BRPI1005479A2 - bebida alcàolica fermentada de cafÉ e processo para produÇço - Google Patents

Abstract

BEBIDA ALCàOLICA FERMENTADA DE CAFÉ E PROCESSO PARA PRODUÇçO. A presente invenção fornece uma bebida alcoólica fermentada de café, bem corno seu processo de produção utilizando residuos do processamento via úmida dos frutos de café.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BEBIDA ALCÓOLICA FERMENTADA DE CAFÉ E PROCESSO PARA PRODUÇÃO"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a uma bebida alcoólica fermentada e seu processo de produção, à base de polpa de café, através da exploração do subproduto do beneficiamento do fruto do café. Proporcionando, assim, maior rentabilidade e direcionamento dos resíduos que antes seriam descartados.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Os grãos de café são produzidos e exportados por mais de 50 países em desenvolvimento, sendo que a maior parte dos consumidores está em países industrializados como os EUA, Japão e nações da União Européia. O grão de café é o segundo produto mais comercializado no mundo, sendo de vital importância para o balanço comercial entre países desenvolvidos e em desenvolvimento (SILVA & BERBERT, 1999, citado por PINTO et al. 2000).

O café é um dos produtos agroindustriais mais importantes do mundo, com média de 100 milhões de sacas de 60 Kg produzidas anualmente em mais de 70 países tropicais.

Assim, é uma das bebidas mais difundidas e consumidas por todo o mundo, gerando uma renda média de 8 bilhões de dólares/ano aos países produtores. O café é reconhecidamente importante para a saúde humana devido ao seu conteúdo de compostos bioativos, promotores de benefícios para o consumidor habitual. Dentre esses destacam-se a cafeína, presente em cerca de 1 a 2,5%, com seu consagrado potencial estimulante da capacidade intelectual, e diversas outras substâncias, tais como os compostos fenólicos, com função antioxidante, e os ácidos clorogênicos, importantes reguladores do estado de humor.

Devido à difusão dessa bebida pelo mundo e aumento da produção de café, consequentemente, a quantidade de resíduos agroindustriais também cresce. Estes são fontes reconhecidas de poluição e, quando dispostos inadequadamente, podem causar contaminação de solos e águas. A cafeicultura dá origem a um elevado volume de resíduos, cuja utilidade tem sido objeto de diversos estudos (VEGRO E CARVALHO, 1994).

A despolpa do café pode ser feita de duas formas, gerando diferentes resíduos (MATTIELO, 1991), sendo elas: por via seca ou úmida.

O processamento via úmida de despolpa do café é bastante comum entre os produtores da América Central e África, alcançando boas cotações no mercado por proporcionar, de modo geral, a produção de bebida suave, uniformidade, baixo teor de água, além de ser um processo que fornece grãos com qualidade superiores. Assim esse método tem sido preferido por agregar valor ao produto em função da qualidade obtida da bebida.

Contudo o processamento dos frutos via úmida reúne inconvenientes, entre eles, os grandes volumes de resíduos gerados, principalmente a polpa (formada pelo epicarpo e parte do mesocarpo do fruto).

Esse processo chega a gerar cerca de 90,5% de resíduos sólidos e líquidos, compostos por matéria orgânica e inorgânica, os quais contribuem para a poluição, contaminação de solos, águas e degradação ou destruição da flora e da fauna.

Atualmente, poucas são as soluções encontradas para o destino eficiente deste subproduto, se destacando seu uso como adubo orgânico ou como componente de rações animais e forragens.

Entretanto, esse reaproveitamento é insuficiente

quando comparado ao volume total que é descartado, sendo que essa perda pode ser estimada em 3 milhões de toneladas.

Persiste, assim, a necessidade de viabilizar um destino adequado para esses resíduos, que solucione as questões ambientais, como também promover o equilíbrio entre produção e custo para aproveitamento integral do fruto.

