Good Manufacturing Practices, Hazard Analysis and Critical Control Point plan proposal for distilleries of cachaça

Cachaça poses many quality (appearance, taste, consumer acceptability) and safety hazards (chemical, metal, and microbiological contaminations during the process). In this work, an effort is made for the quality and safety analysis of cachaça, by describing and outlining the potential hazards in every step of the process. This study revealed that the critical control points (CCPs) involved in Good Manufacturing Practices (GMP) to prevent cachaça safety hazards are the stages of sugarcane growing, sugarcane harvesting, fermentation, distillation, and aging process. The most significant factors for both CCPs and critical points (CPs) that should be controlled are determined. The implementation of the Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) system in small distilleries of Cachaça has been very helpful to provide the required safety for domestic consumers and boost cachaça exportations. Therefore, the main objective of the cachaça industry is to achieve production consistency.(AU)

Good Manufacturing Practices, Hazard Analysis and Critical Control Point plan proposal for distilleries of cachaça

Cachaça poses many quality (appearance, taste, consumer acceptability) and safety hazards (chemical, metal, and microbiological contaminations during the process). In this work, an effort is made for the quality and safety analysis of cachaça, by describing and outlining the potential hazards in every step of the process. This study revealed that the critical control points (CCPs) involved in Good Manufacturing Practices (GMP) to prevent cachaça safety hazards are the stages of sugarcane growing, sugarcane harvesting, fermentation, distillation, and aging process. The most significant factors for both CCPs and critical points (CPs) that should be controlled are determined. The implementation of the Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) system in small distilleries of Cachaça has been very helpful to provide the required safety for domestic consumers and boost cachaça exportations. Therefore, the main objective of the cachaça industry is to achieve production consistency.

Cyanate as an Active Precursor of Ethyl Carbamate Formation in Sugar Cane Spirit.

The thermodynamic and kinetic aspects of ethyl carbamate (EC) formation through the reaction between cyanate and ethanol were investigated. The rate constant values for cyanate ion decay and EC formation are (8.0 ± 0.4) × 10(-5) and (8.9 ± 0.4) × 10(-5) s(-1), respectively, at 25 °C in 48% aqueous ethanolic solution at pH 4.5. Under the investigated experimental conditions, the rate constants are independent of the ethanol and cyanate concentrations but increase as the temperature increases (ΔH1(⧧) = 19.4 ± 1 kcal/mol, ΔS1(⧧) = −12.1 ± 1 cal/K, and ΔG1(⧧) = 23.0 ± 1 kcal/mol) and decrease as the solution pH increases. According to molecular modeling (DFT) that was performed to analyze the reaction mechanism, the isocyanic acid (HNCO) is the active EC precursor. The calculated ΔG1(⧧), ΔH1(⧧), and ΔS1(⧧) values are in very good agreement with the experimental ones.

A fluorescence-based method for cyanate analysis in ethanol/water media: correlation between cyanate presence and ethyl carbamate formation in sugar cane spirit.

UNLABELLED: Based on the fluorescence properties of 2,4-(1H,3H)-quinazolinedione, a product of the reaction between cyanate and 2-aminobenzoic acid, a simple, sensitive, selective, and reproducible method for the cyanate analysis in aqueous ethanolic media is proposed. In this method, λ(exc) and λ(em) are 310 and 410 nm, respectively, and the limits of detection and quantification are 2.2 × 10(-7) and 6.7 × 10(-7) mol/L, respectively. Under optimal conditions (pH = 4.5, 40% ethanol), a concentration of 5.0 × 10(-6) mol/L cyanate can be determined in a single measurement, at a 95% level of confidence, with an uncertainty of ± 0.13 × 10(-6) mol/L. Cyanide, thiocyanate, chloride, nitrate, and sulfate ions, as well as urea and urethane in concentrations 1 × 10(3) higher than that of cyanate do not interfere with the measurement. The methodology was applied to cyanate analyses in the different fractions of the sugarcane distillate and the data strongly suggest a correlation between the presence of urea in wine, and the cyanate and ethyl carbamate concentrations in the spirit. PRACTICAL APPLICATION: Based on the fluorescence properties of the reaction product between cyanate and 2-aminobenzoic acid, a method for assaying cyanate was devised. This procedure applied to the sugarcane distillate showed for the first time a correlation between cyanate presence and ethyl carbamate (EC) formation in the different fractions of the product. Therefore, the proposed methodology can be used to predict in freshly distillate sugar cane spirits the potential total concentration of EC to be formed. Therefore, these data could be used to advise about the necessity of implementing a procedure to reduce spirit EC concentration before the product reaches the market.

