Tuany Yuri Kuboyama Nogueira Vinhos de BRS Violeta (BRS Rúbea x IAC 1398-21): efeitos da adição de carvalhos e fermentação na composição fenólica e nos parâmetros de cor na produção sustentável São José do Rio Preto 2021 Tuany Yuri Kuboyama Nogueira Vinhos de BRS Violeta (BRS Rúbea x IAC 1398-21): efeitos da adição de carvalhos e fermentação na composição fenólica e nos parâmetros de cor na produção sustentável São José do Rio Preto 2021 Tese apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutora em Engenharia e Ciência de Alimentos, área de concentração Ciência e Tecnologia de Alimentos, junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São José do Rio Preto. Financiadora: CAPES Orientadora: Profª. Drª. Ellen Silva Lago Vanzela Co-orientador: Prof. Dr. Roberto da Silva Co-orientador: Prof Dr. Sergio Gómez-Alonso N778v Nogueira, Tuany Yuri Kuboyama Vinhos de BRS Violeta (BRS Rúbea x IAC 1398-21): efeitos da adição de carvalhos e fermentação na composição fenólica e nos parâmetros de cor na produção sustentável / Tuany Yuri Kuboyama Nogueira. -- São José do Rio Preto, 2021 155 p. : il., tabs., fotos Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas, São José do Rio Preto Orientadora: Ellen Silva Lago Vanzela 1. Tecnologia de alimentos. 2. Vinho e vinificação - Química. 3. Compostos fenólicos. 4. Sustentabilidade. 5. Plataforma de microvinificação. I. Título. Sistema de geração automática de fichas catalográficas da Unesp. Biblioteca do Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas, São José do Rio Preto. Dados fornecidos pelo autor(a). Essa ficha não pode ser modificada. 1 Tuany Yuri Kuboyama Nogueira Vinhos de BRS Violeta (BRS Rúbea x IAC 1398-21): efeitos da adição de carvalhos e fermentação na composição fenólica e nos parâmetros de cor na produção sustentável Tese apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutora em Engenharia e Ciência de Alimentos, área de concentração Ciência e Tecnologia de Alimentos, junto ao Programa de Pós- Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São José do Rio Preto. Financiadora: CAPES Comissão Examinadora Profa. Dra. Ellen Silva Lago Vanzela UNESP – São José do Rio Preto Orientadora Profa. Dra. Natália Soares Janzantti UNESP – São José do Rio Preto Profa. Dra. Suzana Lucy Nixdorf UEL – Londrina Profa. Dra. Edimar Aparecida Filomeno Fontes UFV – Viçosa Profa. Dra. Érica Nascif Rufino Vieira UFV – Viçosa São José do Rio Preto 01 de dezembro de 2021 2 AGRADECIMENTOS À Deus, que esteve comigo iluminando a minha trajetória e principalmente me dando força e sabedoria para vencer todas as dificuldades. À minha orientadora Profª. Drª. Ellen da Silva Lago Vanzela pela orientação, incentivo, paciência e oportunidade, além do ensinamento que pude aprender durante estes anos de Doutorado. Aos meus pais, Rosângela e Carlos, por sempre estarem presentes em todo o trajeto da minha caminhada (até colocando a mão no vinho, rs), não deixando faltar amor, incentivo, carinho, apoio, compreensão, dedicação, confiança e, sobretudo, por sempre acreditarem na minha vitória. À toda minha família, em especial ao meu irmão Danilo, minhas avós Clarice e Dalva, meu tio Rogério (Róger) e Pedrinho, por todo apoio e por sempre se fazerem presentes mesmo com a distância. À Alessa por toda ajuda, cuidado, parceria, companheirismo, carinho e confiança. Aos professores co-orientadores Prof. Dr. Roberto da Silva, Prof. Dr. Isidro Hermosín Gutiérrez e Sergio Gómez-Alonso pelos ensinamentos e apoios, que foram fundamentais para a realização deste trabalho. À Vinícola Góes (São Roque), por ceder gentilmente às amostras utilizadas no trabalho, em especialmente ao Fernando Góes por toda a assistência. Aos membros da banca, por terem aceitado participar da defesa da minha tese, contribuindo para a melhoria do trabalho por meio de sugestões valiosas. Às meninas do Laboratório de Processamento de Frutas e Hortaliças, por todo ensinamento, ajuda e suporte. À Gisele Fernanda, Maju Rossi, Amanda (Raisa), Camila Miyada, Ana Paula, Iasnaia Tavares, Patrícia Dodorico, Thiago Ohe, Diego, Roni, Kayque Medeiros por todo suporte, carinho e amizade. A todos que mesmo de longe, contribuíram direta ou indiretamente para a realização deste trabalho. "O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001." 1 RESUMO Dentre as possíveis articulações para promover uma alimentação mais saudável no Brasil destaca-se o incentivo à produção de alimentos locais ou regionais derivados de frutas. Dentre inúmeras frutas produzidas no país, a uva BRS Violeta (BRS Rúbea x IAC 1398- 21) tem se destacado devido ao elevado conteúdo de compostos fenólicos (CF) e ao potencial para elaboração de produtos derivados. Com o intuito de agregar valor a esta uva brasileira a partir de uma proposta de processamento que vise a sustentabilidade e a economia circular, este estudo objetivou: a) estudar as alterações CF e outras características de qualidade de vinhos de BRS Violeta, que foram submetidos as fermentações alcoólica (FA) e malolática (FM) e, tratados com carvalhos de origem americana (Quercus alba) e francesa (Quercus petreae) na forma granulada não tostada durante armazenamento sob diferentes temperaturas; b) utilizar o coproduto gerado da vinificação do presente estudo como matéria-prima para a elaboração de três produtos alimentícios, e desenvolver e testar uma plataforma de microvinificação de baixo custo como proposta de tecnologia social. Na primeira etapa no estudo foi avaliado as alterações qualitativas e quantitativas das antocianinas (ANT) presentes em vinhos BRS Violeta, tratados com os dois tipos de carvalho após apenas a FA, durante 180 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C, por meio de cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodo acoplado à sistema de ionização por eletronebulização e espectrômetro de massas (CLAE-DAD-SIE-EM/EMn). A partir dos resultados pode-se inferir que o vinho tratado com carvalho francês resultou em uma melhora na estabilidade das ANT, com predominância das derivadas da malvidina e as aciladas cumariladas. Em uma segunda etapa, a qualidade de vinhos BRS Violeta com inibição e indução da FM, tratados com carvalho granulado francês, foram avaliados por meio da determinação de características físico-químicas básicas, além da concentração dos principais CF (ANT, flavonóis, ácidos fenólicos, estilbenos, flavan-3-óis e procianidinas) presentes no vinho por meio de CLAE-DAD-FD. As análises foram realizadas nos vinhos durante 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C. A partir dos resultados, pode-se observar que a FM ocorreu de forma adequada diante do perfil de CF da uva BRS Violeta, com um vinho apresentando boa acidez total (AT) e volátil. Diferentemente do que ocorre normalmente para os vinhos tintos de uvas viníferas, a concentração de ANT, determinada a partir das ANT majoritárias, do vinho não diminuiu em comparação ao vinho apenas com FA, porém 2 houve perda de quase a totalidade destes compostos após 120 dias à 50 °C. Os resultados indicam também que todos os vinhos tintos produzidos apresentaram uma ótima estabilidade dos flavonóis, ácidos fenólicos, estilbenos, flavan-3-óis e procianidinas ao longo do tempo de armazenamento, permanecendo praticamente estáveis ou com aumentos pontuais de determinados compostos até o final dos 120 dias, mesmo nas temperaturas de 50 °C. Por fim, uma plataforma de microvinificação foi desenvolvida para a produção de vinho de BRS Violeta e seu coproduto foi utilizado para a elaboração de produtos de fácil produção e aceitação, visando criar novas possibilidades de geração de renda a pequenos produtores a partir de um processamento da uva mais sustentável. Palavras-chave: Vinhos BRS Violeta. Carvalho. Fermentação. Elaboração de produtos. Plataforma de microvinificação. 1 ABSTRACT Among the possible articulations to promote a healthier diet in Brazil, the incentive for the production of local or regional foods derived from fruits stands out. Among numerous fruits produced in the country, the BRS Violeta grape (BRS Rúbea x IAC 1398-21) has stood out due to its high content of phenolic compounds (PC) and the potential for the elaboration of derived products. In order to add value to this Brazilian grape from a processing proposal aimed at sustainability and circular economy, this study aimed to: a) study the PC changes and other quality characteristics of BRS Violeta wines, which were submitted alcoholic (AF) and malolactic (MF) fermentations, and treated with American (Quercus alba) and French (Quercus petreae) oaks in unroasted granulated form during storage at different temperatures; b) use the co-product generated from the vinification of the present study as raw material for the elaboration of three food products, and develop and test a low-cost microvinification platform as a social technology proposal. In the first stage of the study, the qualitative and quantitative changes in anthocyanins (ANT) present in BRS Violeta wines, treated with both types of oak after AF alone, were evaluated for 180 days at 16 °C, 25 °C and 50 °C, by means of high performance liquid chromatography with a diode array detector coupled to an electronebulization ionization system and a mass spectrometer (HPLC-DAD-SIE-MS/EMn). From the results, it can be inferred that the wine treated with French oak resulted in an improvement in the stability of ANTs, with a predominance of malvidin derivatives and acylated coumarylated. In a second step, the quality of BRS Violeta wines with inhibition and induction of MF, treated with French granulated oak, were evaluated by determining basic physicochemical characteristics, in addition to the concentration of the main PC (ANT, flavonols, phenolic acids, stilbenes, flavan-3-ols and procyanidins) present in wine by means of HPLC-DAD-FD. The analyzes were carried out on the wines for 120 days at 16 °C, 25 °C and 50 °C. From the results, it can be observed that the MF occurred in an adequate way in the face of the PC profile of the BRS Violeta grape, with a wine presenting good total acidity (TA) and volatile. Differently from what normally occurs for red wines from vinifera grapes, the concentration of ANT, determined from the majority ANTs, of the wine did not decrease compared to wine with AF alone, but there was a loss of almost all of these compounds after 120 days at 50 °C. The results also indicate that all red wines produced showed excellent stability of flavonols, phenolic acids, stilbenes, flavan-3-ols and procyanidins 2 over the storage time, remaining practically stable or with punctual increases of certain compounds until the end of the storage period 120 days, even at temperatures of 50 °C. Finally, a microvinification platform was developed for the production of BRS Violeta wine and its co-product was used for the elaboration of products of easy production and acceptance, aiming to create new possibilities of income generation for small producers from a processing of the more sustainable grape. Keywords: BRS Violeta wines. Oak. Fermentation. Product elaboration. Microvinification platform. 