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Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC

Departamento de Engenharia Química e de Alimentos – EQA

Disciplina: Engenharia Bioquímica – EQA5316

Professor: Agenor Furigo Junior

Grupo: Augusto Carlos Pola Jr

Laís de Souza Gris

Willian Alexandre Suguino

Vinagre

Florianópolis, 12 de setembro de 2008

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INTRODUÇÃO

O vinagre, assim como o vinho, é conhecido desde a antiguidade. O

nome provém do francês “vinaigre” que quer dizer vinho azedo. No começo era

obtido de vinhos e cervejas deixados ao ar, ou seja, por fermentação

espontânea.

Na história, há menções ao vinagre em obras clássicas como no Antigo e

Novo Testamento, Plínio descreve um episódio de Cleópatra preparando uma

bebida para solubilização de pérolas, e Hipócrates o descreve entre seus

medicamentos. Mencionado pelos povos antigos como condimento,

aromatizante, conservador, bebida refrescante e medicamento, tendo como a

primeira indicação técnica redigida no século XIII por Gerber que o submeteu à

destilação.

No século XVII Glauber obteve vinagre ao passar vinho através de rolhas

de madeira, método utilizado até hoje. Backer foi o primeiro a sugerir que o ar

deveria ser essencial para obtenção de vinagre e Rozier comprovou a

afirmação em 1786 com a experiência da bexiga cheia de ar que esvaziava

com o avanço da reação. Kutzing em 1837 verificou a participação de

microorganismo na formação de ácido acético e Liebig em 1839 afirmava que a

transformação de etanol para ácido acético era um processo químico

catalizado.

Em meio a tantas discussões Lavoisier comprovou em 1790

definitivamente a responsabilidade do oxigênio na fermentação acética e

Pasteur de 1864 ate 1868 mostrou com detalhes a necessidade de um ser vivo

para a transformação de etanol em ácido acético.

A primeira equação química foi descrita por Döbereiner em 1822 e a

identificação dos microorganismos foi feita por Knieriem e Mayer em 1873.

Outras bactérias produtoras de vinagre foram descobertas até que em 1926

Henneberg publicou uma obra citando muitas bactérias acéticas.

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DEFINIÇÃO

O vinagre consiste num alimento do grupo dos condimentos obtido por

fermentação alcoólica de matérias-primas açucaradas ou amiláceas, seguido

de fermentação acética.

Segundo a legislação brasileira, o vinagre ou vinagre de vinho é produto

obtido da fermentação acética do vinho e deve conter uma acidez volátil de no

mínimo 40g/l, ou seja, 4% expressa em ácido acético. A graduação alcoólica

não pode exceder 1° GL e deve ser obrigatoriamente pasteurizado.

É permitido que sejam usadas outras substâncias ou líquidos alcoólicos

para fermentação acética, desde que conste na embalagem o nome da

matéria-prima. Não é permitida a venda de vinagre artificial.

MATÉRIAS-PRIMAS

Partindo do princípio que o vinagre é produto da fermentação alcoólica

seguida da fermentação acética, toda a matéria-prima usada na fermentação

alcoólica serve também a princípio para o vinagre.

Os vinagres podem ser classificados de acordo com a matéria-prima como:

Vinagres de sucos de fruta: uva, maçã, abacaxi, laranja, pêra, morango,

framboesa. Ameixa, figo, pêssego, caqui, etc.

Vinagres de tubérculos amiláceos: batata, batata-doce, mandioca, etc.

Vinagres de outras matérias-primas açucaradas: mel, melaço, xaropes de

açúcar, glicose, soro de leite, etc.

Vinagres de álcool: álcool diluído, aguardente em geral, etc.

As matérias-primas amiláceas devem sofrer hidrolise antes da

fermentação, e a hidrolise ácida deve ser evitada para permitir a formação de

caracteres organolépticos positivos. Na fabricação dos vinagres de álcool, a

adição de nutrientes e indispensável.

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Na Inglaterra a matéria-prima mais comum é o malte, já na Alemanha

predomina o vinagre de álcool. O vinagre de maçã é o mais utilizado nos

Estados Unidos, na Holanda é típico o vinagre de uva-passa e em alguns

países tropicais o de abacaxi é o mais utilizado.

Alguns autores consideram razoável o emprego de vinhos de segunda

para fabricação de vinagre, mas a boa tecnologia diz que isto não deve ser

feito pois substâncias indesejáveis existentes no vinho passam para o vinagre.

O uso de cerveja é citado e neste caso deve se utilizar bactérias resistentes ao

lúpulo. A adição de açúcar ao mosto é comum sempre que se faz necessária.

