (SCHENEIDER, 1979) e

densimetria a 20°C, respectivamente;

- Açúcares Redutores Totais (ART) % do mosto: expressos em relação à glicose

e dosados pelo método volumétrico de LANE & EYNON (1934);

- Acidez Total do mosto e vinho: determinado através da titulação do mosto e

vinho em agitação com NaOH padrão 0,05N, expressa em g H2SO4/L (AMORIM,

1996);

- Açúcares Redutores Residuais Totais (ARRT) do vinho: segundo a técnica

descrita por LANE & EYNON, (1934).

- Glicerol do vinho: segundo técnica descrita por MACGOWAN et al. (1993);

- Teor Alcoólico do vinho e Componentes do Destilado(%v/v): Os componentes

voláteis presentes nos vinhos foram recuperados por destilação, onde a cada 50mL

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de vinho recuperava-se 20mL de destilado. As amostras foram submetidas à análise

de componentes em cromatógrafo gasoso Shimadzu GC 2014, acoplado com

software GC Solution com uma coluna Restec modelo Rtx®-1301, 60m x 0,25mm.

Injetou-se 1µL de cada amostra nas seguintes condições: temperatura do injetor:

200oC, detector FID, temperatura do detector: 240oC, gás de arraste: Nitrogênio;

pressão: 186,6kPa; fluxo: 47,2mL.minuto-1; fluxo da coluna: 1,7mL.minuto-1;

velocidade linear: 30cm.segundo-1. A temperatura da coluna permaneceu por 7,5

minutos a 40oC, aumentando até 220oC, com uma taxa de 10oC.minuto-1 Os

compostos avaliados foram: acetaldeído, acetato de etila, etanol, álcool n-propílico,

álcool isobutílico e álcool isoamílico.

3.10 Análise Estatística

Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância pelo teste F e

a comparação entre as médias realizadas pelo teste de Tukey (P=005), segundo

BARBOSA & MALDONADO (2010).

Considerando-se que apenas uma determinação cromatográfica é suficiente

para atribuir confiança ao resultado obtido, não foram realizadas análises estatísticas

para estas determinações.

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IV. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 Características químico-tecnológicas do caldo e do mosto

A qualidade do caldo de cana influencia diretamente o desempenho

fermentativo das leveduras. (MUTTON, 1998). O grau de maturação da matéria-

prima caracteriza a maior ou menor disponibilidade de açúcar no caldo, o qual

através da atividade metabólica da levedura será transformado em álcool, e em

outros compostos secundários.

A disponibilidade de açúcares segundo MUTTON (1998) pode ser definida pela

interação entre o genótipo e o fenótipo, sendo este afetado principalmente pelas

condições edafoclimáticas. Relatos de DINARDO-MIRANDA (2003) apontam ainda a

sanidade da cultura como fator responsável pelas alterações fisiológicas, que podem

resultar no comprometimento das características químico-tecnológicas.

Durante a realização das amostragens, realizadas entre março-abril/2010, as

condições climáticas foram desfavoráveis ao processo de maturação da cultura,

contribuindo para o acréscimo de impurezas minerais, presentes nos caldos.

Segundo BRIEGER (1968), as características tecnológicas ideais para

processamento industrial da cana no início de safra devem ser: Brix do caldo ≥ 18,

Pol do caldo ≥ 13, Pureza do caldo ≥ 85 e Açúcar Redutor (AR) ≤ 1%. Os caldos de

cana coletados para o desenvolvimento dos experimentos (Figura 04) apresentaram

valores inferiores aos ideais, conforme estabelecido por BRIEGER (1968).

O comportamento observado para o pH do caldo (Figura 04) apresentou

valores da ordem de 5,0-5,5, considerados adequados, exceto para o 8º ciclo de

fermentação, quando alcançou 4,5, provavelmente em decorrência da qualidade

industrial do caldo, resultante do processamento de matéria prima com elevado

tempo de colheita.