1 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Principais classes de compostos presentes nos vinhos....................................12 Figura 1.2 Reação de descarboxilação do ácido málico...................................................21 Figura 1.3 Fatores que influenciam no envelhecimento do vinho com madeira de carvalho...........................................................................................................................25 Figura 3.1 Análise dos componentes principais aplicada às proporções molares de ANT, concentrações de CFT, ANT totais, ANT poliméricas e parâmetros de cor nos vinhos tintos de BRS Violeta com inibição e indução da FM, controle e tratado com carvalho granulado francês em relação às temperaturas de (a) 16 °C, (b) 25 °C e (c) 50 °C, nos tempos 0, 5, 15, 30, 60 e 120 dias.....................................................................................83 Figura 4.1 Coproduto da vinificação em tinto de BRS Violeta (a) e pasta obtida a partir do coproduto (b)...............................................................................................................78 Figura 4.2 Etapas de elaboração da massa de pizza com a pasta......................................83 Figura 4.3 Etapas de elaboração do bolo com a pasta......................................................84 Figura 4.4 Etapas de elaboração do doce tipo brigadeiro com a pasta..............................84 Figura 5.1 Uva BRS Violeta............................................................................................92 Figura 5.2 Reatores fermentativos elaborados com torneira (a) e registro esfera de PVC (b).....................................................................................................................................93 Figura 5.3 Suporte interno perfurado..............................................................................94 Figura 5.4 Etapas de pesagem dos cachos (a) e desengace manual da uva BRS Violeta (b).....................................................................................................................................97 Figura 5.5. Etapa de esmagamento da uva BRS Violeta para obtenção do mosto (a) e etapa de sulfitagem do mosto em reator fermentativo......................................................97 Figura 5.6 Remontagem (a) e prensagem (b)...................................................................98 Figura 5.7 Recipientes providos de batoques hidráulicos................................................98 Figura 5.8 Borra isolada após a trasfega do vinho (a) e estabilização do vinho (b).........99 2 LISTA DE TABELAS Tabela 1.1 Principais antocianidinas (forma de cátion flavílio) presentes nas uvas.........14 Tabela 1.2 Esquema geral de vinificação em tinto..........................................................17 Tabela 1.3 Estudos sobre elaboração de vinhos tratados com carvalho...........................27 Tabela 2.1 Características espectrais EM/EM das ANT identificadas nos vinhos tintos de BRS Violeta, analisadas em 0 (Controle), 30 e 180 dias de armazenamento a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE-DAD-SIE-EM/EMn, proporção molar (porcentagem de cada ANT individual em relação ao conteúdo total) e concentração total (em mg equivalente de mv- 3,5-diglc.L-1). Dado como valor médio ± desvio padrão (n = 3)........................................39 Tabela 3.1 Caracterização dos vinhos jovens de BRS Violeta, com indução e inibição da FM, antes (Controle) e após o tratamento com carvalho granulado francês (Tratado com carvalho)..........................................................................................................................55 Tabela 3.2 Principais ANT identificadas nos vinhos tintos de BRS Violeta com inibição da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE-DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2)).....................61 Tabela 3.3 Principais ANT identificadas nos vinhos tintos de BRS Violeta com indução da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE-DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2)).....................62 Tabela 3.4 Principais flavonóis identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com inibição da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE- DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2)).........63 Tabela 3.5 Principais flavonóis identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com indução da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE- DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2)).........64 Tabela 3.6 Principais ácidos fenólicos identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com inibição da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE-DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2))...................................................................................................................................65 Tabela 3.7 Principais ácidos fenólicos identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com indução da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE-DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2))...................................................................................................................................66 3 Tabela 3.8 Principais estilbenos identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com inibição da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE- DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2)).........67 Tabela 3.9 Principais estilbenos identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com indução da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE- DAD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2)).........68 Tabela 3.10 Principais flavan-3-óis e procianidinas identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com inibição da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE-DAD-FD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2))................................................................................................................69 Tabela 3.11 Principais flavan-3-óis e procianidinas identificados nos vinhos tintos de BRS Violeta com indução da FM durante armazenamento por 120 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C por CLAE-DAD-FD, e concentração total individual (em mg.L-1, média ± desvio padrão (n = 2))................................................................................................................70 Tabela 4.1 Valores médios da composição centesimal e valor energético dos produtos desenvolvidos com a pasta...............................................................................................85 Tabela 5.1 Resultados das análises enológicas determinadas nos vinhos tintos jovens de BRS Violeta em valores médios (desvio-padrão)...........................................................100 4 LISTA DE ABREVIATURAS 3,5-diglc 3,5-diglicosídeo 3-acglc-5-glc 3-(6”-acetil)-glicosídeo-5-glicosídeo 3-cmglc-5-glc 3-(6"-p-cumaroil)-glicosídeo-5-glicosídeo 3-glc 3-glicosídeo A Vinho tratado com carvalho americano AA Atividade antioxidante EAG Equivalente de ácido gálico ANT Antocianinas C Vinho controle CF Compostos fenólicos CFT Compostos fenólicos totais Cy Cianidina Dp Delfinidina Eq Equivalente F Vinho tratado com carvalho francês FA Fermentação alcoólica FM Fermentação malolática Mv Malvidina ND Não detectado PEAD Polietileno de alta densidade Pg Pelargonidina Pn Peonidina Pt Petunidina Pyrdp Piranodelfinidina 1 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO GERAL .......................................................................................... 4 2. OBJETIVOS.............................................................................................................. 6 2.1 Objetivo geral ......................................................................................................... 6 2.2 Objetivos específicos .............................................................................................. 6 3. ESTRUTURA DA TESE .......................................................................................... 7 CAPÍTULO I: Revisão de literatura. 1. PANORAMA MUNDIAL E NACIONAL DE VINHOS ...................................... 10 2. PRODUÇÃO DE VINHO TINTO .......................................................................... 11 2.1 Influência dos CF presentes nas uvas para a composição química e qualidade final dos vinhos ................................................................................................................... 11 2.2 Legislação brasileira para produção de vinho de mesa ......................................... 16 2.3 Principais etapas para produção de vinho tinto de mesa ...................................... 17 2.3.1 FA ...................................................................................................................... 18 2.3.2 FM ...................................................................................................................... 20 2.3.3 Tratamento do vinho com carvalho ................................................................... 24 3. COPRODUTO DA VINIFICAÇÃO ....................................................................... 30 CAPÍTULO II: Vinhos de BRS Violeta tratados com carvalho granulado americano e francês: Influência nas ANT. RESUMO ....................................................................................................................... 32 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 33 2. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................... 34 2.1 Químico ................................................................................................................ 34 2.2 Elaboração dos vinhos de BRS Violeta ................................................................ 35 2.3 Tratamento do vinho BRS Violeta com carvalho granulado não tostado de duas origens diferentes ........................................................................................................ 35 2.4 Monitoramento das alterações nos perfis qualitativos e quantitativos das principais ANT dos vinhos tintos BRS Violeta jovens e envelhecidos em diferentes temperaturas de armazenamento ...................................................................................................... 36 2.5 Análise de dados ................................................................................................... 37 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 38 2 3.1 Caracterização físico-química da uva e do vinho tinto produzido ........................ 38 3.2 Alterações no perfil qualitativo e quantitativo de ANT presentes nos vinhos tintos de BRS Violeta ........................................................................................................... 38 4. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 45 CAPÍTULO III: Composição fenólica de vinho BRS Violeta: efeito da fermentação (alcoólica e malolática) e do tratamento com carvalho francês. RESUMO ....................................................................................................................... 47 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 48 2. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................... 49 2.1 Químico ................................................................................................................ 49 2.2 Processo de vinificação da uva BRS Violeta em vinho tinto e tratamento com carvalho ....................................................................................................................... 50 2.3 Monitoramento da evolução nos perfis qualitativos e quantitativos dos principais CF presentes nos vinhos dos vinhos durante o armazenamento em diferentes temperaturas ................................................................................................................ 52 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 53 3.1 Caracterização físico-química dos vinhos produzidos .......................................... 53 3.2 Alterações no perfil qualitativo e quantitativo dos principais CF presentes nos vinhos tintos de BRS Violeta ...................................................................................... 