Vinagres de frutas são mais nutritivos,pois contém mais substâncias

assimiláveis pelo organismo tais como vitaminas, ácidos orgânicos, proteínas e

aminoácidos advindos do fruto. Além disso, os vinagres de frutas são mais

suaves e menos agressivos ao paladar devido ao pH atenuado pela presença

de substâncias orgânicas.

O álcool etílico apresenta vantagens econômicas, desde que a indústria

possua condições técnicas para seu uso, é cerca de seis vezes mais barato

que o vinho de uvas. Dependendo da oferta da região, vinagres de frutas

podem se tornar ainda mais baratos.

MICRORGANISMOS DE INTERESSE INDUSTRIAL

A fermentação alcoólica pode ser feita com leveduras previamente

presentes nos sucos de fruta e nas outras matérias-primas naturais, ou então

com fermento. Para obtenção de um aroma agradável no produto final é mais

recomendado partir de uma cultura pura de Saccharomyces cerevisae.

Para fermentação acética não é comum o uso de culturas puras. Usa-se uma

microflora mista de Acetobacter contendo diferentes espécies dessa bactéria,

que considerada mais eficiente.

Ao contrário da fermentação alcoólica, na fermentação acética o emprego

de culturas puras resulta num produto inferior ao obtido com culturas naturais,

sendo estas mistas, pois as espécies vivem provavelmente em simbiose.

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Desse modo ao final da fermentação alcoólica, inocula-se no vinho a

mistura de bactérias úteis e ativas, que ao final da fermentação dá origem ao

vinagre forte, que é o vinagre não diluído e não pasteurizado da fermentação

anterior, contendo altas concentrações de bactérias acéticas.

Algumas características são importantes para que o microorganismo seja

de interesse industrial, embora mais de 100 espécies, subespécies e

variedades do gênero Acetobacter tenham sido classificadas, poucas atendem

aos critérios para serem utilizadas na indústria, critérios esses que seguem

abaixo:

- produzir concentrações elevadas de ácido acético;

- não formar material viscoso;

- não ter a capacidade de completar a oxidação até anidrido carbônico e água;

- ter tolerância a concentrações razoáveis de etanol;

- ter tolerância a concentrações razoáveis de ácido acético;

- trabalhar em temperaturas entre 25°C e 30°C.

Bactéria Máx. de

Etanol

Produção de

ácido

Intervalo de T T ótima

Á. aceti 11% 6,5% 5°C-42°C 34°C

A. xilinoides 6°C-35°C 24°C

A. orleanense 15°C-30°C 20°C-25°C

A. acetigenum 11% 6,6% 8-36 28°C

A.

schuetzenbachii

11% (rápido) 7,5°C-37°C

A. curvum 17°C-38°C 30°C

Tabela 1

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Todos esses microorganismos necessitam de nitrogênio, fósforo, potássio,

enxofre, cálcio e magnésio para seu desenvolvimento, além de pequenas

concentrações de ferro e manganês. Em função da matéria-prima utilizada,

pode ou não haver a necessidade de adição desses nutrientes.

Além dos Acetobacter, outras bactérias e vários fungos dos gêneros Rhizopus,

Aspergillus, entre outros também produzem ácido acético como produto

secundário, sendo dessa forma desinteressante para a indústria.

MECANISMO DE FERMENTAÇÃO

Bioquimicamente, os acetobacter realizam processos catabólicos por

aerobiose e anaerobiose e também a síntese de polissacarídeos, sendo de

interesse industrial o catabolismo oxidante aeróbio de alcoóis e açúcares

usados na fabricação de ácido acético ou de vinagre.

Apesar da facilidade de obtenção, por via microbiana, de ácido acético, a

grande quantidade utilizada é obtida por via química; no entanto é de grande

interesse a fabricação do vinagre que deve ser obtido por via fermentativa.

Uma definição bem geral do vinagre é que o mesmo consiste no

alimento dos condimentos obtido por fermentação alcoólica de matérias-primas

açucaradas, seguida de fermentação acética.

Segue abaixo um esquema que demonstra as técnicas gerais para a

produção de alguns produtos de fermentação a partir da glicose.

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Figura 1: Produtos de fermentação obtidos a partir da glicose. A = láticos

homofermentadores; B = láticos heterofermentadores; C e D =

Propionibacterium; E = Saccharomyces spp.; F = Acetobacter spp.; G =

Acetobacter <<superoxidantes>>

Na ausência de oxigênio, os lactobacilos reduzem o piruvato a lactato, e

as leveduras o acetaldeído a etanol:

A partir da oxidação do etanol, é formado o ácido acético:

2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + H2O

2CH3CHO + O2 2CH3COOH

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Para a segunda reação, foi proposto o seguinte mecanismo:

Dois dos hidrogênios do acetaldeído hidratado são ativados e doados para o

oxigênio, hidrogênios aceptores, formando assim o ácido acético.

