Pasteurização de cerveja Mark A. Franchi Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMP Departamento de Tecnologia de Alimentos

O Mercado de Bebidas Mercado Brasileiro

Mercado Mundial Mercado de cerveja mundial: EUA: 23,6 bilhões de L/ano China: 18 bilhões de L/ano Alemanha: 11,7 bilhões de L/ano Brasil: 8,4 bilhões de L/ano ! Consumo per capita: República Tcheca (160 L/hab), Alemanha (126 L/hab), Reino Unido (97 L/hab) Brasil apenas 9° lugar com 48 L/habitante

Matérias Primas Malte, lúpulo,fermento e água

Adjuntos Definição: Ingredientes fontes de açúcares para produzir extrato (°P). Gritz de milho, quirera de arroz, xarope de hi-maltose. Adicionados em no máximo 30 a 40%. O excesso compromete corpo, espuma e aroma da cerveja.

Outros Ingredientes Outras matérias primas segundo o estilo de cerveja: Sorgo (África do Sul) Centeio, mel, uvas passas (Kvas Russo) Cerejas, framboesas, amoras (Belgas) Temperos e ervas (Alsácia, Índia) Cereais não malteados (adjuntos) Tequila (México) Trigo (weissbeer) Laranja (Chile)

Fabricação Fermentação Maturação Adegas Ensilagem Filtração Filtração Resfriamento Adegas Moagem Cerveja Turva Recebimento Mosto Cerveja Ensilagem Maceração Cerveja Filtração Pesagem Filtração Mosto Fervura Malte Envasamento

Envase Enchedoras isobáricas Enchimento à frio (5°C) Evacuação e lavagem com CO2 Enchimento por nível pelo fundo Enchedoras com alta capacidade (50.000 garrafas/hora) – 1.000.000 de garrafas por dia) Garantem 0,1 ppm de O2

Embarrilamento Estação de embarrilamento

Operações do envasamento Inspetoras de garrafas e latas

Operações do envasamento Lavagem, rinsagem, transporte e paletização

Pasteurização Flash Túnel FLASH TÚNEL EMBALAGEM CERVEJA ENCHEDORA INSPETORA LAVADORA ROTULADORA PELETIZAADORA EMBALAGEM CERVEJA EXPEDIÇÃO FLASH Flash Túnel TÚNEL

Túnel de Pasteurização Túnel – 60°C cerca de 20 UP Pasteurização da garrafa ou lata após enchimento Depende da transferência de calor da embalagem Pior qualidade e maior segurança Taxa de aquecimento depende da resistência da embalagem

Túnel de Pasteurização

Túnel de Pasteurização Esquema de recirculação de água entre as zonas de pasteurização

Túnel de Pasteurização Simulação da convecção e distribuição de calor no interior da garrafa de cerveja (fluent)

Pasteurização Flash – 72°C de 15 a 20 UP Pasteurização em trocador à placas Requer enchimento asséptico Maior qualidade mas requer quarentena

Pasteurização Flash

Pasteurização Flash Necessidade de sala de envase asséptico ou sala limpa - Altos investimentos – filtros de ar “cultura de sala limpa” Quarentena –análise anaeróbios em meio Rakka-Ray demora 48h – 2M garrafas paradas na expedição!

Processos Alternativos Membranas Processo “ultra limpo”

Microbiologia de Cervejas Contaminação microbiológica em cerveja (ASSCHE, 1992; BRIGGS, 1994) Lactobacillus – produção de ácido lático e off-flavors (diacetil - L. diacetilactis p.e.) Pediococcus – ácido lático e turvação Bactérias acéticas - ácido acético. Ex.: Acetobacter, Acetomonas. Enterobactérias, Pectinatus e Zymomonas (H2S). Leveduras selvagens – aromas ditos à mofo ou mofado, e turvação: Saccharomyces, Pichia, Hansenula e Rhodotorula.

