Vinhos: química muito além da fermentação

Sem dúvida, os vinhos são umas das bebidas mais refinadas. Mas, para chegar até a mesa, há muitos processos que envolvem conhecimentos químicos.

De fato, desde a antiguidade o vinho era prescrito como medicamento e usado em rituais religiosos. E não é para menos: as propriedades dele são incríveis para o organismo, principalmente por causa dos polifenóis.

Há três tipos de vinhos: tinto, branco e rosados. Contudo, para cada tipo, há uma enorme variação - e, considerando a mistura dos mesmos, nosso conjunto fica ainda maior. 

Outra classificação que é empregada para os vinhos é de acordo com o seu teor de açúcar: secos (com 0 a 5 g de açúcar por litro), semi-seco ou meio seco (com 5,1 a 20,0 g de açúcar por litro) e suave (com concentração superior a 20,1 g de açúcar por litro).

O tipo de uva utilizada para a fabricação é o principal diferencial entre essas bebidas. A Vitis vinífera é a principal espécie da qual derivam as diversas castas de uvas. Elas podem ser divididas em uvas pretas e uvas brancas. Elas são, respectivamente, Cabernet sauvignon, Pinot noir, syrah, Merlot, Grenache, Gamay e Chardonnay, Sauvignon blanc, sémillon, Riesling e Chenin blanc.

Já para a fabricação de vinhos tintos de mesa comum, a espécie Vitis riparia, ou Niagara, é a uva utilizada. As espécies são diferentes por causa da acumulação de açúcares na fruta, já que quanto maior for a acumulação, melhor será a fermentação.

Propriedades e composição

Afinal, o que há no vinho que o torna até um bom medicamento? Bem, os principais constituintes são: água, etanol, açúcares, minerais (potássio, fósforo, magnésio, cálcio, sódio, silício, molibdênio, ferro, zinco, manganês, cobre, níquel, crômio e cobalto), vitaminas (principalmente as do complexo B), ácidos orgânicos (láctico, tartárico, acético e málico), aminas bioativas (histamina, betafenilaminna, tiramina) e, até mesmo, traços de proteínas, de acordo com um estudo da UNILAGO.

Entre os polifenóis há uma divisão: os flavonoides e os não-flavonoides.

O resveratrol é o principal polifenol não-flavonoide. É encontrado na casca da uva. Uma característica desse composto que vem chamando a atenção de pesquisadores é o fato de ser um ótimo receptor de radicais livres, podendo ser utilizado para reduzir o dano no coração e no cérebro. 

Entre os polifenóis flavonoides, os principais são a quercetina e a catequina. Além de atuarem como receptores de radicais livres, esses compostos atuam contra alergias, inflamações e hepatoxicinas, além de serem responsáveis pela quelação metálica (capturam íons metálicos no organismo, formando os quelatos, muito usados em intoxicações com metais pesados).

Esses são apenas alguns dos compostos. Hoje, sabe-se que há mais de mil substâncias ativas no vinho. 

Taninos e antocianos

Como já foi mencionado, os taninos são os polifenóis presentes nos vinhos. São antioxidantes poderosos, utilizados não só na indústria alimentícia como também na indústria cosmética. Já conhecemos alguns desses compostos, como o resveratol.

Os antocianos são repensáveis pelo tom e intensidade da cor da bebida. Os taninos, além de interferirem na cor, são associados ao sabor, coagulando proteínas salivares e conferindo certa adstringência. São localizados nas cascas das uvas e, devido ao processo de maceração, estão presentes em maiores quantidades nos vinhos tintos.

Uma característica dos taninos que deve ser levada em conta é a sua maior solubilidade no álcool. No processo produtivo, isso indica que a extração dos taninos logo no primeiro dia de fermentação não será elevada, pois haverá, ainda, pouco álcool. De forma similar, ao final da fermentação, quando quase não houver açúcar, a quantidade desses compostos será alta, conferindo, portanto, uma grande adstringência. A passagem desses compostos para o vinho ocorre também no processo da remontagem, de forma que a quantidade aumenta conforme o processo é repetido. Além de serem compostos naturais do vinho, os taninos também podem provir do carvalho.

Os antocianos, por outro lado, são mais solúveis em água. Mas ambos fazem uma interação, criando como se fosse "pontes", de maneira a evitar a oxidação e precipitação, formando compostos estáveis que ligam-se também às proteínas e açúcares.