METABOLISMO DAS BACTÉRIAS ACÉTICAS

Os aspectos bioquímicos das bactérias acéticas não têm sido

extensamente estudados, como por exemplo, os das leveduras ou das

bactérias láticas.

O Etanol é oxidado gradualmente a ácido acético e a forma reduzida do

cofator metoxatina (PQQH2) oxida-se na cadeia respiratória. Uma parte da

energia produzida pela na oxidação do etanol se libera na forma de calor, que

deve ser removido por refrigeração.

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Figura 2: Oxidação de etanol a ácido acético por Acetobacter

A oxidação do etanol é uma característica das bactérias acéticas, mas

diversos outros carboidratos e álcoois primários e secundários podem servir de

fontes de energia para esses microrganismos.

Os açúcares são oxidados a CO2 exclusivamente através da via das

pentoses-fosfato. Também é incomum nestas bactérias o metabolismo do

ácido pirúvico, já que as mesmas o descarboxilam não oxidativamente a

acetaldeído, ao contrário da maioria dos microrganismos aeróbios que o

oxidam a acetil-CoA e CO2.

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Figura 3: Principais vias metabólicas do metabolismo oxidativo nas bactérias

acéticas

ACETOÍNAS

A acetoína ou acetilmetilcarbinol (C4H8O2) é uma cetona (3-hidroxi-2-

butanona) de odor agradável, peso molecular 88,10 e ponto de ebulição 148ºC.

É um produto comumente formado em fermentações por atividade microbiana

de bactérias láticas e leveduras.

Nos vinagres também se detecta a presença de acetoína já que durante a

fermentação acética há uma produção dessa substância. Na acetificação do

vinho, há um aumento considerável no teor de acetoína, que pode aumentar

em 700% no vinagre.

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O pirofosfato de tiamina (TPP) favorece a produção de CO2 e a síntese

de acetoína a partir do piruvato. Quando se adiciona acetaldeído ao piruvato

em condições anaeróbias em extratos livres de células, se aumenta a formação

de acetoína mas não a produção de CO2, o que apoia a teoria de que a

acetoína se forma por reação entre o acetaldeído e o aldeído TPP.

A acetoína também se forma a partir do acetolactato acompanhada de

descarboxilação, quando se utilizam extratos livres de células. Isto apoia a

hipótese da existência de outra via metabólica que inclui uma enzima α-

acetolactato descarboxilase ativa.

Figura 4: Síntese de acetoína por bactérias

ENVELHECIMENTO DO VINAGRE

Como outras bebidas e alimentos obtidos por fermentação, o vinagre

torna-se, com o passar do tempo, mais suave, com odor e sabor mais

agradáveis devido a reações que ocorrem, durante o processo de

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envelhecimento, principalmente por reações de esterificação que retiram

grupos ácidos e alcoólicos do meio fornecendo ésteres aromáticos, e reações

de oxidação de grupos aldeído que conferem aspereza ao vinagre.

O envelhecimento deve ser conduzido de preferência e, recipiente de

madeira e sempre na ausência de ar para evitar processos de oxidação do

acido acético realizados por algumas espécies de acetobacter.

Os vinagres de vinhos de frutas ou de malte melhoram sensivelmente

sua propriedades organolépticas com o tempo enquanto o vinagre de álcool

não sobre modificações sensíveis devido a ser quase que somente uma

solução de ácido acético.

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

Processo Lento

O processo lento, também conhecido como processo Francês ou de

Orleans, é o mais antigo para a produção de vinagres e admite-se fornecer

vinagre de excelente qualidade empregando apenas vinho como matéria-prima.

Usa-se, como dorna, barril de carvalho ou outra madeira que não confira

propriedades estranhas ao produto, provido de aberturas laterais para entrada

de ar, tubo em forma de “J” para adição de vinho e torneira de madeira para

retiradas de vinagre, conforme se esquematiza na Fig.

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Figura 5 Tradicionalmente, o processo é iniciado adicionando-se a um barril de

200 litros de capacidade cerca de 60 litros de vinagre não pasteurizado

(vinagre forte) e de boa qualidade, contendo, portanto, as bactérias acéticas

ativas. Semanalmente, adicionam-se 15 litros de vinho, sendo que os primeiros

15 podem ser adicionados junto com o vinagre forte. Após a quinta semana,

quando dois terços da capacidade do barril estiver preenchido, retiram-se 15

litros de vinagre e adicionam-se 15 litros de vinho, repetindo-se semanalmente

esta operação, tornando assim o processo semi-contínuo.

Logicamente, podem-se utilizar outros tipos de dornas e com

capacidades diversas, contanto que a relação área/volume do líquido dentro da

dorna fique sempre próxima da obtida quando se utiliza o barril de 200 litros.

O vinagre retirado não deve conter mais que 7,8g de álcool por litro (1,0

– GL) e, caso o teor de álcool esteja mais alto, esperam-se mais alguns dias

para a retirada do primeiro vinagre.

