UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E FÍSICA
ENGENHARIA DE ALIMENTOS
PROCESSAMENTO DE CERVEJA SEM ÁLCOOL
Érico Pereira Marum Jorge
Orientador: Profª MSc. Maria Isabel Dantas de Siqueira
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Católica de Goiás, para obtenção do título de graduado em Engenharia de Alimentos
GOIÂNIA Goiás – Brasil
BANCA EXAMINADORA
APROVADO EM
:____/____/____________________________________________
Profª MSc. Maria Isabel Dantas de Siqueira (ORIENTADOR)
________________________________________
Profº MSc. Lauro Bernardino Coelho Junior (MEMBRO)
________________________________________
Profª MSc. Maria Ássima Bittar Gonçalves (MEMBRO)
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais Antônio e Hélia, pelo amor, carinho e apoio
.
AGRADECIMENTO
Agradeço ao Sr. Alexandre Mendes Dias, Coordenador do Controle de Qualidade da Schincariol de Alexânia pelo auxilio com buscas de materiais para complementação do TCC.
A todos os professores e amigos que apoiaram nos momentos de dificuldades e dúvidas, me ajudando a buscar sempre o melhor caminho para a resolução dos problemas.
SUMÁRIO
Página
1 - INTRODUÇÃO ... 10
2 - REVISÃO DE LITERATURA ... 12
2.1. HISTÓRICODACERVEJA... 12
2.2. DEFINIÇÃO ECLASSIFICAÇÃODASCERVEJAS... 13
2.2.1. QUANTO A ORIGEM E CARACTERÍSTICAS PECULIARES ... 14
2.2.2. QUANTO AO EXTRATO ORIGINAL OU EXTRATO PRIMITIVO... 15
2.2.3. QUANTO À COR ... 16
2.2.4. QUANTO AO TEOR ALCOÓLICO ... 16
2.2.5. QUANTO À PROPORÇÃO DE MALTE DE CEVADA ... 17
2.2.6. QUANTO À FERMENTAÇÃO ... 17
2.2.7. QUANTO AO TRATAMENTO TÉRMICO... 18
2.3. MATÉRIAS PRIMAS... 19 2.3.1. ÁGUA CERVEJEIRA ... 19 2.3.2. CEVADA ... 23 2.3.3. MALTE ... 23 2.3.4. ADJUNTOS ... 24 2.3.4.1. Gritz de milho... 25 2.3.4.2. Arroz... 25
2.3.4.3. Xarope de alta maltose... 25
2.3.5. LÚPULO ... 26 2.3.6. LEVEDURA ... 27 2.3.7. ADITIVOS ... 27 2.3.7.1. Proteases... 27 2.3.7.2. Antioxidantes... 28 2.3.7.3. Estabilizante de espuma... 28 2.3.7.4. Carbonatação... 28
2.4. PRINCIPAIS MÉTODOS / PROCEDIMENTOS PARA A PRODUÇÃO DE CERVEJA SEM ÁLCOOL... 29
2.4.1. MOAGEM ... 33
2.4.2. MOSTURAÇÃO ... 34
2.4.3. FILTRAÇÃO DA MOSTURA ... 38
2.4.4. COZIMENTO DO MOSTO ... 39
2.4.5. RECEBIMENTO DO MOSTO E SEPARAÇÃO DO TRUB ... 40
2.4.6. RESFRIAMENTO DO MOSTO ... 41 2.4.7. FERMENTAÇÃO ... 43 2.4.8. MATURAÇÃO... 44 2.4.9. FILTRAÇÃO... 48 2.4.10. ADEGA PRESSÃO ... 51 2.4.11. ENVASAMENTO... 51 2.4.12. PASTEURIZAÇÃO ... 53 3 - UNIDADE EXPERIMENTAL ... 55 3.1. MATERIAISEMÉTODOS ... 55 4 - RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 56
4.1. FLUXOGRAMA E DESCRIÇÃO DO PROCESSO ... 56
4.1.1. RECEBIMENTO DO MALTE... 58
4.1.2. ARMAZENAMENTO DO MALTE ... 58
4.1.3. MOAGEM ... 58
4.1.4. MOSTURAÇÃO ... 59
4.1.5. FILTRAÇÃO... 60
4.1.6. FERVURA OU COZIMENTO DO MOSTO... 61
4.1.7. SEDIMENTAÇÃO DO TRUB... 62
4.1.8. RESFRIAMENTO DO MOSTO ... 63
4.1.9. FERMENTAÇÃO ... 63
4.1.11. FILTRAÇÃO ... 65 4.1.12. ESTABILIZAÇÃO E CARBONATAÇÃO ... 66 4.1.13. ENVASAMENTO... 67 4.1.14. PASTEURIZAÇÃO ...Erro! Indicador não definido. 4.1.15. ROTULAGEM /ENCAIXOTAMENTO / PALETIZACAO DAS GARRAFEIRAS .Erro!
Indicador não definido.
5 - CONCLUSÕES ... 71 6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 72
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA 1–FLUXOGRAMA DE PROCESSAMENTO DE CERVEJA SEM ÁLCOOL PELO PROCESSO DE
FERMENTAÇÃO INTERROMPIDA... 31 FIGURA 2–FLUXOGRAMA DE FABRICAÇÃO DE CERVEJA SEM ÁLCOOL PELO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO
INTERROMPIDA E DILUIÇÃO DO MOSTO... 32
LISTA DE QUADROS
Página
QUADRO 1–CLASSIFICAÇÃO BÁSICA DA CERVEJA... 18
QUADRO 2–COMPOSIÇÃO MÉDIA DOS PRINCIPAIS SÓLIDOS DO MOSTO... 35
PROCESSAMENTO DE CERVEJA SEM ÁLCOOL
Autor: Érico Pereira Marum Jorge
Orientador: Profª MSc. Maria Isabel Dantas de Siqueira
RESUMO
A cerveja é uma bebida alcoólica não destilada, obtida da fermentação do alcoólica do mosto de cereal maltado, geralmente malte de cevada. O presente trabalho apresenta o processamento de cerveja de baixo teor alcoólico mostrando as matérias-primas que são utilizadas durante a fabricação da cerveja e todo o processo tecnológico e técnico utilizado durante o processamento de cerveja com baixo teor alcoólico. A tecnologia utilizada para fabricação de cerveja sem álcool é bastante parecida com a da cerveja normal incluindo as etapas de fabricação do mosto, fermentação, maturação, filtração e engarrafamento Conclui-se que diferencial deste produto são as características físico-químicas e sensoriais diferentes das outras cervejas, devido a dosagem de lúpulo e ao processamento fermentativo que é interrompido fazendo com que a cerveja permaneça com varias características sensoriais e químicas do mosto que foi utilizado em sua fabricação, inclusive com sabor acentuado de amargor para mascarar o gosto remanescente de mosto. Este trabalho serve como material de consulta para técnicos da área, uma vez que é escasso o material bibliográfico sobre o assunto.
1 - INTRODUÇÃO
Cerveja é uma bebida não destilada, obtida da fermentação alcoólica do mosto de cereal maltado, geralmente malte de cevada. É facultativa a adição de outra matéria-prima amilácea ou de lúpulo. O teor alcoólico de uma cerveja pode variar desde 0.05 % nas chamadas cervejas sem álcool, até 14.9 % de álcool por volume ( ABV), na cerveja suíça Samichlaus. Mas, na verdade, a maioria das cervejas mundialmente consumidas ficam em volta de 5 % e as americanas de 4% (1).
Segundo Aquarone et. al. (1983), para o apreciador de cerveja, não importa o tipo, desde que o produto esteja gelado na mesa. Porém, existem diferenças entre as cervejas que vão desde a cor, passando pelo aroma, teor alcoólico e sabor, até o clima certo para ser consumida. Existe ainda uma classificação pela legislação brasileira. Uma cerveja pode ter, no máximo, 7% de teor alcoólico ( menos que o vinho, que tem, em média, 12% e da cachaça, que tem entre 40% e 50%). Estima-se que existam atualmente mais de 20 mil tipos de cervejas no mundo. Pequenas mudanças no processo de fabricação, como diferentes tempos e temperaturas de cozimento, fermentação e maturação, e o uso de outros ingredientes, além dos quatro básicos - água, lúpulo, cevada e fermento - são responsáveis por uma variedade muito grande de tipos de cerveja.
As cervejas podem ser classificadas segundo seu local de origem, extrato original, cor, teor alcoólico, quanto a proporção de malte de cevada, tipo de fermentação e ao tratamento térmico.