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Figura 04- Valores médios observados para Brix e pH do caldo utilizado nos dez ciclos fermentativos. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

A qualidade do caldo extraído também apresenta interferências sobre o teor de

impurezas minerais e vegetais que acompanham a cana. (MUTTON, 1998),

provocando alterações na microbiota presente, com reflexos sobre o pH e Acidez

Total. Segundo RIPOLI & RIPOLI (2004) valores de acidez total do caldo de cana

inferiores a 0,8g.L-1 de H2SO4 caracterizam matéria-prima de qualidade. Os

resultados obtidos para esta característica (Figura 05) indicam que a matéria-prima

utilizada apresentou valores superiores ao recomendado, não se configurando de

qualidade para fermentação.

Os valores observados para ART do mosto (Figura 05) refletem de modo direto

a concentração de açúcares iniciais presentes no mosto, da ordem de 9 a

11g.100mL-1 .

Figura 05- Valores médios observados para Açúcares Redutores Totais (ART) e Acidez Total do mosto utilizado em cinco ciclos fermentativos. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

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4.2 Características microbiológicas do caldo e do mosto

No caldo de cana, segundo relatos de TILBURY (1975), pode-se encontrar

quantidade significativa de microrganismos que fazem parte do ecossistema de

produção. O autor encontrou valores da ordem de 104 a 108 UFC.mL-1 (Unidades

Formadoras de Colônias). Resultados experimentais demonstraram que valores

superiores a 107 UFC.mL-1 são considerados preocupantes, caracterizando

contaminações. Esta chega até a unidade de produção com a terra aderida as

raízes, colmos e folhas, além da água de embebição, segundo LIMA (1975).

Deve-se salientar que os caldos empregados para o preparo dos mostos

apresentavam teores elevados de impurezas minerais que se refletiram na carga de

microrganismos presentes (Figura 06). Verifica-se quantidade elevada de unidades

formadoras de colônias, em todos os meios de cultura específicos estudados

(MRS+, específico para bactérias; WLN, específico para leveduras e PCA, para

microrganismos totais). Por se tratar de um plaqueamento anterior ao preparo do

mosto, comprova-se a alta infestação por contaminantes bacterianos e leveduras

selvagens. Sob este ótica justifica-se a utilização de biocidas para o efetivo controle

dos microrganismos, objetivando a melhoria no desempenho fermentativo e

conseqüente incremento na eficiência de conversão de açúcar em etanol.

0

50

100

150

200

Mic

rorg

an

ism

os

(cel/

mL

.10

7)

MRS+ WLN PCA

Ciclo 1 Ciclo 3 Ciclo 5 Ciclo 7

Figura 06- Valores médios de Unidades Formadoras de Colônias do caldo,

quantificadas por plaqueamentos em meios MRS+, WLN e PCA, através de cinco ciclos fermentativos. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

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Os resultados obtidos para a viabilidade das células de leveduras no pé-de-

cuba, início e final da fermentação não apresentaram efeito significativo para

tratamentos principais (biocidas), secundários (ciclos fermentativos) e interação

(Figura 07 e Tabela 01-Apêndice). As condições fermentativas favoreceram a

atividade metabólica das leveduras inoculadas. De acordo com OLIVA-NETO &

YOKOYA (1997) a viabilidade celular está diretamente relacionada com o

desempenho fermentativo, sendo este o principal parâmetro indicador do estresse

da levedura Os resultados obtidos (Figura 07) indicam que quando se empregou

biocidas para o tratamento dos mostos observou-se a manutenção da viabilidade

celular até o final do processo fermentativo, sendo que a testemunha apresentou

uma redução para a viabilidade celular ao final do processo. Isso pode evidenciar a

exposição de condições estressantes para as leveduras que não foram tratadas com

biocida, tais como a contaminação bacteriana.