A temperatura ambiente para este processo não deve exceder 25°C,

evitando-se assim perdas de álcool por evaporação. Todas as entradas e

janelas do prédio, assim como as aberturas do barril, devem ser protegidas

com telas finas para evitar a presença de moscas e outros insetos que acorrem

prontamente aos primeiros odores de vinagre.

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Outra adaptação bastante conveniente é a colocação de um

quadriculado de madeira que flutue na superfície do mosto dentro do barril com

a finalidade de suportar a película que se forma, com o tempo, na superfície do

meio em fermentação. Essa película, conhecida como mãe do vinagre, é

constituída de bactérias acéticas e uma substância polímera-gelatinosa

produzida pelos próprios microorganismos. A espessura dessa película

aumenta com o tempo e acaba submergindo se não houver o quadriculado

suporte, atrasando o processo de acetificação já que outra película terá que se

formar, pois é ela que mantém os microorganismos na superfície do meio em

contato com o ar e o álcool ao mesmo tempo. Por outro lado, mergulhada no

meio em fermentação, a película entrará em decomposição provocando

posteriormente a turvação do vinagre.

A adição do vinho através do tubo em “J” também tem a finalidade de

evitar a ruptura dessa película ou a ressuspensão de partículas já decantadas.

Quando cuidadosamente conduzido, o processo descrito produz vinagre

de muito boa qualidade, praticamente límpido, dispensando clarificações e

filtrações. Entretanto é um processo que ocupa muito espaço e de baixa

produtividade, sendo inviável comercialmente e usado praticamente só na

produção doméstica de vinagre.

Processo Rápido

Uma acetificação mais rápida pode ser conseguida por meio de um

artifício utilizado no processo conhecido pelos nomes de processo Alemão,

processo rápido, processo Boerhave ou processo por gerador, introduzido na

Alemanha em 1832 por Schuetzenbach.

Este processo consiste basicamente na passagem da mistura

vinho/vinagre através de um material com grande superfície exposta e que

contém as bactérias acéticas, encontrando, em contracorrente, ar atmosférico.

O equipamento utilizado é conhecido por gerador de vinagre ou

vinagreira, de construção normalmente de madeira, embora possa ser usado

aço inoxidável, alvenaria ou outro material que não seja atacado pelo ácido

acético ou confira propriedades estranhas ao vinagre.

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Os geradores normalmente possuem altura igual a duas vezes o

diâmetro e capacidade de 100 a 100000 litros. É constituído de três câmaras

ou compartimentos principais, conforme o esquema apresentado na Fig.

Figura 6

A câmara superior tem a função de distribuir uniformemente a mistura

em acetificação sobre o material de enchimento contido na câmara

intermediária, de maior dimensão entre as três. A câmara inferior funciona

como depósito de líquido, de onde é recirculado para a câmara superior a fim

de completar a acetificação, ou é retirado como vinagre bruto para clarificação,

pasteurização e envase.

O material de enchimento, contido na câmara intermediária, deve

possuir grande superfície específica; não conferir sabor, cor e odor estranhos

ao vinagre; não conter metais ou qualquer outra substância que possa ser

extraída ou atacada pelo ácido do vinagre; não ser passível de compactação

(pois há necessidade de passagem contínua de líquido de cima para baixo e ar

no sentido inverso); e ter certa durabilidade e disponibilidade.

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Os materiais de enchimento mais utilizados nesses geradores são:

bagaço de cana, sabugo de milhos, tiras de madeira, cortiça em pedaços;

podem também ser usados: bagaço de uvas, bagaço de maçãs, carvão

vegetal, pedras, cerâmica em pedaços, vime, junco, plásticos, isopor ou

qualquer outro material com os requisitos necessários descritos. Os três

primeiros citados possuem a vantagem de ser baratos e praticamente

disponíveis em qualquer época do ano.

As câmaras, nos geradores, são separadas entre si por uma placa

crivada fabricada de madeira ou aço inoxidável, para auxiliar a distribuição do

líquido descendente. A distribuição sobre a paca superior é feita por um tubo

de aço perfurado giratório que recebe o líquido da câmara inferior por

bombeamento e o distribui uniformemente.

O gerador é equipado com termômetros normalmente localizados no

terço inferior da câmara intermediária e tubos de PVC, para entrada de ar,

localizados na base da câmara intermediária. A câmara inferior é ligada à

superior por uma tubulação com camisa, em cujo interior circula a mistura de

baixo para cima enquanto pela camisa passa água de resfriamento, uma vez

que o mosto não deve chegar ao meio de enchimento com temperatura

superior a 30°C; sendo o processo de acetificação exotérmico, é comum

encontrarem-se temperaturas superiores a essa na câmara inferior.

