Fermentação alcoólica de caldo de cana de açúcar em laboratório.

1. Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia de Pernambuco
Departamento Acadêmico de Sistemas, Processos e Controles
Industriais - DACI
Processos Biotecnológicos Industriais
ANÁLISE TECNOLOGICA DA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
Aldo Henrique Francisco da Silva Reis
Gabriela Sá Lucena da Silva
Gildelayne Medeiros da Silva
Marcos Gomes da Silva Junior
Plinio Antoninho de Freitas
Sulamita Cristina Vera Cruz
Recife 04 Outubro de 2016

2. Sumário
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................3
2. MATERIAIS UTILIZADOS..................................................................................................4
2.1 Microorganismo:...............................................................................................................4
2.2 Materiais: ..........................................................................................................................4
2.3 Soluções:...........................................................................................................................4
2.4 Equipamentos: ..................................................................................................................5
3. METODOS.............................................................................................................................6
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..........................................................................................8

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1. INTRODUÇÃO
A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre sem a participação do
oxigênio (processo anaeróbio). A fermentação compreende um conjunto de reações
enzimaticamente controladas, através das quais uma molécula orgânica é degradada em
compostos mais simples, liberando energia. A glicose é uma das substâncias mais empregadas
pelos microrganismos como ponto de partida na fermentação. [1]
Esse tipo de fermentação é realizado por diversos microrganismos, destacando-se os
chamados “fungos de cerveja”, da espécie Saccharomyces cerevisiae. O homem utiliza os
dois produtos dessa fermentação: o álcool etílico empregado há milênios na fabricação de
bebidas alcoólicas (vinhos, cervejas, cachaças etc.), e o gás carbônico importante na
fabricação do pão, um dos mais tradicionais alimentos da humanidade. Mais recentemente
tem-se utilizado esses fungos para a produção industrial de álcool combustível. [1]
A aula pratica teve como objetivo, desenvolver experimentalmente e acompanhar um
processo de fermentação alcoólica, utilizando como matéria prima o caldo de cana e como
microrganismo fermentador levedura comercial.

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2. MATERIAIS UTILIZADOS
2.1 Microorganismo:
 2 (dois) Saches Levedura comercial (Saccharomyces cerevisae) da marca Dona
Benta.
2.2 Materiais:
 Balões volumétricos de 200 ml;
 Bastão de vidro;
 Béqueres;
 Erlenmeyer;
 Frasco de com tampa rosqueada;
 Pipetas volumétricas de 20 e 25 ml;
 Provetas;
 Buretas;
 Mangueira
2.3 Soluções:
 Caldo de cana;
 NaOH 24%;
 NaOH 0,025 N;
 HCl 6 N;
 Nitrato de cálcio
 Fehling A

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 Fehling B
 Água destilada;
 Fenolftaleína 1%;
 Azul de metileno 1%.
2.4 Equipamentos:
 Banho-maria à 60°C;
 Ebuliômetro;
 Phmetro ;
 Chapa aquecedora;
 densimetro;
 Régua de correlação;
 Termômetro.

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3. METODOS (A pratica foi realizada em dois dias).
Primeiro dia: Primeiramente, com o auxilio de algodão, 500 ml de caldo foi filtrado para
retirar restos de bagaço e colocado em um erlenmeyer de 1000 mL sendo homogeneizado
com um bastão. Em seguida foi determinado o Brix (percentagem em peso de sólidos em uma
solução), enchendo uma proveta com a amostra, e imergindo cuidadosamente o densimetro,
até o ponto de afloramento, tomando o cuidado de não molhar a haste acima deste ponto.
Aguardou-se algum tempo para que o densímetro não se encoste à parede da proveta,
posteriormente foi feita a leitura do Brix que deu 24, então foi necessário realizar uma
diluição para atingir o Brix desejado de 15.
Para a Determinação de Açúcares redutores Totais (ART), usamos o método de Lane –
Eynon foi transferido 25 mL do mosto para um balão volumétrico de 200mL; completou o
volume com água à aferição do balão e homogeneizou bem; Pipetou-se 20mL deste caldo
diluído para outro balão volumétrico de 200mL.
Em seguida foi feito o processo analítico, em que foi adicionado aproximadamente 50
mL de água destilada; em seguida, aqueceu em Banho Maria até 65ºC e foi adicionado um
termômetro para controle da temperatura; ao retirar do banho - Maria e adicionou 10 mL de
solução de HCl 6N. Deixamos esfriar espontaneamente até a temperatura ambiente (repouso
de aproximadamente 30min.); Para a neutralização, foi utilizado uma solução de NaOH a 24%
uma solução alcoólica de fenoftaleína a 1% como indicador. Posteriormente resfriamos em
água corrente até temperatura ambiente e completamos o volume a aferição do balão com
água destilada.
Foi preparado o licor de Fehling, que posteriormente foi titulado com a solução anterior.
Para sua preparação foi adicionado, em um erlenmeyer de 500 mL, 5 mL de solução de
Fehling A e 5 mL de solução de Fehling B. Para realizar a titulação foi necessário ambientar a
bureta de 50 mL com a solução que sofreu a inversão da sacarose e a aferiu.
Com o auxílio de uma chapa aquecedora, colocamos o erlenmeyer, que continha o licor
de Fehling, e fizemos a titulação. Primeiramente, abrimos a válvula e deixamos cair 10 mL da
amostra e esperamos até o ponto de ebulição. Manteve a ebulição por aproximadamente 2
minutos e em seguida foi colocado 2 a 3 gotas de azul de metileno a 1% no erlenmeyer e por
fim foi feito a titulação e anotamos o volume gasto.
Para a acidez sulfúrica (indica a quantidade total de ácido, expressos em ácido sulfúrico,
presente na solução), primeiramente foi transferido 25 mL do mosto para um balão
volumétrico de 200 mL e foi completado com água à aferição do balão e se fez a