59 4. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 73 CAPÍTULO IV: Aproveitamento da pasta do coproduto da vinificação em tinto da uva BRS Violeta na elaboração de produtos alimentícios. RESUMO ....................................................................................................................... 75 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 76 2. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................... 77 2.1 Coproduto da vinificação e obtenção da pasta ...................................................... 77 2.2 Determinação do teor de CFT, ANT e teor de fibras alimentar da pasta.............. 78 2.3 Desenvolvimento dos produtos alimentícios ........................................................ 79 2.4 Composição centesimal, valor energético e teor de CFT dos produtos alimentícios .................................................................................................................................... 80 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 80 4. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 88 3 CAPÍTULO V: Desenvolvimento e verificação da aplicabilidade de plataforma de microvinificação em tinto para uso por produtores rurais RESUMO ....................................................................................................................... 90 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 91 2. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................... 92 2.1 Uva e outros insumos ............................................................................................ 92 2.2 Desenvolvimento da plataforma de microvinificação .......................................... 93 2.3 Produção e caracterização do vinho tinto de BRS Violeta ................................... 94 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 96 3.1 Processo de produção dos vinhos ......................................................................... 96 4. CONCLUSÃO ...................................................................................................... 102 CONCLUSÃO GERAL ............................................................................................... 103 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 103 ANEXO I ......................................................................................................................120 4 1. INTRODUÇÃO GERAL O vinho é considerado um produto complexo e a sua qualidade depende, além das características inerentes de cada espécie e variedade de uvas, do grau de maturação e do estado sanitário da uva, do “terroir” e das práticas culturais e enológicas aplicadas. Existem numerosos procedimentos de vinificação que resultam em produtos muito variados. Estes vinhos distinguem-se pelo modo de separação aplicada às partes do cacho de uva (engaço, casca, polpa e semente), pelo uso que se faz destas partes, isto é, se o vinho é obtido apenas a partir da polpa da uva ou de uma extração fracionada das substâncias presentes nas cascas e nas sementes, incluindo o engaço. Assim como os vinhos podem se diferenciar pelo tipo de fermentação e pela forma como são armazenados e envelhecidos (LAGO-VANZELA; BAFFI; SILVA, 2015). Diferentemente do que antigamente se pensava, a busca por produtos diferenciados de qualidade que proporcionem a criação de uma identidade regional própria tem sido uma importante estratégia para o mercado nacional (LAGO-VANZELA; BAFFI; SILVA, 2015). Na última década e mais pronunciadamente nos últimos anos houve um aumento no consumo de vinho finos e de mesa no Brasil, porém especialmente os de mesa devido ao valor mais acessível. Tendências tecnológicas, comportamentais e culturais estão alterando o mercado de forma acelerada e influenciando de forma decisiva sobre o consumo das bebidas, incluindo os vinhos. O Instituto Brasileiro do Vinho (Ibravin) busca incentivar no país o consumo de vinhos de mesa nacionais, quebrando a barreira do consumo sofisticado de vinhos e o aproximando ao consumo no dia a dia. Uma das estratégias de mercado atual é investir em campanhas que explorem a qualidade e singularidades do vinho brasileiro, no qual trabalha-se o conceito “Seu vinho, suas regras”. Busca-se acabar com as ideias tradicionais do consumo do vinho, sempre ligado a ambiente aristocrático e à sofisticação e agregar valor ao produto nacional (FILTER et al., 2017). O grupo de pesquisa no qual este estudo está envolvido, juntamente com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), tem explorado as potencialidades de uma uva brasileira tintoreira denominada BRS Violeta, que foi obtida a partir do cruzamento entre BRS Rúbea x IAC 1398-21 (CAMARGO; MAIA; NACHTIGAL, 2005) para a produção de vinho. Esta uva apresenta expressivo conteúdo de CF (REBELLO et al., 2013) e já se mostrou uma matéria-prima viável para elaboração 5 de vinhos jovens (LAGO-VANZELA et al., 2013, LAGO-VANZELA et al., 2014; DE- CASTILHOS et al., 2017; DE-CASTILHOS et al., 2019) e apresenta boas perspectivas para o envelhecimento alternativo com carvalho granulado (NOGUEIRA, 2017). Sabe-se que a inter-relação entre os compostos presentes nos vinhos que são oriundos, por exemplo, das uvas, da ação de leveduras e bactérias inoculadas nas etapas fermentativas ou transferidos do carvalho podem apresentar um efeito simbiótico que potencializa a cor do produto final (LI et al., 2020; JU et al., 2021). De acordo com Sánchez-Gómez et al. (2020), a cor é uma das características mais importante nos vinhos tintos, na qual além de estar relacionada aos primeiros atributos a serem apreciados pelos consumidores, pode ser utilizada como marcador de idade no vinho. No entanto, o número de estudos sobre este tema dedicados a uvas não-viníferas não é uma discussão recorrente. A ampliação do conhecimento sobre o processamento de uvas brasileiras para a elaboração de vinhos com foco para a obtenção de produtos com estrutura química que lhes confira uma coloração atrativa e elevada concentração de CF, ainda com personalidade própria e complexidade sensorial é condição sine qua non para alavancar a qualidade dos vinhos brasileiros. Diante do exposto, o objetivo geral do projeto foi avaliar a evolução dos CF, especialmente as ANT, em vinhos tintos de uva BRS Violeta jovens, com inibição e indução de FM, e tratados (30 dias/15 °C) com carvalho granulado não tostado americano (Quercus alba) e francês (Quercus petreae), seguido de armazenamento em condições aceleradas sob três temperaturas, utilizando tanto técnicas espectroscópicas quanto técnicas cromatográficas acoplada a detector de arranjo de diodos (DAD), de fluorescência (FD) e à espectrômetria de massas (EM). Visando agregar valor a esta uva brasileira a partir de uma proposta de processamento que vise a sustentabilidade e a economia circular, o coproduto gerado do processo de vinificação foi utilizado para o desenvolvimento de produtos alimentícios e uma plataforma de microvinificação artesanal como proposta de tecnologia social foi desenvolvida. 6 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo geral O presente estudo teve como objetivos estudar as alterações nos CF e em outras características de qualidade de vinhos de BRS Violeta produzidos com inibição e indução da FM e tratados com carvalhos granulados não tostados durante armazenamento sob condições aceleradas de temperatura. Assim como utilizar o coproduto gerado da vinificação como matéria-prima para a elaboração de produtos alimentícios, bem como desenvolver e testar uma plataforma de microvinificação como proposta de tecnologia social. 2.2 Objetivos específicos 1) Avaliar a evolução dos perfis qualitativo e quantitativo das ANT e compostos derivados, utilizando CLAE-DAD-SIE-EM/EMn, de vinhos de BRS Violeta produzidos a partir das fermentações alcoólica em vinhos BRS Violeta, tratados com carvalho granulado americano (Quercus alba) e francês (Quercus petreae) não tostados (30 dias/15 °C), após a FA por 180 dias a três temperaturas (16 °C, 25 °C e 50 °C, simulando, respectivamente, o armazenamento nas vinícolas, o armazenamento nos estabelecimentos comerciais ou domicílios e o envelhecimento acelerado dos vinhos); 2) Monitorar os perfis qualitativo e quantitativo dos principais CF (ANT, flavonóis, ácidos fenólicos, estilbenos flavan-3-óis e procianidinas dímeras do tipo A e B) de vinhos de BRS Violeta produzidos com inibição e indução da FM, bem como tratados com carvalho francês e armazenamento por 120 dias em três diferentes temperaturas (16 °C, 25 °C e 50 °C), utilizando CLAE-DAD-FD; 3) Aplicar o coproduto oriundo do processo de vinificação da uva BRS Violeta para o desenvolvimento de três diferentes produtos alimentícios (bolo, doce tipo brigadeiro e massa de pizza) e realizar sua composição centesimal; 4) Desenvolver uma plataforma de microvinificação de baixo custo, buscando incentivar os pequenos produtores rurais a produzirem vinhos artesanais. 7 3. ESTRUTURA DA TESE Os resultados obtidos nesta tese foram organizados em cinco capítulos visando uma melhor distribuição e entendimento dos assuntos abordados. CAPÍTULO I: Revisão de literatura. Neste Capítulo é apresentada uma revisão sobre a panorama mundial e nacional dos vinhos, bem como, um entendimento básico sobre a produção de vinhos com foco na influência de três etapas (FA, FM e tratamento com carvalho) na composição fenólica e em alguns parâmetros de qualidade dos vinhos, além da valorização do coproduto para tornar o processo mais sustentável. CAPÍTULO II: Vinhos de BRS Violeta tratados com carvalho granulado americano e francês: Influência nas ANT. Neste Capítulo está apresentado os resultados referentes ao efeito do tratamento com carvalho de duas origens (americano e francês) tratados (30 dias/15 °C) nos perfis quantitativo e qualitativo das ANT e compostos derivados presentes em vinhos tintos de BRS Violeta produzidos sem indução da FM, durante armazenamento por 180 dias a 16 °C, 25 °C e 50 °C. As alterações nestes compostos presentes nos vinhos foram determinadas, utilizando CLAE-DAD-SIE-EM/EMn. CAPÍTULO III: Composição fenólica de vinho BRS Violeta: efeito da fermentação (alcoólica e malolática) e do tratamento com carvalho francês. Neste Capítulo, determinou-se os perfis qualitativo e quantitativo dos principais compostos (ANT, flavonóis, ácidos fenólicos, estilbenos flavan-3-óis e procianidinas dímeras do tipo A e B) utilizando CLAE-DAD-FD de vinhos de BRS Violeta produzidos com inibição e indução da FM, bem como tratados com carvalho francês por 120 dias em três diferentes temperaturas (16 °C, 25 °C e 50 °C). CAPÍTULO IV: Aproveitamento da pasta do coproduto da vinificação em tinto da uva BRS Violeta na elaboração de produtos alimentícios. Neste Capítulo, realizou-se o aproveitamento do coproduto da vinificação em tinto da uva BRS Violeta para o desenvolvimento de três produtos alimentícios de fácil preparo e baixo custo, buscando assim aumentar a renda familiar do produtor rural. A determinação da composição centesimal destes produtos foi realizada. 8 CAPÍTULO V: Desenvolvimento e verificação da aplicabilidade de plataforma de microvinificação em tinto para uso por produtores rurais. Neste Capítulo apresenta- se uma plataforma de microvinificação de baixo custo, visando estimular pequenos produtores rurais a produzirem vinhos artesanais e, por conseguinte, incrementar as possibilidades de aumento de renda. 