Um dos maiores problemas das vinagreiras é a proliferação de bactérias

acéticas da subespécie Acetobacter xilynum, produtoras de um material

gelatinoso denominado zooglea, que com o tempo acaba por obstruir as

passagens no meio de enchimento. Quando isso ocorre, há necessidade de

parar o processo e lavar o material de enchimento com solução alcoólica.

Normalmente, o material de enchimento é totalmente substituído após um ano

de uso.

A injeção de ar no gerador não apresenta vantagens já que, sendo a

reação de oxidação do álcool a ácido acético exotérmica, forma-se um

gradiente de temperatura e o ar é naturalmente aspirado para dentro do

gerador.

Caso a vinagreira seja desativada por algum tempo, deve-se manter

vinho no material de enchimento para alimentar as bactérias acéticas; caso

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contrário, elas morrerão e necessitar-se-á de novo vinagre forte quando se

reiniciar o processo.

Devido a duas grandes dimensões, as vinagreiras sempre estão sujeitas

a infestações por insetos e nematóides que causam danos ao vinagre, mas

podem ser evitados pela vedação cuidadosa das juntas e adaptação das telas

nas entradas de ar.

A produtividade média de uma vinagreira é de cerca e 1/100 de seu

volume útil em litros de vinagre por dia.

Processos Submersos

Neste processo, as bactérias acéticas encontram-se submersas no

líquido a fermentar, onde se multiplicam, retirando energia da reação de

oxidação do álcool etílico a ácido acético. Entretanto, para catalisar essa

reação que lhes fornece energia, as bactérias acéticas necessitam da

administração contínua, íntima e adequada de oxigênio em todos os pontos do

tanque, pois pequenas interrupções no fornecimento de oxigênio, ainda que por

alguns minutos, principalmente nas fases finais de fermentação, podem afetar

sobremaneira o rendimento. Essa massa adequada de oxigênio não pode ser

obtida através da injeção excessiva de ar no meio, pois isso acarretaria sérios

problemas, como: perda de álcool por evaporação e arraste com o ar efluente

do fermentador; perda das substâncias aromáticas, e voláteis da matéria-prima;

e formação excessiva de espuma. Por isso o sistema de agitação e aeração

dos acetificadores submersos é altamente especializado e construído de forma

a aproveitar praticamente todo o oxigênio contido num mínimo possível de ar

existente dentro do equipamento.

Por meio desse processo pode-se fabricar tanto vinagre de vinho como

de álcool e obter-se vinagre com concentrações até 10% e com rendimentos

superiores a 90%.

O equipamento mais utilizado para a produção de vinagre em cultura

submersa é conhecido pelo nome de acetificador de Frings, fabricado e

patenteado pela Heinrich Frings-Bonn, Alemanha.

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Figura 7: Acetificador Frings em aço inoxidável

A produtividade média desses acetificadores é igual a ¼ de seu volume

útil em litros de vinagre a 10% ao dia, ou seja, um acetificador de 6000 litros

fornece 3750 litros de vinagre a 4% ao dia.

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Outros Processos

Muitos processos surgiram após a observação de que o oxigênio era o

fator limitante do processo de acetificação.

Processo por gerador de mergulho – Consiste num tanque contendo a

mistura vinho-vinagre forte e um cesto contendo material de enchimento

localizado sobre a superfície do líquido. Este cesto é mergulhado e levantado

de maneira que, quando mergulhado, há saturação do material de enchimento

com o mosto e, quando levantado, promove-se a aeração do material de

enchimento. A operação repete-se até que todo o vinho seja transformado em

vinagre.

Processo Mackin – Consiste em pulverizar o vinho acidificado por meio

de bicos aspersores localizados no topo de uma coluna, injetando-se ar em

contracorrente, de maneira que o líquido finamente dividido mais as bactérias

acéticas entram intimamente em contato com o ar, ocorrendo a oxidação. O

líquido é recolhido na base e recirculado até se obter a acidez desejada.

Processo Bourgenois – É um processo submerso no qual o ar

comprimido é distribuído através de um rotor. Utilizam-se dois tanques – um

sempre contém o inoculo para o outro. Proporciona baixa produtividade e

vinagre de baixa acidez.

Processo Fardon – É um processo submerso em que a aeração é

promovida pelo bombeamento do líquido através de um bico de Venturi, sobre

a superfície. Também é de pouca eficiência.

Gerador por sifonagem – Consiste em um tanque principal adaptado

com dois tanques laterais e um flutuante no interior. O vinho acidificado é

colocado no tanque principal e os dois tanques laterais contêm material de

enchimento. Quando o tanque que flutua na superfície do mosto é enchido com

água, o vinho acidificado é forçado a passar para os tanques laterais contendo

o meio de enchimento que se satura com o vinho acidificado e bactérias

acéticas. Cheios esses tanques laterais, a água do tanque flutuante é drenada

para fora do sistema e o vinho acidificado é sifonado de volta para o tanque

principal, possibilitando a aeração do material de enchimento contido nos

tanques laterais. Esta operação repete-se até que a acetificação se complete.