a a a a

a aa

a

a

aa a

90

94

98

Via

bil

idad

e C

elu

lar

(%)

Pé-de-Cuba Início Final

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

Figura 07- Valores médios de viabilidade celular das leveduras (%), no pé-de-cuba,

início e final da fermentação e resultados do Teste de Tukey. Médias seguidas pela mesma letra dentro de cada etapa do processo fermentativo não diferem entre si. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

A maior viabilidade final observada para os biocidas à base de própolis podem

estar relacionados não somente à eficiência destes no controle de microrganismos

contaminantes, mas também à presença de complexos vitamínicos B1, B2, B6, além

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de vitamina C , E e alguns minerais encontrados nesta resina, segundo relatos de

BURDOCK (1998) e BREGAGNOLI (2006).

A análise de variância para índice de brotamento (Tabela 01- Apêndice) aponta

efeito não significativo para biocidas e interação e efeito significativo a 1% de

probabilidade para o final da fermentação. Os menores índices de brotamentos

foram observados no 8º, 9º e 10º ciclos fermentativos.

Relatos de MARCUCCI et al. (1998) afirmam que o extrato de própolis contém

substâncias que podem regenerar células. Esses compostos podem auxiliar o

processo de reprodução por brotamento. Os resultados obtidos neste estudo não

permitem confirmar esta observação.

Os resultados obtidos para viabilidade de brotos (Tabela 01- Apêndice e Figura

08) apresentaram as mesmas tendências observadas para o índice de brotamento,

com efeito significativo apenas para ciclos no pé-de-cuba. Os tratamentos avaliados,

inclusive a testemunha indicaram que houve considerável viabilidade de brotos.

a aa a

a

a a aa

a

a

a

50

60

70

80

90

Via

bil

idad

e d

e B

roto

s

(%)

Pé-de-Cuba Início Final

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

FIGURA 08- Valores médios de viabilidade de brotos celular das leveduras (%), no

pé-de-cuba, início e final da fermentação e resultados do Teste de Tukey. Médias seguidas pela mesma letra dentro de cada etapa do processo fermentativo não diferem entre si. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

Analisando-se os resultados obtidos para número de contaminantes (Tabela

02- Apêndice) verifica-se que não houve diferença significativa entre os tratamentos

estudados, assim como para a interação. O efeito significativo ao nível de 5% de

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probabilidade foi observado para pé-de-cuba e início da fermentação. Embora não

tenha apresentado efeito significativo, ao final do processo fermentativo, os biocidas

apresentaram menores teores de contaminantes.

Considerando-se a avaliação dos contaminantes através do plaqueamento em

MRS+ (Tabela 02–Apêndice e Figura 09), verificou-se efeito significativo dos

tratamentos principais para pé-de-cuba, início e final da fermentação. Os menores

valores foram observados para o tratamento com Kamoran WP, tanto no pé-de-cuba

quanto no início. Ao final da fermentação o tratamento com Kamoran WP manteve

os menores valores médios de contaminantes, não diferindo dos biocidas à base de

própolis (EOP e EHP), sendo que estes diferiram significativamente da testemunha

que apresentou valores muito superiores de contaminantes. Este desempenho dos

resultados indica que os biocidas à base de própolis e em especial o Kamoran WP

apresentaram-se efetivos no controle dos microrganismos contaminantes,

especialmente os lactobacilos. Os resultados corroboram os relatos de AMORIM &

OLIVEIRA (1982) que apresenta o uso de biocida como uma medida profilática de

controle bacteriano. Ao mesmo tempo OLIVA NETO & YOKOYA (2001) destacam a

ocorrência de perdas significativas de sacarose, que é degradada pela elevada

contaminação bacteriana, resultando ainda na formação dos ácidos lático e acético,

os quais levam a intoxicação das leveduras.