9 CAPÍTULO I Revisão de Literatura 10 1. PANORAMA MUNDIAL E NACIONAL DE VINHOS A produção mundial de vinho, em 2018, foi a maior desde 2000, com 28,2 bilhões de litros produzidos. Dentre os maiores produtores de vinhos estão a Itália, França, Espanha, Estados Unidos e Austrália, estando o Brasil na 15° posição do ranking de produção de vinho, com 3,4 milhões de litros produzidos (OIV, 2018). No Brasil, a viticultura possui uma estrutura de produção e comercialização muito diferenciada dos países produtores de vinho tradicionais, porque se caracteriza pela coexistência de dois segmentos diferenciados. Um dos segmentos é baseado na produção de vinhos elaborados com uvas viníferas (Vitis vinífera), que apresenta qualidade diferenciada e alto valor agregado (ALENCAR et al., 2019; GUTIÉRREZ-GAMBOA et al., 2020). Em contraste com a vinificação tradicional, o outro segmento é representado pela produção de vinhos de mesa a partir de uvas não viníferas, como Vitis labrusca, Vitis bourquina, híbridos interespecíficos (cruzamento de variedades americanas), muito apreciados por grande parte dos consumidores de vinhos brasileiros em virtude do paladar mais adocicado e do preço acessível (FILTER et al., 2017). Na safra 2017/18, o Brasil atingiu a maior colheita de uva da história, a qual, além do volume recorde, apresentou qualidade excepcional, com 1,68 milhão de toneladas. A produção nacional de uvas destinadas ao processamento de vinho, suco e derivados foi de aproximadamente 48,74% do total. O restante, 51,26%, representa o mercado de uvas de mesa para consumo in natura (FILTER, 2017). Em 2020, a uva colhida no Brasil se destacou pela safra de alta qualidade registrada no Rio Grande do Sul (RS), o maior produtor. Os gaúchos constataram um decréscimo de 25,9% na produção de uvas americanas ou híbridas, entretanto houve um incremento de 44,4% nas viníferas. A elaboração de vinhos aumentou, atingindo 338 milhões de litros (com destaque para tintos de vinhos de mesa com elevação de 51% sobre 2019, e rosados finos, 40%) (KIST et al., 2021). Há no país outras regiões produtoras de vinhos que estão alcançando bons resultados, tal como a região do Vale do São Francisco, que por meio de irrigação e de formas avançadas de manejo, tem duas safras por ano; e os Estados de São Paulo e Minas Gerais, que com recurso da poda invertida, conseguem colheitas no meio do ano, sendo atrativos turísticos em regiões diferentes. As diferenciadas cultivares/variedades, condições edafoclimáticas de cada região e tecnologias empregadas para a produção dos vinhos expressam claramente a pluralidade brasileira (FILTER et al., 2017). 11 O Estado de São Paulo, em particular, ainda permanece na condição de maior produtor de frutas do Brasil, com 1,48 milhões de toneladas em 2019 e revelou-se uma região promissora para o desenvolvimento de projetos vinícolas de alta qualidade%) (KIST et al., 2021). Na região do Noroeste Paulista, por exemplo, a produção de uvas, sucos e vinhos já vem sendo incentivada há vários anos, por entidades ligadas à agricultura e a pesquisa como Sindicatos Rurais, Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI), Estação Experimental de Viticultura Tropical (EVT - EMBRAPA) e Universidade Estadual Paulista, Campus de São José do Rio Preto (IBILCE/UNESP). Esta Região tornou-se um importante centro de produção de uvas e vinhos artesanais. Já a região de São Roque é conhecida por concentrar várias vinícolas e oferecer atrativos turísticos durante o ano inteiro (FILTER et al., 2017). De acordo com Costa et al. (2012), a viticultura tem apresentado grande importância na agricultura familiar. No entanto, os vitinicultores frequentemente necessitam de apoio especializado para aprimorar a produção da uva, bem como melhorar suas técnicas enológicas para elevar a qualidade dos vinhos produzidos. Embora o consumo médio de garrafas de vinho por ano por habitante no Brasil seja demasiadamente baixo, de apenas 2, comparado aos principais países (Portugal, França e Itália) consumidores de vinhos (que ultrapassam 50 garrafas), deve-se ressaltar que o país contém 32 milhões de consumidores esporádicos de vinho e outros 90 milhões de habitantes aptos em idade e que ainda não consomem essa bebida. Diante destes dados, o setor vitivinícola nacional sabe que a possibilidade de crescimento é imensurável (FILTER et al., 2017). Como forma de estratégia comercial, as vinícolas buscam cada vez mais elevar a qualidade e o consumo interno dos vinhos brasileiros a fim de consolidar uma identidade regional (ALENCAR et al., 2019). 2. PRODUÇÃO DE VINHO TINTO 2.1 Influência dos CF presentes nas uvas para a composição química e qualidade final dos vinhos A composição do vinho é baseada nos constituintes da uva, nos produtos sintetizados ou transformados durante as etapas de fermentação, bem como os compostos formados ou transferidos durante o armazenamento e envelhecimento do vinho. Muitos 12 compostos de diferentes classes químicas já foram analiticamente identificados no vinho (Figura 1.1), no presente estudo, o foco foi dado a influência de três etapas do processo de fermentação (FA, FM e tratamento com carvalho) na evolução dos CF do vinho. A seguir uma revisão mais detalhada destas etapas está apresentada. Figura 2.1 Principais classes de compostos presentes nos vinhos. Fonte: Adaptado de Sohaib Haseeb et al. (2019). Dentre os compostos químicos presentes no vinho, destaque é dado no presente estudo para os CF. As uvas apresentam composição fenólica diferenciada e sabe-se que os CF desempenham um papel fundamental sobre a qualidade das uvas e vinhos, não somente por estarem diretamente relacionados às características sensoriais (cor, sabor, amargor e adstringência) (PEREZ-JIMÉNEZ; CHAYA; POZO-BAYÓN, 2019; IVANOVA-PETROPULOS et al., 2015) mas também por apresentarem alegações de Açúcar Água Etanol Ácidos Fenóis Ácidos voláteis Ácidos não-voláteis Flavonóides Não-flavonóides Sacarose Monossacarídeos Polissacarídeos Divisão enzimática Glicose Frutose Açúcares primários da uva Ácido acético Ácido carboxílico Mais comum Flavonóis Flavan-3-óis Antocianinas Ácidos hidroxicinâmicos Ácidos benzóicos Taninos hidrolisáveis Estilbenos Resveratrol Vinho 13 propriedades funcionais, tais como AA, anti-inflamatória, antimicrobiana e anti cancerígenas (SAMOTICHA et al., 2017). Estes compostos são divididos em dois grupos de acordo com suas estruturas químicas: flavonóides e não flavonoides. Os flavonóides incluem as ANT, flavan-3-óis (flavanóis) e flavonóis; os não flavonóides incluem os ácidos fenólicos, estilbenos e taninos (PEREZ-JIMÉNEZ; CHAYA; POZO-BAYÓN, 2019). As ANT, em particular, são os principais compostos responsáveis pela cor das uvas e vinhos tintos jovens (GARRIDO-BAÑUELOS et al., 2019). O atributo “cor” em vinhos tintos, além de influenciar na escolha do consumidor, instiga expectativas em relação ao aroma e sabor, estando assim, intimamente relacionada à qualidade final dos vinhos (CANAS et al., 2022). Localizadas principalmente nas cascas e nos vacúolos celulares das uvas de castas tintas mas, também na polpa de uvas tintoreiras (LAGO-VANZELA; BAFFI; DA- SILVA, 2015), as ANT além de contribuírem para a cor dos vinhos, apresentam diversas alegações de propriedades funcionais, tais como AA, anti-inflamatória, anticarcinogênica, anti-obesidade e anti-cardiovasculares (LI et al., 2017). Quimicamente, as ANT apresentam como estrutura básica uma aglicona (antocianidina), que é constituída de dois anéis fenólicos (A e B) e um anel pirano heterocíclico (C). Predominante em meio ácido, a forma de cátion flavílio tem caráter aromático, apresentando uma carga positiva sobre o oxigênio e duas duplas ligações (LAGO- VANZELA; BAFFI; DA-SILVA, 2015). Estes compostos diferem entre si pelo número e posição dos grupos hidroxilas e/ou metoxilas. As principais antocianidinas presentes nas uvas são cy, pn, dp, pt e mv (Tabela 1.1) (MANNS; COQUARD-LENERZ; KATHARINE-MANSFIELD, 2013; LAGO-VANZELA, 2011). A coloração ao longo do processo de vinficação é influenciada pela cultivar e safra da uva, bem como em função da estirpe de levedura utilizada durante a fermentação, e durante as condições de armazenamento em barris de carvalho ou garrafa. Reações oxidativas ao longo do envelhecimento do vinho também podem influenciar na formação de pigmentos derivados de ANT monoméricas livres, fenólicos incolores (copigmentos) e pigmentos polimerizados, levando a um aumento da intensidade e estabilidade da cor (HAN et al., 2021; HERAS-ROGER; DÍAZ-ROMERO; DARIAS-MARTÍN, 2016). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030881462030902X?casa_token=d1eDxcQORQkAAAAA:HpGQpRuYzOdhEkWAVv5BLyKKCpIHT28FxkgluOubRq1tSjTaWPcu0H9eB_eEjB0zGSHoEFq-lK1U#b0120 14 Tabela 1.1 Principais antocianidinas (forma de cátion flavílio) presentes nas uvas. Estrutura básica da aglicona Antocianidinas Grupos substituintes Cianidina (Cy) Peonidina (Pn) Delfinidina (Dp) Petunidina (Pt) Malvidina (Mv) R1 = OH; R2 = H R1 = OCH3; R2 = H R1 = R2 = OH R1 = OH; R2 = OCH3 R1 = R2 = OCH3 Fonte: Lago-Vanzela (2011). Nas Vitis vinifera são identificadas quase exclusivamente as ANT monoglicosiladas, enquanto a presença das diglicosiladas é característica das espécies não-viníferas. Esta diferença estrutural das ANT exerce influência marcante sobre sua cor e estabilidade dos vinhos durante o envelhecimento (LAGO-VANZELA et al., 2014). Sabe-se que ANT glicosiladas na posição 3 são compostos muito instáveis que reagem facilmente, a partir das primeiras fases da vinificação com uma ampla variedade de compostos que estão presentes no mosto, incluindo os produzidos pelo metabolismo da levedura e aqueles gerados ou provenientes de armazenamento e envelhecimento em barris de carvalho (MONAGAS; BARTOLOMÉ, 2009). Os pigmentos vermelhos derivados destas ANT resultantes mostram diferenças em características de cor e são compostos menos reativos (FREITAS; MATEUS, 2006). Deste modo, há um consenso de que o envelhecimento de vinhos elaborados com Vitis vinifera implica na evolução da cor e estabilização, permitindo assim que os vinhos permaneçam vermelhos por muitos anos. Em particular, os derivados denominados piranoantocianinas estão envolvidos nesta estabilização (BROUILLARD; CHASSAING; FOUGEROUSSE, 2003; FREITAS; MATEUS, 2006). O número de estudos semelhantes dedicados a uvas não-viníferas (espécies americanas e seus híbridos), por outro lado, é escasso. Vinhos que contêm predominantemente ANT glicosiladas na posição 3 e 5, geralmente, perdem sua cor inicial intensa depois de apenas alguns anos, o que explica por que os vinhos tintos de uvas não viníferas envelhecidos são mal-vistos internacionalmente (BROUILLARD; CHASSAING; FOUGEROUSSE, 2003). Dentre as espécies não viníferas, Muscadine (V. 15 rotundifolia) tem sido uma das cultivares mais estudadas no que diz respeito a composição de CF e a estabilidade da cor de vinhos. No que se refere a ANT, esta cultivar é exclusivamente formada por diglicosídeos na forma não acilada (HUANG et al., 2009; TALCOTT; LEE, 2002) e seus sucos de uva e vinhos mostraram-se propensos à perda de cor durante o processamento e armazenamento (TALCOTT; LEE, 2002; TORSKANGERPOLL; ANDERSEN, 2005). No Brasil, a Embrapa Uva e Vinho, tem lançado ao longo dos anos diversas cultivares de uvas, aumentando assim a qualidade e competitividade dos vinhos. Dentre estas cultivares destaca-se a cultivar híbrida BRS Violeta, obtida a partir do cruzamento entre BRS Rúbea x IAC 1398-21 (CAMARGO, MAIA, NACHTIGAL, 2005). Caracterizada por apresentar cachos com bagas de coloração preto-azulada, tamanho médio (15,80 mm) e formato esférico, casca espessa e resistente, polpa com coloração violeta e sabor aframboesado e, sementes com proporções de 2,94 g.100 sementes-1, a cultivar BRS Violeta é denominada como tintoreira por apresentar ANT tanto na casca quanto na polpa e sua coloração é decorrente do seu elevado conteúdo de CF (REBELLO et al., 2013). Esta cultivar se mostra promissora como matéria-prima para elaboração de vinhos tintos jovens (LAGO-VANZELA et al., 2013; DE-CASTILHOS et al., 2019) e