Prognosis of organic sugar cane spirit production in the Araras region / Prognose da produção de cachaça orgânica na região de Araras

In spite of social and economic value of the Brazilian sugar cane spirit or cachaça, there are few studies about the parameters of agroindustrial of sugar cane and the profile of the producers, along with concern for quality. This agro-industry has significant number of small producers with its activity one way to obtain an income, bringing employments and foreign exchange to the country. However, these producers manufacture empirical and rudimental way, based on common sense or information by father or son. The aim of the study was to characterize the profile of the producers of sugar cane spirit or cachaça of the region of Araras, linked them to the viability of obtaining a products of high quality using organic methods. As result of this study was evidenced that the region of Araras shows the same characteristic profile of this sector, where a large majority work in informal conditions, without certificate on Agriculture Ministry and sell its production in local markets. The conditions of manufacturing juice of sugar cane are very rudimentary, where a large majority of producers with simple distillations apparatus. Relatively to the possibility of production of organic sugar cane spirit or cachaça, the main difficulty is located on the rural area, caused by the strong dependence on soluble chemical fertilizers. The production of organic sugar cane spirit or organic cachaça

Apesar da importância econômica e social da aguardente de cana-de-açúcar ou cachaça, são escassos os trabalhos encontrados na literatura que estabelecem comparações entre as características agroindustriais da cultura e o perfil do produtor, aliado à preocupação com a qualidade. Esta agroindústria se caracteriza por apresentar significativa quantidade de pequenos produtores que possuem nesta atividade uma forma de geração de renda, trazendo para o País divisas e empregos. Entretanto, produzem de maneira empírica e rudimentar, baseados no senso comum ou informações repassadas de pai para filho. Foi feito um levantamento preliminar visando caracterizar o perfil das propriedades produtoras de aguardente de cana-de-açúcar da região de Araras, associando-as à viabilidade de obter-se um produto de qualidade com características orgânicas. A região de Araras apresenta um perfil característico do setor, onde a grande maioria trabalha na informalidade, sem registro no Ministério da Agricultura e comercializa sua produção no local. As condições de processamento da cana-de-açúcar são rudimentares e a maioria dos produtores utiliza o fogo direto no alambique, usando lenha como combustível. Em relação a uma possível produção de cachaça orgânica a principal dificuldade está no setor agrícola, devido à forte dependência do uso de adubos químicos solúveis e herbicidas. A produção de cachaça orgâ

Prognosis of organic sugar cane spirit production in the Araras region / Prognose da produção de cachaça orgânica na região de Araras

In spite of social and economic value of the Brazilian sugar cane spirit or cachaça, there are few studies about the parameters of agroindustrial of sugar cane and the profile of the producers, along with concern for quality. This agro-industry has significant number of small producers with its activity one way to obtain an income, bringing employments and foreign exchange to the country. However, these producers manufacture empirical and rudimental way, based on common sense or information by father or son. The aim of the study was to characterize the profile of the producers of sugar cane spirit or cachaça of the region of Araras, linked them to the viability of obtaining a products of high quality using organic methods. As result of this study was evidenced that the region of Araras shows the same characteristic profile of this sector, where a large majority work in informal conditions, without certificate on Agriculture Ministry and sell its production in local markets. The conditions of manufacturing juice of sugar cane are very rudimentary, where a large majority of producers with simple distillations apparatus. Relatively to the possibility of production of organic sugar cane spirit or cachaça, the main difficulty is located on the rural area, caused by the strong dependence on soluble chemical fertilizers. The production of organic sugar cane spirit or organic cachaça

