FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA

Apresentação em tema: "FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA"— Transcrição da apresentação:

1 FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
PRODUÇÃO DE CERVEJA

2 DEFINIÇÃO Bebida não destilada, obtida por fermentação alcoólica de um mosto de cereal maltado, por leveduras cervejeiras

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4 História Sumérios, egípcios e mesopotâmios já possuíam fermentados de cereais. O próprio código de Hamurabi já legislava sobre a bebida. Nome provém da deusa Ceres (da agricultura) Ceresvisiae. No império romano perde lugar para o vinho. No Egito passa a ser a bebida do povão. Em 1067 há a primeira alusão ao uso de lúpulo pela Abadessa Hildegarda de Bingen.

5 No Brasil - Chegada da Família Real com abertura dos portos.
Durante o Império apenas cervejas importadas. Surgem as primeiras cervejas nacionais “marca barbante”. Primeira cervejaria de porte é a Brahma Villiger e Cia (Joseph Villiger – engenheiro suíço). Em 1891 surge a Antártica.

6 Caracu surge em 1899. No carnaval de 1934 a Brahma engarrafa o chopp. Em 1969 o grupo português Sagres adquire a Caracu, criando a Skol/Caracu. O controle acionário da Skol é adquirido pela Brahma em 1980. Em 1984 é criada a Kaiser, reação da Coca-Cola contra a “venda casada”. Em 1999 Brahma e Antártica se fundem na AMBEV

7 MATÉRIAS PRIMAS Água Malte Lúpulo Complementos do malte (adjunto)

8 Água Para cada litro de cerveja usa-se aproximadamente 10 L de água
HCO3-/CO Ca, Mg dureza temporária SO4--/ Cl dureza permanente Diminuem a atividade enzimática Diminuem a acidez do mosto Limitam o crescimento das leveduras

9 Parâmetros ideais pH 6,5-7,0 Menos de 100 mg.L-1 de carbonatos de Ca e Mg mg.L-1 de CaSO4 mg.L-1 de NaCl Menos de 1 mg.L-1 de Fe

10 Parâmetros ideais pH 6,5-7,0 Menos de 100 mg.L-1 de carbonatos de Ca e Mg mg.L-1 de CaSO4 mg.L-1 de NaCl Menos de 1 mg.L-1 de Fe Favorece a sacarificação e a proteólise

11 Parâmetros ideais pH 6,5-7,0 Menos de 100 mg.L-1 de carbonatos de Ca e Mg mg.L-1 de CaSO4 mg.L-1 de NaCl Menos de 1 mg.L-1 de Fe Favorece a sacarificação e a proteólise Altera a cor dos equipamentos e provoca turvação coloidal por desnaturação proteica

12 MALTE Maltagem Tipo de cereal usado depende
Cereal germinado sob condições controladas Maltagem Germinação controlada de grão de cereais, para produção de enzimas necessárias para conversão do amido em açúcares fermentáveis Tipo de cereal usado depende Custo Poder diastásico (capacidade de converter polissacarídeos em açúcares fermentescíveis) cevada  centeio  trigo aveia  milho  arroz

13 Cevada Hordeum vulgare (gramínea)
Produtores – Rússia, Canadá, EUA, Argentina... Amido e proteínas - Fermentação

14 CONSTITUINTES DA CEVADA
Polissacarídeos amiláseos – amilose e amilopectina. Polissacarídeos não amiláseos: Açúcares Sacarose e rafinose Gomas:-glucanas solúveis em água Hemiceluloses : -glucanas insolúveis em água. Proteínas :albumina; globulina; hordeína e gluteína. Lipidios 3-4% Vitaminas do grupo B biotina e inositol (B8)

15 ESTRUTURA DO GRÃO DE CEVADA

16 GERMINAÇÃO DA CEVADA

17 MALTE PROCESSO DE MALTAGEM Limpeza da cevada Maceração Germinação
Secagem

18 PROCESSO DE MALTAGEM Limpeza da cevada Ventiladores e eletroimãs Peneiras – grãos de tamanho uniforme

19 PROCESSO DE MALTAGEM Maceração Finalidade – umidade 45 – 55%
Para 60kg de cevada /100 L Duração – 12 a 18h

20 PROCESSO DE MALTAGEM Maceração
Fatores que afetam a velocidade de maceração: - Tamanho do grão - Variedade da cevada - Temperatura da água (10 -12oC)

21 PROCESSO DE MALTAGEM Maceração
Técnicas de melhoramento do processo de Maceração: Períodos alternados de maceração e exposição ao ar Injeção forçada de ar – elimina ácidos voláteis Uso de água aquecida (16 – 25oC) Tratamento com ácido giberélico

22 PROCESSO DE MALTAGEM Maceração Tanques de maceração
- aço inoxidável, cilíndricos, fundo cônico, com 2 m de altura - CaO, KMnO4 –adição à primeira água – auxilia limpeza