A primeira cerveja com baixo teor alcoólico lançada no Brasil foi em 1991, pelo grupo Antártica e se chamava Kronenbier, alguns anos depois outras
cervejarias como Schincariol e Bavária também desenvolveram as suas cervejas sem álcool.
Na verdade não existe cerveja sem álcool. Todas as cervejas sem álcool possuem uma pequena quantidade de álcool que não é necessário ser mencionado no rótulo do produto.
A fabricação de cerveja de baixo teor alcoólico pode ser realizada por diferentes processos. Os mais sofisticados usam máquinas com sistemas de membranas que retiram o álcool, e outros, utilizam processos de fermentação interrompida seguida de correção do teor alcoólico (2).
No processo de produção especial, através de controles bastante rigorosos, consegue-se direcionar e interromper o processo de fermentação, de forma a obter a cerveja sem álcool. O mais importante é que o sabor é muito próximo de uma cerveja tipo pilsen (suave e saborosa). Graduação alcoólica menor que 0,5% vol - 350ml.
O segmento das cervejas sem álcool no Brasil equivale a apenas 1% do mercado total da bebida, mas tem um crescimento de aproximadamente 5% e movimenta mais de R$ 110 milhões por ano. A cerveja sem álcool tem um volume de produção estimado em cerca de 60 milhões de litros anuais no País.
Este trabalho tem como objetivo descrever as etapas de processamento de cerveja de baixo teor alcoólico.
A elaboração deste trabalho servirá como fonte de informação, para profissionais e estudantes interessados na área, já que as informações sobre este assunto ainda são bem escassas na literatura brasileira.
A elaboração deste estudo, trouxe oportunidade de busca de informações que complementaram os conhecimentos adquiridos na universidade.
Para o campo de estágio este estudo servirá como fonte de informação específica para a empresa, gerando um documento detalhado sobre o processo e controle de qualidade.
2 - REVISÃO DE LITERATURA
2.1. HISTÓRICO
DA
CERVEJA
A origem das primeiras bebidas alcoólicas é incerta, mas provavelmente tenham sido feitas de cevada, tâmaras, uvas ou mel (1).
A cerveja já era conhecida por várias civilizações antigas e era popular em climas não propícios ao cultivo de uvas. A maioria das bebidas elaboradas com cereais nos últimos 8.000 anos é considerada como cerveja (3).
A invenção tem sido atribuída aos sumérios e egípcios, tendo ambas as civilizações produzido uma bebida alcoólica há mais de 5.000 anos (3).
Os povos do norte da Europa descobriram a técnica da cervejaria não muito antes da era cristã. Até hoje algumas cervejas desta região têm sabor ligeiramente ácido, indicando o desenvolvimento de fermentações lácticas. A cerveja sempre foi consumida em países onde o clima e o solo eram inadequados para a produção de vinho de uva (1).
Os monges aperfeiçoaram a tecnologia cervejeira e serviram, de certo modo, como vendedores por atacado. A cerveja foi usada na Idade Média como mercadoria para comércio, pagamento e impostos. Assim que as cidades cresceram, as operações comerciais simples se desenvolveram e tornou-se prática comum a produção de cerveja e a sua venda num mesmo estabelecimento. No século XlV, a cidade de Hamburgo, no norte da Alemanha, era o centro cervejeiro da Europa, lar de mais de mil mestres cervejeiros (3).
Na América do Sul, séculos antes da chegada dos espanhóis, os incas já bebiam cerveja de grãos (milho). Há antigas referências às cervejas milenares na China e no Japão, e a cerveja africana similar é uma bebida tradicional do Zaire e países vizinhos (3).
O processo de fabricação de cerveja provavelmente alcançou a cultura ocidental a partir do Egito, via Grécia, onde o autor romano Plínio, o jovem recorda da prática, inclusive do uso do lúpulo (3).
No princípio, armazenava-se apenas para que se tivesse um produto para vender quando houvesse demanda. Não havia nenhuma expectativa de melhorar a qualidade da cerveja através de armazenamento. O objetivo era simplesmente manter a qualidade original e evitar que a cerveja se estragasse rapidamente (4).
2.2. DEFINIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DAS CERVEJAS
A cerveja sem álcool possui até 0,5% em volume contra 4,0 - 6,0% das outras cervejas. Na verdade, segundo as normas estabelecidas pelo Ministério da Agricultura e também os organismos Internacionais, para ser considerada uma cerveja sem álcool ela deve possuir um teor alcoólico inferior a 0,5% em volume. A título de comparação, uma salada de fruta um pouco fermentada tem mais álcool que esta cerveja (3,5).
A legislação brasileira que regulamenta as especificações das matérias-primas utilizadas na fabricação da cerveja, além das da própria cerveja, esta contida no Decreto N.º 2486, de 20 de outubro de 1978, do Estado de São Paulo, complementado pelo Decreto N.º73267 de dezembro de 1973 do Governo Federal. Desses decretos constam a definição e a classificação da cerveja quanto a especificações de tipo de fabricação, cor e teor de alcoólico, padrões de qualidade, padrões de rotulagem e análises de controle (1).
2.2.1. QUANTO A ORIGEM E CARACTERÍSTICAS PECULIARES
São listadas, de acordo com Aquarone et. Al. (1983), algumas cervejas com suas características peculiares:
- Pilsen: Originária da cidade de Pilsen, na Checoslováquia, é obtida a partir de malte tipo Pilsen e água de baixa dureza. O extrato primitivo (somatório de todas as substâncias solubilizadas), que varia de 11 a 13,5%, é fermentado com levedo de baixa fermentação ( Saccharomyces uvarum ), resultando numa cor clara, médio teor alcoólico ( 3 a 5 %) e médio teor de extrato. É o tipo de cerveja mais consumida no Brasil por se adequar favoravelmente ao clima do país. - Bock: Originária da cidade de Einbeck, Alemanha, trata-se de uma cerveja forte quanto ao extrato primitivo, que é acima de 14%, e de cor escura. Possui baixa fermentação e alto teor alcoólico, sendo produzida somente durante a primavera e o outono.
- Malzbier: Originária da cidade de Einbeck, Alemanha, possui cor escura e alto poder nutritivo devido ao seu alto teor de extrato. A tradição diz que mulheres em fase de amamentação, tomando este tipo de cerveja, aumentam a produção de leite materno.
- Ice: Nasceu no Canadá em 1993. É uma cerveja fabricada pelo exclusivo "ice process" que consiste em depois da fermentação, resfriar a cerveja a temperaturas abaixo de zero. Nesse frio intenso, a cerveja é transformada em finos cristais de gelo, cuidadosamente retirados no estágio seguinte. É uma cerveja mais forte e refrescante.
- Dortmunder: Originária da cidade alemã Dortmund, onde a água é de alta dureza permanemte, é similar ao tipo Pilsen, ou seja, clara, médio teor alcoólico e médio teor de extrato.
- Stout: Originária da Irlanda, é elaborada com maltes especiais, escuros, extrato primitivo de 15% e fermentação geralmente alta. ( Saccharomyces cerevisiae ). Apresenta cor escura, alto teor alcoólico e
de extrato e seu sabor associa o amargo do lúpulo com o adocicado do malte.
- Porter: Originária da Inglaterra, é elaborada com maltes escuros e sua fermentação pode se alta ou baixa, inclusive com fermentação posterior na própria garrafa. É forte quanto ao extrato primitivo, tem alto teor alcoólico e cor escura.
- Weissbier: Oriunda da Alemanha, possui cor clara, médio teor alcoólico e de extrato, sendo elaborada com malte de trigo e de cevada, através de alta fermentação.
- Munchen: Originária da cidade de Munique, Alemanha, é uma cerveja obtida a partir de malte tipo Munique. O extrato primitivo, que varia de 12 a 14%, é fermentado com levedo de baixa fermentação, resultando num produto de cor escura, médio teor alcoólico e de extrato.
- Ale: De origem alemã, apresenta cor clara, geralmente avermelhada e possui extrato primitivo acima de 12,5%, alta fermentação e teor alcoólico que varia de médio a alto.
Sobre este assunto, o Diário Oficial da União - Seção 1 de 7/11/2001 página 43 definiu a classificação das cervejas da seguinte forma (9 ):
2.2.2. QUANTO AO EXTRATO ORIGINAL OU EXTRATO PRIMITIVO
- Cerveja leve, a que apresentar extrato primitivo igual ou superior a 7,0% e inferior a 11,0%, em peso;
- Cerveja comum, a que apresentar extrato original ou primitivo igual ou superior a 11,0% e inferior a 12,5% em peso;
- Cerveja extra, a que apresentar extrato original igual ou superior a 12,5% e inferior a 14,0%, em peso;
- Cerveja forte, a que apresentar extrato original igual ou superior a 14,0%, em peso.
