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Tecnologia de Bebidas Bebida: Produto de origem vegetal industrializado, destinado à ingestão humana em estado líquido, sem finalidade medicamentosa ou terapêutica. Classificação: o Bebida não alcoólica: com graduação alcoólica até 0,5% em volume, a 20oC, de álcool etílico potável o Bebida alcoólica: com graduação alcoólica maior que 0,5% em volume até 54% em volume, a 20oC, de álcool etílico potável Fermentada: vinho Destilada: cachaça Retificada: vodka Por mistura: mistela Cerveja Processo fabricação: Cevada (outros cereais podem ser maltados) ↳O grão fica submerso em água ↳Maltagem (germina) ↳Torra ↳ Moagem ↳Adiçao de água ↳Mostura ↳Cozimento ↳Lúpulo (acrescentado) ↳ Fervura (Separa o mostro) ↳Resfriamento ↳Acrescenta levedura (Fermentação) ↳Maturação ↳Filtragem (Pasteurização rápida-chope) ↳Engarrafamento Ingredientes: Água Malte Lúpulo Levedura Malte: o Produto transformado do grão de cevada que foi induzido, em um processo controlado, a germinação e depois secagem, 3 etapas: maceração (umidificação), germinação, secagem /torrefação) o Razões para o uso do malte de cerveja: Proporção adequada de proteína e amido Sistema enzimático adequado Casca- protege na malteação e fornece meio filtrante Sabor característico Cevada de seis fileiras: o Três grãos em cada lado, resultando em seis fileiras o Grãos de aspecto retorcido, em razão do espaço insuficiente para o crescimento simétrico de seus grãos o Grão menor o Menor relação amido-casca o Alto teor de proteínas o Menos extrato o Maior teor de enzimas → permite elevado uso de adjuntos não malteados Cevada de duas fileiras: o Um único grão em cada lado, resultando em duas fileiras o Grãos retos e simétricos, grão maior, casca fina o Maior relação amido- casca o Mais extrato o Cor mais clara o Baixo teor de proteínas o Baixo teor de enzimas Estrutura do grão: Malteação Maceração: Consiste em imergir em água a cevada que foi previamente limpa e classificada. o Objetivo: elevar teor de umidade até 35% a 45%, limpar cevada, lixiviar substâncias indesejáveis Germinação: Transformar uma semente em uma nova planta o Necessário aumentar umidade, fornecer oxigênio e calor suficiente o O embrião usa suas reservas energéticas como fonte de alimento, pois ainda não possui clorofila Quanto mais deixar germinando melhor? Não, pois ele consome as próprias reservas, diminuindo o extrato. Objetivos para Indústria cervejeira: Produção de enzimas, processo natural do grão durante germinação que irão atuar no processo de produção de cerveja. Parâmetros controlados o Umidade o Temperatura 16 a 20oC o Aeração, Oxigenação Formação de enzimas durante germinação: o Proteases (endo e exopeptidases) o Amilases (α e β amilase) o Hemicelulases Secagem: Passagem de ar quente entre a massa de grãos, em diferentes taxas e com aumento da T. até que os grãos fiquem secos. Encerra-se o processo vital dos grãos Torna o malte estável Torrefação (opcional) Altera cor, aumenta aroma e sabor assim como a quantidade de polifenóis extraíveis Temperatura acima de 80oC Moléculas de baixo peso molecular, hidrolisadas pela ação enzimática durante a germinação, reagem. Essas reações relacionadas a reação de Maillard formando melanoidina, a 100oC, possuem sabor aromático e cor marrom o Observação: a torra desnatura as enzimas, então não é possível fazer cerveja com 100% de grãos torrados. Malte é o nome dado ao grão após a germinação. Tipos de Malte Malte Base Malte de cevada com baixa cor que pode ser utilizado com 100% da composição de malte para a elaboração de cerveja Malte Especial o Responsável por dar sabor, cor, corpo e sensação na boca da cerveja o Malte acidificado, ponteado, defumado, malte melanoidina e diástase. o Malte torrado e caramelado o Malte de outros cereais como o trigo, centeio, aveia, arroz, sorgo etc... Análises físico-químicas do malte o Independe da forma da moagem- a diferença de rendimento é menor quanto maior for a modificação do amido o Maior poder diastásico- quanto maior quantidade de enzimas o FAN- free amino nitrogen- quantidade de aa disponível para o metabolismo da levedura maior [FAN ] – muita proteína hidrolisada interfere na espuma. o Friabilidade (%)- quantidade de grãos friáveis Lúpulo: o α-ácidos- compostos resinosos. Ingrediente mais caro o clima frio mas foram desenvolvidas variedades para o Brasil o Planta feminina- produz flor de lúpulo (cone) o Usada principalmente desidratada e triturada o Est. Coloidal taninos reagem com proteína – espuma o Amargor Óleos essenciais: o IBU- unidade internaciomal de amargor o Isso- α- ácido –isomerização- leva ao amargor o Cálculo: Lúpulo= α- ácido β- ácido Tempo de fervura – Tx utilização de lúpulo- diversidade inicial do mosto Volume de bebida OG – original gravity FG- final gravity o Exercício: OG=1040 V cerveja= 10L Tempo de fervira=60min Lúpulo Amarillo → α- ácido (8 -11%) -9,5% → 25g=25000µg β- ácido (6-7%) -6,5% Amargor (mg) % α- mLúpulo + 1 /9% β . mLúpulo 0,095.25000 + 1 /9. 