Tambor rotatório – Neste tipo de gerador, o material de enchimento é

colocado num tambor cilíndrico com eixo horizontal. Admite-se até a metade da

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capacidade do tambor em vinho acidificado, injeta-se ar longitudinalmente e

coloca-se o tambor em movimento lento, de forma que a metade do material de

enchimento sempre esteja em contato com o ar e a outra, sempre mergulhada

no mosto.

Acetificador por injeção de ar em jatos – Neste processo submerso de

acetificação, a aeração é promovida pela injeção de ar tangencialmente na

base do fermentador criando uma agitação vigorosa e intensa transferência de

oxigênio.

Fermentador em torre – Recentemente desenvolvido na Inglaterra

(Greenshilds e Smith, 1974,) assemelha-se a um gerador em coluna contendo

placas perfuradas de aço inoxidável ou plástico em substituição ao material de

enchimento das vinagreiras, e que promovem a aeração.

COMPARAÇÃO ENTRE OUTROS PROCESSOS

Quanto à qualidade do produto

Os três processos básicos de produção podem fornecer vinagres de boa

qualidade, desde que a matéria-prima, os microorganismos e as condições de

fermentação sejam adequados. Normalmente, o fabricante de vinagre ou do

equipamento defende seu processo de fabricação como sendo o melhor, dando

as seguintes razões:

Processo lento – O produto se forma naturalmente, sem aeração forçada ou

adição de substâncias estranhas, como antiespumantes, nutrientes, etc. A mãe

do vinagre é imprescindível para a obtenção de um produto de alta qualidade.

O produto dispensa clarificações, filtrações e seus coadjuvantes, pois se

clarifica à medida que se forma.

Processo rápido – O produto se forma mais rapidamente, com menor

probabilidade de contaminações e infestações. O material de enchimento

“purifica” o vinagre.

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Processo submerso – O tempo de fermentação é curto e as condições

totalmente controladas, evitando-se a formação de produtos secundários e a

perda de substâncias aromáticas da matéria-prima. As bactérias são mais

selecionadas.

Quanto à produtividade

O processo submerso apresenta a maior produtividade, conforme indica

a tabela abaixo.

Processo Área ocupada (m²) Vinagre produzido

(litro/dia)

Submerso 30,0 30000

Rápido 30,0 1000

Lento 30,0 50

Tabela 2

Quanto à durabilidade e manutenção do equipamento

O processo submerso utiliza equipamentos de aço inoxidável de grande

durabilidade e constância de produtividade. O processo é totalmente

automatizado e de fácil controle e manutenção, quando há assistência técnica

conveniente.

Os processos lento e rápido utilizam normalmente dornas de madeira

sempre sujeitas a ressecamentos, vazamentos, brocas, infestações, ferrugem

nos arcos, etc. A manutenção e controle no processo lento é a mais simples e

normalmente efetuada sem muita técnica. O processo rápido está sujeito a

imprevistos técnicos que exigem certa prática para resolvê-los, principalmente

relativos ao material de enchimento (entupimentos, compactação,

decomposição), e que podem levar à substituição de todo o material de

enchimento prematuramente. Normalmente, a substituição desse material se

dá anualmente.

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Quanto ao custo

Para uma indústria a se instalar, em virtude da durabilidade, economia

de espaço, tempo, mão-de-obra, matéria-prima, além de outras vantagens, os

modernos acetificadores submersos constituem-se na melhor opção.

PROCESSAMENTO FINAL DO VINAGRE

O tratamento a que o vinagre será submetido depende do processo e da

matéria-prima que foram utilizados em sua produção.

O processo lento utilizando vinhos de uvas praticamente fornece vinagre

límpido devido ao tempo que permanece em repouso durante o período de

acetificação. Principalmente se as adições de vinho e retiradas de vinagre da

dorna forem cuidadosas. Neste caso, apenas uma filtração, mesmo em tecido

de algodão ou feltro, é suficiente para que o produto se apresente límpido. A

seguir ajusta-se a concentração com água potável, pasteuriza-se a 65°C por 5

minutos e envasa-se a quente.

O processo por geradores que utilizam material de enchimento também

fornece produto quase límpido já que parte das substâncias que poderiam

turvar o vinagre é retirada no material suporte do gerador. A filtração é feita em

filtro-prensa seguindo-se a pasteurização e o acondicionamento.

O processo submerso fornece vinagre bruto bastante turvo por conter

em suspensão as bactérias acéticas e as substâncias sólidas originadas da

matéria-prima. Este vinagre necessita, para tornar-se límpido, tratamento com

um clarificante na proporção de 2 a 5 quilogramas por 10000 litros de vinagre.