Extrato Original é a quantidade de extrato antes de iniciar o processo de fermentação. Extrato originado no começo do cozimento e sua unidade é dada em Plato ( ºP) (6).
Extrato Aparente é o extrato medido durante o processo de fermentação. O nome aparente é dado devido ao erro analítico originado pelo álcool que possui uma densidade diferente da água (6).
Extrato Real é o extrato medido durante o processo de fermentação, considerando a correção da densidade do álcool (6).
2.2.3. QUANTO À COR
- Cerveja clara, a que tiver cor correspondente a menos de 15 unidades EBC ( European Brewery Convention);
- Cerveja escura, a que tiver cor correspondente a 15 ou mais unidades de EBC.
2.2.4. QUANTO AO TEOR ALCOÓLICO
- Cerveja sem álcool, quando seu conteúdo em álcool for menor que 0,5% em volume, não sendo obrigatória a declaração no rótulo do conteúdo alcoólico;
- Cerveja com álcool, quando seu conteúdo em álcool for igual ou superior a 0,5% em volume, devendo obrigatoriamente constar no rótulo o percentual de álcool em volume, sendo:
- Cerveja de baixo teor alcoólico: a que tiver mais de 0,5 até 2,0% de álcool;
- Cerveja de médio teor alcoólico: a que tiver mais de 2,0 até 4,5% de álcool;
- Cerveja de alto teor alcoólico: a que tiver mais de 4,5 a 7,0% de álcool.
2.2.5. QUANTO À PROPORÇÃO DE MALTE DE CEVADA
- Cerveja puro malte - aquela que possui 100% de malte de cevada, em peso, sobre o extrato primitivo, como fonte de açúcares;
- Cerveja - aquela que possuir proporção de malte de cevada maior ou igual a 50%, em peso, sobre o extrato primitivo, como fonte de açúcares;
- Cerveja com o nome do vegetal predominante - aquela que possuir proporção de malte de cevada maior do que 20% e menor do que 50%, em peso, sobre o extrato primitivo, como fonte de açúcares.
2.2.6. QUANTO À FERMENTAÇÃO
- De baixa fermentação -aquela obtida pela ação do levedo que se deposita no fundo da cuba, durante ou após a fermentação tumultuosa ( Saccharomyces uvarum );
- De alta fermentação - aquela obtida pela ação do levedo que emerge à superfície na fermentação tumultuosa ( Saccharomyces cerevisiae ).
O quadro 1 traz um resumo da classificação da cerveja de acordo com os cinco aspectos principais.
Quadro 1 – Classificação básica da cerveja
CERVEJA ORIGEM COLORAÇÃO TEOR
ALCOÓLICO
FERMENTA_
ÇÃO
Pilsen Rep. Checa Clara Médio Baixa
Dortmunder Alemanha Clara Médio Baixa
Stout Inglaterra Escura Alto Geralmente
Baixa
Porter Inglaterra Escura Alto Alta ou Baixa
Weissbier Alemanha Clara Médio Alta
Munchen Alemanha Escura Médio Baixa
Bock Alemanha Escura Alto Baixa
Malzbier Alemanha Escura Alto Baixa
Ale Inglaterra Clara e avermelhada Médio ou Alto Alta
Ice Canadá Clara Alto -
Fonte: Alimentos e bebidas produzidos por fermentação – volume 5
2.2.7. QUANTO AO TRATAMENTO TÉRMICO
Louis Pasteur descobriu que líquidos ácidos quando submetidos a baixas temperaturas tornam-se isentos de microrganismos. A pasteurização provoca uma estabilidade biológica praticamente ilimitada; alterações no aroma e paladar da cerveja, a estabilidade físico-química piora tanto mais quanto maior for o teor de oxigênio dissolvido na cerveja (3).
Ao termino do enchimento, é pratica comum às cervejarias submeter a cerveja ao processo de pasteurização, principalmente quando as embalagens vidro ( garrafa ) e lata são utilizadas. A pasteurização nada mais é que um processo térmico, no qual a cerveja é submetida a um aquecimento a 60 ºC e posterior resfriamento, visando conferir maior estabilidade ao produto. Devido a este processo, é possível às cervejarias assegurar uma data de validade ao produto de seis meses após o envasamento (7).
A diferença básica do processamento da cerveja para o chopp, é que a cerveja passa por uma etapa de pasteurização, enquanto o chopp é embarrilado sem passar por este processo (4).
2.3. MATÉRIAS
PRIMAS
As matérias-primas essenciais para a fabricação de cerveja são: água, malte, complementos de malte, levedura e lúpulo. Outros componentes podem ser utilizados, de acordo com o tipo, a tradição ou a preferência local (8).
A qualidade da cerveja é influenciada por inúmeros fatores entre os quais, a qualidade das matérias-primas A escolha inadequada da matéria prima poderá implicar em inúmeras complicações, tais como mosto turvo e dificuldades na clarificação e sacarificação, queda de rendimento na brassagem, problemas com paladar e espuma da cerveja, turbidez na cerveja e queda de rendimento nos ciclos de filtração (8,9,10).
2.3.1. ÁGUA CERVEJEIRA
Em geral, para cada 100 litros de cerveja há um consumo de 1000 litros de água (incluindo água de fabricação industrial) (8).
A água cervejeira é distribuída para vários pontos de consumo dentro da fábrica como: sala de brassagem, adega, trocador de calor (resfriamento de mosto), caldeiras, embarrilamento, lubrificação de esteira, no engarrafamento e bico do HDE no engarrafamento (4).
A água representa a maior parte da cerveja em torno de 90% exercendo grande influência sobre o tipo e a qualidade da mesma. Ela deve ser potável, transparente, incolor, inodora, neutra, sem sabor, e cumprir as necessidades específicas para assegurar o bom andamento do processo de produção da cerveja e obtenção do produto acabado desejado (9).
É um fator importante a ser considerado, e praticamente define o local de instalação da cervejaria. Por muito tempo, sua composição foi muito valorizada. Atualmente, se for imprópria, é possível lançar mão de correções por meio de produtos químicos, sendo uma condição imprescindível a de que seja potável (1).
A água é a matéria prima utilizada em maior quantidade na fabricação de cervejas, sendo que para que a mesma seja utilizada com sucesso, alguns parâmetros devem ser observados (11).
A condição de potabilidade deve ser boa e visto que devido ao grande volume empregado de água na indústria cervejeira, a grande maioria das unidades não utilizam água da rede pública, o que encareceria muito o produto (12).
Quando a água utilizada for proveniente de rios, poços artesianos, as condições de origem muitas vezes exigem o tratamento, utilizando redes de tratamento com vários processos. O processo de tratamento pode incluir: decantação, filtragem, tratamento desinfectante (12).
Alguns parâmetros devem ser levados em consideração na escolha da água para a fabricação da cerveja, pois poderão acarretar inúmeras
conseqüências, diminuindo assim, a qualidade da mesma. Entre estes, incluem a turbidez, pH, concentração de zinco, ferro, nitrato, nitrito, sílica e matéria orgânica (9).
A turbidez é produzida por pequenas partículas suspensas, que podem ser de natureza orgânica ou inorgânica. Estas partículas podem servir como fonte de alimentação para os microrganismos além de interferir no processo de assepsia. Sua concentração deve ser menor que 1 EBC (European Brewery Convention) (8).
De maneira geral, pode-se caracterizar a água ideal para fabricação de cerveja por: pH entre 6,5 e 7,0; menos de 100 mg/litro de carbonato de cálcio ou magnésio; traços de magnésio, de preferência na forma de sulfatos; de 250 a 500 mg/litro de sulfato de cálcio; de 200 a 300 mg/litro de cloreto de sódio; e menos de 1 mg/litro de ferro (1).
Quanto ao pH, se a água for alcalina, poderá dissolver grandes quantidades de matérias indesejáveis das cascas e do malte. A reação ácida é necessária para obter a máxima atividade de enzimas amilolíticas e proteolíticas. O carbonato de cálcio, na presença de fosfato diácido de potássio, reduz a acidez da água formando fosfatos monoácidos de cálcio e potássio, e gás carbônico. O pH se eleva, diminui a atividade enzimática, as amilases atuam menos e sobram mais dextrinas. H; a menos proteólise e maior extração de cor e substâncias amargas (8).
