REVISÃO BIBLIOGRÁFICA - Produção de Cerveja

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
INSTITUTO DE BIOTECNOLOGIA
CAMILA CALDERAN BEBBER
PRODUÇÃO DA CERVEJA
Uberlândia - MG
2018
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CAMILA CALDERAN BEBBER
PRODUÇÃO DA CERVEJA
 Trabalho apresentado para o cumprimento
de atividades referente ao 2° semestre do curso de biotecnologia na disciplina de metodologia científica, ministrado pela Dra. Hebréia Oliveira Almeida Souza.
				
Uberlândia, 07 de maio de 2018.
 Uberlândia - MG
Maio de 2018
RESUMO
Essa revisão bibliográfica tem como objetivo expor o modo de produção da cerveja e os seus principais componentes, assim como explorar métodos para diminuição no tempo de preparo concomitantemente com o aumento de células viáveis de leveduras durante o processo de fermentação. Também apresenta como o efeito da temperatura durante a fermentação e a escolha da levedura podem afetar o produto final. 
Palavras chaves: cerveja, produção de cerveja, indústria cervejeira, Saccharomyces cerevisiae, levedura.
SUMÁRIO:
INTRODUÇÃO...............................................................................................01 
O PROCESSO DE PRODUÇÃO...................................................................02
2.1 O MALTE.................................................................................................03
 2.2 O LÚPULO...............................................................................................04
 2.3 A LEVEDURA .........................................................................................04
 2.4 ADJUNTOS CERVEJEIROS...................................................................05
 2.5 BENEFÍCIOS PARA SAÚDE...................................................................05
DIFERENTES CONCENTRAÇÃO DE Saccharomyces cerevisiae..............06
EFEITOS DA TEMPERATURA NA FERMENTAÇÃO.................................08
CONCLUSÃO...............................................................................................09
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................10
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INTRODUÇÃO
A indústria cervejeira é de importante relevância na economia mundial e vem crescendo e se aperfeiçoando cada dia mais. A técnica de produção da cerveja existe desde os primórdios da humanidade, tendo início em aproximadamente 6000 anos a.C., durante a construção da antiga civilização da Mesopotâmia e desde então nunca mais cessou. A bebida em questão era produzida, basicamente, com 4 ingredientes: água, malte, lúpulo e algum tipo de levedura que fosse capaz de fermentar o mosto cervejeiro.
Acreditava-se que a cevada era um ingrediente indispensável na produção da cerveja, visto que é a partir do processo de malteação desse grão que se obtém o malte. Entretanto, a cevada não é um grão que se adapta a qualquer região, fazendo com que muitos países, como por exemplo, Cuba, necessitem importá-los, o que acaba afetando o preço final do produto. Atualmente já foram descobertos novos grãos que podem facilmente substitui-la, sem que haja alteração no sabor e qualidade do produto, um exemplo que pode ser citado é o sorgo, um grão típico das regiões tropicais e subtropicais. Além disso sabemos que é possível adicionar outros ingredientes a bebida, com a finalidade de agregar sabor e aroma ao produto final, tais como xarope, frutos ou até mesmo o mel.
Estudos mostram que o lúpulo, uma flor, possui muitos benefícios para a saúde e é considerado uma erva medicinal pelo seu efeito antibiótico e anti-inflamatório. A cerveja em um todo, quando consumida com moderação, agrega positivamente na saúde nos consumidores por possuir efeito diurético, antioxidante entre outros.
O processo de fermentação da cerveja é um grande instrumento de estudo na área de Biotecnologia, com grande enfoque nos métodos para diminuição do tempo dessa etapa, temperaturas adequadas, aumento no número de células viáveis, tipos dede levedura e densidade para que o produto fique pronto mais rapidamente sem que haja alteração na qualidade, sabor, aroma e cor final.
PROCESSO DE PRODUÇÃO DA CERVEJA
A legislação brasileira define cerveja como sendo “[...] a bebida obtida pela fermentação alcoólica do mosto cervejeiro oriundo do malte de cevada e água potável, por ação da levedura, com adição de lúpulo.”. Parte do malte pode ser substituído por adjuntos cervejeiros mas sem ultrapassar 45% no mosto primitivo (BRUNELLI; MANSANO; FILHO, 2014).