A quantificação de leveduras realizadas através do meio WLN (Tabela 03-

Apêndice e Figura 10) indicou efeito significativo apenas para biocidas e ciclos no

final da fermentação. Entretanto, as médias para os tratamentos com biocidas não

apresentaram diferenças entre si pelo teste de Tukey, embora EHP tenha

apresentado os maiores valores

Observando-se a Figura 10 e comparando-se o desempenho apresentado

pelos biocidas EOP e EHP, verifica-se que ambos mantêm o mesmo padrão no

decorrer da fermentação, considerando o início e o final do processo.

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31

0

100

200

300

400

Pé-de-Cuba Início FinalCo

nta

min

an

tes (

10

-5 U

FC

.mL

-1)

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

FIGURA 09- Valores médios de contaminantes, em meio MRS+ para pé-de-cuba,

início e final da fermentação. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

a

aa

a aa

a

a

aa

a

a

0

100

200

300

WL

N (

10

-7 U

FC

.mL

-1)

Pé-de-Cuba Início Final

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

FIGURA 10- Valores médios de contaminantes em meio WLN para pé-de-cuba, início

e final da fermentação e resultados do Teste de Tukey. Médias seguidas pela mesma letra dentro de cada etapa do processo fermentativo não diferem entre si. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

A quantificação de microrganismos totais através de plaqueamento em meio

PCA (Tabela 03-Apêndice) indicou que os biocidas avaliados não apresentaram

diferença significativa entre si, embora o tratamento com Kamoran WP tenha

apresentado os menores valores no final do processo fermentativo. Considerando-se

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os ciclos de fermentação, observa-se que o 1º ciclo, no pé-de-cuba diferiu

significativamente dos ciclos 3º e 5º.

4.3 Análises Químico-Tecnológicas do Vinho

A quantificação do teor de Açúcares Redutores Residuais Totais (ARRT) do

vinho apresentou efeito não significativo para os biocidas estudados e interação e

significativo para ciclos, conforme Tabela 04- Apêndice. Observou-se ainda que o 2º

ciclo apresentou a maior média, diferindo significativamente do 7º e 9º ciclos que

apresentaram menores médias.

Considerando-se os teores obtidos para Acidez Total (Tabela 04-Apêndice)

verificou-se que não houve efeito significativo para biocidas, ciclos e interação,

sendo que os valores médios variaram entre 2,8 a 3,5g.L-1 de H2SO4. Segundo

AMORIM & OLIVEIRA (1982) bactérias contaminantes do meio fermentativo

provocam aumento na acidez do meio, devido a produção de ácidos fixos e voláteis.

Entretanto este fato não foi observado no presente estudo.

Considerando-se o desenvolvimento do processo fermentativo, sabe-se que

sob valores recomendados de acidez total, a levedura desenvolve normalmente as

atividades metabólicas. Cabe destacar que tanto valores de acidez deficientes

quanto valores elevados são inadequados à fermentação alcoólica, comprometendo

o rendimento do processo (NOGUEIRA & VENTURINI-FILHO, 2005). Nesse sentido,

valores de acidez superiores a 2,5 g.L-1 podem interferir na fisiologia das leveduras

fermentadoras.

A análise dos resultados obtidos para teores de glicerol no vinho (Tabela 04-

Apêndice e Figura 11) indica efeito não significativo para biocidas, ciclos e interação.

Embora não segnificativo, o emprego de EHP e Kamoran WP apresentaram as

maiores médias para glicerol no vinho.

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Figura 11- Valores médios observados para glicerol no vinho. Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

4.4 Composição do Destilado

Os resultados obtidos para a análise composta do teor de etanol no vinho

(Figura 12) indicam que os tratamentos com Kamoran WP e EHP apresentaram

valores de 80 e 100% maiores que os da testemunha. Em relação ao tratamento

EOP, as diferenças foram de 40% superiores à testemunha.