O processo de maturação dos taninos são, na verdade, reações de esterificação, em que fenóis e álcoois reagem com alguns ácidos carboxílicos graxos presentes no vinho, resultando em ésteres grandes. Os ésteres (função orgânica na qual um átomo de carbono forma ligação dupla com um oxigênio e uma ligação simples com outro oxigênio. O mesmo carbono está ligado a um radical, que pode ser uma cadeia carbônica) são os responsáveis pelo sabor. Nesse procedimento, ocorre a queda do teor alcoólico e do pH e a extração de ésteres e de compostos fenólicos do próprio barril de carvalho.

Efeitos no organismo

Quando consumido com moderação, os resultados são muito positivos: diminuição do LDL (colesterol ruim), aumento do HDL (colesterol bom), controla as citocinas no sangue (substância química inflamatória), evita que o sangue coagule no lugar errado, previne o entupimento de artérias, protege as células cerebrais da oxidação (papel desempenhado pelos polifenóis), inibe a multiplicação do vírus da herpes e melhora a densidade óssea, dentre muitos outros fatores.

Entretanto, é necessário lembrar que o vinho contém etanol; em uma dose moderada, ele auxilia nos resultados escritos acima (é responsável pela conversão de LDL em HDL, por exemplo); em doses altas, causa letargia e até mesmo dependência ou vício, o que pode levar a patologias cardíacas, pancreatites, hipertensão e cirrose hepática.

Então, qual é a quantidade ideal? Bem, ninguém sabe ao certo: na França, esse valor é de 60 g/dia, já no Reino Unido, 30 g/dia ou menos.

As classes médicas e científicas aconselham doses que não excedam 1 g de etanol para cada quilograma de massa por dia, já que é uma dose que o fígado consegue metabolizar sem dificuldade. Dessa forma, um homem com 80 kg poderia ingerir, no máximo, 80 g de etanol. Para se ter uma margem de segurança, esses mesmos profissionais recomendam não exceder um total de 0,5 g para cada quilograma de massa corporal por dia.

Já a OMS considera um consumo de três doses-padrão de 120 mL por dia para homens e duas para mulheres, permitindo o consumo alcoólico cinco dias por semana.

Veja só!

Qual seria a quantidade de álcool que poderia ser ingerida para uma pessoa com 80 kg, de forma a não exceder a dose de 0,5 g de álcool por quilograma de massa? Dado que o teor alcoólico do vinho é 14%, e que uma garrafa possui 1 L. Considerar a densidade do etanol 0,8 kg/L.

Primeiramente, vamos considerar a garrafa de vinho, de 1 litro. A informação do teor alcoólico nos diz que, daquele 1 litro de vinho, 14% é composto por álcool. Como 1 litro equivale a 1.000 mL, aplicamos uma regra de três para determinar quantos miligramas de álcool há, no total, nessa garrafa.

1.000 mL -------- 100%

      x mL ----------- 14%

x = 140 mL de álcool no vinho.

Muito bem. Mas o cálculo considera a quantidade de álcool em gramas, não em mililitros. Como faremos essa conversão? Simples: aqui entra a densidade do álcool.

Mas primeiramente, o que a densidade nos diz? 0,8 g/L. Obtida por dados experimentais, essa relação indica que cada litro de álcool pesa 0,8 g. Ficou mais simples agora, não?

Voltando ao problema. Temos que, na garrafa, há 140 ml de álcool. Quanto isso pesa? Pois bem, sabemos que 1 litro pesa 0,8 g, então, com uma regra de três, saberemos o peso de 140 mL. Lembre-se: o litro deve ser convertido em mililitro para o cálculo (1 L = 1.000 mL).

1.000 mL ------------------- 0,8 g

    140 mL ------------------- x g

1.000 x = 112 g

x = 0,112 g de álcool no vinho 

Como a pessoa tem 80 kg, a quantidade diária que ela pode ingerir é a 0,5 g para cada quilograma de massa corporal. Se fosse 1 g para cada quilograma, ela poderia ingerir até 80 g de álcool. Como essa dose é reduzida pela metade, ela só pode ingerir 40 g de álcool diariamente.

Assim, considerando a quantidade que pode ser ingerida, temos:

1.000 mL de vinho --------------- tem 0,112 g de álcool

       x mL de vinho -----------------terão 40 g de álcool

0,112 x = 40.000 mL

x = 357, 14 mL de vinho.

Essa seria a quantidade de álcool diária indicada por profissionais da saúde para uma pessoa com 80 kg. Uma taça contém aproximadamente 150 ml, então, cerca de 2 taças já está de bom tamanho.

Processos

Para cada tipo de vinho há um processo diferente, mesmo que todos apresentem certa semelhança. As fases de colheita, transporte, recepção e esmagamento ocorrem para todos os tipos de vinho. A partir daí eles tomam caminhos diferentes.