Apesar da importância econômica e social da aguardente de cana-de-açúcar ou cachaça, são escassos os trabalhos encontrados na literatura que estabelecem comparações entre as características agroindustriais da cultura e o perfil do produtor, aliado à preocupação com a qualidade. Esta agroindústria se caracteriza por apresentar significativa quantidade de pequenos produtores que possuem nesta atividade uma forma de geração de renda, trazendo para o País divisas e empregos. Entretanto, produzem de maneira empírica e rudimentar, baseados no senso comum ou informações repassadas de pai para filho. Foi feito um levantamento preliminar visando caracterizar o perfil das propriedades produtoras de aguardente de cana-de-açúcar da região de Araras, associando-as à viabilidade de obter-se um produto de qualidade com características orgânicas. A região de Araras apresenta um perfil característico do setor, onde a grande maioria trabalha na informalidade, sem registro no Ministério da Agricultura e comercializa sua produção no local. As condições de processamento da cana-de-açúcar são rudimentares e a maioria dos produtores utiliza o fogo direto no alambique, usando lenha como combustível. Em relação a uma possível produção de cachaça orgânica a principal dificuldade está no setor agrícola, devido à forte dependência do uso de adubos químicos solúveis e herbicidas. A produção de cachaça orgâ

Parâmetros físico-químicos e cromatográficos em aguardentes de cana queimada e não queimada / Physicochemical and chromatographic parameters in sugar cane brandies from burnt and non-burnt cane

Este trabalho teve por objetivo avaliar as concentrações de furfural, álcoois superiores, ésteres, aldeídos, cobre, acidez volátil, metanol e grau alcoólico de aguardentes obtidas de cana, com e sem queima prévia. Foram utilizadas amostras de aguardente artesanal de cana queimada e não queimada, fermentadas com a mesma levedura e destiladas no mesmo destilador; amostras de produtor de aguardente industrial de cana queimada e amostras obtidas de outro produtor artesanal de cana não queimada. As análises físico-químicas e cromatográficas (CG) foram realizadas no Laboratório de Análise Físico-Química de Aguardente - LAFQA/DQI na Universidade Federal de Lavras. As concentrações de furfural apresentaram diferença significativa (P<0,01), entre os grupos de aguardentes artesanais, obtidas de cana-de-açúcar com e sem queima prévia, oriundas de um mesmo processo de produção, com médias de 1,48 mg.100mL-¹ etanol e 0,63 mg.100mL-¹ etanol, respectivamente, embora tenham estado abaixo do limite máximo (5,0 mg.100mL-¹ etanol) permitido. Os demais componentes das aguardentes estudadas não foram afetados significativamente pela queima prévia da cana-de-açúcar.

This work was intended to evaluate the concentrations of furfural, higher alcohols, esters, aldehydes, copper, volatile acidity methanol and alcoholic degree of sugar cane brandies obtained from sugar cane both with and without previous burning. Samples of artisanal brandies from burnt and non-burnt cane, fermented with the same yeast and distilled in the same still, samples of burnt cane from an industrial brandy producer and samples of non-burnt cane obtained from another artisanal producer were utilized. The physicochemical and chromatographic (CG) analyses were accomplished in the Sugar Cane Brandy Physicochemical Analysis Laboratory at the Federal University of Lavras. The concentrations of furfural showed significant differences (P<0.01) among the groups of artisanal brandies obtained from sugar cane with and without previous burning, coming from the same manufacturing process with means of 1.48 mg.100mL-1 ethanol and 0.63mg.100mL-1 ethanol, respectively, although they have been bellow the maximum limit (5.0 mg.100mL-1 ethanol) allowed. The other components of the brandies studied were not affected significantly by the previous burning of sugar cane.

Dupla destilação da aguardente de cana: teores de acidez total e de cobre

Two distillation techniques, conventional distillation and double distillation were compared employing pot stills. Analysis of the results indicated a positive influence of the double distillation technique on the physical and chemical characteristics of the spirit. Lower levels of copper and total acidity were obtained as compared to those of conventional distillation.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência da condução da destilação sobre os teores de acidez e de cobre da aguardente de cana. Duas técnicas de destilação em alambiques simples foram confrontadas, a destilação convencional (Tratamento A.M.) e a dupla destilação (Tratamento A.B.). Houve influência positiva da dupla destilação sobre as características físico-químicas da aguardente, com redução nos teores de cobre e acidez acética, dentre outros parâmetros tecnológicos analisados.