Para o processo de produção da cerveja são necessárias algumas matérias-primas básicas como as leveduras, utilizadas no processo de fermentação. Outros ingredientes necessários são: a água, que é componente em maior quantidade na cerveja e sua qualidade afeta diretamente o produto final, o malte e o lúpulo. 
O processo fermentativo se dá através da fermentação alcoólica, um processo bioquímico que consiste na degradação da glicose obtendo-se como produto final etanol e gás carbônico e também liberando energia em forma de ATP, que é usado para manter as funções vitais das leveduras. Para iniciar o processo são misturados água e malte nas tinas de mosturação, formando assim o chamado “mosto”. Quando o mosto é resfriado inocula-se o fermento preparado, dando início ao processo fermentativo da produção. Algumas horas após a inoculação do fermento no mosto, nota-se uma fina espuma branca em sua superfície, o que leva o mosto a ser transferido para um tanque de fermentação fechado (GARCIA, 2010).
Durante a produção ocorre mudanças no Ph, que diminui de aproximadamente 5,2 para 3,8, favorecendo assim o desenvolvimento da levedura. No final do processo fermentativo, a temperatura é reduzida para 2ºC, fazendo com que ocorra a floculação e decantação das leveduras. Após essa etapa, a cerveja passa pelo período de maturação (processo que pode variar de 7 a 40 dias) que consiste em um repouso prolongado a uma temperatura baixa, variando de 0ºC a 3ºC, contribuindo para a clarificação e o sabor da bebida. Nesse mesmo processo há a precipitação de leveduras e proteínas, que diminui sua turbidez e inicia a clarificação da cerveja, a remoção de proteínas e taninos deve ser equilibrada para não comprometer a qualidade da espuma da cerveja, pois o tempo de manutenção da espuma da bebida é um dos parâmetros do controle de qualidade (GARCIA, 2010).
O próximo processo a ser realizado é a filtração da cerveja, pois após o período de maturação ela ainda apresenta certa turvação devido à presença de material sólido, sobretudo células de levedura e o complexo proteína-tanino. Por fim, a bebida passa pelo processo de carbonatação, onde é adicionado CO₂ sob pressão que faz com que o gás seja absorvido em substituição ao oxigênio, o que evita a ação microbiana e oxidações que possam alterar o sabor da cerveja que em seguida já pode, finalmente, ser envasada (GARCIA, 2010).
As cervejas possuem classificações de acordo com o seu extrato primitivo (mosto primitivo). Elas podem ser classificadas como: 
Cerveja leve: Extrato primitivo maior ou igual a 5% e menor do que 10,5% em peso;
 Cerveja comum: Extrato primitivo maior ou igual a 10,5% e menor do que 12% em peso; 
Cerveja extra: Extrato primitivo maior ou igual a 12% e menor que 14% em peso;
Cerveja forte: Extrato primitivo maior ou igual a 14% em peso (BRUNELLI; MANSANO; FILHO, 2014).
 O MALTE
O malte nada mais é que o grão de cevada cuja estrutura é modificada no processo de maltagem. Esse processo consiste na transformação do cereal em malte e para isso acontecer os grãos são umedecidos a ponto de iniciarem a germinação, durante esse processo são produzidas enzimas que quebram parcialmente o amido e as proteínas do grão. A intensidade dessa quebra é denominada “grau de modificação do malte”, e é fundamental naformação do sabor e dos aromas específicos. Para finalizar o processo o malte precisa passar pelo momento de secagem e torrefação e só assim se torna apto para ser usado na produção de cerveja. Nas cervejas o malte possui um papel de suma importância, pois é ele um dos responsáveis pelo teor alcoólico da bebida, pelo aroma e pela quase total cor do produto final (GARCIA, 2010).
O malte é um ingrediente indispensável na produção de cerveja e o mesmo não acaba sendo totalmente aproveitado. Ao final do processo de mosturação, o bagaço gerado pelo excesso de malte é na maioria das vezes descartado e quando comercializado não possui alto valor agregado. Estudiosos desenvolveram pesquisas com esse bagaço e descobriram que ele pode ser um ótimo biocombustível, em forma de biogás, que pode ser comercializado por um valor significativo e é uma fonte limpa de energia, ou seja, não agride o meio ambiente (ARIAS LARAFGUE; LÓPEZ RÍOS, 2016).