envelhecidos (LAGO-VANZELA et al., 2014; NOGUEIRA, 2017). Rebello et al. (2013) estudou a composição fenólica desta cultivar e dentre as principais classes de CF identificadas estavam as ANT, os flavonóis, os derivados do ácido hidroxicinâmico (DAHC), os estilbenos, os flavan-3-óis (monômeros e dímeros) e proantocianidinas. Os autores relataram que esta cultivar apresenta elevada concentração de ANT (3930 mg.kg-1 de fruta, como equivalente de mv-3,5-diglc, sendo prediminantemente localizada nas cascas (99,57%). Tal como as ANT, os flavonóis estão localizados principalmente na casca da BRS Violeta (153,4 mg.kg-1 de fruta, como eq. de quercetina 3-glicosídeo (3-glc)), entretanto, podem ser encontrados em menores quantidades na polpa (2,4 mg.kg-1 de fruta, como eq. de quercetina 3-glc). Em relação aos DAHC, a maior parte está concentrada nas cascas da BRS Violeta (133,85 mg.kg-1, como eq. de ácido caftárico); enquanto os estilbenos estão presentes com baixas concentrações (0,083 mg.kg-1, como eq. de resveratrol); os flavan-3-óis são encontrados principalmente nas sementes da BRS Violeta (346,3 ± 32,6 mg.kg-1 de uva, como eq. (+) – catequina), entretanto podem ser encontrados nas cascas (8,6 ± 1,5 mg.kg-1 de uva) e na polpa (2,0 ± 16 0,5 mg.kg-1 de uva). Por fim, por apresentar uma casca muito espessa (representando 46% da massa da fruta), a uva BRS Violeta apresenta elevada quantidade de proantociadinas nas cascas (673,0 ± 228,9 mg.kg-1 de uva), seguida pela semente (representando 2% do peso da fruta) (478,9 ± 52,8 mg.kg-1 de uva) e polpa (12,7 ± 1,1 mg.kg-1 de uva). Vale ressaltar que a concentração nas sementes é elevada, o que a torna fonte importante de procianidina (REBELLO et al., 2013). Lago-Vanzela et al. (2013) estudaram a composição dos vinhos jovens de BRS Violeta e relataram um conteúdo de CFT elevado (cerca de 3692 mg.L-1, como eq. de ácido gálico), e dentre os polifenóis encontrados, as ANT predominaram (cerca de 2037 mg.L-1, como eq. de mv-3,5-diglc), seguido dos DAHC (95 mg.L-1, como eq. de ácido caféico) e flavonóis (91 mg.L-1, como eq. de quercitina 3-glc). Estes autores evidenciaram o potencial desta uva para produção de vinhos tintos jovens. 2.2 Legislação brasileira para produção de vinho de mesa De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), o vinho de mesa é definido, pelo Decreto n° 7.678 de novembro de 1988, com complementação da Instrução Normativa (IN) n° 14, de 08 de fevereiro de 2018, como uma bebida obtida pela FA do mosto simples de uva. É possível usar como ingrediente opcional para adoçamento do vinho, sacarose na forma sólida, mosto simples ou mosto concentrado de uva e, mosto de uva concentrado retificado (BRASIL, 1988, 2018). O decreto citado dispõe sobre a produção, circulação e comercialização do vinho e derivados de uvas e vinhos e foi alterada pela Lei n° 10.970 de 12 de novembro de 2004, em relação a classificação dos vinhos (quanto à classe (de mesa, leve, fino, espumante, frisante, gaseificado, licoroso e composto), cor (tinto, rosado ou branco) e teor de açúcares totais (nature, extra-brut, brut, seco, meio seco, suave e doce)). Por esta nova lei, as bebidas com graduação alcoólica (expressa em graus Gay Lussac, GL) passaram a ter o teor alcoólico expresso em percentual (%) por volume (à razão de um para um (v/v) a 20 °C). Em particular para os vinhos de mesa, a graduação alcoólica que caracteriza estes produtos passou de 10° e 13°GL para uma faixa entre 8,6% e 14% em volume, podendo conter até uma atmosfera de pressão a 20ºC (BRASIL, 1988, 2004). Segundo a Lei n° 10.970 (2004), os vinhos de mesa de viníferas são os produtos elaborados exclusivamente com uvas das variedades Vitis vinífera, enquanto os vinhos de mesa de americanas são os 17 produtos elaborados com uvas do grupo das uvas americanas e/ou híbridas, podendo conter vinhos de variedades Vitis vinífera (BRASIL, 2004). Para uma adequada diferenciação dos produtos elaborados no Brasil, em 2014, o Decreto n° 8.198 de fevereiro regulamentou a Lei n° 7.678 de 1988 quanto a classificação dos vinhos em relação ao teor de açúcares totais, expresso em g de glicose.L-1, sendo o vinho de mesa classificado em: seco: o que contiver até 4 g de glicose.L-1; meio-seco: o que contiver superior a 4 e até 25 g de glicose.L-1; e, suave ou doce: o que contiver superior a 25 g de glicose.L-1, sendo que para os vinhos de Vitis vinifera o limite máximo é de 80 g de glicose.L-1 (BRASIL, 2014). Em 2018, a IN n° 14, de 08 de fevereiro do MAPA estabeleceu a complementação do Padrão de Identidade e Qualidade (PIQ) do vinho (BRASIL, 2018) que havia sido apresentado em 1988 (BRASIL, 1988). 2.3 Principais etapas para produção de vinho tinto de mesa A vinificação em tinto é um processo que se desenvolve em quatro etapas principais, que estão descritas na Tabela 1.2. Contudo, há outras técnicas de vinificação em tinto que seguem estas etapas com uma cronologia diferente ou com algumas modificações. Assim, é necessário adquirir um conjunto de conhecimentos sobre os mecanismos e fatores envolvidos nos fenômenos da vinificação, bem como definir que produto se deseja elaborar, para enfim escolher, racionalmente, uma técnica específica de vinificação (LAGO-VANZELA; BAFFI; SILVA, 2015). À medida que as etapas da vinificação são aplicadas e controladas e certa experiência é acumulada, pode-se então verdadeiramente dizer que um processo de vinificação de boa qualidade está sendo realizado. O empirismo durante a execução dos vinhos brasileiros ainda limita a evolução da qualidade dos produtos elaborados. Sabe-se que os desafios científicos e tecnológicos desta nova viticultura e enologia brasileira abrangem todas as áreas do conhecimento envolvidas na produção vitivinícola. Dentre os principais fatores envolvidos pode-se citar os naturais das zonas tropicais (clima, solo), os agronômicos da produção (épocas de produção ao longo do ano, os portas-enxerto, as cultivares produtoras, os sistemas de condução e manejo do vinhedo, fitossanidade, entre outros), bem como a ciência enológica que deve estar adaptada para uvas com as características obtidas nas zonas tropicais. 18 Tabela 2.2 Esquema geral de vinificação em tinto. Etapa Operação 1. Desengace e esmagamento Operações mecânicas de tratamento das uvas para retirada do engaço e leve compressão da baga da uva sem rompimento das sementes permitindo uma rápida liberação do mosto. 2. Preparação do mosto Sulfitagem do mosto e outras operações que possam prevenir a ocorrência de reações químicas e/ou bioquímicas indesejáveis e que aperfeiçoem a extração de compostos fundamentais para a qualidade do vinho. 3. Maceração/FA Extração dos compostos de interesse e síntese de compostos por meio da fermentação inoculação com leveduras selecionadas – fermentação tumultuosa e lenta. Remontagens periódicas. 4. Separação do vinho e chaptalização Descuba, prensagem e correção do açúcar. 5. FM e estabilização físico-química Inoculação com bactérias selecionadas – síntese e transformação de compostos por meio da fermentação. Trasfega e atesto. 6. Tratamento com carvalho Barris de carvalho ou fragmentos de carvalho. Lago-Vanzela, Baffi e Da-Silva, 2015. No presente estudo, maior detalhamento será dado a três fenômenos principais do processo de vinificação: FA, FM e o tratamento com carvalho. 2.3.1 FA A FA é a primeira fermentação que ocorre na elaboração dos vinhos tintos, caracterizada por converter a glicose em etanol e CO2. Esta conversão é responsável pela qualidade, sabor e aroma do vinho tinto (SAMPHAO et al., 2018). Geralmente, esta fermentação pode acontecer de dois modos: espontâneo, sendo este um método arriscado e imprevisível, porém com um perfil de vinho diversificado e mais complexo; e por inoculação, normalmente da levedura Saccharomyces cerevisiae, tendo um maior 19 controle sob a fermentação, entretanto, com obtenção de vinhos com características similares (PIERMARINI et al., 2011). A FA caracteriza-se como processo anaeróbio, transformando os açúcares presentes na uva em etanol e gás carbônico (CO2). Esta transformação ocorre por meio das leveduras e tem como objetivo primordial produzir energia (ATP), a qual será empregada na realização de suas atividades fisiológicas, tais como, seu desenvolvimento e reprodução. Nesta fase da vinificação, a produção de etanol é uma consequência e não o foco principal da FA (LIMA et al., 2001). O processo de geração de energia, pode ser dado tanto na fermentação (glicólise anaeróbia, quebra parcial da glicose) que ocorre no citoplasma, com a produção de etanol e CO2, quanto na respiração (oxidação total do açúcar), que se dá na mitocôndria, com a produção de água e CO2. Entretanto, na fermentação o saldo energético é muito baixo, isto é, cada molécula de glicose (C6H12O6), produz dois ATP, enquanto, na respiração há produção de 38 moléculas de ATP. Na glicólise anaeróbica, cada molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico (piruvato) (C3H4O3), liberando hidrogênio e ATP, por meio de diversas reações catalisadas por enzimas específicas. O hidrogênio liberado combina-se com as moléculas transportadoras de hidrogênio (NAD), formando um composto reduzido (NADH), o qual conserva a energia liberada pela oxidação deste substrato. O ácido pirúvico sofre descarboxilação (perda de um átomo de C na forma de CO2) pela ação da enzima piruvato descarboxilase, resultando o acetaldeído (C2H4O). Por meio da enzima álcool desidrogenase, o acetaldeído é reduzido, por meio da oxidação do NADH para NAD+, havendo a formação do etanol (C2H6O) (MAHAN; MYERS, 1995). A conversão da glicose em etanol e CO2 durante a fermentação envolve doze enzimas, sendo que dez destas estão relacionadas com a degradação da glicose em piruvato gerando ATP para o crescimento da levedura, e as outras duas (piruvato descarboxilase e álcool desidrogenase) para converter o piruvato nos produtos finais da fermentação, uma vez que a levedura mantém o seu equilíbrio redox. Estas enzimas apresentam como requisitos de cofator de íons metálicos, o magnésio e o zinco, respectivamente. Durante a fermentação, as células de leveduras necessitam produzir ATP e manter o equilíbrio redox ao consumir os açúcares sob condições anaeróbicas, e assim produzir o álcool. Um modo de manter o equilíbrio redox é regenerando o NAD+ na reação final da fermentação, logo pode se imaginar que a Saccharomyces cerevisiae 20 produz etanol para manter seu equilíbrio de elétrons intracelulares (relação NADH/NAD+ na fermentação é inalterada). Outro modo de manter o equilíbrio redox é produzir o glicerol (o NAD é regenerado via di-hidroxiacetona fosfato na glicólise) (WALKER; WALKER, 2018). Responsáveis pela condução da FA, as leveduras influenciam fortemente na produção e composição do vinho, originando produtos de qualidade e singularidade regional (FLEET, 2008). Uma boa cepa de levedura deve ser capaz de: conduzir uma fermentação vigorosa e completá-la até obter um vinho seco; conseguir características reprodutíveis na fermentação; ter boa tolerância ao etanol e à variação de temperatura; ser resistente ao dióxido de enxofre; além de, não produzir aromas e sabores anormais (BOULTON et al., 2002). Sabe-se que as leveduras têm como peculiaridades o alto grau de especificidade por seus substratos, e atuam em soluções aquosas sob condições suaves de temperatura e pH (NELSON; COX, 2002). As espécies de leveduras se diferenciam em relação aos seus aspectos, prioridades, forma de reprodução, bem como a maneira de transformar o açúcar (LIMA et al., 2001). Assim, é de suma importância identificar os gêneros e espécies de leveduras relacionadas com o vinho para compará-los entre si, tal como, ver sua contribuição durante o processo de vinificação (BOULTON et al., 2002). Dentre as leveduras, a Saccharomyces cerevisiae pode ser considerada como um microrganismo proeminente (WALKER; WALKER, 2018). Isto pode ser justificado em virtude do seu elevado poder fermentativo e aptidão em lidar com as desconfortáveis condições ambientais, tais como, altos níveis de etanol e ácidos orgânicos, baixos valores de pH, escassez disponibilidade de oxigênio e ausência de nutrientes (ALBERGARIA; ARNEBORG, 2016). Além disso, permite que a FA seja controlada originando assim, vinhos uniformes e de qualidade (MATURANO et al., 2018). 