Microbiologia de Cervejas Pediococcus Enterobactérias Leveduras selvagens Lactobacillus

Microbiologia de Cervejas

Microbiologia de Cervejas Especificações de microbiologia no processo cervejeiro

Microbiologia de Cervejas

Pasteurização de Cerveja Microbiológica Deteriorantes Levedura de processo Microrganismos contaminantes Estabilização Enzimática Melibiase (só baixa fermentação) Invertase

Pasteurização de Cerveja Características: pH < 4,5 4,5 – 5% de EtOH Lúpulo – Beta ácidos – colupulona Iso-α-ácidos – trans-iso-humulona ácido trans-humulínico α-ácidos - humulona CO2 > 3 g.L-1 Compostos fenólicos SO2

Pasteurização de Cerveja DEFINIÇÕES: UP = unidades de pasteurização 1UP = 1 minuto à 60°C Tratamento térmico para cerveja = 20 a 25 UP Tratamento térmico para chopp = 15 a 20 UP

Pasteurização de Cerveja Alvo: Pediococcus damnosus D60 = 2,07 minutos z=6,91°C Cálculo realizado acima de 50°C Equipamento - Redwood

Pasteurização de Cerveja

Pasteurização de Cerveja

Pasteurização de Cerveja

Pasteurização de Cerveja Processo flash: T=72°C 1 UP = 1,15 s Atenção! Nem sempre z é linear: z do P. damnosus entre 72 e 84°C é de 6,79 (Zufall 2000)

Pasteurização de Cerveja História térmica (pasteurização túnel)

Pasteurização de Cerveja História térmica

Pasteurização e Qualidade Parâmetros de qualidade da cerveja: Cor Turbidez Amargor (BU) Estabilidade de espuma Potencial Redox (ITT ou DCI) Compostos de aroma

Cor Pasteurização – causa aumento da cor Reação de Maillard devido presença de AR e FAN Formação de melanoidinas Oxidação de Vitamina C – antioxidante de ação prolongada CieLab– parâmetro a (vermelho) aumenta e b decresce com shelf life

Turbidez Precipitação de oxalatos Desestabilização do complexo tanino-proteína PROTEÍNA + POLIFENOL ↔ COMPLEXO POLIFENOL-PROTEÍNA ácidos cafêico, ferrúlico, sinápico, gálico, vanílico, antocianinas e flavonóis Polimerização de taninos (cross-linked) OH catecol R O2 O o-quinona R-CHNH2-COOH R-SH R-S NH R-CH-COOH

Espuma Estabilidade de espuma depende de: Dextrinas (viscosidade) – não afetada pela pasteurização Alginato de propilenoglicol - aditivo Proteínas de cadeia média - desnaturação

Estabilidade de aroma Perfil aromático de cerveja (Meilgaard 1979)

Estabilidade de aroma Formação de compostos de carbonila: Degradação de Strecker de aminoácidos. Degradação oxidativa de isohumulonas. Oxidação de álcoois à aldeídos Auto oxidação de ácidos graxos Degradação enzimática de lípides Condensação aldólica Oxidação secundária de aldeídos insaturados de cadeias longas Oxidação - Teor de oxigênio na garrafa (head space e dissolvido) - 0,5 ppm

Estabilidade de aroma T-2-nonenal / e-2-nonenal 5 metil furfural Limiar de percepção – 0,11 ppb Aroma de papel, papelão Precursor: ácido linolêico do malte 5 metil furfural 1-(2,3,6-trimetil fenil)-1,3-butadieno Aroma à gerânio/couro, 2,6,6-trimetil-1-crotonil-1,3-ciclohexadieno, Aroma à groselha preta TBA – índice de carbonilas

Estabilidade de aroma

Estabilidade de aroma

Estabilidade de aroma

Estabilidade de aroma

Estabilidade de aroma Aromagrama (Evans 1999)

Estabilidade de aroma Perfil aromático de cerveja

Estabilidade de aroma GC-MS de aldeidos de cadeia longa em amostras tratadas a 60°C

Estabilidade de aroma Formação de radicais livres Luminescência química ou quimiluminescência – contagem de fótons Reação com luminol Método instrumental correlacionado com sensorial nas reações de oxidação

Pasteurização – métodos alternativos Membranas Alta pressão hidrostática Alta pressão dinâmica - homogeneização