Já existem estudos focados na substituição da cevada pelo sorgo, em países que fazem o cultivo do mesmo, um grão comum nas regiões tropicais e subtropicais, fazendo com que não seja mais necessária a importação da cevada por muitos cervejeiros. Além da vantagem econômica pode ser ressaltado o alto valor nutricional do sorgo, um grão rico em calorias, vitaminas do complexo B, presença de aminoácidos essenciais e grandes quantidade de minerais como ferro, fósforo, potássio e sódio (BOFFILL-RODRÍGUEZ; GALLARDO-AGUILAR, 2014).
Embora o sorgo pareça uma excelente alternativa para países como a Cuba, por exemplo, existem algumas desvantagens no malte de sorgo como: pontos superiores de gelatinização do amido em comparação com o da cevada, sua difícil filtração depois da etapa de maturação e sua pobre atividade glicosídica (BOFFILL-RODRÍGUEZ; GALLARDO-AGUILAR, 2014).
 O LÚPULO
O lúpulo é uma planta trepadeira, que dá origem a flores. Para a indústria cervejeira, o interessante são as flores femininas não fecundadas, pois estas possuem lupulina, substância resinosa, que contém taninos, humulonas, resinas e antocianinas. Na cerveja, o lúpulo tem função aromática e é ele que propicia o sabor amargo (GARCIA, 2010).
Geralmente eles são adicionados sob a forma de pallets ou essência no final da etapa de mosturação, mas já existem processos tecnológicos de extração do principio ativo que utilizar CO2 (SILVA; FARIA, 2008).
2.3 A LEVEDURA
Para se fabricar bebida alcoólica um fator determinante é o tipo de levedura utilizado tal como o substrato que o mesmo converte. Sendo assim a levedura influencia na qualidade da cerveja, sendo indispensável a seleção do gênero, espécie e forma adequada para o estilo de cerveja que se deseja produzir. Também é de suma importância garantir a viabilidade e inoculação sem que haja contaminação, proporcionando um perfil físico-químico ideal para o seu crescimento no mosto (GARCIA, 2010).
A levedura mais utilizada no processo fermentativo da cerveja é a Saccharomyces cerevisae, que é responsável pela conversão do açúcar em álcool etílico e também pode contribuir no sabor da cerveja. Essas leveduras precisam possuir a habilidade de produzir álcool, além de flocular e sedimentar, o que permite ao final do processo, separar o inócuo da cerveja produzida (GARCIA, 2010).
 ADJUNTOS CERVEJEIROS
De acordo com a legislação brasileira, a cerveja produzida no pais pode possuir adjuntos cervejeiros, ou seja, demais ingredientes que agregarão sabor diferenciado ao produto, sem que essa quantidade ultrapasse 45% do mosto primitivo (BRUNELLI; MANSANO; FILHO, 2014).
Esses adjuntos muitas vezes são usados para a correção de propriedades que não foram atingidas e são extremamente variados, desde grãos como trigo, milho ou arroz até frutas, mandioca e xaropes açucarados (D’AVILA et al., 2012).
Um dos adjuntos estudados recentemente foi o mel, por ser um fluído açucarado que possui elevadas quantidades de açucares fermentescíveis e substancias aromáticas seria ideal sua utilização como matéria prima para a fabricação de cervejas. Ele pode ser adicionado tanto na etapa de fervura, como fornecedor de extrato favorecendo a esterilização do mel, como no envase da bebida, servindo de adocicador e aromatizador da mesma. Sua adição proporciona uma bebida menos consistente e aumenta a quantidade de álcool, além de proporcionar uma impressão de bebida alcoólica mais suave quando comparada com a cerveja de açúcar comum. Vale ressaltar que cervejas fabricadas com mel devem ser pouco lupadas e mais fortes, com o propósito de aumentar o caráter vinoso da bebida, por intermédio do maior teor de álcool e ésteres (BRUNELLI; MANSANO; FILHO, 2014).