Cada tipo de cerveja apresenta uma composição diferente de minerais na água; por exemplo: a cerveja tipo "pilsen" é produzida com água mole, isto é, uma água que contém poucos sais minerais. A cerveja tipo "ALE", inglesa, é produzida com água dura que tem maior quantidade de sais minerais A dureza temporária
da água é dada por bicarbonatos e a fervura provoca a precipitação dos mesmos. A dureza permanente é dada por sulfatos ou cloretos de cálcio e magnésio (1,8).
O zinco tem ação benéfica na fermentação, ativando a síntese de proteínas, estimulando o crescimento da levedura e ativando a fermentação. Em concentrações elevadas na água (>0,6mg/L), terá ação negativa sobre a fermentação e estabilidade coloidal. Sua concentração poderá oscilar de 0,08 a 0,20 mg/L (8).
No caso do ferro (Fe+2 ou Fe+3), sua presença na cerveja em concentrações acima de 0,3 mg/L provoca escurecimento da espuma, aumento da coloração, diminuição da estabilidade coloidal além de agir como catalisador na oxidação na cerveja. Seus valores (ferro total) deverá ser menor que 0,2 mg/L (8).
A presença de nitratos (NO3-) indica o estágio final da oxidação da matéria orgânica que contém nitrogênio. Estes nitratos podem ainda ser reduzidos a nitritos pela ação de diferentes leveduras, resultando em gosto fenólico (remédio), além de ser extremamente prejudicial e tóxico. Sua concentração
devera ser menor que 5mg/L, e em teores de 50 a 100mg/L provoca a inibição da propagação da levedura. Já o nitrito (NO2-) é tóxico para a levedura, pois reduz a atividade fermentativa, assim como a fermentação. Portanto, deve estar ausente na água (8).
Com relação a sílica (SiO2), altos teores influenciam negativamente a fermentação, prejudicando o paladar e provocando turvação coloidal. Sua concentração deverá ser menor que 30mg/L, pois com teores acima de 30mg/L formam sais insolúveis e incrustações com sais de cálcio e magnésio (8).
2.3.2. CEVADA
Existem dois tipos principais de cevada: de duas e de seis fileiras. A cevada de duas fileiras ( duas fileiras de grãos na mesma espiga) é a mais utilizada porque contém grãos maiores e mais uniformes. A cevada de duas fileiras subdivide em dois grupos principais: cevada de haste ereta ( Hordeum distichum erectum) e cevada de haste curva ( Hordeum distichum nutans) (3).
A cevada é a matéria-prima principal para a fabricação da cerveja e tem uma característica que a coloca acima dos outros cereais na fabricação de cerveja: ela possui uma casca que é insolúvel. Essa casca protege o grão naturalmente das influencias atmosféricas danosas e possibilita, posteriormente, a formação de uma camada filtrante durante a clarificação, que é a separação do mosto das matérias sólidas (bagaço) (13).
2.3.3. MALTE
O termo técnico malte define a matéria prima resultante da germinação de qualquer cereal sob condições controladas. Quando não há denominação, subentende-se que é feito de cevada; em qualquer outro caso, acrescenta-se o nome do cereal. Assim, tem-se malte de milho, de trigo, de centeio, de aveia e de outros cereais (1).
Malteação é o processo de germinação forçada de um cereal, interrompida no ponto adequado por um processo de secagem, cujo objetivo principal é a ativação de enzimas amilolíticas (4).
A principio, qualquer cereal pode ser maltado. A escolha, entretanto, leva em consideração, entre outros fatores, o poder diastásico e o valor econômico de cada cereal. Entre os de maior poder diastásico encontra-se, pela ordem: cevada, centeio, trigo, aveia, milho e arroz. O valor econômico é definido pelo tipo de uso; há cereais utilizados em alimentação humana e animal (1).
Uma vez feita a escolha do cereal, devem ser levadas em conta as seguintes características, que constituem métodos de avaliação do potencial de maltagem:
Poder germinativo: É calculado pelo numero de sementes que germinam, num total de 100, em condições favoráveis, em período de tempo determinado, em geral de 5 a 10 dias. O poder germinativo não deve ser inferior a 95%, pois não só da origem a malte de baixa atividade enzimática como os grãos não germinados podem abrigar focos de infecção.
Potencial de germinação: Vem a ser a porcentagem de grãos que germinam em 72 horas. É diretamente proporcional à atividade enzimática do grão e deve ser da ordem de 65% a 85% (1).
2.3.4. ADJUNTOS
Os adjuntos substitutos do maltes são: cevada, trigo, arroz, milho, sorgo, açúcar e xaropes (3).
São carboidratos que proporcionam material fermentável adicional ao mosto de cerveja, e usados para reduzir os custos, podendo diminuir o teor de nitrogênio no extrato. São adicionados na fase de fabricação do mosto e, quando contêm amido, as enzimas contidas no malte hidrolisam-no a açúcares fermentáveis (1).
Os adjuntos derivados de cereal utilizados para produção de mosto de cerveja, independentemente de sua natureza, são definidos como fonte de carboidratos não malteados de composição e propriedades adequadas ao uso como matérias-primas complementares para o principal componente, o malte (6).
Os adjuntos são substâncias que exercem um papel complementar na produção do mosto, fornecendo açúcares fermentáveis para a levedura cervejeira; são, portanto, uma fonte complementar de extrato, substituindo parte do malte.
Além disso, possuem um elevado teor de amido e compostos protéicos com pouca solubilidade (6).
2.3.4.1. Gritz de milho
O gritz utilizado em cervejarias é obtido no processamento do milho, pelo processo conhecido como moagem a seco. Como esta substância contribui sensivelmente para a qualidade do produto final, seu controle efetivo, e tratamento, são fatores determinantes para obtenção de um maior rendimento na sala de cozimento, bem como para as características sensoriais da cerveja (6).
As características sensoriais do gritz são fatores determinantes que evitam a transferência de gosto e / ou odores estranhos ao mosto comprometendo de forma, irreversível o produto final (6).
2.3.4.2. Arroz
O arroz também pode ser utilizado como um complemento na produção do mosto, fornecendo açúcares fermentáveis pela levedura cervejeira. Como o gritz, possui um elevado teor de amido e compostos protéicos de pouca solubilidade que contribuem de forma positiva na estabilidade coloidal do produto final (6).
As características sensoriais do arroz são fatores determinantes para avaliar a qualidade de um lote, pois o controle adequado de parâmetros como odor, aparência e cor, visa evitar a transferência de gosto e / ou odores estranhos ao mosto comprometendo, de forma irreversível o produto final (6).
2.3.4.3. Xarope de alta maltose
O xarope de alta maltose utilizado em cervejarias, é um xarope em solução aquosa transparente com elevada viscosidade. Suas composição definida de açúcares e elevado teor de maltose, é muito próximo a encontrada no mosto produzido somente com malte, o que lhe confere características de fermentabilidade análogas aos fabricos com utilização combinada de malte, gritz de milho, arroz e açúcar. É um adjunto com menor teor de proteínas e minerais indesejáveis e não apresenta óleos e taninos (6).
De boa operacionabilidade, visto que é um produto líquido, coloca-se em vantagem, quando comparado com adjuntos sólidos. Este fato traz um significativo aumento de rendimento na extração do malte durante a filtração. Isto ocorre principalmente devido a uma menor concentração de sólidos na tina de filtração (6).
A utilização do xarope de alta maltose se dá diretamente no fervedor eliminando assim, uma série de operações de processo, com isto, é possível obter-se uma preparação de mosto em menor tempo, principalmente pelo ganho de tempo na filtração de mosto (6).
2.3.5. LÚPULO
Lúpulo é o nome dado aos frutos secos da planta fêmea de uma espécie chamada Humulus lupulus. O lúpulo é responsável pelo amargor e aroma da cerveja, sendo parte essencial no impacto sensorial total do produto (4).
O lúpulo pode ser comercializado na forma de flores secas, pó, pellets e em extrato. As duas últimas são mais adequadas por proporcionar maior densidade e, portanto, menor volume a ser transportado (1).
Os componentes químicos do lúpulo são: água (8 – 14%), proteínas (12 – 24%),resinas totais (12 – 21%), ácidos - alfa 4 – 10%, ácidos beta (3 – 6%), taninos (2 – 6%), celulose (10 – 17%), cinzas (7 – 10%), óleos essenciais (0,5 – 2,0%) (3).
O lúpulo é recebido em caixas de papelão e logo em seguida, este é armazenado numa câmara fria denominada adega de lúpulo, que comporta uma estocagem de trinta dias. A temperatura da adega é mantida em torno de 3 ºC (4).
