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LEVEDURAS Alexandre Mello Cervejeiro e sócio-proprietário da Cervejaria Itajahy HISTÓRIA PÃO OU CERVEJA? • Egípcios já tinham a tecnologia de produção de pão/cerveja, sem conhecimento das leveduras como microrganismo; • Dependendo da civilização achava-se que era um processo divino; HISTÓRIA • Sucos, mingaus, pães/cervejas ficavam ao ar livre e fermentava com as leveduras e bactérias presentes no ar; • Mulheres cervejeiras; • 1551: primeira referência sobre fermento na Bavária; • Começo do século XVII: invenção do primeiro microscópio; • 1680: Leeuwenhoek descreve formação de “esferas” na “lama de fermento”; HISTÓRIA • 1876: Estudos de Louis Pasteur; “Keine gärung ohne Organismen” • 1881:Emil Hansen isola a primeira levedura, e desenvolve a primeira cepa pura; • Outras bebidas: Vodca, uísque, vinho, saquê e etc... HISTÓRIA • 1893: Paul Lindner classifica as leveduras cervejeiras em alta e baixa fermentação; • 1907: Prêmio Nobel para Eduard Buchner para a descoberta de poder haver fermentação sem a presença de células de fermento; • Começo das pesquisa sobre enzimas... HISTÓRIA LEVEDURAS SUBSTRATOS: • Minerais: co-fatores; • Vitaminas: co-enzimas; • Enzimas; PRODUTOS: • Produtos da fermentação; • Subprodutos da fermentação. CERVEJA MOSTO CALOR LEVEDURAS CLASSIFICAÇÃO CIENTÍFICA: DOMÍNIO Eukaryota REINO Fungi FILO Ascomycota CLASSE Saccharomycetes ORDEM Saccharomycetales FAMÍLIA Saccharomycetaceae GÊNERO Saccharomyces ESPÉCIE S. cerevisiae ESPÉCIE S. uvarum LEVEDURAS LEVEDURAS: 39 gêneros e aproximadamente 700 espécies • Saccharomyces – Gênero mais importante para indústria cervejeira • 14 espécies – Principal Saccharomyces cerevisiae LEVEDURAS Saccharomyces: • S. barnetti • S. rosini • S. unisporus • S. kluyveri • S. specerorum • S. bayanus • S. transvaalensis • S. paradoxus • S. pastorianus • S. cerevisiae • S. exiguus • S. servazzii • S. castellii • S. dairiensis LEVEDURAS MORFOLOGIA: • Células circulares ou ovais: Largura: 1 a 5 m Comprimento: 5 a 30 m • Células plomorficas: variação de forma com a idade e diferentes ambientes (anéis de quitina). LEVEDURAS MORFOLOGIA: LEVEDURAS MORFOLOGIA: • Parede celular: É elástica, sendo formada por quintina, glucanos e mananas além de proteínas e lipídios; • Membrana: formada por lipídeos, proteínas e polissacarídeos. Função: equilíbrio osmótico, sendo também sede de enzimas de transporte; • Citoplasma: Estrutura coloidal contendo água, proteína, hidratos de carbono e sais minerais. No citoplasma estão contidos as organelas celulares; • Vacúolos: Usados como depósitos de produtos do metabolismo. Seu tamanho aumenta com o envelhecimento da célula. LEVEDURAS MORFOLOGIA: • Mitocôndria: Composta de lipoproteínas, contém enzimas responsáveis pela respiração, fosforilação oxidativa e oxidação dos ácidos graxos; • Ribossomos: Responsáveis pela síntese de proteínas; • Glicogênio: Polissacarídeos de reserva; • Núcleo celular: Contém o material genético da célula. LEVEDURAS CARACTERÍSTICAS DESEJÁVEIS NO FERMENTO: • Fermentações eficientes; • Pouca formação de espuma; • Pequenas perdas de amargor; • Facilidade para redução do diacetil; • Floculação, boa sedimentabilidade, facilidade de recolha do fermentador. LEVEDURAS CARACTERÍSTICAS DESEJÁVEIS NO FERMENTO: • Formação de aroma e sabor compatíveis com o tipo de cerveja; • Arranque vigoroso, queda do pH, menor risco de contaminação; • Resistência a contaminação microbiológica (killer yeast); • Resistência a mutação, alterações de características. LEVEDURAS CARACTERÍSTICAS INDESEJÁVEIS NO FERMENTO: • Formação de aromas desagradáveis; • Dificuldade de recolha do fermentador; • Formação elevada de espuma; • Altas perdas de amargor ; • Sensível a contaminação; • Dificuldade em reduzir diacetil. LEVEDURAS REPRODUÇÃO DAS LEVEDURAS: ASSEXUADA Gemulação ou brotamento • Formação do Broto ou gêmula que posteriormente separa-se da célula mãe; • Células