Dupla destilação da aguardente de cana: teores de acidez total e de cobre

Two distillation techniques, conventional distillation and double distillation were compared employing pot stills. Analysis of the results indicated a positive influence of the double distillation technique on the physical and chemical characteristics of the spirit. Lower levels of copper and total acidity were obtained as compared to those of conventional distillation.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência da condução da destilação sobre os teores de acidez e de cobre da aguardente de cana. Duas técnicas de destilação em alambiques simples foram confrontadas, a destilação convencional (Tratamento A.M.) e a dupla destilação (Tratamento A.B.). Houve influência positiva da dupla destilação sobre as características físico-químicas da aguardente, com redução nos teores de cobre e acidez acética, dentre outros parâmetros tecnológicos analisados.

POTENCIALIDADES DE LINHAGENS DE LEVEDURA Saccharomyces cerevisiae PARA A FERMENTAÇÃO DO CALDO DE CANA

Three yeast strains of Saccharomyces cerevisiae species, two flocculants, one of them non hydrogen sulfide producer, were evaluated for their behavior on kinetic parameters and production of volatile compounds, during sugar cane juice fermentation. The fermentation kinetics presented better performance in terms of fermentation efficiency, ethanol yield and specific growth rate, 89.9%; 0.46 g.g-1 and 0.0996 h-1, respectively, for the IZ 987 strain, that also produced larger amounts of higher alcohols, 185 mg.L-1, inherent to its H2S negative character. Higher ethanol productivity, about 3.40 g.L-1.h-1, was achieved by the flocculant strain. The strain isolated from baker's yeast promoted the poorest results.

Três linhagens de levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae, sendo duas floculantes, das quais uma não produtora de sulfeto de hidrogênio, foram avaliadas para se verificar seus desempenhos, sob parâmetros cinéticos, bem como a formação de compostos secundários na fermentação do caldo de cana-de-açúcar, destinado à produção de aguardente. O acompanhamento da cinética fermentativa mostrou melhores resultados de eficiência de fermentação, fator de conversão de substrato em etanol e velocidade específica de crescimento pela linhagem floculante IZ 987, que foram de 89,9%, 0,46 g.g-1 e 0,0996 h-1 respectivamente. Esta linhagem foi também responsável pela maior produção de álcoois superiores, 185 mg.L-1, inerente à sua característica de não produzir H2S. A melhor produtividade de fermentação, de 3,40 g.L-1.h-1, foi a obtida pela linhagem floculante LF. A linhagem FP, não floculante, isolada à partir do fermento prensado, proporcionou os menores valores dos parâmetros cinéticos estudados.

POTENCIALIDADES DE LINHAGENS DE LEVEDURA Saccharomyces cerevisiae PARA A FERMENTAÇÃO DO CALDO DE CANA

Three yeast strains of Saccharomyces cerevisiae species, two flocculants, one of them non hydrogen sulfide producer, were evaluated for their behavior on kinetic parameters and production of volatile compounds, during sugar cane juice fermentation. The fermentation kinetics presented better performance in terms of fermentation efficiency, ethanol yield and specific growth rate, 89.9%; 0.46 g.g-1 and 0.0996 h-1, respectively, for the IZ 987 strain, that also produced larger amounts of higher alcohols, 185 mg.L-1, inherent to its H2S negative character. Higher ethanol productivity, about 3.40 g.L-1.h-1, was achieved by the flocculant strain. The strain isolated from baker's yeast promoted the poorest results.

Três linhagens de levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae, sendo duas floculantes, das quais uma não produtora de sulfeto de hidrogênio, foram avaliadas para se verificar seus desempenhos, sob parâmetros cinéticos, bem como a formação de compostos secundários na fermentação do caldo de cana-de-açúcar, destinado à produção de aguardente. O acompanhamento da cinética fermentativa mostrou melhores resultados de eficiência de fermentação, fator de conversão de substrato em etanol e velocidade específica de crescimento pela linhagem floculante IZ 987, que foram de 89,9%, 0,46 g.g-1 e 0,0996 h-1 respectivamente. Esta linhagem foi também responsável pela maior produção de álcoois superiores, 185 mg.L-1, inerente à sua característica de não produzir H2S. A melhor produtividade de fermentação, de 3,40 g.L-1.h-1, foi a obtida pela linhagem floculante LF. A linhagem FP, não floculante, isolada à partir do fermento prensado, proporcionou os menores valores dos parâmetros cinéticos estudados.