Geralmente, o lúpulo é adicionado durante a fervura do mosto. Os componentes dissolvem-se no mosto e doam o amargor e aroma característicos (7).
2.3.6. LEVEDURA
Os dois maiores grupos de leveduras para cultivo de cervejarias são: a levedura de baixa fermentação - Sccharomyces uvarum (5 - 15 ºC) e a levedura de alta fermentação - Saccharomyces cerevisiae (12 - 21ºC)(3).
Outras leveduras, como as do gêneros Schizosaccacharomyces, Hansenula, Pichia, Torulopsis, Cândida, Brettanomyces assim como algumas outras espécies de Saccharomyces estão relacionadas com a deterioração da cerveja e são normalmente denominadas leveduras “selvagens”, no sentido de ser diferentes das cultivadas. Elas proporcionam sabor e aroma anormais, razão por que são consideradas como infecções perigosas e representam sério risco à qualidade da cerveja (1).
As formas das leveduras podem ser, redondas ou elíptico-ovaladas e quanto ao tamanho, o seu comprimento é de cerca de 6 - 10 µ e a largura 5 - 8 µ. Sua superfície ( célula) perfaz em média 150 µ2 (3).
2.3.7. ADITIVOS 2.3.7.1. Proteases
As enzimas proteolíticas são utilizadas para degradar compostos protéicos de alto peso molecular, para que haja uma pequena quantidade destes para a formação de complexos. A papaína por exemplo pode ser adicionada durante a maturação, para que se tenha tempo suficiente para efetuar a proteólise, ou durante o processo de filtração da cerveja (7,13).
A desvantagem do uso da papaína é a degradação de compostos nitrogenados de alto peso molecular que também são responsáveis pela estabilidade da espuma da cerveja. A diminuição da estabilidade da espuma da cerveja pode ser compensada pela adição de alginatos durante a filtração da mesma, que aumentam a sua estabilidade (13).
2.3.7.2. Antioxidantes
Antioxidantes são substancias que diminuem a velocidade de auto oxidação dos lipídeos atuando sobre a formação ou com o próprio oxigênio singleto (O2), que reage com átomos de carbono insaturados dos ácidos graxos. O antioxidante pode também agir de forma competitiva com os radicais livres dos lipídeos, impedindo a continuação da reação em cadeia, ou ainda, atuar sobre os peróxidos decompondo-os de forma a produzir compostos que não mais participam da reação em cadeia de radicais livres (4).
O antioxidante é adicionado à cerveja crua, apenas quando esta é destinada ao engarrafamento, pois, se esta segue para o embarrilamento não é necessário a adição de antioxidante devido ao chopp ser consumido rapidamente (4,7).
2.3.7.3. Estabilizante de espuma
Os estabilizantes de espuma são adicionados tanto a cerveja destinada ao engarrafamento como a cerveja destinada ao embarrilamento, são a base de alginatos (4).
Para verificar a estabilidade da espuma é usado um aparelho chamado Nibem (Haffmans), que faz os cálculos verificando o tempo que a espuma demora a baixar em um recipiente a temperatura de 20 ºC (6).
2.3.7.4. Carbonatação
A taxa de gás carbônico adquirida na cerveja sem álcool é baixa e deve ser corrigida com uma injeção de CO2, que é captado e tratado pela usina de CO2 da empresa. O CO2 é dosado automaticamente pelo Carboblend, que é programado para corrigir o teor de gás carbônico deixando-o na faixa de 0,58 – 0,62 g CO2 / 100 g de produto (2,4,7).
2.4. PRINCIPAIS
MÉTODOS
/ PROCEDIMENTOS PARA A
PRODUÇÃO DE CERVEJA SEM ÁLCOOL
São vários os processos de produção de cerveja de baixo teor alcoólico (14).
- Separando o álcool da cerveja pronta por membranas. Utiliza-se membranas semi-permeáveis que com aplicação de altas pressões deixam passar o álcool e não os outros componentes da cerveja (osmose reversa)
- Aquecendo a cerveja em condições ideais de pressão para evaporar o álcool
- Interrompendo a fermentação antes que todo o açúcar seja transformado em álcool.
Muitas cervejas sem álcool possuem ainda pequenas quantidades do mesmo, porém devem atender a legislação quanto ao seu álcool residual.
Pode-se dividir em dois tipos de processos os de fermentação interrompida e os processos de extração do álcool. No Brasil a maioria das empresas usam o processo de fermentação interrompida (7 ).
O líquido a partir do qual é formada a cerveja chama-se mosto, que é uma combinação de malte, água e lúpulo. Durante o processo de fermentação os açúcares do mosto são transformados em álcool e gás carbônico. Normalmente o processo é feito a uma temperatura de 12º C. Na produção da cerveja sem álcool isso é feito numa temperatura de 6º C ou 7º C. Isso faz com que a fermentação produza os aromas característicos de cerveja. Mesmo assim produz-se álcool em pequena quantidade, da ordem de 0,35%. Pela lei, uma cerveja que tenha esses teores é considerada não-alcoólica.
Nos processos de extração a fermentação é interrompida com um teor alcoólico mais alto, sendo o excesso retirado por extração por evaporação ou por membranas (6).
As figuras 1 e 2 mostram o fluxograma de fabricação da cerveja sem álcool pelo processo de interrupção da fermentação, sendo que o da figura 2 ocorre uma maior produção de álcool seguindo uma diluição do mosto até atingir concentrações de álcool iguais ou menores que 0,5%.
↓
↓
↓
↓ ↓ ↓ ↓ ↓Figura 1 – Fluxograma de processamento de cerveja sem álcool pelo processo de fermentação interrompida.
Fabricação do mosto. Extrato Orig. ~7,0%
Fermentação com fermento especial. Até
formação de no max.0,5% de álcool.
Retirada do fermento e
redução da temperatura
Maturação – 10 dias
Filtração, estabilização e carbonatação.
Pasteurização
Envasamento
Armazenamento
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↓
↓
↓
↓
↓
↓
Figura 2 – Fluxograma de fabricação de cerveja sem álcool pelo processo de fermentação interrompida e diluição do mosto
Fabricação do mosto.
Extrato Or. ~16 %
Pré-fermentação. Até formação de ~1,5% de álcool. Seguido
da separação do fermento e redução da temperatura.
Diluição do mosto até 0,5% de álcool.
Maturação cerca de 10 dias
Filtração, estabilização e carbonatação.
Envasamento
Pasteurização
2.4.1. MOAGEM
A moagem do malte constitui um preparo para a mosturação. No Brasil, as industrias cervejeiras preferem não utilizar malte de uma só procedência mas, sim, uma mistura de diversos maltes com o objetivo de obter um mosto mais padronizado. Uma vez estabelecida a composição da mistura, cada partida de malte é pesada separadamente (1).
O malte moído é então levado para a Caldeira de Malte onde será misturado com água cervejeira para ser cozido. Enquanto isso na Caldeira de Gritz, o milho triturado também será cozido com água para se transformar no produto conhecido como Calda (8).
O principal objetivo da moagem do malte é produzir a desintegração completa do endosperma por trituração, para que todos os seus elementos constituintes estejam acessíveis à atuação da ação enzimática. Ela favorece o contato do malte com a água e faz com que as enzimas ativadas na malteação entrem em ação, dissolvendo os elementos solúveis que o compõem (8).
Além disto a moagem também facilita a dissolução do malte na água e prepara a camada filtrante do mosto (4,8).
A moagem se processa em moinhos apropriados de cilindros múltiplos, capazes de triturar o malte sem moê-lo completamente A moagem do malte não deve ser muito fina a ponto de tornar lenta a filtragem do mosto ou, ao contrário, muito grossa, o que dificultaria a hidrólise do amido (8).
Essa etapa tem influência marcante sobre a mosturação, filtração e extração do bagaço, rendimento em extrato da brassagem e qualidade da cerveja (cor e paladar) (8).
As características de uma moagem são de grande importância no processo de mosturação, pois com o aumento da área de contato, haverá mais interação entre a enzima e o substrato, aumentando assim a velocidade das reações. Porém uma moagem muito fina produz cascas muito fragmentadas e muito pequenas, maior extração de substâncias polifenólicas e dificuldade na clarificação ao contrario, se muito grossa dificulta a hidrolise do amido (1,3,8).
2.4.2. MOSTURAÇÃO
A mosturação compreende a mistura do malte moído com a água, e a adição de seu complemento, caso necessário, e do caramelo, se a cerveja a ser processada precisar de uma correção na cor. O objetivo é promover a gomificação e posterior hidrolise do amido a açúcares. O pH e a temperatura interagem parra controlar a degradação do amido e das proteínas (1).