Este clarificante é intimamente misturado com o vinagre bruto e deixado em

repouso para sedimentação. Após alguns dias, o sobrenadante é filtrado em

filtro-prensa e, se a clarificação não for satisfatória, repete-se o tratamento.

Clarificado o produto, procede-se à diluição, pasteurização e envase.

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MATERIAL DE CONSTRUÇÃO DO EQUIPAMENTO E DE EMBALAGEM

Todo material que entrar em contato com o vinagre deve ser ácido-

resistente. Os equipamentos são construídos normalmente em aço inoxidável

ou madeira, embora possa ser utilizado ferro esmaltado ou vitrificado,

alvenaria, plásticos, etc. Os materiais mais nobres, como tântalo, prata, platina,

inconel, são utilizados eventualmente na construção de acessórios especiais

como válvulas, registros, filtros, etc.

Outros metais devem ser evitados pois podem formar acetatos

venenosos ou que escurecem o produto.

Os recipientes para embalagens mais utilizados são os plásticos rígidos

e o vidro, para pequenos volumes. Para volumes maiores, a madeira também é

utilizada.

RENDIMENTO E PRODUTIVIDADE

Industrialmente, a conversão de 1 grama de etanol a 1 grama de ácido

acético (rendimento de 76,5%) é considerada econômica. Entretanto, com o

emprego de alguns geradores e dos modernos acetificadores submersos, é

comum obterem-se rendimentos acima de 90%. Em laboratório, utilizando-se

frascos agitados, atingem-se 100% de rendimento.

A produtividade também é bastante variável em relação ao processo de

fabricação utilizado. A tabela abaixo indica algumas produtividades médias e

seus respectivos processos.

Processo Produtividade média (g/l.h)

Superficial ou lento 0,03

Geradores ou rápido 1,0

Frascos agitados em shaker 2,0

Submerso 5,0

Tabela 3

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COMPOSIÇÃO DO VINAGRE

A composição característica de um vinagre depende basicamente da

matéria-prima que o originou. Os vinagres obtidos a partir de frutos ou de malte

possuem composição mais complexa que o vinagre de álcool por conter

praticamente todas as substâncias solúveis existentes na matéria-prima ou que

se formaram nos processos fermentativos alcoólico e acético. Por outro lado, o

vinagre de álcool contém apenas as substâncias provenientes do destilado

alcoólico, as formadas na fermentação acética e outros poucas adicionadas

como nutrientes.

A adulteração de um vinagre de álcool ou mesmo de ácido acético com

a finalidade de fazê-lo passar por vinagre de vinho, pela adição de substâncias

como melaço, vinho de uvas, vinagre de vinho, vinhaça ou corantes, constitui-

se prática comum em alguns países (inclusive no Brasil) e sua identificação

torna-se praticamente impossível pelas análises de rotina efetuadas pelos

órgãos responsáveis pela padronização de alimentos e bebidas.

A identificação precisa de fraude em vinagres pode necessitar de

análises mais complexas, como a cromatográfica, de rastreio isotrópico,

espectroscopia, de determinação de aminoácidos, etc.

ALTERAÇÕES DO VINAGRE

As alterações na fabricação do vinagre podem ser agrupadas em três grandes

grupos: de ordem microbiológica, macrobiológica e química.

Alterações microbiológicas

As de ordem microbiológica referem-se principalmente as bactérias que

causam mucosidade, sendo a mais importante o Acetobacter xylinum, que é

um organismo fortemente capsulado que tende a obstruir o equipamento com

um sedimento lodoso ou mesmo uma película bacteriana muito grossa e

viscosa (zooglea). A viscosidade excessiva é mais fácil de aparecer quando a

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matéria-prima é rica em nutrientes, como nos vinhos e sidras, e quando a

acidez permanece, no processo, abaixo dos 10%. Essa película bacteriana

muito grossa e viscosa reduz consideravelmente a velocidade de acetificação

no processo lento, reduzindo a eficiência da fermentação. Nos processos que

usam geradores com recirculação (processo rápido), esse lodo, quando

espesso, pode bloquear completamente a passagem do líquido e torna-se

difícil de remover. Outras espécies de Acetobacter podem, por oxidação,

decompor rapidamente o ácido acético a anidrido carbônico e água reduzindo

notavelmente a produção. Isso é facilitado pela insuficiência de álcool e pela

aeração excessiva.

Espécies como Lactobacillus, Leuconostoc, além das butíricas e das

putrefativas, todas causadoras de fermentações secundárias e odores e

sabores desagradáveis; esses microrganismos aparecem principalmente

quando a matéria-prima é rica em compostos nitrogenados, como os cereais.