SUMÁRIO DA ÍNVENCÂQ

A presente invenção trata-se de uma bebida alcoólica fermentada e seu processo de preparação, que tem como base o subproduto do beneficiamento dos grãos de café, com a finalidade de reduzir a poluição que é gerada pelo processamento via úmida, mediante a utilização de um resíduo como matéria prima, rica em nutrientes, no processo de preparo de uma bebida fermentada. Tornando possível a redução da poluição dos processos agroindustriais e ainda, agregar valor ao material que é habitualmente subaproveitado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA

INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma bebida alcoólica fermentada, bem como o processo para sua produção, utilizando como matéria prima o subproduto sólido gerado do beneficiamento por via úmida dos grãos de café.

O material que será utilizado como matéria prima, se trata do detrito gerado na despolpa pelo processamento via úmida dos grãos de café, composto pelo epicarpo (casca) e mesocarpo (polpa) do fruto, chamado de polpa.

Foi verificado que os resíduos sólidos, obtidos do processamento via úmida, se referem a um material com grande valor nutricional, rico em carboidratos, proteínas, fibras, minerais, cafeína, taninos e polifenóis. Além disso, essa polpa final desidratada pode ser armazenada por um período de 12 meses sem sofrer alterações em sua composição físico-química. Assim a presente investigação constatou que o resíduo gerado poderia ser utilizado como matéria prima para produção de bebida alcoólica resultando em um fermentado alcoólico com capacidade antioxidante e estimulante, devido seus constituintes fenólicos e cafeína.

Há que se destacar que o teor alcoólico de um fermentado irá depender do teor de açúcar, sendo que muitas vezes é necessário realizar a correção desses teores para obtenção de um bom produto.

Foi verificado que essa polpa possui quantidades de açúcares fermentescíveis, os quais são substratos adequados para o cultivo e desenvolvimento de fungos e leveduras o que se mostra interessante para o processo de fermentação e para finalidades biotecnológicas para produção do etanol.

O presente invento também fornece um processo para a produção desse fermentado, com etapas características próprias, devido às peculiaridades do material utilizado.

Assim a presente invenção vantajosamente fornece uma bebida fermentada e seu processo de preparação, provendo uma destinação eficiente ao resíduo do processamento via úmida dos grãos do café, reduzindo os subprodutos os quais seriam agentes poluidores e ainda, fornece uma possibilidade de renda extra ao produto, o qual inicialmente não tinha grande conveniência, agregando mais valor ao café e o aproveitamento completo da colheita.

O processo para a produção desse fermentado é baseado nas etapas: i) Processamento da polpa desidratada, com água, por cerca de 2,5 minutos em liqüidificador comum; ii) Filtração; iii) Sulfitação (metabissulfito de potássio) para diminuir contaminação microbiana da polpa, evitando reações oxidativas e proliferação de microrganismos (BORENSTEIN, 1987); iv) Chaptalização (sacarose) para corrigir o teor de açúcares e assim obter o teor alcoólico desejado; v) Inoculação de leveduras, em 75 mL dos extratos produzidos e crescimento overnight (12 a 24 horas) sob agitação orbital (150 rpm) em temperatura monitorada a 28 °C, para produção do chamado "pé de cuba", período em que a levedura (microorganismos) se adapta ao meio e vi) Adição do "pé-de-cuba" nos mostos de fermentação (restante dos extratos), fermentação a 28°C por 10 dias, com agitação ocasional (aeração).

A etapa de filtração do presente processo é de fundamental importância para a obtenção de um bom produto final e um bom rendimento, sendo que o extrato foi colocado sobre malha de gaze com abertura de 1 mm, disposta em três camadas, em funil de vidro e assim obtido o líquido para fermentação. Essa filtração irá determinar o teor de sólidos presentes na bebida, sendo essencial para obtenção de um produto com sabor agradável, além da aparência final da bebida.

Além disso, outro aspecto que deve ser observado na qualidade da bebida é o tipo de prensagem empregada para produção do extrato aquoso. Uma prensagem mais rigorosa, com dilacerações das fibras, irá gerar um mosto mais adstringente, o que acarretará em sabor diferente de um produto obtido por prensagem mais branda. A prensagem deve ser realizada de forma

racional - devendo-se evitar a pressão exagerada sobre o material, cessando o esmagamento ao se atingir um nível mais elevado de resistência contrária - até a eliminação da água, onde o bom rendimento possa ser conseguido com uma qualidade satisfatória, livre de excesso de taninos.