 BENEFÍCIOS PARA SAÚDE
A cerveja além de ser referida como diurética e antioxidante moderada, devido à presença de compostos fenólicos juntamente com um baixo teor alcoólico, também é considerada fonte de folatos e outras vitaminas do complexo B, como por exemplo niacina, piridoxina e cia-nocobalamina. O lúpulo, componente importante na produção cervejeira, é apontado como uma erva medicinal, que pode ser usado em antibióticos e anti-inflamatórios. Foram realizados testes em fígado e pulmão de ratos, salientando que componentes presentes na cerveja possuem a capacidade de proteger o organismo contra os efeitos genotóxicos de aminas heterocíclicas (SIQUEIRA; BOLINI; MACEDO, 2008; Super Interessante, 2016).
Estudos epidemiológicos mostram que o consumo moderado de álcool está inversamente relacionado ao acontecimento de doenças cardiovasculares, apresentando menor taxa de mortalidade dentre aqueles que consomem bebidas alcoólicas moderadamente, principalmente vinho e cerveja, quando se compara com os indivíduos que não consomem estas bebidas ou aos que consomem em excesso (SIQUEIRA; BOLINI; MACEDO, 2008).
DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE SACCHAROMYCES CEREVISIAE
Pesquisas revelam estudos que envolvem a relação entre a diminuição no tempo de fermentação da cerveja do tipo Pilsen decorrente do aumento no número de células viáveis de Saccharmyces cerevisiae. O tempo de fermentação é uma característica importante no meio industrial, pois quanto menor ele for, mais rápido o produto poderá ser comercializado. A cerveja no padrão normal é elaborada a partir de uma formulação padrão contendo concentração de levedura: mosto de 10mL.L-1. Nessa pesquisa foram utilizadas outras duas formulações, alterando a concentração inicial para 12,5mL.L-1 e 15 mL.L-1, respectivamente. O mosto cervejeiro foi fermentado a 12ºC±1ºC. O processo fermentativo transcorreu até a amostra atingir 3,5ºP (Graus Plato), quando a cerveja foi engarrafada e maturada por 4 dias a 5ºC e outros 11 dias a 0ºC (CARVALHO; ZAMBIAZI, 2011).
Para a produção da cerveja foi utilizado água, malte tipo Pilsen, lúpulo da variedade Galena e levedura Saccharmyces cerevisiae; os dois últimos foram armazenados a 5ºC até o momento da sua utilização (CARVALHO; ZAMBIAZI, 2011).
Após todo o processo de preparo da cerveja, seguindo suas etapas como o indicado, os três produtos foram analisados e foi constatado que o aumento das células viáveis de Saccharmyces cerevisiae estava ligado diretamente com a diminuição no tempo de fermentação necessário. Os resultados da pesquisa mostraram que a fórmula manipulada com 12,5mL.L-1, a 12ºC ±1ºC, teve uma diferença significativa no tempo de 23 horas de fermentação, diferentemente da fórmula manipulada com 10mL.L-1 que só diferiu estatisticamente no tempo de 39 e 64 horas. Já a fórmula manipulada com 15mL.L-1 apresentou declínio no número de células viáveis após 47 horas de fermentação, acredita-se que o ocorrido se deve ao fato da redução de substrato disponível na amostra (CARVALHO; ZAMBIAZI, 2011).
Pode-se observar também que a maior concentração de leveduras no mosto interferiu no aumento da formação de ésteres na cerveja maturada, relacionando-se em parte com a redução da acidez total no produto final. Outro fato a ser observado foi o aumento gradativo da acidez total durante o período de fermentação e um declínio durante o período dematuração, o que coincidiu com o aumento da concentração de ésteres (CARVALHO; ZAMBIAZI, 2011).
Os resultados podem ser melhor observados na tabela a seguir: 
Concluiu-se que o aumento na concentração de levedura de 10,0Ml.L-1 para 15,0Ml.L-1 no mosto reduziu o tempo de fermentação da cerveja quando comparado com o período de fermentação de 64 horas no tratamento padrão. O aumento da concentração de levedura levou a uma maior concentração de ésteres durante o período de maturação e em consequência do aumento de concentração da levedura, ocorreu uma redução no tempo do processo sem que tenha existido mudanças nas características do produto, quando comparado com o preparo padrão (CARVALHO; ZAMBIAZI, 2011).
EFEITOS DA TEMPERATURA DE FERMENTAÇÃO
A temperatura é um fator influente no processo de produção cervejeira quando se trata da etapa de fermentação. Cervejas fermentadas em baixas temperaturas além de renderem um sabor e aroma mais agradável também possuem maior taxa de produtividade de etanol (OLANIRAN; MAHARAJ; PILLAY, 2011).