Em decorrência do número elevado de contaminantes, observou-se redução

significativa no teor alcoólico dos vinhos (Figura 12) para o tratamento testemunha,

em relação aos tratamentos com biocidas, confirmando a influência negativa das

bactérias contaminantes sobre as leveduras fermentadoras. Informações de

NARENDRANATH et al. (1997), destacam que a presença de linhagens de

Lactobacillus durante a fermentação provocou redução da taxa de crescimento da

levedura e diminuição na concentração final de etanol e no número de células

viáveis. Uma contaminação de 106 UFC.mL-1 provocou uma perda de 2% na

produção de etanol. Segundo os autores, contaminações elevadas, da ordem de 109

UFC.mL-1, proporcionaram reduções de 7% do rendimento em álcool.

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Figura 12- Análise cromatográfica para teores de etanol no vinho, nas amostras compostas, para os tratamentos avaliados.

Os teores de aldeídos totais expressos em Acetaldeído (Figura 13) variaram

entre 5 e 30mg.100 mL -1. Os aldeídos com até 8 átomos de carbono têm aroma,

penetrante e geralmente enjoativos, sendo considerados indesejáveis quando o

destilado se destina a produção de bebidas. De acordo com MAIA (1994) o

acetaldeído é o principal aldeído associado à fermentação alcoólica, e a sua

concentração pode ser minimizada evitando-se a aeração no final da fermentação.

A análise dos resultados obtidos indica que os tratamentos Kamoran WP e

Testemunha, apresentaram maiores médias em comparação aos tratamentos EHP e

EOP que apresentaram médias bem menores deste composto. Comparando-se o

desempenho dos tratamentos observa-se que apresentaram as mesmas tendências

verificadas para o teor de etanol no vinho.

Os alcoóis homólogos superiores são compostos orgânicos que possuem uma

hidroxila (OH), ligada diretamente ao átomo de carbono, que não pertença a um anel

aromático. Segundo WEBB & INGRAHAM (1963), os alcoóis homólogos superiores

n-propilico, isobutilico e isoamilico são comuns em bebidas fermentadas, estando

presentes em todos os sistemas de fermentação.

Os resultados obtidos para Álcool isoamílico estão apresentados na Figura 14.

Da sua análise verifica-se que apresentaram valores médios que variaram entre 250

e 500 mg.100 mL -1 . Os tratamentos com Kamoran WP e Testemunha se

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destacaram com os maiores valores médios comparados aos tratamentos EHP e

EOP. De acordo com LIMA (1964) sua formação é tanto maior quanto menor for a

atividade metabólica da levedura. Os resultados obtidos não confirmam esta

constatação. Avaliando-se o tratamento EHP verifica-se que foi o que produziu os

maiores teores de etanol no vinho.

0

10

20

30

Aceta

ldeíd

o (

mg

.L-1

)

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

Figura 13- Análise cromatográfica para teores de Acetaldeído no destilado, nas amostras compostas, para os tratamentos avaliados.

200

300

400

500

600

Iso

am

ílic

o (

mg

.L-1

)

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

Figura 14- Análise cromatográfica para teores de Álcool isoamílico no destilado, nas

amostras compostas, para os tratamentos avaliados.

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Os resultados observados para o Álcool n-propílico (Figura 15) apresentaram

valores da ordem de 25 a 50mg.100 mL -1. A análise dos valores obtidos indica que

a realização dos tratamentos com Kamoran WP e Testemunha foram os que

apresentaram os maiores valores de Álcool n-propílico no destilado.

Considerando-se os teores de Álcool n-propílico, o EOP apresentou menores

valores, estes resultados podem estar relacionados com as características

metabólicas de cada levedura. Resultados semelhantes foram obtidos por

SUOMALAINEN & LEHTONEN (1979), que verificaram variação considerável nas

quantidades de alcoóis conforme a levedura utilizada na fermentação.

0

10

20

30

40

50

n-p

rop

ílic

o (

mg

.L-1

)

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

Figura 15- Análise cromatográfica para teores de Álcool n-propílico no destilado, nas

amostras compostas, para os tratamentos avaliados.