Pelo processo de mosturação, consegue-se obter a extração de 65% dos sólidos totais do malte, que em dissolução ou suspensão em água constituirão o mosto para a fermentação da cerveja. Quando ao arroz ou o milho são utilizados como complemento, são gomificados à parte em “cozinhadores”, com a adição de até um terço do peso total de malte, a fim de diminuir a viscosidade de pasta, e a seguir acrescentados ao mosto (1).
Os objetivos da mosturação são de solubilizar as substâncias do malte diretamente solúveis em água e, com o auxílio das enzimas, solubilizar as substâncias insolúveis em água e formar o máximo possível em extrato (3).
Os fatores que vão influenciar a solubilização do amido (açucaração) são: Temperatura, tempo, pH, quantidade de alfa-amilase, concentração da mostura (3).
As condições ideais para ação das enzimas são de:
temperatura entre 72 – 75 ºC e pH 5,6 – 5,8 para alfa-amilase e 60 – 65 ºC e pH 5,4 – 5,6 para a beta-amilase (3).
Em um tanque são misturados malte e água aquecida de 38 ºC a 50 ºC, de modo a formar uma pasta homogênea: a temperatura é elevada gradualmente, cerca de 1ºC / minuto, mas mantida abaixo da faixa de embulição.
Nesta etapa do processo é feita apenas a análise de pH da mostura (6).
Assim como o amido, as proteínas são também degradadas, em parte, a peptídeos ou aminoácidos. A proporção da proteólise afeta tanto o sabor como as propriedades físicas e a estabilidade da cerveja. Os componentes nitrogenados de alto peso molecular (peptídeos) predominam em temperaturas acima da ótima (60 ºC) enquanto temperaturas mais baixas proporcionam maior degradação, dando origem a aminoácidos. Além disso, deve haver um equilíbrio correto entre proteínas e aminoácidos no mosto para que se consigam nutrientes para a levedura e a estabilidade da cerveja (4).
A próxima etapa mistura e fervura da calda com o malte cozido, é chamada de Mosturação. As misturas podem ser feitas através de vários processos com temperaturas e tempos de repouso diferentes. É o processo de preparação do mosto, obtido pela mistura de malte moído e água, sob condições controladas de tempo, temperatura, concentração e agitação. Na tabela são dados os sólidos contidos no mosto (8).
Quadro 2 – Composição média dos principais sólidos do mosto
SÓLIDOS %
Carboidratos 90,8 a 92
Compostos nitrogenados (N*6,5) 3,8 a 6,0
Sais minerais 1,5 a 2,0
Ácidos livres ( expressos em ácido láctico ) 0,5 a 1.0
Substâncias fenólicas 0,1 a 0,2
Extratos e óleos do lúpulo 0,05 a 0,1
Lipídios 0,03 a 0,06
O principal objetivo da mosturação é dissolver as substâncias do malte, além de promover a hidrólise do amido a açúcares (8).
No processo de mosturação, obtém-se a extração de 65% dos sólidos totais do malte, que, em dissolução ou suspensão em água, constituirão o mosto para a fermentação da cerveja, por isso, deve -se obter a maior quantidade de extrato possível (rendimento) com a composição química desejada, pois influenciara todas as etapas seguintes e a própria qualidade da cerveja (8).
Na mosturação as enzimas são ativadas e produzidas no processo de malteação da cevada e todo processo enzimático depende da temperatura, do tempo e do grau de acidez do meio em que atuam (4,8).
As principais enzimas do malte são as amilases que tem por função quebrar o amido em moléculas menores, sendo estes açúcares, os nutrientes da levedura no processo fermentativo, as proteases que tem por função quebrar as proteínas, substâncias importantes no processo de fabricação da cerveja e as glucanases que tem a função de quebrar moléculas de glucanos que conferem a rigidez do amido (8).
Essas enzimas necessitam de alguns parâmetros para sua atuação, dentre eles os mais importantes são a temperatura da mostura, o pH da mostura; e a composição da moagem (8).
Com relação a temperatura, cada grupo de enzimas possui uma temperatura ideal de atuação. Desta maneira ao se controlar os tempos de permanência sob determinadas temperaturas, estará promovendo a atuação de determinados grupos enzimáticos. A atividade de uma enzima aumenta com a temperatura até o ponto ótimo e acima de cada temperatura ótima as enzimas serão rapidamente inativadas. Semelhante à temperatura, existe também um valor de pH ideal para atuação de cada grupo de enzimas A tabela mostra a
temperatura e o pH ideal de atividade das enzimas presentes no mosto e a ordem de sua atuação (8).
Quadro 3 - Temperatura e pH ótimos de atuação das enzimas do mosto cervejeiro
Enzimas Temperatura ótima pH
Glucanases 35 – 45°C 5,0 Proteases 45 – 55°C 5,2 – 8,2 b-amilase 60 – 65°C 5,4 – 5,6 a-amilase 70 – 75°C 5,6 – 5,8
O uso de ácido lático é feito quando é necessário abaixar o pH para a faixa de 5,2 – 5,5 , que é ideal para atuação de enzimas amilolíticas e proteolíticas (4).
O controle do pH é feito através da adição de ácido fosfórico na mostura, onde terá influência na extração de polifenóis da casca do malte, já com pH ácido, esta extração é minimizada (8).
A adição de cloreto de cálcio é importante no controle do pH agindo como agente tamponante do meio (menor variação de pH) reduzindo a dosagem de ácido fosfórico e proteção das amilases da desnaturação térmica (8).
A fase final da mosturação é a chamada inativação enzimática, onde, por ação da temperatura (76°C), as enzimas perdem sua atividade. Nesta etapa deve ocorrer ausência de amido na mostura e por isso, devem ser controlados os parâmetros acima citados, como temperatura, pH, composição da mostura, a fim de se obter um mosto de boa qualidade (8).
Conhecendo estes processos, o mestre cervejeiro pode criar várias receitas e fabricar diferentes tipos de cerveja (8).
2.4.3. FILTRAÇÃO DA MOSTURA
É a separação do extrato líquido (mosto) da parte sólida (bagaço). O bagaço - constituído pela casca - atua como meio filtrante (3).
O controle deste processo é realizado pela medida de concentração de extrato sólido e medido em sacarímetro ou densímetro sendo dado em º PLATÔ
Terminado o processo de filtração do mosto (mosto primário), lava-se o bagaço com água quente para retirar o máximo de extrato possível. O Mosto vai direto para a Caldeira de Fervura onde será esterilizado e receberá o Lúpulo, responsável pelo amargor e aroma característicos da cerveja (8).
Após a obtenção do mosto, este passará para a etapa de clarificação, onde o principal objetivo é separar as substâncias solubilizadas na mostura daquelas remanescentes insolúveis no chamado bagaço de malte (4).
Deve-se obter o mosto o mais límpido possível, pois a turvação excessiva é negativa, acarretando assim, maior perda de mosto, atrapalhando o andamento da fermentação/maturação, além de afetar a qualidade, estabilidade do paladar e perda de amargor da cerveja. Deve-se evitar também a incorporação de ar no mosto quente, pois a aeração exagerada conduz a coloração mais alta, prejuízo à qualidade do paladar e à estabilidade físico-química (8).
Entende-se por filtração do mosto a separação da fase sólida da fase liquida do mosto. E esta etapa é dividida em duas fases: a filtração do mosto primário e a lavagem do bagaço (última água) (3).
Na primeira parte da filtragem, o líquido passa através da camada de cascas do malte depositadas no fundo do recipiente de mosturação tun, constituindo o mosto primário, continuando a ocorrer a dextrinização do amido. Uma vez drenado o mosto primário, a camada de cascas por diversas vezes é aspergida com água a 75 ºC, de modo que, quando resíduo se apresenta com
menos de 1% de extratos solúveis, é considerado como totalmente esgotado (última água) (7).
As análises feitas nesta etapa do processo são apenas de medição de extratos. O primeiro mosto deve ter um extrato acima de 19 ºPlato, já a ultima água deve ter um extrato menor que 0,80 ºPlato (6).
2.4.4. COZIMENTO DO MOSTO
Essa fase do processo tem como finalidade tornar as enzimas inativas, esterilizar o mosto, concentrar o mosto no grau desejado, extrair as substâncias essenciais do lúpulo, precipitar as proteínas indesejáveis e, finalmente, transformar o aspecto e paladar do mosto. É a lupulagem que proporciona o amargor e aroma da cerveja, além de ajudar na formação da sua espuma (4,6).
O tempo de fervura depende do tipo de cerveja a ser fabricada. A média é entre uma hora e meia a duas horas (2).