• Colheita

A colheita precisa ser feita no tempo certo: uvas muito maduras produzem um vinho aguado, pois contêm menos açúcares para a fermentação. Já se a uva passar do ponto, o pH não será adequado, pois não terá a acidez necessária, apesar de serem ricas em açúcares para a fermentação.

Até a hora da colheita importa: preferencialmente deve ser feita em dias secos e nublados ou ao amanhecer, já que nesse horário não há grandes quantidades de insetos no vinhedo.

A colheita manual é a mais indicada, pois evita danos nos frutos.

• Esmagamento

Uma tradição mantida até hoje em diversos lugares é o esmagamento com os pés. Contudo, atualmente, a maior parte do processo é mecanizado. O esmagamento parcial é aquele feito com os pés, enquanto o esmagamento enérgico é feito por máquinas e centrífugas. O objetivo dessa etapa, além de produzir o mosto (mistura de bagas, cascas e sumos), é romper a película da uva. Isso permite o arejamento do mosto e favorece a disseminação de leveduras, tornando a fermentação mais rápida. Quando a uva esmagada é manipulada por bombas, a dissolução de antocioninas e taninos é facilitada.

• Sulfitagem

Nessa etapa, o dióxido de enxofre (SO2), ou o gás anidrido sulfuroso, é adicionado ao mosto. Por ter um grande potencial redutor, é usado como antioxidante. Ele é importante para impedir o crescimento de microrganismos anaeróbicos como bactérias. É, também, adicionado às uvas. Para uvas boas a quantidade varia e 3 a 10 g/hL e de 15 g/hL para uvas podres.

Doses muito altas desse antioxidante podem afetar no odor final da bebida, como um fósforo apagado, bem como a sensação de gostos estranhos. Isso denota um erro de manipulação desse produto.

No final do processo, outro conservante adicionado é o ácido ascórbico - a vitamina C.

Vamos ver, agora, como cada vinho toma um caminho diferente.

Vinho tinto

• Fermentação

A fermentação é, sem dúvida, a fase mais importante da fabricação do vinho. Além de possuir os microrganismos certos, também é necessário o controle da temperatura. O contato com o oxigênio deve ser evitado, já que poderia ocasionar a oxidação do produto.

Esse processo pode ocorrer de várias maneiras. Aqui, veremos a fermentação alcoólica e a fermentação malolática.

A primeira a ser trabalhada será a fermentação alcoólica. Quimicamente falando, a fermentação é feita pelas leveduras, transformando açúcares em etanol e outros produtos, conforme a reação:

A levedura também precisa ser específica. A mais utilizada é a Saccharomyces cerevisiae, a mesma usada na produção da cerveja, principalmente por sua resistência ao álcool gerado. Esses seres são anaeróbicos facultativos, ou seja, conseguem obter energia tanto na presença do oxigênio como na ausência do mesmo. Por isso também é importante evitar a entrada de oxigênio nas pipas, pois a fermentação seria interrompida e os microrganismos passariam a realizar a respiração aeróbica. Para o vinho tinto, a entrada de oxigênio pode ser benéfica, mas o cenário muda para os vinhos brancos.

As leveduras necessitam de aproximadamente 17,5 g de açúcar por litro no mosto para gerar 1% de álcool. Dessa forma, para um vinho com teor de 14% são necessárias 245 g/L de açúcar no mosto, acumulado de forma natural. Algumas leveduras são encontradas na própria casca da uva, enquanto outras são produzidas em laboratórios, passando por rígidos testes e processos.

Mas o que a temperatura tem a ver com isso? Na fermentação ocorre a liberação de energia em forma de calor. Isso pode afetar o resultado final. Para se ter uma noção, temperaturas de 24°C a 32°C favorecem vinhos tintos, elevando a concentração de compostos fenólicos e, consequentemente (já que esses compostos não são muito solúveis em água, tendo maior finidade com o álcool), encorpando e dando cor à bebida. Para vinhos brancos, isso não funciona: entre 14°C e 18°C já está ótimo.

O ponto ideal de fermentação depende de muitos fatores, começando pela uva e o terreno onde foi plantada.

No Brasil, a fermentação malolática não é muito utilizada, portanto, não é uma etapa obrigatória do processo.

Nesse processo ocorre a transformação do ácido málico em ácido lático, que é mais fraco. Isso confere um sabor diferente. Contudo, essa etapa requer um controle mais rígido, pois pode ocorrer tanto o excesso de fermentação quanto a liberação de toxinas.  