Para a realização desse processo foi selecionada uma cepa de levedura Saccharomyces eerevisiae Para a seleção, meio de cultura Agar batata dextrose foi produzido utilizando-se o extrato aquoso da polpa de café em substituição à água em sua formulação

A seguir realizou-se plaqueamento com diversas variedades de cepas. Foram plaqueadas 20 linhagens, dentre estas havia levedura comercial (BT0501) e leveduras provenientes de cachaçarias: BT 0502, BT 0503, BT 0504, BT 0505, BT 0506, BT 0507, BT 0508, BT 0509, BT 0510, BT 0511, BT 0512, BT 0513, BT 0514, BT 0601, BT 0602, BT 0603, ΒΤ0604, BT 0605 e BT 0606.

As amostras foram incubadas a 28 0C por 48 h e após o crescimento verificou-se a variedade que apresentou maior crescimento e melhor adaptação, sendo eleita a linhagem isolada da cepa BT 0514 de Saccharomyces cerevisiae para conduzir o processo fermentativo.

Realizada esta etapa houve filtração do extrato, gerando um volume final em torno de 750 mL devido à absorção de parte do volume da água pela polpa de café. A polpa processada com água foi filtrada em malha de gaze com abertura de malha de 1 mm, em três camadas e prensada manualmente, procedimentos de baixa complexidade que facilitam a produção e não exigem equipamentos sofisticados e pessoal altamente qualificado e treinado. O mosto assim obtido mostrou-se com coloração escura como o café tradicional, odor e sabor característicos.

Após processamento e filtração, houve posterior sulfitação (metabissulfito de potássio) e chaptalização (sacarose) com finalidade, respectivamente, de evitar proliferação de microrganismos (BORENSTEIN, 1987) e corrigir o teor de açúcares para obter o teor alcoólico desejado, pois se trata do substrato para produção de etanol na fermentação alcoólica. A presente invenção é melhor explicada com base nos exemplos a seguir:

Exemplo 1

Para a obtenção dos extratos, 70g do material foi processado com 800 mL de água por cerca de 2,5 minutos em liqüidificador comum. Após esta etapa houve filtração do extrato, gerando um volume final em torno de 750 mL devido à absorção de parte do volume da água pela polpa de café. A polpa processada com água foi filtrada em malha de gaze com abertura de malha de 1 mm, em três camadas e prensada manualmente, procedimentos de baixa complexidade que facilitam a produção e não exigem equipamentos sofisticados e pessoal altamente qualificado e treinado. O mosto assim obtido mostrou-se com coloração escura como o café tradicional, odor e sabor característicos.

O passo seguinte foi a chaptalização do mosto para obter uma bebida cujo teor alcoólico estivesse inserido nos parâmetros preconizados pela legislação. Para isto foi adicionada sacarose, cuja quantidade foi calculada considerando-se valores médios de teor de sólidos solúveis totais utilizados por outros pesquisadores, sendo produzidos dois mostos com diferentes chaptalizações: um com 0Brix 13 e outro com 0Brix 22 com a finalidade de verificar se haveria influência das diferentes concentrações de sacarose no meio gerando estresse osmótico sobre a levedura utilizada, fato que poderia gerar diferentes processos fermentativos. Estes serão chamados no decorrer do processo, de Fermentado 13 e Fermentado 22 respectivamente.

Após esta, etapa foi feita autoclavagem durante min a 1210C dos fermentados o com a finalidade de evitar a proliferação de microrganismos contaminantes.

Depois de todo esse processo de obtenção dos mostos (750 mL), a etapa seguinte foi a preparação para fermentação mediante suplementação de nutrientes e sulfitação.

A adição de nutrientes, fósforo (KFI2PO4) e nitrogênio [(NFI4)2SO4] foi realizada visando suplementar, satisfatoriamente, as necessidades dos microrganismos. A adição de nutrientes minerais causa um efeito estimulante aos fermentos c contribui para um aumento na eficiência de fermentação e com a melhoria da qualidade dos vinhos. As dosagens de minerais contribuem com o metabolismo dos fermentos como os ativadores de enzimas. Se a quantidade de nutrientes for insuficiente, o fermento conduz uma lenta fermentação ou mesmo a impossibilidade de reprodução (KOTARSKA et al. 2005).