Os resultados observados para o Álcool Isobutílico (Figura 16) com valores

médios que variaram entre 50 e 175mg.100 mL -1. Da sua análise verifica-se que o

tratamento EHP foi o que apresentou maiores médias, seguido pelo Kamoran WP,

Testemunha e EOP.

O Acetato de etila é o principal éster encontrado nos vinhos. Os resultados

determinados estão na Figura 16 e indicam que os tratamentos com Kamoran WP e

EHP foram os que apresentaram os maiores valores médios. As amostras

compostas tiveram valores médios que variaram entre 55 e 80mg.100 mL -1.

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37

0

20

40

60

80

100

120

140Is

ob

utí

lico

(m

g.L

-1)

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

Figura 16- Análise cromatográfica para teores de Álcool isobutílico no destilado, nas amostras compostas, para os tratamentos avaliados.

Estudos realizados por CLETO & MUTTON (1997) concluem que quanto

maior a acidez do vinho, maior a concentração do Acetato de etila, confirmando em

parte o resultado deste trabalho.

40

60

80

100

Aceta

to d

e E

tila

(m

g.L

-1)

Testemunha EOP EHP Kamoran WP

Figura 17- Análise cromatográfica para teores de Acetato de etila no destilado, nas

amostras compostas, para os tratamentos avaliados.

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V. CONCLUSÕES

Não foram observadas alterações fisiológicas para as leveduras, durante os

ciclos de fermentação, em virtude dos tratamentos efetuados;

O emprego dos biocidas naturais à base de própolis, extraídos em solução

hidroaocoólica (EHP) e em extrato de óleos (EOP) e a base de monensina

sódica (Kamoran WP) foram eficientes no controle de contaminantes da

fermentação;

Não foram determinadas alterações na composição do destilado obtido

quando se utilizou biocidas naturais para o controle de contaminantes da

fermentação;

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APÊNDICE

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48

TABELA 01 – Valores médios observados para viabilidade celular, índice de

brotamentos, viabilidade de brotos, resultados da análise de variância e teste de Tukey. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

TRATAMENTO

Viabilidade Celular (%)

Índice de Brotamentos Viabilidade de brotos

(%)

Pé-de- cuba

Início Fim Pé-de- cuba

Inicio Fim Pé-de- cuba

Início Fim

Testemunha 95,67a 93,98a 90,72a 4,09a 4,37a 4,64a 83,06a 64,17a 73,12a

Kamoran 95,85a 94,23a 94,30a 5,31a 4,50a 4,65a 85,16a 73,87a 77,34a

EHP 95,72a 95,06a 93,78a 3,53a 2,77a 4,84a 85,94a 74,41a 84,72a

EOP 95,66a 94,23a 94,30a 5,31a 4;50a 4,64a 85,16a 73,87a 77,34a

Teste F 0,00ns

0,04ns

0,97ns

0,03ns

0,74ns

0,01 ns

0,03ns

0,99ns

0,49ns

CV 6,72 11,62 8,38 5,24 2,29 7,26 34,86 31,01 39,25

DMS (Tukey 5%)