A fervura do mosto a 100ºC com lúpulo estabiliza sua composição, inativando as amilases e proteases por causar coagulação das proteínas e de tanino do lúpulo por reação com a proteína, que se precipitam em flocos denominados "trubs”. Outros efeitos da fervura do mosto são a aromatização, a concentração e a esterilização, além da caramelização de alguns açúcares (8).
O processo de ebulição proporciona estabilidade ao mosto em quatro sentidos: biológico (esterilização do mosto), bioquímico (inativação de enzimas), coloidal (concentração do mosto e coagulação de compostos protéicos) e sabor(transferência dos componentes aromáticos e amargos do lúpulo para o mosto, aumento da cor e eliminação de voláteis). Nessa etapa não é permitida a entrada de ar, pois a presença de oxigênio no mosto inibe a coagulação da proteína,assim como os taninos se oxidam à formas mais precipitáveis na presença do ar (8).
A fervura do mosto a 100 ºC com o lúpulo estabiliza sua composição, inativando as amilases e proteases, por causar coagulação das
proteínas, que se precipitam em flocos denominados trub. O processo leva em torno de 2 horas (1).
Vão ocorrer várias transformações durante o cozimento do mosto como: esterilização do mosto, inativação das enzimas, concentração do mosto, coagulação das proteínas, formação de substâncias redutoras e corantes, formação de ácidos (redução do pH), solubilização e modificação de substâncias amargas do lúpulo (isomerização dos ácidos - alfa) (3).
Nesta etapa quando a tina é cheia com mosto no inicio do cozimento é feita uma análise de extrato, e depois de 90 minutos de cozimento, no final da fervura volta-se a fazer a medição do extrato para controle da taxa de evaporação e controle de extrato, e também são feitas as análises de valor de iodo e nitrogênio coagulável (6).
Na cerveja sem álcool é adicionado uma quantidade maior de lúpulo para se ter um sabor amargo mais intenso na cerveja, no final do processo (7).
2.4.5. RECEBIMENTO DO MOSTO E SEPARAÇÃO DO TRUB
Depois da caldeira, o mosto é transferido para o "Whirlpool" ou, Decantador que separa a parte sólida em suspensão através de centrifugação (8).
Essa operação permite a decantação e eliminação do "trub" ou coágulo, para não prejudicar a qualidade da cerveja e não alterar as características básicas do fermento (8).
O mosto é recebido no Whirlpool, que faz a função de um decantador. Este entra no decantador tangencialmente provocando um giro da massa liquida, que, ao girar gera pela força centrifuga, uma pressão maior na periferia que no centro do decantador. Esta diferença de pressão empurra os sólidos em suspensão para o centro do recipiente onde o trub decanta (4)
O trub é formado Durante o processo de cozimento e consiste de uma massa de partículas insolúveis, resultantes da coagulação e complexação entre moléculas de polifenóis oxidadas ( principalmente taninos) e proteínas (4).
A separação inadequada do trub do mosto leva à redução progressiva do poder fermentativo da levedura, decorrente da aderência das partículas insolúveis à parede celular, reduzindo portanto, a área de troca de nutrientes (4).
A retirada do trub é importante pois, este forma uma camada em torno da célula de levedura e a sua retirada melhora a estabilidade físico-química e sensorial da cerveja (3).
Após a trasfega, o mosto é mantido em repouso, no Whirlpooll, durante aproximadamente 20 minutos, para perfeita decantação do trub. Em seguida, o mosto limpo é bombeado para um trocador de calor onde será resfriado. E o trub, que fica retido no fundo do decantador é lavado e bombeado para um tanque, onde ficará armazenado para posterior venda a terceiros. Este é utilizado como ração animal (4).
No Whirlpool, são realizadas análises de extrato aparente, pH, cor, amargor e filtrabilidade (4).
2.4.6. RESFRIAMENTO DO MOSTO
Depois da fervura, é necessário resfriar o mosto rapidamente, para evitar a contaminação por microrganismos e evitar a formação de DMS (Dimetil Sulfeto). O resfriamento do mosto é feito em trocadores de calor. A temperatura normalmente decresce de 80 ºC para 8 ºC a 10 ºC. Nesta fase, precipitam-se complexos de proteínas com resinas e taninos, reação esta conhecida como cold break, que se inicia a 65 ºC. Esta fase é um dos pontos em que é possível o estabelecimento de infecções por bactérias e penetração de leveduras selvagens (1).
As análises que devem ser realizadas na etapa de resfriamento do mosto são de extrato original e cor (6).
Após o resfriamento o mosto passa por uma tubulação onde é dosado o fermento antes de chegar no tanque fermentador (7).
O mosto decantado deve ser logo refrigerado para temperatura inicial de fermentação (8ºC). Esse processo acontece nos trocadores de calor, dotados de refrigeração artificial, em contra fluxo. Durante o resfriamento, o mosto é intensamente aerado com ar estéril e inicia-se a injeção do fermento (4).
O oxigênio é o inimigo número 1 da cerveja, pois tem influência negativa sobre algumas qualidades da cerveja como a cor, o paladar, e a estabilidade física e química, porém, esta é a única etapa que permite a presença de oxigênio, pois a levedura como microrganismo necessita para sua propagação cerca de 8 a 10 mg de O2/L (8).
O oxigênio deve ser injetado em bolhas finíssimas e o ar deve estar absolutamente estéril. Quanto maior for a temperatura do mosto, maior será a absorção do oxigênio e quanto menor for o tamanho das bolhas injetadas, maior será a intensidade da mistura do mosto com o ar e mais rápida será a saturação (8).
O teor de oxigênio injetado nessa etapa do processo é muito importante, pois o mesmo é necessário a uma boa multiplicação celular, resultando em um número de células suficientes para transformar a quantidade de nutrientes presentes no mosto, em seu metabólitos, em um tempo pré estabelecido (8).
2.4.7. FERMENTAÇÃO
Fermentação é o processo de transformação de açúcares fermentáveis do mosto em álcool, gás carbônico e calor. Este processo se dá através de uma seqüência de reações químicas que ocorrem dentro das células das leveduras (4).
As leveduras são fungos unicelulares facultativos, que produzem energia a partir de compostos orgânicos (açúcares), tanto em condições aeróbias, quanto em condições anaeróbias. Pode-se dizer então, que o metabolismo da levedura tem duas vias distintas: a via aeróbia que ocorre na presença de oxigênio e ausência de glicose e a via anaeróbia que é a fermentação. O mosto, na sua composição, contem glicose, motivo pelo qual a via metabólica aeróbia não ocorre no mosto. A principal via metabólica anaeróbia é a glicose (4).
Carboidratos fermentáveis → Glicose → Etanol + CO2 + Calor
O fermento utilizado para a fabricação de cerveja sem álcool é um fermento especial, pois, passa por uma lavagem para retirar o álcool contido no fermento (7).
A fermentação ocorre normalmente, ou seja, da mesma forma que ocorre na cerveja normal, mas quando atingir a taxa de 0,35 % de álcool no mosto deve ser interrompida a fermentação abrindo o frio do tanque. Com a abertura do frio o fermento vai abaixar sua atividade mas, ainda vai continuar fermentando, só que, de forma mais lenta, e com isso, o teor de álcool contido no mosto vai se aproximar de 0,5 % (7).
O objetivo da fermentação é obter cerveja com as características sensoriais e físico-químicas desejadas. Ao lado da fabricação do mosto, a fermentação é uma das fases que influencia de maneira direta na qualidade da cerveja (3).
Quando o tanque fermentador é cheio, faz-se uma fermentação laboratorial completa, que, em 24 Horas tem-se uma previsão de como vai proceder a fermentação no tanque (6).
E importante ter um acompanhamento da fermentação com medições do extrato do tanque periodicamente. Para a cerveja sem álcool também deve ser feita a análise de álcool freqüentemente (7).
2.4.8. MATURAÇÃO
A maturação consiste na guarda da cerveja fermentada em baixa temperatura ( 0 ºC) e sob pressão controlada (4).
Os principais objetivos da maturação de cerveja sem álcool é a sedimentação de fermento, complexos protéicos e de outras substancias insolúveis a frio e eliminar substâncias desagradáveis (4).
Diariamente mede-se a temperatura dos tanques maturadores para mantê-las a 0 ºC, através da abertura e fechamento do frio (4).
A cerveja “verde”, depois que a fermentação se completa, deve maturar em temperatura de zero grau Celsius ou de, no máximo 0,5 a 3 ºC, por períodos variáveis (1).