A inoculação dos mostos foi precedida pela etapa de sulfitação, que consistiu na adição cie SO2 ao mosto, na forma de metabissulfito de potássio (K2S2O5) até obtenção de 100 mg/F de dióxido de enxofre (SO2) residual, proporção necessária para assegurar uma assepsia, ou seja, reduzir a carga microbiana deteriorante, sem afetar a atividade fermentativa das leveduras e prevenir oxidações indesejáveis.

A concentração máxima de SO2, total no vinho permitida por lei, é de 350 mg/L (BRASIL, 1997). A concentração no mosto foi 100 mg de S02/L, ou 200 mg de K2S205/L de mosto.

A suifitação foi, portanto realizada como medida antiséptica com a finalidade de proteger a bebida, evitando reações oxidativas como, degradação de vitaminas e proliferação de microrganismos (BORENSTE1N, 1987).

Após a preparação do extrato para a fermentação, chaptalização e suifitação, a levedura foi adicionada. Após a adição da levedura, iniciou-se a fermentação.

Para o preparo do pé-de-cuba, as culturas de leveduras BT 0514 foram inoculadas em 10% (75 mL) dos extratos produzidos para fermentação a uma concentração final de 13 e 22 Brix, pH entre 4-5 e autoclavado por 15 min a 121°C, para evitar a proliferação de outros microrganismos, e crescidas overnight, de 12 a 24 horas, sob agitação orbital (150 rpm) em temperatura monitorada a 28°C. O processo fermentativo foi iniciado após a adição do pé-de-cuba em erlenmeyer de 1000 mL previamente esterilizado em autoclave (121°C/latm/15 min.) contendo 750 mL de extrato aquoso de polpa de café suplementado e também autoclavado, permanecendo a 28°C por dias, agitando de tempos em tempos para aeração, período em que diariamente amostras foram coletadas e analisadas.

Claims (10)

1. Bebida alcoólica fermentada de café, caracterizada por ser obtida do resíduo gerado do processamento via úmida do fruto de café.

2. Processo para a produção de bebida alcoólica fermentada de café caracterizado por utilizar o resíduo gerado do processamento via úmida do fruto de café, compreendendo as etapas i) Processamento da polpa desidratada; ii) Filtração; iii) Sulfitação,; iv) Chaptalização; v) Inoculação de leveduras para produção do chamado "pé de cuba" e vi) Adição do "pé-de-cuba" nos mostos de fermentação.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de utilizar a levedura Saccharomyces eerevisiae, selecionadas entre (BT0501) BT 0502, BT 0503, BT0504, BT 0505, BT 0506, BT 0507, BT 0508, BT 0509, BT 0510, BT 0511, BT 0512, BT 0513, BT 0514, BT 0601, BT 0602, BT0603, BT0604, BT 0605 e BT 0606, sendo preferencialmente selecionada a levedura BT 0514.

4. Processo de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de o processamento da polpa desidratada ser realizada com água, por cerca de 2,5 minutos em liqüidificador.

5. Processo de acordo com as reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato da filtração ser realizada em malha de gaze com abertura de 1 mm, disposta em três camadas em funil de vidro.

6. Processo de acordo com as reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato da sulfitação ser realizada com adição de SO2 ao mosto, na forma de metabissulfito de potássio (K2S2O5) até obtenção de 100 mg/L de dióxido de enxofre (SO2).

7. Processo de acordo com as reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato da chaptalização ser realizada com a adição de sacarose.

8. Processo de acordo com as reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato da inoculação das leveduras ser realizado com crescimento overnight de 12 a 24 horas, sob agitação orbital a 150 rpm, a 28 0C3

9.

Processo de acordo com as reivindicações 2 a 8 caracterizado pelo processo fermentativo ser realizado a 28°C por 10 dias com agitação ocasional e aeração.