8,29 14,12 19,42 38,07 56,3 59,1 38,07 28,58 39,48

1 94,59a 93,86ab 93,54a 2,97a 1,79a 4,50ab 87,50ab 67,18a 87,30a

2 94,34a 86,48b 95,20a 3,72a 2,76a 4,74ab 81,21ab 77,81a 87,50a

3 97,06a 98,55a 89,87a 7,40a 6,20a 5,51ab 98,51a 100,00a 71,87a

4 97,00a 95,15ab 90,71a 6,29a 5,41a 5,60ab 86,35ab 69,18a 95,31a

5 96,23a 95,85ab 91,71a 4,16a 2,82a 5,25ab 84,37ab 79,16a 72,22a

6 95,50a 94,39ab 89,49a 3,78a 9,06a 9,65a 90,62ab 53,75a 95,03a

7 96,10a 93,50ab 97,30a 6,40a 4,14a 4,54ab 98,43a 75,00a 75,00a

8 97,93a 95,04ab 93,33a 2,83a 3,42a 3,06b 88,84ab 81,25a 71,87a

9 94,13a 95,24ab 97,29a 3,93a 2,69a 2,17b 60,84b 60,41a 62,50a

10 94,82a 95,73ab 94,25a 4,06a 2,06a 1,94b 71,60ab 52,08a 50,00a

Teste F 1,11ns

1,96ns

1,24ns

1,91ns

1,74ns

3,81** 2,34* 1,18ns

2,13ns

CV 3,65 6,63 8,38 70,4 120,26 67,42 25,13 52,34 39,71

DMS (Tukey 5%) 5,89 10,55 12,08 5,41 8,19 5,34 35,92 63,12 52,27

TPXTS

Teste F 0,96ns

0,48ns

0,46ns

0,41ns

0,33ns

0,45ns

0,53ns

0,41ns

0,63ns

Obs.: EHP – Extrato Hidroalcoólico de Própolis EOP – Extrato Oleoso de Própolis Médias seguidas pela mesma letra na vertical não diferem entre si pelo teste de Tukey ns – Não significativo ao nível de 5% de probabilidade * - significativo a 5% de probabilidade

** - significativo a 1% de probabilidade

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TABELA 02 – Valores médios observados para Número de contaminantes e

Unidades Formadoras de Colônias, quantificadas por plaqueamento em meio MRS+(10-5) e resultados da análise de variância e teste de Tukey. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

TRATAMENTO

Número de Contaminantes (10

6)

Plaqueamento em Meio MRS(10

5 UFC.mL

-1)

Pé-de- cuba

Início Fim Pé-de- cuba

Inicio Fim

Testemunha 48,8a 47,3a 55,0a 273,12a 223,75a 247,43a

Kamoran 36,1a 38,5a 10,7a 155,12b 61,56b 40,62b

EHP 27,9a 31,2a 15,8a 297,5a 162,5a 107,81b

EOP 36,1a 38,5a 17,7a 264,93a 210,25a 131,06b

Teste F 0,54 ns

0,21 ns

4,31 ns

26,51** 36,58** 21,32**

CV 121,83 155,78 154,13 14,02 20,89 40,06

DMS (Tukey 5%) 68.10 6

83,5.106

52,7.106

70,69 69,95 107,41

1 0,00b 23,9ab 26,8a 250,62a 205,62a 153,43a

2 32,7ab 21,4b 20,5a

3 25,3ab 46,3ab 36,8a 231,31a 125,25a 105,56a

4 60,0ab 61,5ab 29,2a

5 32,3ab 40,6ab 45,8a 260,00a 148,75a 122,68a

6 71,7a 80,5a 28,8a

7 28,8ab 31,9ab 21,4a 248,75a 178,43a 145,25a

8 17,5ab 21,9b 20,5a

9 38,5ab 25,8ab 15,1a

10 65,4a 34,6ab 20,5a

Teste F 2,89* 2,56* 0,94ns

0,61ns

2,61ns

1,63ns

CV 100,32 87,78 100,69 17,52 20,89 40,06

DMS (Tukey 5%) 6,80.107

8,35.107

4,51. 107

64,45 90,90 71,64

TPXTS

Teste F 0,30ns

0,24ns

0,44ns

2,86* 1,69ns

0,50ns

Obs.: EHP – Extrato Hidroalcoólico de Própolis EOP – Extrato Oleoso de Própolis Médias seguidas pela mesma letra na vertical não diferem entre si pelo teste de Tukey ns – Não significativo ao nível de 5% de probabilidade * - significativo a 5% de probabilidade