Durante o período de armazenamento são formados ésteres, dando origem a aroma e sabor que caracterizam a cerveja “maturada”. Entre os ésteres predominam o acetato de etila em média de 24,1 mg / Litro e o acetato de amila com 2,6 mg / Litro. A formação de compostos sulfídricos, assim como de diacetila, é considerada indesejável por conferir sabor e aroma alterados à cerveja (1).
No décimo dia são feitas as análises de amargor, diacetil, pH, cor, Extrato original e aparente, álcool, turbidez, contagem de células, fermentação laboratorial final e CO2 no tanque de cerveja maturada (6).
A cerveja fermentada, chamada de cerveja jovem, não pode ser consumida porque ainda não tem um sabor equilibrado e suficiente de CO2. Para isso é necessário que ela passe pelo processo de maturação, que também acontece em tanques verticais . A cerveja é então resfriada a temperaturas em torno de 3,5 graus C e transferida para os tanques de maturação, onde a temperatura é mantida entre - 0,5 e 0,0 graus C, nas cervejas sem álcool a incorporação de CO2 durante a fermentação é menor que nas cervejas normais, devido ao menor tempo de fermentação (7,8).
Nesta fase, ocorrem pequenas transformações, as quais auxiliam no amadurecimento dos componentes de aroma e paladar contidos na cerveja recém-fermentada. Algumas substâncias indesejadas oriundas da fermentação são eliminadas e o açúcar residual presente é consumido pelas células de fermento remanescentes, em um fenômeno conhecido por fermentação secundária,além disso, ocorrem outras transformações durante a maturação como a continuação da fermentação, carbonatação, clarificação da cerveja, estabilidade coloidal e amadurecimento responsável pelo arredondamento do aroma e paladar da cerveja. Pode durar até 30 dias, clarifica parcialmente e refina o paladar e o aroma da cerveja (1,8).
Os objetivos desta fase da fabricação de cervejas podem ser resumidos em:
- Clarificação das características de aroma e paladar;
- Clarificação da cerveja pela decantação de substâncias em suspensão, leveduras e partículas amorfas diversas;
- Estabilização coloidal pela formação e precipitação de complexos protéicos insolúveis a frio;
- Saturação da cerveja com gás carbônico proveniente de uma fermentação secundária.
O objetivo mais importante é a maturação propriamente dita, ou seja, o aprimoramento do aroma e paladar da cerveja O amadurecimento e arredondamento de aroma e paladar ocorre devido as substâncias aromáticas da cerveja nova, que dão a ela um paladar seco e agressivo, se transformam em substâncias mais nobres, através de reações químicas (substâncias amargas e adstringentes são transformadas em substâncias agradáveis e finas, aldeídos são transformados em ésteres) (7,8).
A cerveja perde seu paladar típico de cerveja nova (sedimentação da levedura) e as bolhas ascendentes de CO2 eliminam substâncias sulfurosas (SO2)
de influência negativa no paladar, além da eliminação do diacetil que impacta negativamente na qualidade final do produto. Todos esses fenômenos necessitam de tempo, porém não é aconselhável deixar maturar demais uma cerveja, pois com isto, ela perde o seu caráter devido à autólise da levedura (paladar de fermento) (8).
Todo o processo de fabricação, fermentação e maturação pode levar de 15 dias até dois meses. Depende da receita da cerveja. A maturação deve ser controlada para que não ocorra uma maturação muito rápida, nem muito lenta que impactará negativamente na qualidade da cerveja, pois poderá não atingir paladar desejável da mesma. Além disso, deve haver o monitoramento constante da quantidade de O2 na bebida, afim de que a mesma mantenha suas características constantes.
(8).
O processo de aprimoramento do aroma e sabor da cerveja durante a maturação se dá através de reações químicas e bioquímicas envolvendo as centenas de
Alguns destes componentes aumentam sua concentração, outros diminuem, e outros mais permanecem inalterados durante este processo de maturação. Este complexo de modificações é em função do tempo, isto é, da duração do processo de maturação e da temperatura na qual o processo se realiza (4).
A modificação do teor de alguns componentes, de particular importância no processo, pode ser acompanhada analiticamente em laboratório. No entanto, o processo de maturação no seu todo, em razão de sua complexidade, não tem como ser acompanhado analiticamente, o que torna inevitável e imprescindível que o desenvolvimento do processo seja acompanhado através de degustação (ap do ale). Neste aspecto, as determinações analíticas apenas complementam, em determinados pontos específicos, as conclusões tiradas na prática, através das degustações realizadas por provadores profissionalmente treinados e habilitados nesta função (8).
Após a fermentação, ocorre nos primeiros dias da maturação uma leve atenuação do extrato. Uma atenuação mais acentuada deve ser evitada, pois o seu grau final poderá ser rapidamente alcançado e a saturação de CO2 também permanecerá
insuficiente (8).
Nesta etapa ocorre também a formação do CO2 que é muito importante para a
formação de espuma e frescor da cerveja no ato de beber. A carbonatação excessiva não é desejada, pois quando servida para o consumo pode ocasionar formação excessiva de espuma com posterior perda de consistência e por conseqüência produzirá uma cerveja “sem corpo”. E, por outro
lado, a cerveja que contêm pouco teor de CO2 provocará grande incorporação de
Durante a maturação, ocorre também a clarificação do produto, onde se depositam os componentes da turvação e a cerveja se clarifica. Os componentes formadores de turvação são principalmente células de levedura e subprodutos da decomposição das proteínas de alto peso molecular e polifenóis e taninos (8).
A intensidade desse fenômeno dependerá da espécie e do tamanho das partículas turvadoras, quanto maior e mais pesada mais depressa ocorrerá a clarificação. Com relação à temperatura, quanto mais baixa for a temperatura, mais lentamente ocorrerá a clarificação. Com relação à viscosidade esta influirá também, quanto maior, mais lentamente ocorrerá a clarificação, pois a resistência a ser vencida será maior (8).
Na maturação ocorre o resfriamento, e este provoca a formação das ligações entre taninos e proteínas (turvação a frio), os quais somente se tornam insolúveis e se precipitam a baixas temperaturas. Porém se estas ligações não forem precipitadas, elas mais tarde poderão levar à turvação (turvação a quente – estabilidade coloidal) (8).
2.4.9. FILTRAÇÃO
O objetivo da filtração da cerveja é retirar células de fermento e de outros microrganismos, resinas de lúpulo e complexos taninícos-protéicos, para tornar a cerveja mais límpida, brilhante, de melhor paladar e de maior estabilidade físico-química e microbiológica (4).
Quanto melhor for a maturação ( tempo certo), mais rentável e simples a filtração (3).
A cerveja primeiramente passa por um filtro de terra diatomácea, este filtro tem a forma de um cilindro vertical, constituindo internamente por 52 peneiras grandes de aço de malha muito fina e 4 pequenas (8).
Antes da cerveja entrar no filtro, este é, preparado com pré-camadas de terra infusória (diatomácea) com diferentes granulometrias. A terra é obtida a partir de fósseis de algas unicelulares encontradas na águas doces e salgadas, suas paredes duras contendo sílica, formam duas valvas que se ajustam (4).
Ao iniciar-se a filtração é injetada a cerveja junto com a solução de terra diatomácea na linha do filtro, para que juntamente com as sujidades que vão se acumulando sobres a pré-camada, acumule-se com elas as partículas de sílica formando desta maneira um leito poroso (2,7).
Pode aparecer turbidez durante o resfriamento devido à presença de taninos e leucoantocianinas do lúpulo ou quando o cereal não tem enzimas suficientes para eliminar as proteínas procedentes do cereal ou da autólise das leveduras, que coagulam caso não sejam hidrolisadas. Neste caso, podem-se usar proteases auxiliares, como a bromelina, a papaína e ficina e a pepsina (1).
O bom andamento da filtração vai depender do grau de turvação da cerveja e da pressão interna do filtro (reinold).
Os aparelhos utilizados para controlar o processo de filtração são: Manômetros (pressão de entrada e saída); turbidimetros; rotâmetros (controle de vazões); medidor de oxigênio (3).
Depois da maturação a cerveja se apresenta levemente opalescente por isto passa por uma filtração, que visa eliminar partículas em suspensão, principalmente células de fermento, deixando a bebida transparente e brilhante, é fundamental para garantir sua apresentação, conferindo-lhe um aspecto cristalino (4).
A filtração se processa em dois estágios consecutivos. A cerveja passa por filtros especiais que retêm as leveduras em suspensão, as resinas do lúpulo e colóides, que constituem a maior parte das substâncias em suspensão. Em