Olhe essa tabela de comparação:

• Maceração

As cascas de uvas separadas são essenciais para esse processo, que consiste basicamente no contato entre o mosto (líquido) e as cascas. Nessa etapa ocorre a transferências de compostos responsáveis pelas características de cor, aroma e corpo do vinho, sem mencionar as diversas substâncias benéficas para a saúde, como o resveratrol.

• Remontagem

Nesse processo, o mosto fermenta na parte inferior da cuba de fermentação e é bombeado para cima de forma a cobrir a parte dos bagaços formada na camada superior.

• Prensagem

Após o esmagamento, o mosto, ainda não fermentado, passa pelo processo de prensagem, onde as cascas e sementes são separadas. No vinho tinto, as cascas ainda são utilizadas.

• Fermentação malolática (opcional)
• Envelhecimento

Também chamado de estágio, esse processo consiste no envelhecimento controlado do vinho, em barris de carvalho ou em garrafas. Nessa parte, a madeira, que também possui taninos, tem esses compostos transferidos para o vinho, aprimorando o sabor. Assim, o oxigênio passa pelos poros da madeira ou da rolha, colocando o vinho em um estado de desenvolvimento de sabor e cor. O tempo varia para cada vinho, mas é certo que o bom armazenamento é necessário: lugares escuros, bons barris ou garrafas e temperaturas amenas.

• Filtragem

Processo também conhecido como transfega, consiste em, ao final da fermentação, deixar com que as partículas em suspensão sejam removidas, separando-as do líquido. Após isso, o líquido é transportado para outro recipiente. Conforme o vinho desejado, esse processo pode acontecer mais de uma vez.

Os filtros são classificados em três categorias: filtro à terra, filtro à placa e filtro de membrana. O primeiro normalmente é usado para a primeira filtração. São compostos por algas calcinadas ou por terra provinda de rochas vulcânicas (perlite). O filtro à placa pode ser usado como placas de grande rendimento, intermediárias e esterilizantes, usada antes do engarrafamento. Já o filtro de membrana é uma combinação de ésteres e celulose, usado, também, antes do engarrafamento, para eliminar leveduras e bactérias.

• Engarrafamento

Nessa etapa, o vinho é distribuído em garrafas por máquinas. Um espaço é deixado para o caso de ocorrer expansões. A rolha de cortiça é derivada das árvores de carvalho, então são muito eficientes para a vedação do recipiente. 

• Análise

Para garantir o controle de qualidade, diversas análises físico-químicas são feitas, como a determinação do teor alcoólico, acidez total e volátil, pH, índice de cor, açúcar, extrato seco, cinzas (matéria inorgânica), conservantes (dentre os utilizados, destacam-se o anidrido sulfuroso e o sorbato de potássio), absorção atômica (no caso dos metais) e turbidez.

• Resíduos

Os resíduos gerados são, majoritariamente, engaço, bagaço e sementes de uvas, matérias orgânicas que vão para a compostagem e posteriormente servem de adubo para as plantas nos parreirais.  

Vinho branco

• Prensagem
• Decantação

Esse processo, utilizado principalmente na produção de vinho branco. Nele, os resíduos sólidos são decantados na parte inferior do líquido, para serem posteriormente separados.

• Fermentação
• Filtragem
• Afinamento

Ocorre ao final da fermentação. Nessa etapa, as partículas suspensas formam coágulos, deixando a bebida com um caráter turvo. Aqui também é iniciado o processo de estabilização do produto, eliminando microrganismos.

Os principais agentes de clarificação empregados nessa etapa são a sílica, o carvão ativado, caseinato de potássio, gelatina e albumina (de ovo e de sangue). Contudo, o agente mais utilizado é a bentonite, uma argila com grande capacidade de expansão e adsorção, ocasionando, muitas vezes, ocorrer a perda de coloração.

Esses elementos são eliminados na etapa de filtração.

• Engarrafamento
• Análises
• Resíduos

Vinho rosé

Método tinto

• Maceração
• Fermentação

Para os vinhos rosé, a fermentação pode acontecer de várias maneiras, conforme o sabor desejado. Um dos métodos usados é a cofermentação, ou seja, a fermentação conjunta de uvas tintas e brancas.

• Envelhecimento
• Filtragem
• Engarrafamento
• Análises
• Resíduos

Método branco

• Prensagem
• Decantação
• Fermentação
• Filtragem
• Afinamento
• Engarrafamento
• Análises
• Resíduos

Resumindo esse processo produtivo em uma imagem:

Armazenamento

O lugar mais adequado para guardar os vinhos são em ambientes escuros, com temperaturas amenas, umidade de 75%, e até mesmo isolamento acústico, se possível.