** - significativo a 1% de probabilidade

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TABELA 03 – Valores médios observados para Unidades Formadoras de Colônias,

quantificadas por plaqueamento em meios WLN (10-7), PCA (10-7), resultados da análise de variância e teste de Tukey. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

TRATAMENTO

107 UFC.mL

-1

(WLN) 10

7 UFC.mL

-1

(PCA)

Pé-de- cuba

Início Fim Pé-de- cuba

Inicio Fim

Testemunha 78,25a 99,68a 58,12a 152,43a 109,87a 165,43a

Kamoran 90,75a 195,5a 50,00a 100,93a 118,67a 114a

EHP 193,06a 111,68a 183,18a 219a 152a 249,5a

EOP 151,68a 68,25a 82,7 a 209,37a 86,25a 199,56a

Teste F 2,25ns

5,22Ns

6,83* 1,80ns

0,71ns

5,85ns

CV 78,92 56,61 71,01 67,8 78,48 36,48

DMS (Tukey 5%) 206,33 136,88 135,18 235,22 186,27 135,36

1 170,0a 117,93a 47,50b 258,75a 104,81a 173,37a

3 90,0a 139,00a 110,56ab 118,31b 104,81a 183,50a

5 73,0a 60,81a 79,75ab 105,93b 89,86a 170,75a

7 30,0a 157,37a 136,25a 198,75ab 148,00a 201,37a

Teste F 0,54

ns 1,49

ns 5,79* 6,03** 0,82

ns 0,07

ns

CV 68,00 81,58 48,26 48,54 67,12 80,21

DMS (Tukey 5%) 129,6 143,8 67,0 122,8 116,3 217,01

TP X TS

Teste F 0,99 ns

0,79 ns

2,57 ns

1,79 ns

0,86 ns

0,33 ns

Obs.: EHP – Extrato Hidroalcoólico de Própolis EOP – Extrato Oleoso de Própolis

Médias seguidas pela mesma letra na vertical não diferem entre si pelo teste de Tukey ns – Não significativo ao nível de 5% de probabilidade * - significativo a 5% de probabilidade

** - significativo a 1% de probabilidade

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TABELA 04 – Valores médios observados para Açúcares Redutores Residuais

Totais, Acidez Total, Glicerol no vinho, resultados da análise de variância e teste de Tukey. Jaboticabal – SP. Safra 2010/11.

TRATAMENTO ARRT

(g.100mL-1

)

Acidez Total

(gH2SO4.L-1

)

Glicerol

(mg.100mL-1

)

Testemunha 0,98a 3,16a 7,48a

Kamoran 0,71a 3,07a 7,71a

EHP 0,69a 3,10a 7,84a

EOP 0,84a 3,09a 7,47a

Teste F 3,07 ns

0,04 ns

0,02 ns

CV 50,89 24,59 71,2

DMS (Tukey 5%) 0,49 0,99 6,99

1 0,61ab 2,80a 8,10a

2 1,39a 2,80a 7,44a

3 0,72ab 3,05a 8,13a

4 0,93ab 3,79a 8,62a

5 0,89ab 2,90a 8,39a

6 0,78ab 3,25a 8,64a

7 0,24b 2,57a 6,31a

8 0,66ab 3,46a 6,08a

9 0,44b 3,29a 6,28a

10 0,92ab 3,49a 8,25a

Teste F 2,45* 1,67ns

2,76ns

CV 73,96 26,53 71,83

DMS (Tukey 5%) 0,9504 1,4057 2,93

TP X TS

Teste F 0,71ns

0,6ns

0,93ns

Obs.: EHP – Extrato Hidroalcoólico de Própolis EOP – Extrato Oleoso de Própolis Médias seguidas pela mesma letra na vertical não diferem entre si pelo teste de Tukey ns – Não significativo ao nível de 5% de probabilidade * - significativo a 5% de probabilidade

** - significativo a 1% de probabilidade