A química da produção de bebidas alcoólicas
2
50 EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE QUÍMICA QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Produção de Bebidas Alcoólicas N° 10, NOVEMBRO 1999 Introdução Os processos de fermentação já eram utilizados pelo homem há cerca de dez mil anos. Muitas bebidas eram fabricadas pelos antigos egípcios, ger- manos e israelitas. Embora as bebidas alcoólicas se- jam diferenciadas por suas proprie- dades, tais como suas matérias primas e diferentes teores alcoólicos, todas elas têm uma origem básica comum, isto é, todas derivam de um processo bioquímico denominado fermentação alcoólica. A fermentação alcoólica é um tipo de reação química realizada pela ação de microorganismos (leve- duras) sobre os açúcares, produzindo etanol e gás carbônico. Neste experimento será demonstra- do, de maneira simples, o processo de fermentação alcoólica, que é a base para a produção de bebidas diversas, embora a produção industrial exija tecnologia mais elaborada. Materiais e reagentes • 1 frasco kitasato de 500 mL • 1 tubo de ensaio grande • Açúcar (sacarose), maçã, caldo de cana • Fermento de pão granulado ou em tabletes • Água de cal (solução saturada de Ca(OH) 2 ) • Rolha • Mangueira de borracha • Tubo de vidro Procedimento Para a execução do experimento deve-se pro- ceder à montagem do sis- tema ilustrado na Figura 1. No frasco kitasato de- verão ser colocados aproxi- madamente 100 mL de solução aquosa de açúcar, suco de maçã ou caldo de cana e uma colher peque- na de fermento granulado, ou 1/3 de tablete. O tubo de ensaio deve ter aproxima- damente 2/3 de seu volume preenchido com a porção límpida de uma solução sa- turada de hidróxido de cálcio, Ca(OH) 2 . O frasco kitasato deverá ser tampado com rolha, e a mistura levemente agi- tada. A extremidade oposta do tubo de vidro, que se liga à saída lateral do fras- co kitasato por meio de uma manguei- ra, deverá ser imersa na solução de Ca(OH) 2 , de modo que o gás prove- niente da fermentação seja borbulhado através dela. O sistema deve permanecer em re- pouso por no mínimo quatro horas. Resultados As leveduras — ou seja, os fer- mentos — são microorganismos que atuam enzimaticamente (zimase) sobre os glicídios (açúcares, por exemplo: C 6 H 12 O 6 ), produzindo etanol (C 2 H 5 OH) e gás carbônico (CO 2 ): C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 Em geral os glicídios presentes nos alimentos não são monossacarídeos, A química da produção de bebidas alcoólicas Edilene Cristina Ferreira Ronaldo Montes A seção “Experimentação no ensino de química” descreve experimentos cuja implementação e interpretação contribuem para a construção de conceitos científicos por parte dos alunos. Os materiais e reagentes usados são facilmente encontráveis, permitindo a realização dos experimentos em qualquer escola. Este experimento constitui-se em uma demonstração do processo de fermentação alcoólica comumente utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas. açúcares, álcool, fermentação alcoólica, levedura, produção de bebidas Figura 1: Configuração do sistema utilizado.
Transcript of A química da produção de bebidas alcoólicas
50
EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE QUÍMICA
QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Produção de Bebidas Alcoólicas N° 10, NOVEMBRO 1999
IntroduçãoOs processos de fermentação já
eram utilizados pelo homem há cercade dez mil anos. Muitas bebidas eramfabricadas pelos antigos egípcios, ger-manos e israelitas.
Embora as bebidas alcoólicas se-jam diferenciadas por suas proprie-dades, tais como suas matérias primase diferentes teores alcoólicos, todaselas têm uma origem básica comum,isto é, todas derivam de um processobioquímico denominado fermentaçãoalcoólica. A fermentação alcoólica éum tipo de reação química realizadapela ação de microorganismos (leve-duras) sobre os açúcares, produzindoetanol e gás carbônico.
Neste experimento será demonstra-do, de maneira simples, o processo defermentação alcoólica, que é a basepara a produção de bebidas diversas,embora a produção industrial exijatecnologia mais elaborada.
Materiais e reagentes• 1 frasco kitasato de 500 mL
• 1 tubo de ensaio grande• Açúcar (sacarose), maçã, caldo
de cana• Fermento de pão granulado ou
em tabletes• Água de cal (solução saturada de
Ca(OH)2)• Rolha• Mangueira de borracha• Tubo de vidro
ProcedimentoPara a execução do
experimento deve-se pro-ceder à montagem do sis-tema ilustrado na Figura 1.
No frasco kitasato de-verão ser colocados aproxi-madamente 100 mL desolução aquosa de açúcar,suco de maçã ou caldo decana e uma colher peque-na de fermento granulado,ou 1/3 de tablete. O tubo deensaio deve ter aproxima-damente 2/3 de seu volumepreenchido com a porçãolímpida de uma solução sa-
turada de hidróxido de cálcio, Ca(OH)2.O frasco kitasato deverá ser tampadocom rolha, e a mistura levemente agi-tada. A extremidade oposta do tubo devidro, que se liga à saída lateral do fras-co kitasato por meio de uma manguei-ra, deverá ser imersa na solução deCa(OH)2, de modo que o gás prove-niente da fermentação seja borbulhadoatravés dela.
O sistema deve permanecer em re-pouso por no mínimo quatro horas.