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homogeneização. Para o procedimento analítico do mesmo, foi transferido 20 mL da amostra
preparada para um erlenmeyer de 200 mL e adicionamos ± 50 mL de água destilada junto a
três gotas de solução alcoólica de fenolftaleína a 1%. Ambientamos a bureta com um pouco
de solução 0,025N de hidróxido de sódio e a enchemos. Fizemos a titulação e anotamos
volume gasto de NaOH 0,025N. Fizemos em triplicata.
Para a fermentação, foi transferido 300ml de mosto para um kitasato de 1000 mL, foi
adicionado os dois saches de fermento biológico, acoplamos uma mangueira e introduzimos
em um frasco que continha hidróxido de cálcio, e deixamos descansar por 24h.
Segundo dia: Foram feitos os mesmos procedimentos, Brix, pH, e acidez sulfúrica, mas
dessa vez com o caldo já fermentado, não foi determinado os açucares redutores totais pois os
açúcares presentes já foram consumidas na glicólise e transformada em etanol e subprodutos.
Por ultimo foi feito teor alcoólico, colocando 50 mL da amostra fermentada, que foi
separada antes dos procedimentos anteriores, no ebuliometro (figura 1) sob a chama. Ao
entrar em ebulição foi verificada o seu ponto de ebulição e comparar na régua de correlação
onde será dado o teor em graus Gay-Lussac (GL).
Figura 1 - Ebuliômetro

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4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Pimeiro dia: O caldo de cana teve um pH 5 e um Brix em 24°. Como não está nos
parâmetros adequados (14 – 18°) tivemos que fazer uma diluição para 15°, utilizando a
seguinte fórmula:
C1 x V1 = C2 x V2
Onde:
C1: Concentração inicial
V1: Volume da amostra
C2: Concentração desejada
V2: Volume que queremos descobrir
24 x 300 = 15 x V2
V2 = 480 mL
Com isso verificamos que era preciso adicionar 180 mL de água destilada.
Na titulação para encontrar o total de ácido presente na amostra, expresso em acidez
sulfúrica, gastamos 1,5 mL de NaOH 0,025N. Com esse resultado, calculamos o teor da
acidez, usando regra de três:
NaOH 1N _____________ 49g H2SO4
1 ml de NaOH 0,025N_____________ x
x = 49 x 0,025 / 1000 = 1,225 / 1000g H2SO4
1 ml NaOH 0,025N _____________ 1,225 / 1000 g H2SO4
Vg ml NaOH 0,025N _____________ y
y = Vg x 1,225 / 1000g H2SO4
20 ml amostra _____________ vg x 1,225 / 1000
200ml amostra _____________ z
z = 200 / 20 x Vg x 1,225 / 1000 z = Vg x 1,225 / 100
25ml _____________ Vg x 1,225 / 100
100ml _____________ w