0,065. 25000 = 2375mg Consulta tabela = 0,252 = 2375. 0,252 =598,5 mg V cerveja → =598,5 mg/10L =59,85mg/L IBU(mg/L) = (%α +% β/9). mLúpulo(mg). I x utilização Volume bebida =(o,o95 + 0,065/9.). 25000. 0,252 / 10L = 59, 85mg/L Levedura Estrutura da levedura Qual o objetivo da levedura durante um processo fermentativo? → Produção de CO2 Características da levedura cervejeira o Fermentação → Produzir álcool etílico e dióxido de carbono; Sabor, preservação e Carbonatação da bebida o Sabor → Produz compostos de sabores desejáveis e elimina indesejáveis (aldeídos, compostos de enxofre e diacetil) o Espuma → Fornece característica espumante o Alimentação → Fornece vitaminas, antioxidantes, mineiras Observação: Leveduras convencionais pertencem à espécie Saccharomyces. Guias de estilo o BJCP- Beer Judge Certification Program, criado em 1985 nos EUA o Beer Style Guidelines, criado em 1979 pela Brewers Association. Ales x Lagers o Ales → Se depositam na parte superior do fermentador. Temperatura mais alto no processo Saccharomyces cerevisiae- poliploides Cromossomos repetidos o Lagers →Se depositam no fundo da Dorna durante fermentação. Temperatura mais baixa no processo Saccharomyces pastorianus- alotetraplóides Conjunto de cromossomos Saccharomyces eubayanus e Saccharomyces cerevisial ALES LAGERS Fracamente floculantes Cresce a 37oC Não utiliza melibiose Baixa tolerância ao estresse Alta Temperatuta- Tempo curto Baixo DMS Formam cadeias (célula filha faz reprodução antes de se soltar da mãe) Fortemente floculante Não cresce a 37oC Utiliza milibiose Alta tolerância ao estresse Baixa Temperatuta- longo Tempo Alto DMS Não formam cadeias Metabolismo da Levedura: RESPIRAÇÃO: 6O2 . C6H12O6 → 6CO2 + 6H2O + 36ATP FERMENTAÇÃO: C6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2 + 2ATP Água o 3 a 12L água / cerveja; em geral 10L o Mais de 90% cerveja é água Utilização da água: o Água cervejeira → em contato direto com o produto o Água de processo / industrial → Maior Cl (Higienização) o Água de utilidades : vCl e vCa (caldeiras e refrigeração) Fontes de água: o Água superficial : Chuva o Água subterrânea: Aquíferos o Águe de rede de distribuição: superfície ou subterrânea Água não tratada: Removerpartículas em suspensão Remover componentes indesejáveis Eliminar M.o. Tratamento da água cervejeira: o Potável e adaptada (maceração, levedura, sensorial) o Filtração com carvão ativo- remove Cl, cloroaminas e nitratos o Coluna de troca iônica- osmose reversa o Origem da água: íons diferentes- qualidade da cerveja Íons: o Ca: protege enzimas de degradação térmica, facilita precipitação de oxalato de Ca, diminui pH durante fervura do mosto. o Mg: pode dar gosto amargo e ácido (100-150 mg/L), cofator enzimático de enzimas da fermentação. o Na: Diminui Na realça o gosto doce da cerveja, acima de 100 mg/L confere gosto salgado o Carbonatos e bicarbonatos : aumenta pH; [ ] menor que 50 mg/L o Cloreto: Aumenta dulçor da cerveja o Sulfato: Aumenta amargo e secura, formação se SO2 e H2S na fervura Dureza da água: Resistência oposta à ação do sabão o Sais de Mg e Ca Temporária: bicarbonatos de Ca e Mg Permanente: sulfatos, cloretos e nitratos de Ca e Mg Alcalinidade: Sais alcalinos (Na e Ca) o Intensifica a cor, inibe enzimas, diminui filtração, diminui extrato, diminui leveduras o Aumenta alcalinidade → sabor áspero, adstringente, aumenta amargor, aumenta turbidez o Redução: descarbonatação, neutralização, remoção de sais de Ca e Mg Composição química da água vs. estilos: o Burton-on-tent. Pale Ale (maior dureza, maior alcalinidade , maior S04 2-) o Pilsen água mole Parâmetros físico químicos para cada estilo de cerveja. Moagem Iniciada a transformação do malte para ser convertido em cerveja Objetivos: o Romper a capa externa da casca, separando o endosperma;. o Desintegrar o endosperma para expor às atividades enzimáticas. Casca e endosperma exigem objetivos diferentes na moagem: o Casca deve ficar intacta, para poder atuar como meio filtrante o O endosperma deve ser moído fino, para favorecer a hidrólise