FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA PROFª ERIKA LIZ

FERMENTAÇÃO

ALCOÓLICA

Aplicado como combustível verde, em industrias

de alimentos, perfumes, cosméticos e como

insumo da industria química;

Combustível potencialmente global;

Alternativa muito procurada com a escassez do

petróleo;

 Vias de obtenção

Destilação (↓ Brasil)

Sintética (hidrocarbonetos – grandes reservas

de petróleo)

Fermentação (Maior número de

matérias-primas naturais)



Preparo do substrato



Tratamento da matéria-prima



Extração dos açúcares fermentescíveis



Fermentação



Destilação



Separação do etanol



Do substrato fermentado



De impurezas do etanol

A produção de etanol



Cana de açúcar, beterraba, sorgo, milho,

melaços, mel de abelha, e frutas

O etanol pode ser produzido a partir de

várias matérias - primas

Matérias Açucaradas



Grãos amiláceos, raízes e turbeculos

Matérias Amiláceos



Palha, madeira, resíduos agrícolas e sulfíticos

de fábrica de papel

Na biossíntese do etanol é empregado

linhagens selecionadas de

Saccharomyces

cerevisae.

• Crescimento vigoroso (t)

• Tolerância

ao etanol,

• Rendimento final

• adição de bactericidas e

antibióticos

A tolerância ao etanol varia

consideravelmente de

acordo com as linhagens de

leveduras.

O etanol é

inibidor à altas concentrações

, e a

tolerância das leveduras é um ponto crítico para uma

produção elevada deste metabólito primário.

De modo geral, o crescimento cessa quando a

produção atinge

5% de etanol (v/v),

e a taxa

de produção é reduzida a zero, na

F

ATORES QUE AFETAM A FERMENTAÇÃO

F

ATORES QUE AFETAM A FERMENTAÇÃO



Nutrição mineral e orgânica



Temperatura



_{Temperatura ótima de crescimento: 26 a}

35 °C



↑ velocidade de fermentação,

favorecendo a contaminação bacteriana



pH



Entre 4,5 - 5,5



Inibidores da fermentação

F

ATORES QUE AFETAM A FERMENTAÇÃO



Concentração de açúcares



Concentração de inóculo



Contaminação bacteriana



Antissépticos



Antibióticos

PRODUÇÃO DE

CERVEJA

INTRODUÇÃO

• Bebidas fermentadas – 30 mil anos

• Cerveja – 8000 a.C. (Suméria, Babilônia, Egito)

• Germânicos (Europa) – Lúpulo

• Brasil – D. João VI

• 1888 – Brahma – RJ

• 1891 – Antarctica – SP

•9ª no Rankig de consumo (47,6 L/ano)

•5º produtor (8,5 milhões)

AMBEV (80% Mercado Nac.)

LEGISLAÇÃO BRASILEIRA

• Ministério da Agricultura (Registro, Padronização, Classificação,

Análise, etc.)

• Definição

CLASSIFICAÇÃO

• a) Tipo de Fermentação:

Baixa (Ale)

Alta (Lager)

• b) Teor de Extrato Primitivo

Fraca (7 – 11%)

Normal (11 – 12,5%)

Extra (12,5 – 14%)

Forte ( > 14%)

• c) Cor

• d) Teor Alcoólico

Clara

Escura

Sem Álcool ( < 0,5%)

Baixo Teor Alcoólico (0,5 – 2,0%)

Médio (2,0 – 4,5%)

MATÉRIAS PRIMAS

• Menores dificuldades tecnológicas

• Milho  Ranço

• Trigo  Microrganismos

1- MALTE

(Produzido na germinação das sementes de cevada)

CEVADA

• Germinar fácil e uniformemente

• Baixo teor de proteínas (9,5 – 11,5%)

• Cevada  Alto teor de amido

MALTAGEM

• Alto conteúdo enzimático * Maltarias (Limpeza e seleção de grãos)

CEVADA MACERAÇÃO SECAGEM SECAGEM GERMINAÇÃO Água – 5 a 18°C Troca de 6 a 8h w= 42 – 48% 2 dias 15 – 21°C Odor e textura do grão 4 – 6 dias

Longos períodos/ baixa temperatura

1a et. 49-60°C w= 48  23% 2a et. 71°C w= 12% 3a et. 88-100°C w= 4-5% lager w= 2-3% ale

Umidade

45%

Estufas (interrompe a germinação )

Fornos com peneiras

2- ADJUNTOS OU GRITZ

• Carboidratos ao mosto

• Milho, arroz, cevada, trigo, sorgo (NÃO tem enzimas)

• Razões econômicas

• Cervejas leves e refrescantes, cor clara e brilho

• Aumentando a quantidade de adjunto:

• Mostos pobres

• Aumento da viscosidade

• Sabor de grãos

• Pouco corpo

• Espuma de má qualidade

• Amiláceos (grits de milho e arroz)

• Açucarados (xarope de cereais, sacarose, açúcar invertido)

•Camelo, mel ou extratos

3- LÚPULO

• Cannabinaceae

• Flores de lúpulo Macho (sem semente)  Lager Fêmea  Ale

• Aroma e amargor (resinas e óleos essenciais) • Ação antisséptica

4- ÁGUA

• Rica em CaSO₄  Bourton-on-Trente

• Pobre em CaSO₄ e Rica em CaCO₃  Cervejas escuras adocicadas •Dublin, Munchen, London