23 PROCESSO DE MALTAGEM Germinação
Finalidade – produção de enzimas (poder diastásico) Enzimas produzidas pelo do grão de cevada:  Amilase – endoenzima produtora de dextrina (dextrinizante) Amilase – exoenzima, produtora de maltose (sacarificante) Glucanase e proteinases - parede celular e proteinas

24 PROCESSO DE MALTAGEM Germinação
Enzimas produzidas pelo do grão de cevada a-amilase: - Ação a(1-4) aleatoriamente - pH ótimo 5,6-60 - T ótima 60 – 70oC - produto: eventualmente dextrina. b-amilase: - a(1-4) dois em dois resíduos à partir da extremidade não redutora. - pH ótimo 4,65 - T ótima 45 – 60oC - produto: maltose

25 Germinação Tradicional
PROCESSO DE MALTAGEM Germinação Germinação Tradicional Germinação Mecânica Tambor de Galland Caixa de Saladin

26 Germinação Tradicional
PROCESSO DE MALTAGEM Germinação Germinação Tradicional Instalações de alvenaria de 3 a 4m, isoladas da luz solar direta e corrente de ar 60 Kg de cevada distribuida a cada 1,7m2, em uma altura de 30cm. A cevada é revolvida a cada 6h para evitar entrelaçamento de grãos e promover a eliminação de CO2 Tempo de 4 a 6 dias

27 PROCESSO DE MALTAGEM Germinação Germinação Mecânica
Tambor de Galland (10.000kg)

28 PROCESSO DE MALTAGEM Germinação Germinação Mecânica
Caixas de Saladim - Construção em alvenaria dotado de fundo falso, onde a cevada é depositada. Possuem agitadores que, em tempos regulares, percorrem toda a extensão da caixa

29 Germinação Caulículo = 1,25 vezes o tamanho o grão
Produto após germinação  malte verde Desbrotamento e retirada da radícula ( proteína)

30 SECAGEM Resistência ao armazenamento Cor e aroma ao malte
Malte verde (40%)  malte tostado Dessecadores: Verticais e horizontais Com ou sem circulação de ar

31 SECAGEM    + Formação de substâncias aromáticas - melanoidinas
Amido Proteínas   Aminoácidos + Açúcares  Melanoidinas

32 TIPOS DE MALTE Malte verde Malte claro Malte escuro Malte caramelado

33 Malte claro

34 Malte escuro

35 Malte caramelado Atividade enzimática
AMBEV: CARACU (15% malte escuro); BOCK (malte caramelado); MALZBIER (xarope de açúcar). Atividade enzimática Malte verde >Malte claro> malte escuro> malte caramelado

36 Lúpulo Humulus lupulus - flores femininas
Produtores – Alemanha, USA, Polônia, Canadá, Noruega... Composição é dependente de: Clima Condições de estocagem Variedade da planta

37 Lúpulo Comercialização Pelletizada Extrato Importância:
Caráter amargo/ aromático Efeito estabilizante

38 Composição -ácidos humulona, cohumulona e adhumulona
 - ácidos  lupulona, colupulona, adlupulona

39 Complementos do malte (adjunto)
Xarope de maltose Arroz partido Gritz de milho 13,53kg malte + 0,16g lúpulo + 4,74kg complemento (30%) = 100L cerveja

40 Microrganismo Processo Fermentativo Inóculo Preparo do mosto Fermentação Fluxograma

41 MICRORGANISMO Saccharomyces sp

42 Saccharomyces cerevisiae
LEVEDURAS FERMENTAÇÃO BAIXA Saccharomyces uvarum (carlsbergensis)* Separação das células é rápida, com tendência a decantar no fundo das dornas de fermentação. Fermentam vagarosamente. Produzem pequena quantidade de CO2 e etanol. Fermentam totalmente a rafinose (genes MEL -galactosidase) FERMENTAÇÃO ALTA Saccharomyces cerevisiae Tendencia a permanecer no topo do mosto (protuberâncias microfibrilares) Fermentação rápida. Abundante desprendimento CO2. Alta produção de etanol. Fermentam 1/3 rafinose. Rafinose = galactose - glucose - frutose Melobiose = galactose  (16) - glucose  -galactosidase

43 LEVEDURAS MORFOLOGIA DA COLONIA DE LEVEDURAS CERVEJEIRAS
Levedura lager Levedura Ale

44 (Braceado/ mosturação)
PROCESSO FERMENTATIVO Preparo do mosto (Braceado/ mosturação) Complemento: amiláceos não malteados (arroz, milho) Complemento: Xarope de maltose

45 Complementos: amiláceos não malteados (arroz, milho)
1. Moagem do malte – Grosseira (dificulta a ação das enzimas) fina (dificulta filtração) 2. Cozimento dos grãos sem maltear – goma de amido –facilita a ação das enzimas 3. Mosturação (sacarificação) - mistura do malte com os grãos cozidos em água morna (44-70oC) Extração de 65% de sólidos totais do malte