filhas idênticas as células mães; • Tempo de duplicação na faixa de 3 horas; • São deixadas cicatrizes na célula mãe (anéis de quitina) - origem do pleomorfismo. LEVEDURAS REPRODUÇÃO DAS LEVEDURAS: ASSEXUADA Gemulação ou brotamento LEVEDURAS REPRODUÇÃO DAS LEVEDURAS: SEXUADA Esporulação • Formação de ascósporos (reservatórios de esporos); • Esporo nas leveduras tem função também reprodutora, ao contrário das bactérias; • Pode estar relacionada a carência ou mudança de nutrientes; • Célula filha pode ser diferente das célula mãe. LEVEDURAS REPRODUÇÃO DAS LEVEDURAS: SEXUADA Esporulação LEVEDURAS TIPOS DE LEVEDURA CERVEJEIRA: Na produção de cervejas existem dois tipos de leveduras que caracterizam o tipo de cerveja • Cervejas de alta fermentação (ALE): são cervejas provenientes de leveduras que não decantam, flutuam na superfície da cerveja no decorrer da fermentação; • As temperaturas de fermentação são mais elevadas: 15 a 25°C. Tempos de fermentação de 3 a 7 dias, dependerá do estilo de cerveja; LEVEDURAS TIPOS DE LEVEDURA CERVEJEIRA: Na produção de cervejas existem dois tipos de leveduras que caracterizam o tipo de cerveja • Cervejas de baixa fermentação (LAGER): são bastante comuns nos países mais tropicais, cervejas provenientes de leveduras que decantam, floculam no final de fermentação; • As temperaturas de fermentação são de 10 a 15°C e o tempo de fermentação fica entre 5 e 8 dias, dependerá do estilo de cerveja. LEVEDURAS TIPOS DE LEVEDURA CERVEJEIRA: LEVEDURAS TIPOS DE LEVEDURA CERVEJEIRA: LAGER Levedura de baixa fermentação são diferenciadas de acordo com sua capacidade de sedimentação • Pulverulentas: leveduras de baixa floculação: Maior n° de células em suspensão no fim da fermentação; Pior sedimentação = coleta mais difícil; Fermentação mais intensa, obtenção de maior grau de fermentação final, menores valores de distância ao grau final. • Floculentas: levedura de alta floculação, aglutinação: Baixo n° de células no fim da fermentação; Boa sedimentação = melhor coleta; Menor intensidade de fermentação, menor grau de fermentação final e obtenção de melhor clarificação. LEVEDURAS TIPOS DE LEVEDURA CERVEJEIRA: TENDÊNCIA FLOCULANTE LEVEDURA CERVEJEIRA ALTA FERMENTAÇÃO BAIXA FERMENTAÇÃO LEVEDURA PULVERULENTA LEVEDURA FLOCULENTA LEVEDURAS LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: “Multiplicar sob condições controladas de temperatura, pressão e assepsia uma determinada massa de fermento” • A propagação inicia-se a partir da cultura pura até a obtenção de massa de fermento suficiente para garantir a dosagem do mosto. LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: As cervejaria podem comprar suas leveduras de cultivos de bancos de fermentos, sendo estes bancos responsáveis pelo envio periódico das culturas puras onde são guardadas, e destas, são retiradas células para propagação. BANCOS DE FERMENTOS: Alemanha, Bélgica, EUA, Brasil.... Doemens, Weihenstephan, Bio4 .... LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: POR QUE PROPAGAR? • Número de células velhas e pouco viáveis aumenta com o número de reutilizações; • Diminuição do poder fermentativo com o envelhecimento da célula; • Maior chance de mudanças do comportamento do fermento(mutação) com aumento de reutilizações, podendo provocar alterações nas características do produto acabado, paladar, flavour... • Riscos de contaminação microbiológica aumentam com o manuseio (trasfegas, estocagem, dosagens, etc). LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: CÉLULAS NOVAS x VELHAS CÉLULAS VELHAS • Maior número de cicatrizes • Menos ativas • Maiores • Menor capacidade de redução do diacetil / dicetonas • Menor poder fermentativo • Mais floculentas CÉLULAS NOVAS • Menor número de cicatrizes • Mais ativas • Menores • Maior capacidade de redução do diacetil / dicetonas • Maior poder fermentativo • Menos floculentas LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: CÉLULAS