2.3.2 FM A FM é um processo de suma importância, aplicada em quase todos os vinhos tintos, que visa agregar impactos positivos na segurança, qualidade, bem como na estabilização microbiológica e na eficiência operacional (JIAO et al., 2018; SUMBY; GRBIN; JIRANEK, 2014). O tempo de FM é importante para que se obtenha um vinho seguro, assim se a estabilização for rápida os microrganismos de deterioração não se 21 proliferam, entretanto se for prolongada ou retardada, o risco de deterioração por microrganismos se eleva (RENOUF; CLAISSE; LONVAUD-FUNEL, 2007). Bioquimicamente, a FM consiste no processo de descarboxilação do ácido L- málico (dicarboxílico) em ácido L-lático (monocarboxílico) e CO2 (Figura 1.2), realizado por bactérias ácido láticas (WIBOWO et al., 1985; JACKSON, 2008). Esta fermentação secundária não fornece energia para as células (KUNKEE, 1967), visto que se produz apenas o CO2. Desta forma, a transformação é endoenergética, ou seja, não tem nenhuma energia a disposição da célula e a mesma, procurará energia necessária nos açúcares presentes no meio (USSEGLIO-TOMASSET, 1998). Figura 1.2 Reação de descarboxilação do ácido málico. Fonte: Adaptado de Ribéreau-Gayon et al. (2006). A conversão do ácido do L-málico em ácido L-lático durante a FM não só promove a desacidificação, diminuindo a sensação ácida (ácido L-málico (mais pronunciado) em ácido L-lático (mais suave)), como também contribui com a estabilidade microbiana, uma vez que, o ácido L-málico é um nutriente importante para a proliferação de microrganismos (WANG et al., 2018). Mais importante ainda é que esta conversão pode melhorar a sua complexidade aromática e características sensoriais (FERNÁNDEZ- PÉREZ; TENORIO-RODRÍGUEZ; RUIZ-LARREA, 2019), com a produção de alguns compostos ativos ou transformação de voláteis derivados da uva e/ou levedura e precursores de sabor relacionados à sua tipicidade (GONZÁLEZ-CENTENO; CHIRA; TEISSEDRE, 2019). De acordo com Wang et al. (2018), os precursores de aroma no vinho podem ser ainda mais hidrolisados em voláteis de forma livre sob FM. Ácido L-Málico C Ácido L-Lático Enzima Malolática https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/yeast https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/yeast https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/precursor 22 As principais enzimas capazes de promoverem a conversão são malatodesidrogenase, málica e malolática. Esta conversão pode ser realizada por três vias diferentes; a) na primeira via estão as bactérias que possuem a enzima malato desidrogenase (enzima esta, não muito ativa em vinhos, em virtude do seu pH ótimo ser muito alto), a qual, transforma o ácido málico em ácido oxalacético na presença de NAD e, em seguida é descaboxilado formando o ácido D(-) e L(+)-lático (USSEGLIO- TOMASSET, 1998). Logo, esta rota é pouco utilizada pelas bactérias ácido láticas; b) na segunda via estão as bactérias que possuem a enzima málica, que transformam o ácido málico inicialmente em ácido pirúvico e CO2 na presença de coenzima NAD e íons Mn2+ (aq). Posteriormente, o ácido pirúvico é reduzido a ácido D(-) e L(+)-lático pela latodesidrogenase com associação de NADH, formado na primeira reação (HENICK- KLING, 1994; USSEGLIO-TOMASSET, 1998); e, por fim, c) na terceira via estão as bactérias que possuem a enzima malolática, a qual degrada o ácido málico pela descarboxilação enzimática direta formando o ácido L(+)-lático. Esta enzima é induzida unicamente em presença de glicose, tem um pH ótimo entre 5,6 e 6,1, e sua atividade é dependente de NAD e Mn2+(aq) (MANFROI, 2002). As bactérias láticas estão naturalmente presentes em uvas, mostos e vinhos (VERSARI; PARPINELLO; CATTANEO, 1999). Estas não utilizam o ciclo de Krebs, como também não utilizam o sistema terminal de transporte de elétrons para o metabolismo e a geração de energia, entretanto obtém sua energia pela fermentação de carboidratos acoplada à fosforilação no nível do substrato (formação direta de ATP pela transferência direta de um grupo fosfato para o ADP, vindo de uma outra molécula fosforilada) (SUMBY; GRBIN; JIRANEK, 2014). As bactérias láticas podem ser agrupadas tanto como homofermentativas quanto heterofermentativas, o que irá diferenciar é o produto final da sua fermentação, onde as homofermentativas produzem ácido lático como o principal produto da fermentação da glicose e as heterofermentativas, além de ácido lático, formam outras substâncias, como dióxido de carbono, ácido acético, e etanol, a partir da fermentação da glicose (CARR; CHILL; MAIDA, 2002). As bactérias ácido láticas têm um número considerável de vias metabólicas e enzimas que são capazes de alterar o aroma do vinho durante a FM, por meio da hidrólise e síntese de compostos secundários voláteis. Ésteres de etila e acetato, álcoois superiores, carbonilas, ácidos graxos voláteis e compostos de enxofre, são exemplos de compostos https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643815303595#bib47 23 secundários que mudam durante a FM (BARTOWSKY, 2005; SIEBERT et al., 2005; SUMBY; GRBIN; JIRANEK, 2013). Vale destacar que a capacidade metabólica da estirpe pode afetar tanto os tipos quanto a concentração dos compostos produzidos (BARTOWSKY, 2005; LEE; HONG; LEE, 2009; SUMBY; GRBIN; JIRANEK, 2013). Os principais gêneros de bactérias ácido láticas são: Oenococcus, Lactobacillus, Leuconostoc e Pediococcus (VERSARI; PARPINELLO; CATTANEO, 1999). Dentre os gêneros citados, o Oenococcus oeni é a espécie preferida na vinificação, pois as espécies Lactobacillus e Pediococcus tendem a produzir características sensoriais indesejáveis (CAPELLO et al., 2017). Algumas destas características indesejáveis causadas por determinadas bactérias ácido láticas são a produção de aromas anormais, redução na cor do vinho (LIU; PILONE, 2000), e a formação de aminas biogênicas (MORENO-ARRIBAS et al., 2003). De acordo com Torriani, Felis e Fracchetti (2010), as bactérias ácido láticas mais eficientes, são aquelas que, além de se desenvolverem em meios onde o pH é baixo (> 3,0) e os teores de etanol e SO2 são elevados, conseguem produzir aromas agradáveis para realçar o perfil sensorial do vinho. Esta fermentação pode ocorrer de modo espontâneo, durante ou após a finalização da FA (WIBOWO et al., 1985). No entanto, existe a possibilidade desta etapa não ocorrer de modo eficiente em virtude das severas condições ambientais (pH, teor alcoólico e SO2) do vinho, impedindo a sobrevivência e crescimento bacteriano (LAFON- LAFOURCADE; CARRE; RIBEREAU-GAYON, 1983). Em vinícolas industriais, muitas vezes, é preferível realizar a escolha de uma estirpe conhecida e fazer a inoculação no mosto. Vale salientar que a escolha da estirpe, tal como o tempo de inoculação bacteriana, são fatores que podem ser utilizados para delinear as modificações nos vinhos durante a FM, visto que, os efeitos das bactérias ácido láticas se diferem tanto em relação ao gênero quanto pelas estirpes da mesma espécie (SUMBY; GRBIN; JIRANEK, 2014). Dentre as bactérias ácido láticas, a O. oeni é a principal bactéria envolvida na produção de vinhos, cujo seu papel principal é a condução da FM, por meio da descarboxilação do ácido L-málico em ácido L-lático e CO2 (HENICK-KLING, 1994). Entretanto, as estirpes de O. oeni variam tanto na sua capacidade de metabolizar o ácido L-málico como nas propriedades sensoriais desejáveis ao vinho. Estas propriedades sensoriais podem ser modificadas em virtude da série diversificada de atividades metabólicas secundárias que a O. oeni exibe durante a fermentação, tais como, o https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/oenococcus https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/oenococcus https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/lactobacillus https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/lactobacillus https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/pediococcus https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/pediococcus https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643815303595#bib47 https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/oenococcus https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/oenococcus https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib28 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib36 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib36 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib36 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib52 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib52 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib52 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib25 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643816303942#bib25 24 metabolismo de ácidos orgânicos, carboidratos, polissacarídeos e aminoácidos, e numerosas enzimas como glicosidases, esterases e proteases, que geram compostos voláteis bem acima do limiar de detecção de odores (BARTOWSKY; BORNEMAN, 2011). É heterofermentativa em relação à utilização da glicose, com produção de etanol, CO2, ácido acético ou acetaldeído, e ácido láctico (BARTOWSKY, 2005; ZHANG; LOVITT, 2006). A O. oeni é capaz de se desenvolver em pH baixo (cerca de 3,5), com elevado teor de álcool (14% v/v), além da alta concentração de SO2 (50-80 mg.L-1) e baixa temperatura (18-20 °C) (VERSARI; PARPINELLO; CATTANEO, 1999). Deste modo, a caracterização das linhagens de bactérias de determinadas regiões vitivinícolas se torna interessante, em virtude de a bactéria ter maior facilidade de se adaptar ao ambiente e, por conseguinte, proporcionar maior qualidade, além de aumentar a regionalidade nos vinhos (IZQUIERDO et al., 2004). 2.3.3 Tratamento do vinho com carvalho Os vinhos são comumente envelhecidos em tonéis ou barris de carvalho, sob armazenamento em cavernas subterrâneas climatizadas. Esta técnica pode induzir reações químicas e bioquímicas entre os CF naturalmente presentes no vinho e os vários compostos extraídos a partir de madeira, promovendo significativas alterações na composição química e, por conseguinte, nas características sensoriais dos vinhos (GONZÁLES-CENTENO; CHIRA; TEISSEDRE, 2019; CHINNICI et al., 2015). Além disso, por causa da porosidade da madeira e da presença do batoque, o oxigênio atmosférico difunde lentamente para o vinho, ditando a velocidade das reações de oxidação e, por conseguinte, a estabilização da matéria corante e a evolução dos CF (CANO-LÓPEZ et al., 2010). No entanto, esta técnica é dispendiosa e de alto custo, impactando consideravelmente no preço final do produto (CEJUDO-BASTANTE; HERMOSÍN-GUTIÉRREZ; PÉREZ-COELLO, 2011). Uma técnica alternativa que crescentemente tem sido aplicada pelos enólogos em todo o mundo é o tratamento dos vinhos com fragmentos de carvalhos, que foi aprovada pela OIV (2020). Esta seleção de fragmentos de carvalho está diretamente relacionada com as características finais do vinho, em virtude da origem, tamanho, grau de tostagem e tempo de contato (Figura 1.3). Desta forma, as combinações destes fatores proporcionam uma vasta gama de vinhos com qualidades singulares. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643815303595#bib47 25 De modo geral, a origem da madeira está relacionada diretamente com suas propriedades físicas e composição química. Figura 1.3 Fatores que influenciam no envelhecimento do vinho com madeira de carvalho. Fonte: Adaptada de Parzanese (2019). O carvalho pertence ao gênero Quercus que corresponde a cerca de 300 espécies. Destes, apenas uma minoria contém as características fundamentais para sua utilização em enologia tal como os carvalhos brancos da América do Norte representados, principalmente, pelas espécies Quercus alba, e os carvalhos da Europa, representados por Quercus petraea ou sessilis e Quercus robur ou pedunculata. No geral, são denominados de carvalho americano e carvalho francês, respectivamente, uma vez que, a primeira das espécies procede, fundamentalmente, da zona leste do rio Mississippi e as outras duas da região do centro e sudoeste da França (ZHANG et al., 2015). Com relação ao grau de tostagem, o carvalho pode ser usado de forma natural (não tostado) ou tostado com intensidade leve, média ou forte. Esta intensidade influencia diferentemente as características dos vinhos, sendo que o não tostado gera maior impacto em relação a estabilização da cor e o tostado forte altera, consideravelmente, a complexidade aromática. Os tamanhos dos fragmentos de carvalho (blocos, cubos, tamanho médio, tamanho pequeno, apara e pó) também vão influenciar na eficiência de transferência dos compostos da madeira para o vinho, sendo que quanto menor o tamanho da madeira, mais rápida é a extração (SANZA, 2006). Na Tabela 1.3 estão apresentados 26 alguns trabalhos realizados sobre elaboração de vinhos finos (de uvas Vitis viníferas) tratados com carvalho. É possível observar que as doses de carvalho empregadas dependem do tamanho destes, da relação superfície-volume e do momento da etapa do processo de elaboração em que são adicionados, embora geralmente variem entre 1 e 10 g.L-1. Busca-se sempre empregar uma dosagem e um tempo de contato que resulte em vinho o mais similar possível a um vinho tratado com um processo de envelhecimento em barris (CANO- LÓPEZ et al., 2008; ORTEGA-HERAS, M. et al., 2010; OBERHOLSTER et al., 2015). Além disso, nota-se que durante a execução do tratamento do vinho, o carvalho foi adicionado em diferentes etapas de processo, como por exemplo, se o carvalho for introduzido durante a fermentação, o tempo de contato estenderá até o final desta etapa; enquanto se for adicionado na etapa de envelhecimento, o tempo de contato dependerá das características sensoriais do vinho que se deseja obter. De qualquer forma, o tempo despendido para tais finalidades é significativamente menor do que o necessário para o envelhecimento em barril. Basicamente isto ocorre porque sendo de reduzidas dimensões, os pedaços de carvalho esgotam rapidamente os compostos de interesse que podem transferir, não sendo necessário maior tempo de contato com o vinho. Com relação a uvas não viníferas, em estudo realizado por Lago-Vanzela et al. (2014) sobre envelhecimento acelerado de vinhos de BRS Violeta, sem tratamento com carvalho, os autores demonstraram que a estrutura molecular das antocianidinas tem efeito marcante sobre a sua estabilidade. Dentre os resultados mais notáveis, pode-se destacar que: ANT não aciladas, como os derivados da dp e da pt, são menos estáveis que os derivados da cy, pn e mv, tal como foi relatado para vinhos elaborados com a uva Muscadine (TALCOTT; LEE, 2002); ANT não aciladas foram menos estáveis que as aciladas; e que as altas proporções das ANT diglicosiladas cumariladas dos vinhos BRS Violeta estabilizam sua coloração vermelha (o grupo p-cumaril pode participar na formação de complexos de copigmentação inter- e intra-moleculares). Estes resultados mostraram que os vinhos de BRS Violeta se comportam de forma diferente de outros vinhos elaborados com uvas não viníferas durante o envelhecimento. 27 Tabela 1.3 Estudos sobre elaboração de vinhos tratados com carvalho. Uva Origem Formato e tamanho dos carvalhos Grau de tostagem e dosagem do carvalho Etapa de aplicação/Tempo e temperatura do tratamento MO R Carménère Colombiana (Quercus humboldtii) Lascas (1 x 0,5 cm2) Médio-alto 3 g.L-1 de vinho Maceração pós-fermentativa (FM) (~ 15 °C/90 dias) Não A Americana (Quercus alba) Francesa e Romena (Quercus petreae) Syrah Francesa (Quercus petreae) Aduelas (2,5 x 5,0 x 0,5 cm3) Alto 4 g.L-1 de vinho1 Maceração fermentativa (FA) (~ 24 °C/20 dias) e FM (~ 18 °C) Não B Americana (Quercus alba) Aduelas (2,5 x 2,0 x 1,0 cm3) Médio 4 g.L-1 de vinho1 Tempranillo Americana (Quercus alba) Lascas (1 x 1 cm2) Médio 3 g.L-1 de vinho Maceração fermentativa (FA) (8 dias) Não C Syrah Americana (Quercus alba) Lascas (1 x 1 cm2) Baixo 3 e 6 g.L-1 Maceração fermentativa (FA) (5 e 10 dias) Não D Francesa (Quercus petraea) Lascas Médio Após o vinho pronto 28 Tinta del País Americana (Quercus alba) (1 x 0,5 cm2) e Aduelas finas (100 x 8 x 1 cm3) Dosagem não declarada (~ 15-16 °C/ 6 meses) Sim E Espanhola (Quercus pyrenaica) Tinta del País Francesa (Quercus petraea) Lascas (1 x 0,5 cm2) Aduelas (100 x 8 x 1 cm3) Médio 5 g.L-1 (lascas) 25 g.L-1 (aduelas) Maceração pós-fermentativa (FM) (~15-16 °C/ 6 meses) Sim F Americana (Quercus alba) Médio 6 g.L-1 (lascas) 22 g.L-1 (aduelas) Moravia Agria Mistura de francesa (Quercus petraea) e americana (Quercus alba) Em pó Médio 3 e 6 g.L-1 Maceração fermentativa (FA = 10 dias e FM = 20 a 30 dias) Maceração pós-fermentativa (FM, 7 dias) Sem G * MO = tratamento asociado a microoxigenação; FA = fermentação alcoólica; FM = fermentação malolática; AFM = após a fermentação malolática; 1doses novas a cada etapa. Referências: A = Martínez-Gil et al. (2018); B = Alencar et al. (2019); C = Gordillo et al. (2013); D = Gordillo et al. (2016); E = Del Álamo et al. (2010); F = Alamo-Sanza et al. (2019); G = García- Carpintero et al. (2012). 29 Os CF são extraídos principalmente da uva no vinho durante o esmagamento, prensagem, maceração/FA (HE et al., 2012; MONAGAS; BARTOLOMÉ, 2009) e, transformados ao longo do processo de vinificação devido ao metabolismo dos microrganismos durante o processo de fermentação do vinho (HERNÁNDEZ et al., 2007; LI et al., 2015) e depois durante o envelhecimento com carvalho (HERNÁNDEZ-ORTE et al., 2014; WATRELOT; WATERHOUSE, 2018). Diferenciando-se dos trabalhos encontrados na literatura, bem como, com o intuito de valorizar a uva brasileira, Nogueira (2017) elaborou vinhos tintos jovens de uva BRS Violeta, com inibição da FM, tratados com carvalho granulado de duas origens (francesa e americana), seguido de estudo do efeito do armazenamento (180 dias), a 16 °C, 25 °C e 50 °C, sobre os CF, AA e parâmetros de cor dos vinhos, e foi possível observar que, ao final do período de armazenamento todos os vinhos (controle e tratados com carvalho) mostraram-se muito estáveis frente todas as temperaturas testadas. No entanto, o vinho tratado com carvalho francês resultados positivos com relação a estabilidade das ANT e da cor, bem como da AA (NOGUEIRA, 2017). Os resultados obtidos até o momento com o processo de vinificação da uva BRS Violeta instigaram novos estudos sobre o tratamento do vinho BRS Violeta com carvalho granulado francês, levando em consideração as fermentações, haja visto que a FM não introduz alterações indesejáveis, mas modifica o vinho. Além disso, não basta melhorar a qualidade dos produtos sem melhorar a sua acessibilidade a maioria da população, uma vez que os altos preços dos vinhos associados à falta de cultura enológica e sua tradição no país ainda estão entre os principais fatores que distanciam o vinho dos brasileiros e resultam em um pífio consumo anual de vinhos. Estes motivos levaram ao estudo do tratamento do vinho de uva BRS Violeta com fragmentos de carvalho, bem como utilizar o coproduto gerado desta vinificação para o desenvolvimento de produtos alimentícios. Isto porque apesar do vinho de BRS Violeta ser conhecido por sua grande quantidade de CF benéficos à saúde, o coproduto gerado ainda contém elevada concentração de CF (BARCIA et al., 2014). A valorização do coproduto gerado do processamento desta uva brasileira torna-se muito vantajoso tanto pelo apelo sustentável quanto pela ampliação de produtos desenvolvidos que apresentam apelo para saudabilidade a preços mais acessíveis. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0085 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0085 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0085 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0095 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0095 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0095 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0140 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0140 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996918302084#bb0140 30 3. COPRODUTO DA VINIFICAÇÃO Um problema recorrente no Brasil é a geração de resíduos, entretanto inúmeros pesquisadores vêm buscando alternativas para a utilização destes. Infelizmente o processo de vinificação contribui com essa geração de resíduo, uma vez que gera consideráveis quantidade de coproduto desencadeando graves problemas no meio ambiente. De acordo com Muñoz-Bernal et al. (2021) estima-se que a cada 100 kg de uvas utilizadas na vinificação rende de 20 a 25 kg de coproduto. Assim, a produção mundial de coproduto varia de 10,5 a 13,1 milhões de toneladas anuais (GÓMEZ-BRANDÓN et al., 2019). O coproduto da vinificação composto por engaço, polpa, casca e semente, além de ter alto teor de fibra alimentar é rico em CF, incluindo flavonóides, ANT, proantocianidinas e ácidos fenólicos (ILYAS et al., 2021). De acordo com Beres et al. (2017), cerca de 70% dos CF permanecem no bagaço da uva após o processo de fermentação-maceração. Vale salientar que os compostos e suas concentrações são influenciados principalmente pela cultivar. Nas atuais circunstâncias globais (pandemia por meio do COVID-19, insegurança alimentar e instabilidade econômica) é imprescindível o aproveitamento deste coproduto, visto que se recuperados podem ser explorados em diversas áreas, tais como nutracêuticos, cosméticos e principalmente na alimentação. Além disso, a valorização efetiva deste coproduto pode contribuir significativamente garantindo a sustentabilidade no processo de vinificação, e reduzindo a insegurança alimentar. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0300 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0300 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0300 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0180 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0180 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0180 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0045 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0045 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0045 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920310942#b0045 31 CAPÍTULO II Vinhos de BRS Violeta tratados com carvalho granulado americano e francês: Influência nas ANT 32 RESUMO A Uva BRS Violeta (BRS Rúbea x IAC 1398-21) tem se destacado por sua elevada composição em CF, e seu potencial para a elaboração de suco de uva e vinhos. Sua composição fenólica instigou este estudo sobre os efeitos da adição dos carvalhos granulados francês e americano (3,00 g.L-1) em vinhos jovens a 15 °C por 30 dias, bem como o efeito do armazenamento (180 dias) a 16 °C, 25 °C e 50 °C, sobre a evolução nos perfis qualitativos e quantitativos das principais ANT, utilizando CLAE-DAD-SIE- EM/EMn. As concentrações de ANT em todos os vinhos foram significativamente afetadas durante o armazenamento, com reduções acentuadas principalmente em função da temperatura. No tempo zero, o vinho elaborado a partir da uva BRS Violeta apresentou uma concentração de ANT de aproximadamente 230 mg de mv-3,5-diglc.L-1. Após o tratamento do vinho com os carvalhos francês e americano (30 dias), as concentrações de ANT (mg de mv-3,5-diglc.L-1) passaram a ser de aproximadamente 261 e 269, respectivamente, não apresentando diferença significativa (p  0,05) quando comparado ao vinho controle (sem tratamento). Após 180 dias de armazenamento, nas temperaturas de 16 °C e 25 °C, os vinhos controle, americano e francês apresentaram concentrações de ANT (mg de mv-3,5-diglc.L-1) de aproximadamente, 160 e 79; 183 e 96; e 192 e 119, podendo-se observar que os vinhos tratados com carvalho francês apresentaram os maiores valores absolutos. Por outro lado, após 180 dias de armazemaneot dos vinhos a 50 °C, houve degradação quase que total das ANT, com presença apenas as formas diglicosiladas da pn e da mv. Diante dos resultados é possível apresentar a hipótese de que o vinho tratado com carvalho francês resultou em uma melhora na estabilidade das ANT devido a potencial ação antioxidante dos elagitaninos presentes na madeira. Palavras-chave: Vinho tinto. Carvalho granulado. BRS Violeta. 