• Cl-_{, SO}

2-4, HCO-3  Dortmund

• Água mole (pouco Ca e Mg)  Pilsen • REQUISITOS

• Potável, transparente, incolor, inodora, insípida • Fonte de alcalinidade de 50 ppm – pH = 7 a 9 • 50 ppm de Ca

LEVEDURAS E BACTÉRIAS

• Ascomicetos, Basidiomicetos, Deuteromicetos

• Produção de Pão, Cerveja e Vinho

• Saccharomyces cerevisiae e uvarum

• Alta fermentação (Ales) – Saccharomyces cerevisiae

• Baixa fermentação (Lager) – Saccharomyces uvarum

SELEÇÃO

• Cerveja de sabor e odor agradáveis

• Crescimento adequado (3 a 5x)

• Habilidade de flocular

CULTIVO PURO

• Livre de infecção

• Meio sólido/ óleo mineral

• Liofilização

LEVEDURAS SELVAGENS

• Hansenula, Kloeckera, Candida, Pichia, Torulopsis, Rhodotorula, Brettanomyces • Formação de película e turbidez

• Odor e sabor

LEVEDURAS CONTAMINANTES

• Lactobacillus, Pediococcus  Diacetil • Bactérias lácticas

• Enterobacter e Citrobacter

• Controles: ácidos minerais pH = 2,5

PROCESSAMENTO

PRODUÇÃO DO MOSTO

PROCESSO FERMENTATIVO ACABAMENTO

PRODUÇÃO DO MOSTO

•

Moagem (esmagamento)

• Produção mínima de farinhas: mucilagens (15 a 30 dias)

• Mosturação (maceração)

• Transformação de matérias primas cervejeiras (água. Malte, lúpulo e adjunto) • Cocção – 40°C/ 2h: qndo. Não há adjunto

• Infusão de duas massa: Adjunto amiláceo

• Filtração

• 75°C: Viscosidade • Inativação de enzimas • Diminuição de bactérias

Fervura

• Estabilidade biológica e coloidal • pH < 5,5

• Inativação da alfa amilase • Adição do lúpulo

• Desenvolvimento da cor

• Resfriamento e aeração • 14 – 16° C  alta • 6 – 12° C  baixa

• Trocadores de calor/ ar estéril

PRODUÇÃO DO MOSTO

CLARIFICAÇÃO

•Inativar as enzimas, coagulação • Saturar com CO₂

• Melhora odor e sabor • Concentrar

•Esterilização

• Baixas temperaturas 0°C/ 2 – 4 semanas

FERMENTAÇÃO

MATURAÇÃO

Fase Primária

Fase Secundária (6 a 9 dias)

CARBONATAÇÃO

Linha

Tanque

CERVEJA VERDE

•Maturação (15 a 60 dias)

•Filtração (velas, placas ou cartucho)

PASTEURIZAÇÃO

• Estabilidade biológica e resfriamento rapido • Trocadores de placa (Barris): 75°C/20 seg • Túnel de pasteurização (Garrafas): 60°C •Maior durabilidade (6 meses)

QUALIDADE DA CERVEJA

DEFEITOS DA CERVEJA

• TURBIDEZ • SEDIMENTO

• INSIPIDEZ: Carência de espuma e carbonatação •OXIDADO, VELHO

ENGARRAFAMENTO

• Tanques de pressão 0 - 1°C

• Tanques de 800l, Barris de 25 – 250l, Chope • Garrafa: Retornável e não retornável

TIPOS DE CERVEJA

PILSEN

• Cor dourada e brilhante • Corpo leve e macio

MÜNCHEN OU MUNIQUE

• Lager de cor escura e flavor de malte • Na Alemanha  malte altamente tostado • 5% de álcool, paladar de malte, não doce e amargor leve

MARZENBIER

• Cerveja de Março/ Oktoberfest • Malte Viena, cor avermelhada

BOCK

• Levedura de baixa fermentação e longo período de maturação • > 6,7% de álcool

• Bebida quente na Alemanha

WEISSBIER OU WEIZENBIER

• Cerveja de trigo

• Aroma de cravo-da-Índia, baunilha • 5,0 a 5,6% de álcool

STOUT

• Cerveja escura de alta fermentação

Resumo das principais características das

fermentações típicas

Fermentação Microorganismo Via metabólica Produto Principal Uso Comercial Alcoólica Saccharomyces cerevisiae; Sarcina ventriculi; Zymomonas mobilis Glicólise, Glicólise, Entner-Doudoroff Etanol+CO₂ Bebidas

Lática lactobacillaceas Glicólise,

Via Pentose-fosfatos Ácido lático, Ácido lático+etanol+C O₂ Iogurte; Kefir, conservas Propiónica Propionibactérias Glicólise Ácido propiónico

Fórmica Enterobactérias (Photobacterium)

Glicólise Ácido acético, fórmico, málico, Lático, etanol, glicerina, CO₂ e H_2.

Produtos industriais

Butírica-butanólica Clostridios Glicólise Ácido butírico, butanol, acetona, isopropanol

Produtos industrias