VELHAS LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantespara uma boa propagação: • Temperatura; • Meio de cultura; • Pureza microbiológica; • Oxigênio; • Compostos minerais; • Vitaminas. LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantes para uma boa propagação: TEMPERATURA • Quanto maior, maior atividade da levedura, menor tempo de propagação; • Durante a propagação utilizar temperaturas decrescentes; • Último estágio da propagação a temperatura deve ser no máximo 4ºC superior a temperatura inicial de fermentação (evitar choque térmico). LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantes para uma boa propagação: MEIO DE CULTURA • Estéril e clarificado; • Adequado a levedura e ao processo (composição de açúcares, nitrogênio, zinco, fósforo, enxofre, ions metálicos); • Desvio quente; • Desvio frio. LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantes para uma boa propagação: PUREZA MICROBIOLÓGICA • Introdução de um microrganismos estranho ao processo; • Disseminação pela fábrica; • Modificação do padrão de qualidade da bebida; Indicativo de controle inadequado: • Limpeza de equipamentos e tubulações; • Transferência de mosto; • Aeração. LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantes para uma boa propagação: OXIGÊNIO • Indispensável pois ativa o metabolismo respiratório; • Manter sempre concentração próxima a saturação (7-9 mg/L); • Utilizar mecanismo para dispersão das bolhas (microbolhas); Por exemplo: Venturi. • Requisitos: limpezas, trocas de filtro, manutenções e etc. LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantes para uma boa propagação: ELEMENTOS MINERAIS • Potássio e sódio: ativador enzimático; • Magnésio: ajuda na quebra do CO2; • Cálcio: estimula a formação de parede celular, ajuda a não degeneração do fermento. LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantes para uma boa propagação: ELEMENTOS MINERAIS • Ferro: co-enzima para respiração celular; • Fósforo: compõe o ATP, energia da célula; • Nitrato: se transforma em nitrito, perigoso para o fermento; • Zinco: ajuda na velocidade de fermentação e multiplicação celular. LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: Parâmetros importantes para uma boa propagação: VITAMINAS • B1 (Tiamina): ajuda na velocidade de fermentação; • B2 (Riboflavina): ajuda na respiração celular; • B6 (Piridoxina): importante para metabolismo dos aminoácidos; • H (Biotina): ajuda na síntese dos açúcares; LEVEDURAS PROPAGAÇÃO: LEVEDURAS DOSAGEM: OBJETIVOS • Arranque adequado da fermentação; • Previsibilidade do tempo de fermentação; • Evitar contaminações oportunistas na fase inicial da fermentação; • Perfil sensorial da cerveja; • Rápida redução de pH. LEVEDURAS DOSAGEM: IDEAL • Atenuação de extrato dentro dos limites estabelecidos pela empresa; • Redução de dicetonas; • Pequena perda por espumação; • Taxas de multiplicação controladas entre 3,0 e 4,0; • Consumo completo de extrato fermentescível; • Pequenas perdas de amargor. LEVEDURAS DOSAGEM: INADEQUADA LEVEDURAS AUTÓLISE: “É o rompimento da parede celular da célula de fermento com liberação de todo o conteúdo presente no citoplasma, rico em lipídeos e gorduras.” A utilização de fermento com teor de células mortas elevado pode provocar na cerveja: • Paladar de fermento, autólise, reduzindo as notas de degustação nos programas sensoriais da companhia; • Tendência de arraste nas fermentações, já que fermentos com alto teor de células mortas são oriundos de fermentos não bem gerenciados; • Dificuldade de redução de dicetonas nos limites de tempo de fermentação; • Redução na estabilidade da espuma no produto acabado; • Aumento do pH produto acabado. LEVEDURAS GESTÃO DO FERMENTO: LEVEDURAS GESTÃO DO FERMENTO: LEVEDURAS GESTÃO DO FERMENTO: LEVEDURAS GESTÃO DO FERMENTO: FERMENTAÇÃO OBRIGADO Alexandre Mello E-mail: mello@cervejariaitajahy.com.br (47) 9911-3999
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