ResultadosAs leveduras — ou seja, os fer-
mentos — são microorganismos queatuam enzimaticamente (zimase)sobre os glicídios (açúcares, porexemplo: C6H12O6), produzindo etanol(C2H5OH) e gás carbônico (CO2):
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Em geral os glicídios presentes nosalimentos não são monossacarídeos,
A química da produção debebidas alcoólicas
Edilene Cristina FerreiraRonaldo Montes
A seção “Experimentação no ensino de química” descreveexperimentos cuja implementação e interpretação contribuem para aconstrução de conceitos científicos por parte dos alunos. Osmateriais e reagentes usados são facilmente encontráveis,permitindo a realização dos experimentos em qualquer escola. Esteexperimento constitui-se em uma demonstração do processo defermentação alcoólica comumente utilizado na fabricação de bebidasalcoólicas.
açúcares, álcool, fermentação alcoólica, levedura, produção de bebidas
Figura 1: Configuração do sistema utilizado.
51
QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Produção de Bebidas Alcoólicas N° 10, NOVEMBRO 1999
como a glicose; portanto ocorre umaetapa anterior no processo, que con-siste na quebra das moléculas dos gli-cídios em moléculas simples (monos-sacarídeos), por uma enzima denomi-nada invertase. Esses monossacarí-deos são em seguida submetidos àação de outra enzima, denominadazimase, produzindo o etanol, que é per-cebido pelo odor característico des-prendido quando o frasco kitasato éaberto.
O gás carbônico obtido no proces-so indica o início da reação de fermen-tação e expulsa o oxigênio do arpresente, inicialmente, no interior dosistema, evitando dessa maneira a for-mação de ácido acético, o que daria àbebida um gosto ruim. Como ilustradona Figura 2, o borbulhamento do gásna solução de Ca(OH)2 provoca a for-mação de um precipitado branco decarbonato de cálcio, CaCO3:
CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)
ComentáriosO microorganismo do fermento,
denominado Saccharomyces cerevi-siae, é responsável pela produção dasenzimas fundamentais para o proces-so de fermentação alcoólica. A intensi-dade da reação de fermentação de-pende do tipo de glicídio utilizado, oque faz com que bebidas diferentes,produzidas pela fermentação de maté-rias-primas específicas, apresentemdiferentes teores alcoólicos, como porexemplo a cerveja (3 a 5%) e o vinho
(10 a 15%). A produção dealguns tipos de bebidas alco-ólicas envolve um processode destilação após o de fer-mentação, resultando em umaumento no teor alcoólico.São exemplos de bebidasdestiladas a cachaça (45%) eo uísque (40 a 75%).
Questões paradiscussão:
• Além dos diferentes ti-pos de açúcares, qualoutro fator pode afetar aintensidade da fermen-tação?
• Qual o gás que, em con-tato com a água de cal,produz um precipitado, turvando-a?
• Que composto orgânico é indis-pensável em uma matéria primapara que ocorra a fermentaçãoalcoólica?
• O sal de cozinha poderia substi-tuir o açúcar na fermentação alco-ólica? Faça um teste.
Edilene Cristina Ferreira ([email protected]), licenciada em química, é mestranda na Uni-versidade Federal de São Carlos. Ronaldo Mon-tes é licenciado em química pelo Instituto de Químicada Unesp - Araraquara.
Agradecimentos
Agradecemos ao sr. Ednaldo JoséFerreira, graduando em ciência dacomputação na Asser - São Carlos, pe-la digitalização das imagens.
Figura 2: Visualização da formação do precipitado deCaCO3 no tubo de ensaio.
Para saber maisLIMA, U. de A. Tecnologia das fer-mentações. São Paulo: EditoraEdgard Blücher, 1975. v. 1.REGER, D.L.; GOODE, S.R. e MER-CER, E.E. Chemistry: principles &practice. Filadélfia: Saunders Colle-ge Publishing, 1993.PASCHOAL, G.R. Alimentos produzi-dos por fermentação. In: Fermenta-ções industriais & transformações mi-crobianas no solo. São Paulo: Socie-dade Brasileira de Microbiologia, 1980.DUNN, C.G. Uses of microorga-nisms in the production of chemicalproducts. Journal of Chemical Edu-cation, v. 19, p. 387-392, 1942.MORAES, R. e RAMOS, M.G. Expe-riências e projetos de química. SãoPaulo: Saraiva, 1976.
Areação de dióxido de carbonocom água de cal é bastanteconhecida em química ana-
lítica para a determinação qualitativados ânions carbonato e bicarbonato
(Baccan et al., 1995). O fato de essareação apresentar a formação de pre-cipitado e sua dissolução em presençade excesso de um dos reagentespropicia sua utilização na demons-
tração prática do equilíbrio químicoheterogêneo, isto é, o equilíbrio quí-mico que envolve mais de uma fase(sólida e líquida, por exemplo). O expe-rimento proposto neste artigo é bas-tante simples e utiliza recursos facil-mente encontrados no cotidiano(Watikins, 1983), além de envolver umsistema químico com aplicações emvárias áreas do conhecimento (Garrelse Christ, 1967).
José Lúcio da SilvaNelson Ramos StradiottoEste experimento constitui-se em
demonstrações simples de equilíbrioheterogêneo, através da reação dedióxido de carbono com a água de cal.
água de cal, gás carbônico, equilíbrio químico
Soprando na água de cal