• Luz

A luz, para o vinho, atua como um catalisador das reações, ou seja, acelera o processo de oxidação (uma das principais reações químicas no vinho). Nos taninos, a função fenol pode ser oxidada para a função cetona, o que implica em alterações de aromas e sabores. Além disso, carboidratos e o álcool em si passam por esse processo. A oxidação do álcool leva à formação de ácido acético, o vinagre. A sulfitação, processo já descrito, atua como um antioxidante: o sulfito reage com oxigênio gerando fosfato, consumindo o oxigênio livre e impedindo a oxidação de outros compostos.

• Umidade

A umidade deve estar em um teor de 75%. Em excesso, pode ocorrer a proliferação de mofos e microrganismos nas rolhas de cortiça, o que também irá permitir uma entrada indesejada de oxigênio.

• Temperatura

A temperatura ideal é em torno de 13°C. Temperaturas muito altas aceleram o processo de envelhecimento, produzindo resultados negativos e com propriedades muito diferentes das dos vinhos envelhecidos lentamente.

• Som

O ambiente com isolamento acústico é importante por causa de algo simples: movimentação das moléculas. Dificilmente a movimentação de partículas gerada pelo som pode acarretar em um aumento significativo da temperatura, porém, é suficiente para favorecer algumas reações indesejadas.

Texto por Giovana Bagnara Luisi
Estudante de Química

Referências

MONTEIRO, Julio Marcelino et al . Taninos: uma abordagem da química à ecologia. Quím. Nova, São Paulo , v. 28, n. 5, p. 892-896, out. 2005 . Disponível em <https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422005000500029&lng=pt&nrm=iso>. acessos em 09 jun. 2020. https://doi.org/10.1590/S0100-40422005000500029.

POZZAN, Maria Suzana Vial; BRAGA, Gilberto Costa; SALIBE, Ariane Busch. Teores de antocianinas, fenóis totais, taninos e ácido ascórbico em uva 'bordô' sobre diferentes porta-enxertos.Rev. Ceres, Viçosa , v. 59, n. 5, p. 701-708, Oct. 2012 . Available from <https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-737X2012000500017&lng=en&nrm=iso>. access on 09 June 2020. https://doi.org/10.1590/S0034-737X2012000500017.

https://blog.famigliavalduga.com.br/elaboracao-do-vinho-como-acontece-a-fermentacao-da-uva/

https://clubedevinhos.com/artigos/principais-castas-vinho-tinto

https://clubedevinhos.com/artigos/principais-castas-vinho-branco

https://blog.vinhosite.com.br/saiba-como-diferenciar-os-tipos-de-vinhos/

https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/vinho-branco-tinto-qual-diferenca.htm

https://blog.famigliavalduga.com.br/entenda-mais-sobre-o-processo-de-vinificacao/

https://meuricovinho.weebly.com/processos-de-transformaccedilatildeo.html

https://www.wine.com.br/winepedia/sommelier-wine/como-o-vinho-rose-e-feito/

https://www.enologia.org.br/artigo/taninos 

https://www.wine.com.br/winepedia/curiosidades/inimigos-da-conservacao-do-vinho/#:~:text=%C3%89%20comum%20vermos%20os%20vinhos,e%20a%20estrutura%20do%20vinho.

Crédito das imagens

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/17/Resveratrol.svg/1200px-Resveratrol.svg.png

https://www.researchgate.net/profile/Kamila_Nascimento/publication/275275215/figure/fig1/AS:391995903234070@1470470514715/Figura-1-Estrutura-quimica-da-catequina-Fonte-Manfredini-et-al-2004.png

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/81/Quercetin.svg/1200px-Quercetin.svg.png

https://meuricovinho.weebly.com/uploads/2/9/4/3/29434251/9022609_orig.png

https://lh3.googleusercontent.com/proxy/qMYk1hm8BgNGF6V_nYaBban8FgaG7qwiC5udYr0QaDAXwX1TXstNiLst-Il-4HaFwQVy6dAbkCPTCCffyFGjRflXMXLqMIl7sSsDHhWsX8L7IOCJ0YaVedJybo9N

https://i1.wp.com/www.clubevinhosportugueses.pt/wp-content/uploads/2014/08/vinho-tinto-tranquilo.jpg?fit=240%2C210&ssl=1

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcTygHmNCa4XOJm6c3MkcNQZ8d2Rm-SgApfoSZyLm-79wv07r8H3&usqp=CAU

https://www.clubedosvinhos.com.br/wp-content/uploads/infografico_cores_vinhos.png

https://content.paodeacucar.com/wp-content/uploads/2019/06/o-que-%C3%A9-vinho-de-mesa4.jpg