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w = Vg x 100 x 1,225 /100 w = Vg x 0,049g de H2SO4
Acidez do Mosto = Vg x 0,049g de H2SO4
Onde:
Vg = Volume gasto na titulação
Acidez do Mosto = 1,5 x 0,049g de H2SO4 = 0,0735g
Para os Açucares Redutores Totais (ART), utilizamos 35 mL de solução com sacarose
invertida, onde ocorreu a precipitação do óxido cúprico, havendo assim, a mudança de
coloração do azul para o marrom tijolo. Para a medição do teor dos açúcares totais, fizemos
regras de três:
Vg ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ 0,05g de glicose
200ml ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ x
x = 200 x 0,05g / Vg x = 10 / Vg
25ml ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ 10 / Vg
200ml ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ y
y = 200 x (10/Vg) / 25 y = 80 / Vg
25ml ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ 80 / Vg
100ml ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ z
z = 100 x (80/Vg) / 25
z = ART % mosto = 320 / Vg
Onde:
Vg: Volume gasto
z: Teor de ART na amostra
z = 320 / 35 = 9,14%

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Como utilizamos o método de Lane – Eynon, então, se fez necessário o licor de Fehling.
Entretanto, como o caldo da cana, na sua matéria – prima é a sacarose e como o Fehling não
reage a esse composto, por não ser um açúcar redutor, então se deve fazer a sua hidrolise.
Para isso, utilizou 10 mL HCl que é um catalisador inespecífico, ou seja, quebra qualquer tipo
de ligação glicosídica, até que os produtos finais sejam monossacarídeos acompanhado de um
aquecimento até 65°. A titulação na chapa quente se deve ao fato que, como o óxido cúprico
reage facilmente com o O2 do ar, então é necessário que o licor esteja em constante
aquecimento (Figura 2).
Segundo dia: No segundo dia, com a amostra já fermentada, o pH diminuiu e foi para
3,9 e o Brix foi zero, pois quando ocorre a formação do vinho, o Brix é zero ou negativo,
devido ao consumo de açucares pela levedura.
O gás carbônico obtido no processo indica o início da reação de fermentação e expulsa o
oxigênio do ar presente, inicialmente, no interior do sistema, evitando dessa maneira a
formação de ácido acético, o que daria à bebida um gosto ruim. O borbulhamento do gás na
solução de Ca(OH)2 provoca a formação de um precipitado branco de carbonato de cálcio, o
CaCO3 :
CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)
Para a acidez sulfúrica, fio gasto o volume médio de 8,5 mL de NaOH 0,025 N e, fazendo
os mesmos cálculos do primeiro dia, encontramos o valor da acidez de 0,416 g.
Para o teor alcoólico, em 94,5 °C houve a estabilização e verificando a régua de
correlação, encontramos o teor alcoólico, que foi de 8,1° Gay-Lussac.
Para verificarmos o teor alcoólico, é necessário que haja fermentação. A fermentação
alcoólica é um processo em que uma levedura realiza um caminho longo até a produção do
etanol. Primeiramente, as leveduras secretam invertase, para que a sacarose da cana hidrolise
Figura: 2

11. 11
e forme glicose e frutose. Essa glicose servirá para a formação de piruvato, através da
glicólise. Com o piruvato, as leveduras fazem a fermentação alcoólica e formam etanol e do
CO2 em forma de gás. Porém, na glicólise e na própria fermentação, existem os subprodutos
produzidos nas reações que são: Glicerol (figura 3), ácido acético (figura 4), acetoína (figura
5), 2,3 butanodiol (figura 6), ácido lático (figura 7), ácido succinico (figura 8).
Figura 3: Formação do subproduto glicerol
Figura 4: Formação do subproduto ácido acético

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Figura 5: Formação do subproduto acetoína
Figura 6: Formação do subproduto 2,3 butanodiol
Figura 7: Formação do ácido lático

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Figura 8: Formação do subproduto ácido succionico.

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5. CONCLUSÃO
Contudo vemos que a fermentação alcoólica é um processo complexo, que começa na
hidrolise da sacarose e segue até a formação do etanol, e para que isso aconteça de forma
eficientemente, procedimentos devem ser feitos para analisar a qualidade do produto, como
fazer a análise da acidez que deve ser inferior a 0,8 gramas, do ART, que está ligado ao tempo
em que a cana foi colhida e moída, deve está entre 13 a 17,5% que no caldo analisado foi
obtido um valor inferior ao mínimo, e verificar também o teor alcoólico que o caldo pode
oferecer que deve está entre 7° a 9°, sendo nesta analise o caldo analisado, apresentou
resultado satisfatório.

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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Fermentação, Só Biologia. Disponível em
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica3.php Acessado em 15 de
Outubro de 2016 ás 14:20.
[2] Materiais disponibilizados pelo professora Cristina Maria do Nascimento.
Experimentos realizados no Laboratório de Microbiologia do IFPE.