O efeito das diferentes temperaturas de fermentação relacionada com a densidade das leveduras gastas no processo já foi investigado. Foi observado que a densidade da levedura gasta diminui concomitantemente com o aumento da temperatura de fermentação, assim como a viabilidade das suas células (OLANIRAN; MAHARAJ; PILLAY, 2011).
Nos gráficos acima pode ser observado duas linhagens de levedura utilizadas para teste, chamadas pelo pesquisador de A e B. Ambas sofreram uma brusca diminuição no processo de fermentação quando submetidas a altas temperaturas (30ºC), o que pode ser explicado pelo aumento da taxa metabólica das células, que leva a um aproveitamento mais rápido dos açucares presentes no mosto, resultando na morte celular e autólise das mesmas (OLANIRAN; MAHARAJ; PILLAY, 2011).
CONCLUSÃO
Em virtude dos fatos mencionados a produção de cerveja, que permanece desde os primórdios da civilização, vem crescendo cada dia mais. Com a industrialização, o processo de produção cervejeira se tornou mais rápido e eficiente. A fermentação se mostrou uma área promissora na biotecnologia, na qual estudiosos concluíram que as diferenças de concentração da levedura e sua temperatura adequada são diretamente proporcionais ao aumento da produção. Essas novas informações são de grande importância para o crescimento tanto das micro cervejarias, utilizando-se de adjuntos cervejeiros inovadores, como das grandes indústrias mais conhecidas. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALIMENTAR, E. Produção de cerveja : Utilização de estirpes não- convencionais em co-fermentação com Saccharomyces para potenciação do perfil sensorial de diversos tipos de Manuel Mântua Esteves Garcia Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Alimenta. 2017. 
ARIAS LARAFGUE, T.; LÓPEZ RÍOS, L. Propuesta tecnológica para el aprovechamiento energético del bagazo de cebada malteada de la cervecería Hatuey. Tecnología Química, v. 35, n. 3, p. 256–270, 2016. 
BOFFILL-RODRÍGUEZ, Y.; GALLARDO-AGUILAR, I. Ventajas de la producción de cerveza a partir de malta de sorgo. Revisión bibliográfica. Tecnología Química, v. 34, n. 3, p. 262–270, 2014. 
BRUNELLI, L. T.; MANSANO, A. R.; FILHO, W. G. V. Caracterização físico-química de cervejas elaboradas com mel. Brazilian Journal of Food Technology, v. 17, n. 1, p. 19–27, 2014. 
CARVALHO, D. S. DE; ZAMBIAZI, R. C. Avaliação do processo fermentativo de cerveja pilsen pelo uso de diferentes concentrações de Saccharomyces Cerevisiae. Alim.Nutr., v. 22, n. 2179–4448, p. 351–357, 2011. 
D’AVILA, R. et al. Adjuntos utilizados para produção de cerveja: características e aplicações. Estudos Tecnológicos em Engenharia, v. 8, n. 2, p. 60–68, 2012. 
GARCIA, M. Processo de Fabrico da Cerveja. p. 1–24, 2010. 
OLANIRAN, A. O.; MAHARAJ, Y. R.; PILLAY, B. Effects of fermentation temperature on the composition of beer volatile compounds, organoleptic quality and spent yeast density. Electronic Journal of Biotechnology, v. 14, n. 2, 2011. 
SILVA, P. H. A. DA; FARIA, F. C. DE. Avaliação da intensidade de amargor e do seu princípio ativo em cervejas de diferentes características e marcas comerciais. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 4, p. 902–906, 2008. 
SIQUEIRA, P. B.; BOLINI, H. M. A.; MACEDO, G. A. O processo de fabricaçao da cerveja e seus efeitos na presença de polifenóis. Alimentos e Nutriçao, v. 19, n. 4, p. 491–498, 2008. 
Super Interessante, 2016. Tomar cerveja todos os dias ajuda a previnir doenças no coração. https://super.abril.com.br/comportamento/tomar-cerveja-todos-os-dias-ajuda-a-prevenir-doencas-do-coracao/ (acessado em 07 de maio, 2018) �