33 1. INTRODUÇÃO Uma uva brasileira tintoreira, a BRS Violeta (BRS Rúbea x IAC 1398-21), tem atraído a atenção de vinícolas e pesquisadores, não apenas por apresentarem um conteúdo expressivo de CF (BARCIA et al., 2014; REBELLO et al., 2013), mas por apresentar grande potencial como matéria-prima para a elaboração de vinhos jovens (DE- CASTILHOS et al., 2019; LAGO-VANZELA et al., 2013) e vinhos envelhecidos (LAGO-VANZELA et al., 2014). Em geral, os vinhos elaborados com uvas que não são viníferas perdem sua cor inicial intensa após alguns anos, o que explica por que não se empregam técnicas de envelhecimento nestes tipos de vinhos. Em Vitis vinífera, por exemplo, há exclusivamente ANT monoglicosiladas, enquanto a presença de ANT diglicosiladas é característica marcante de espécies não-viníferas. Em um estudo realizado por Lago-Vanzela et al. (2014) sobre a evolução das ANT durante o envelhecimento acelerado do vinho de uva BRS Violeta, armazenado a diferentes temperaturas (15 °C, 25 °C, 35 °C e 50 °C) por 120 dias, foi possível verificar que esses vinhos apresentavam resistência ao desaparecimento das ANT monoméricas e uma boa estabilidade da sua coloração vermelha nas condições testadas. Estes resultados se devem, em parte, às altas proporções das ANT diglicosiladas cumariladas presentes nestes vinhos, uma vez que o grupo p-cumaril pode participar na formação de complexos de copigmentação inter- e intramoleculares. Na técnica de envelhecimento em carvalho tradicional, os vinhos são envelhecidos geralmente em tonéis ou barris de carvalho, sendo que os mais usados são os europeus (Quercus petraea, principalmente Quercus robur) e os americanos (Quercus alba), armazenados em cavernas subterrâneas com ar-condicionado. Durante este processo, existem inúmeras reações químicas e bioquímicas entre os CF naturalmente presentes no vinho e os vários compostos extraídos da madeira (CHINNICI et al., 2015; GONZÁLEZ-CENTENO; CHIRA; TEISSEDRE, 2019; JARAUTA; CACHO; FERREIRA, 2005). A velocidade com que ocorrem as reações, principalmente as oxidativas, é influenciada pela porosidade da madeira do barril à medida que o oxigênio atmosférico difunde lentamente para o vinho. Embora esta técnica possibilite a estabilização da cor e a evolução da composição fenólica (NAVARRO et al., 2016b), é muito onerosa para as vinícolas brasileiras (ALENCAR et al., 2019). Uma alternativa, aprovada pela OIV (2020), que vem sendo aplicada pelos enólogos, em virtude de ser economicamente mais viável, é o tratamento de vinhos com 34 fragmentos de carvalhos de diferentes espécies e origens. Ressalta-se que os efeitos produzidos pela aplicação desta técnica, seguidos pelo envelhecimento na garrafa, são diferentes dos obtidos com o tratamento em barril e dependem de vários fatores, como tamanho do fragmento, origem da madeira, grau de tostagem, dosagem, tempo de contato do carvalho com o vinho (GORDILLO et al., 2016; HERNÁNDEZ-ORTE et al., 2014; MARTÍNEZ-GIL et al., 2020) e estágio de vinificação em que os fragmentos são adicionados (desde a fermentação do mosto ao vinho pronto) (ALENCAR et al., 2019; DEL-ÁLAMO et al. 2010; PIZARRO et al., 2014; TAO; GARCÍA; SUN, 2014). Tradicionalmente, estudos com esta temática são avaliados em vinhos elaborados a partir de uvas viníferas (ALAÑÓN et al., 2013; DEL-ÁLAMO-SANZA et al., 2019; ESPITIA- LÓPEZ et al., 2015; HERNÁNDEZ-ORTE et al., 2014; ORTEGA-HERAS et al., 2010). Neste contexto, estudo sobre a evolução de CF de vinho produzido a partir da cultivar brasileira BRS Violeta, seguido de tratamento com carvalho granulado de duas origens (americano (Quercus alba) e francês (Quercus sessiliflora)) após a FA, durante 180 dias sob diferentes temperaturas foi realizado. Os vinhos foram armazenados as temperaturas de 16 °C, 25 °C e 50 °C, simulando, respectivamente, o armazenamento nas vinícolas, o armazenamento nos estabelecimentos comerciais ou domicílios e o envelhecimento acelerado dos vinhos). Os resultados obtidos do referido estudo foram positivos com relação a estabilidade das ANT totais e manutenção da AA, especialmente nos vinhos tratados com o carvalho francês. No entanto, no referido trabalho, foram utilizadas apenas análises espectrofotométricas (NOGUEIRA, 2017). Para dar continuidade a avaliação do potencial de mercado desta uva para a elaboração de vinhos, o presente estudo objetivou avaliar a evolução dos perfis qualitativo e quantitativo das ANT presentes em vinhos BRS Violeta, tratados com carvalho granulado de duas origens (americano (Quercus alba) e francês (Quercus sessiliflora)) após a FA, durante 180 dias a três temperaturas (16 °C, 25 °C e 50 °C), por meio de CLAE-DAD-SIE-EM/EMn. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Químico Todos os solventes utilizados foram de grau cromatográfico (> 99%); todos os padrões químicos foram de grau analítico (> 95%); e foi utilizado água ultrapura (sistema Milli-Q). Os padrões químicos mv-3-glc, mv-3,5-diglc e pn-3,5-diglc foram provenientes 35 da Phytolab (Vestenbergsgreuth, Alemanha); enquanto cy-3-glc e cy-3,5-diglc foram da Extrasynthese (Genay, França). 2.2 Elaboração dos vinhos de BRS Violeta As uvas foram provenientes do município de São Roque, São Paulo, Brasil, localizado com as coordenadas geográficas 23° 31 '44 "S e 47° 08' 06" W, e 771 m acima do nível do mar (referido WGS84 datum, World Geodetic System 1984), na sua maturação comercial ideal e em boas condições sanitárias. A caracterização físico- química da uva utilizada na vinificação foi realizada a partir das seguintes análises: conteúdo de sólidos solúveis (SS), potencial hidrogeniônico (pH) e AT, expresso em ácido tartárico, segundo metodologias preconizadas pela Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 2005). Além disso, a uva foi caracterizada quanto a concentração de ANT totais, expresso em mg de mv-3,5-diglc.kg-1 de uva, de acordo com metodologia descrita por Lago-Vanzela et al. (2011); e quanto à concentração de CFT, expresso em mg EAG.kg-1 de uva, segundo metodologia de Folin-Ciocalteu (OUGH; AMERINE, 1988). O processo de vinificação foi o usual no Brasil para a produção de vinhos tintos jovens elaborados a partir de cultivares de uvas não-viníferas. As seguintes etapas foram empregadas: desengace e esmagamento das uvas (620 kg); adição de metabissulfito de potássio (210 mg.kg-1 de uva) e despectinização (COAPECT PTE, Coatec Industrial e Comercial Ltda, Bento Gonçalves, RS, Brasil, na proporção de 4, 0 mg.kg-1 de uva); inoculação com levedura Saccharomyces cerevisiae (Mauriferm Y-904, Coatec Industrial e Comercial Ltda., Bento Gonçalves, RS, Brasil, na proporção de 200 mg.kg-1 de uva); chaptalização, após 7 dias de maceração com bagaço (aproximadamente 50 g.L-1, previamente dissolvido em mosto de fermentação); sulfitagem, após a conclusão da FA (140 mg.L-1 de vinho) para inibição da FM; e, estabilização tartárica, a 4 °C em câmara fria por 30 dias. 2.3 Tratamento do vinho BRS Violeta com carvalho granulado não tostado de duas origens diferentes O vinho jovem de BRS Violeta foi tratado com carvalho granulado não tostado americano (Quercus alba) e francês (Quercus sessiliflora) (Exclusivas Arraez Bravo, Ciudad Real, Espanha), em triplicata. De acordo com a recomendação do fabricante foi 36 utilizado uma dosagem de 3 g de carvalho.L-1 de vinho por 30 dias a 15 °C. Para tanto, canutilhos de tela de aço inoxidável, com malha de aproximadamente 1 mm, contendo a quantidade de cada carvalho testada, foram introduzidos em bombona de plástico fabricada em polietileno de alta densidade (PEAD) virgem (capacidade de 7 litros), que por sua vez foram preenchidos totalmente com vinho tinto jovem de BRS Violeta, sem deixar espaço vazio de forma a garantir a ausência de ar no seu interior. Para permitir o contato do carvalho com o vinho de forma efetiva, duas vezes por dia os galões foram agitados manualmente, de forma padronizada, chacoalhando-se para um dos lados durante 1 minuto, este movimento foi repetido nos 4 lados dos galões, para garantir a homogeneização do vinho. Transcorrido os 30 dias de tratamento, retirou-se os canutilhos contendo o carvalho de cada galão de vinho, sendo os vinhos então armazenados sob refrigeração (± 7 C) para prosseguir com os experimentos. Três amostras de vinho jovem, sem tratamento, foram submetidas às mesmas condições experimentais e denominadas de vinho controle. Assim, esse experimento foi disposto no delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos (controle, carvalho americano e carvalho francês) em triplicata. Os parâmetros enológicos convencionais dos vinhos controle e tratados com o carvalho granulado das duas origens foram determinados, em triplicata, a partir das seguintes análises: teor alcoólico e densidade relativa, utilizando densímetro Anton Paar DMA 45 (RIZZON, 2010); concentração de sólidos solúveis (SS), com o uso de refratômetro de bancada Abbe (AOAC, 2005); potencial hidrogeniônico (pH), pela leitura direta em um potenciômetro digital Tecnal-TEC 11 (OIV, 2020); cinzas, segundo a metodologia OIV (2020); AT, acidez volátil e acidez fixa, com uso de pHmetro, aparato para titulometria e destilador Tecnal (AOAC, 2005); e, extrato seco total, utilizando banho termostático a 100ºC e estufa a 105ºC até peso constante (AOAC, 2005). 2.4 Monitoramento das alterações nos perfis qualitativos e quantitativos das principais ANT dos vinhos tintos BRS Violeta jovens e envelhecidos em diferentes temperaturas de armazenamento Esse experimento foi montado em esquema fatorial em parcela subdividida sendo na parcela os fatores tratamentos (vinho controle, carvalho granulado americano e granulado francês) e temperatura de armazenamento (16 °C, 25 °C e 50 °C), e na subparcela o tempo de armazenamento (0, 30 e 180 dias), em triplicata. Para tanto, os 37 vinhos tratados com os carvalhos granulados americano e francês, bem como os vinhos controle foram transferidos para frascos de vidro de cor âmbar (125 mL) e armazenados em estufas, tipo B.O.D., a 16 °C, 25 °C e 50 °C. Em cada estufa foram colocadas amostras de vinho, em triplicata. As análises necessárias para determinação da evolução nos perfis qualitativos e quantitativos das principais ANT dos vinhos tintos BRS Violeta jovens e envelhecidos durante o armazenamento, utilizando CLAE-DAD-SIE-EM/EMn, foram realizadas em três pontos do armazenamento (0, 30 e 180 dias), nas temperaturas de 16 °C, 25 °C e 50 °C. Para tanto, foi utilizado o método descrito por Lago-Vanzela et al. (2013). A separação, identificação e quantificação foram realizadas usando um sistema cromatográfico Agilent 1100