Certas espécies de fungos Aspergillus e Dematium e ainda algas, dão em

aerobiose, perdas consideráveis por oxidação, causando sabores

desagradáveis além de danificar o aroma e turvar o produto.

Para se obter um produto final de qualidade são necessários alguns cuidados

como: cuidar da limpeza do equipamento, trabalhar com alta concentração

alcoólica, acidez acética inicial adequada (2% a 3%), empregar culturas vivas

que acetifiquem rapidamente o mosto e, finalmente, pasteurizar.

Alterações macrobiológicas

A infestação pela enguia do vinagre (Anguillula aceti) que é um pequeno

nematóide móvel de corpo cilíndrico transparente e mole, de 1 a 2 mm de

comprimento. Reproduz-se rapidamente, cerca de um mês 40 a 50 novos seres

se desenvolvem. Vivem por 12 meses, em vinagres com até 6% de ácido

acético e sua temperatura ótima é de 20ºC a 30ºC. Provêm das frutas,

principalmente uva, ou de seus sucos. Não é patogênica, mas sua avidez por

oxigênio limita a atividade das bactérias acéticas, atrasando a acetificação; dá

aspecto desagradável ao vinagre de mesa; e a putrefação dos vermes mortos

em grande quantidade causa odores desagradáveis. A presença desse

nematóide é mais freqüente e problemática nos processos com gerador que no

processo submerso, devido sua necessidade por oxigênio. É comum no

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vinagre terminado. Evita-se esse nematóide mantendo rigorosa limpeza e

tratando o equipamento vapor sob pressão. É eliminada por pasteurização

(54ºC) e filtração subseqüente, inclusive do vinagre engarrafado.

Espécies mais comuns como Tyroglyphas longior e T. siro, conhecidas como

“ácaros do vinagre” ou também “piolho do vinagre”,pode aparecerem grandes

quantidades junto aos geradores, podendo trazer contaminantes e reduzir a

acetificação, ocasionando um vinagre pouco ácido e turvo. Multiplicam-se

rapidamente em condições favoráveis de temperatura, umidade e nutrição. Na

limpeza do equipamento para estas espécies deve-se usar vapor em fortes

jatos e mesmo fumigações com enxofre.

A “mosquinha do vinagre” ou Drosophila melanogaster, é um inseto de 2 a 3

mm de comprimento com o corpo colorido em vermelho,amarelo e preto,

comum nas fábricas de vinagre. Ela pode carregar infectantes, principalmente

o A.xilinium. Para evitar o contato da mosca com o vinagre, devem-se cobrir

todos os orifícios do equipameno, bem como as portas e janelas, com tela e

mantendo limpas as instalações

Alterações químicas

As alterações químicas são provocadas principalmente por metais.

O ferro atua sobre os taninos provocando escurecimento, atua também sobre

fosfatos ou proteínas causando turvação. A concentração de 0,100g de

ferro/litro é suficiente para escurecer o vinagre. Para eliminar o escurecimento

faz-se aeração seguida de sedimentação ou adsorção em carvão.

O cobre, na concentração de 0,005g/litro provoca turvação em alimentos

verdes preparados com vinagre, como azeitonas e picles, pois substitui o

magnésio da molécula de clorofila. Em concentrações de 0,010g/litro aparece

um sabor metálico forte e uma cor mais escura.

O estanho também pode causar turvação.

O zinco e o cádmio formam os tóxicos acetatos correspondentes.

Na fabricação do equipamento é bom evitar os metais mencionados, além de

alumínio, níquel e as ligas latão e bronze.

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USOS

O vinagre possui três finalidades principais:

1) Condimento

2) Preservativo

3) Agente de limpeza

Como condimento, o vinagre é usado com a finalidade de conferir sabor ácido

ao produto, como nas saladas e maionese. Em outros alimentos além de

conferir sabor e odor, o vinagre atua como preservativo e agente de

amolecimento do produto, como acontece nas carnes temperadas e legumes

em conserva.

As propriedades preservativas, são utilizadas principalmente contra

fungos(bolores) em pães, panetones e biscoitos.

Como agente de limpeza, o vinagre é utilizado para clarear materiais metálicos

como prata, alumínio, latão.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

JAY, James M. Microbiologia moderna de los alimentos. 3. ed. Zaragoza: Acribia, 1994. 491 p.

BELITZ, H.D.; GROSCH, W. Química de los alimentos. 2.ed., Zragoza: Acribia. 1997. 1087 p.

TAKEMOTO, S. Y. Avaliação do teor de acetoína em vinagres como forma de verificação de sua genuinidade. 2000. 120 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina

AQUARONE, E.; LIMA, U.A.; BORZANI, W. Alimentos e Bebidas Produzidos por Fermentação. 3. ed. Edgard Blücher Ltda.1990. 243p.