46 aquecimento com lúpulo
Desnaturação enzimática do malte Esterilização do mosto Concentração do mosto Precipitação das proteínas e taninos Eliminação de compostos voláteis Sabor mais amargo por isomerização das resinas ( e  ácidos) do lúpulo Intensificação da coloração do mosto Extração de polifenóis e óleos essenciais do lúpulo Complementos: amiláceos não malteados (arroz, milho) 4. Repouso (clarificação)- Sedimento sólido do malte - cevadilha 5. *Filtração FILTRAÇÃO A cevadilha é lavada, retirando açúcares, até o filtrado apresentar concentração de açúcares de 1% 6. *Aquecimento com lúpulo (1 – 3g/L) por 2:30h/ 100oC 7. Filtração/ centrifugação do material proteico (trub) 8. Resfriamento Trub – material sólido suspenso no mosto (pp proteínas coaguladas, resinas do lúpulo) rico em lipídios (nocivo ao processo fermentativo)

47 Fermentação * Início – adição de levedura – 106 a 108 céls viáveis/ mL
INÓCULO As primeiras fases do desenvolvimento do inóculo são realizadas em laboratório central, não nas filiais, para evitar diferenças na qualidade da cerveja. Fases Pré-fermentação (adaptação) – 3 dias (até despreendimento de CO2) Fermentação tumultuosa –  CO2 / etanol – 3 dias Fermentação complementar –  CO2 – 3 dias CO2 – Correção do teor no produto final; ambientes livres de O2

48 Fermentação  Levedura cervejeira são adaptadas a baixa temperatura
Tanques - Cilíndrico-cônico de aço inoxidável Abertos Fechados *Alta Fermentação : T = 13 – 16 oC - 5 a 7 dias. Baixa Fermentação : T = 4 – 10 oC- 7 a 12 dias.  Levedura cervejeira são adaptadas a baixa temperatura  Controle rigoroso da temperatura – subprodutos indesejáveis

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50 CONTAMINANTES Bactérias do ácido acético (Acetobacter, Acetomonas)
Bactérias do ácido lático (L. pastorianus, Pediococos) *Leveduras selvagens (L-lisina +) LEVEDURAS SELVAGENS Causam ou não defeito na cerveja Ex:Hansenula, Picchia, Candida Saccharomyces – turbidez em chopp

51 Alteração de pH, temperatura, tipo de levedura, presença O2
Compostos aromáticos – subprodutos da fermentação FORMAÇÃO DO DIACETIL Alteração de pH, temperatura, tipo de levedura, presença O2 Ésteres resultam da reação entre álcoois e ácidos presentes na cerveja

52 PRODUÇÃO DE ÁLCOOIS SUPERIORES
AMINOÁCIDOS CETOÁCIDOS ALDEIDO + CO2 NADH NAD+ ÁLCOOIS SUPERIORES GLUCOSE PIRUVATO ACETALDEÍDO + CO2 NADH NAD+ ETANOL Fonte: HORNEY I.S. Elaboración de cerveza, 2003 ALDEÍDOS – FORMADO A PARTIR DA DESCARBOXILAÇÃO OXIDATICA DO RESPECTIVO  CETOÁCIDO

53 PRODUÇÃO DE DIACETIL Fonte: HORNEY I.S. Elaboración de cerveza, 2003
Descarboxilação oxidativa Diacetil redutase Fonte: HORNEY I.S. Elaboración de cerveza, 2003

54 PRODUÇÃO DE -ACETOLACTATO E DIACETIL DURANTE FERMENTAÇÃO LAGER
Fonte: HORNEY I.S. Elaboración de cerveza, 2003

55 Maturação Temperatura – 0oC (Tanque de fermentação)
Duração – 12 a 20 dias Objetivo: Apurar caracteristicas de aroma e paladar Clarificação – creme de levedura (utilizada 14 x) Estabilização coloidal – precipitação proteica

56 Clarificação da cerveja
* Centrifugação Clarificação da cerveja Recomendado para cervejas que passaram por curto período de maturação (evitar lise celular) * Pasteurização 61 oC – 18 minutos 35 oC – 15 minutos

57 ESTABILIZAÇÃO DA CERVEJA
OBJETIVO Reduzir combinação proteina-tanino  turvação da cerveja Métodos: Papaina – reduz teor de proteina mas prejudica estabilidade da espuma PVPP – Polivinilpirrolidona - Reduz tanino atraindo-o eletrostaticamente. Somente a proteina livre não forma complexo coloidal

58 Referências bibliográficas
HOUGH, J. Biotecnologia de la cerveja y de la malta. Zaragoza: Acribia, 1990. LIMA, U. A.; AQUARONE, E.; SCHIMIDELL, W.; BORZANI, W. Biotecnologia Industrial. São Paulo: Edgard Blücher, 2001. PANDEY, A; JOSHI, V.K. Biotechnology: Food Fermentation. New Delhi: Educational Pub. & destributors, vol.II, 1999. HORNSEY, I.S. Elaboración de cerveza. Zaragoza:Acribia, 2003.