e um rendimento máximo, não pode ser fino demais pois pode dificultar a filtração. Moagem ideal: o Todos os grãos moídos o Casca partida longitudinalmente sem partículas de endosperma Aspectos Antagônicos: o Moagem fina para ter maior rendimento Mais açúcares fermentáveis Atenuação maior de sólidos (maior conversão a álcool e CO2 ) Aumento da produção de álcool o Trituração grossa para aumentar velocidade de filtração Melhor fluxo de filtração do mosto Menor rendimento Casca: As cascas podem afetar negativamente cor e sabor- elas contem polifenóis (adstringentes) substancias ásperas, amargas. A qualidade do grão moído depende principalmente da condição da casca Endosperma: Principal fonte de amido , outros carboidratos e proteínas Tipos de moagem: o Moagem à seco (moinho de 2, 4, 5 ou 6 rolos) o Moagem úmida (moinho de 2 rolos) – combina principalmente moagem e maceração Etapas e processos na sala de cozimento: Objetivos: o Solubilização dos compostos primários da cevada malteada (extrato) e conversão dos amidos em açúcares durante mostura o Separação do extrato dos compostos insolúveis o Fervura dos produtos extraídos com os lúpulos para adição de sabor e aroma, além de esterilização da solução. o Remoção dos compostos voláteis indesejáveis e separação das matérias residuais o Aeração do mosto e resfriamento para a T apropriada antes da inoculação de levedura ( a oxigenação é para a levedura começar o processo mais facilmente) Mostura É o processo de obtenção do extrato, pela conversão dos compostos presentes nos insumos usados na produção e sua dissolução em água Extrato contem as substancias dissolvidas na água cervejeira Substancias são obtidas por meio da ação das enzimas de malte Observação: Tudo que a levedura vai utilizar está no extrato, mas nem tudo que está no extrato a levedura vai usar. Extrato original: [ ] do extrato antes da fermentação Extrato real: [ ] de matérias residual depois da evaporação do líquido do mosto fermentado Extrato aparente: [ ] do extrato após o começo da fermentação, cuja medida inclui a redução causada pela presença de etanol (~0,8 gravidade específica) Calculos envolvidos na produção de cerveja: o Extrato moagem fina x moagem grossa o Extrato de moagem fina (EMF) o Diferença de extrato – DE o EMG = EMF / (1+DE) o Extrato potencial (pontos de gavidade /KG de malte / l de mosto) Densidade específica (SG): Densidade da substancia sobre a densidade da água pura (à mesma T) o Pontos de gravidade = 1000.SG o Para corrigir à mesma temperatura : densidade na Temperatura medida +/- fator de correção (tabelado) o Densidade original (OG): Mosto sem fermentação o Densidade final (FG): Mosto fermentado Extrato: % peso/peso de material dissolvido no mosto o Fritz Plato – correlacionou densidade de soluções de sacarose E= 1000 (SG-1) 4 SG= 100001 +0,0038661E +1,3488x10-5 E2 + 43074x10-8 E3 Extrato original: Q= 0,22+0,002 OE RE= (qOE + AE) (1+q) aproximação: RE=0,8114AE+0,1886OE Atenuação: AA= (OE-AE) X100% RA= (OE-AR) X100% OE OE Teor alcoólico: Teórico: A%W = OE- RE A%W = 0,5111 (OE-RE) Real: A%W =76,08(OG-FG) 1,776-OG ABV= Álcool vol/vol = oGl A%V= 131,25 (OG-FG) Cor do mosto: Escalas: SRM EBC OL (Lovibond) Lovibond para EBC : EBC= 2,666x Lovibond – 1,49 Lovibond para SRM : SEM= 1,3546x Lovibond- 0,76 EBC para Lovibond : OL= EBCx 0,375 + 0,558 EBC para SRM : SEM = EBC x 0,508 SRM para Lovibond : OL=(SEM + 0,76)X 0,7382 A cor do mosto será dada pela participação da cor de malte adicionado MCU- Malt Colour Unit MCU= m(lb) x cor (OL) Vol (gal) SEM = 1,4922 (MCU TOTAL 0, 6859) Parâmetros de controle na maturação: o Projeto do equipamento o Mistura no mosturador o Proporção de grãos e água o Tempo de mosturaçãi o pH da mosturaçao o oxigenação da mostura Enzimas que são importantes na Mostura: o Fosfatases: → Quebram e liberam fosfato inorgânico o Citolíticas: → Beta-glucanases: degradam beta glucanos e são importantes para a qualidade do mosto → Hemicelulases: degradam hemicelulose nas paredes das células e permitem acesso ao amido. o Proteolíticas: → Catalisam a hidrólise das proteínas → Enzimas de degradação da proteína → Proteases- endo enzimas → Peptidades- exo enzimas Importância: FAN- fração cítrica de nitrogênio para nutrição da levedura Turbidez: nitrogênio solúvel total influencia a turbidez da cerveja e a estabilidade do sabor Espuma: N de peso molecular médio e alto são importantes para formação de espuma o Amilolíticas: → Amilase → quebram amido em moléculas mais simples → Beta amilase cliva o amido e dextrinas em 2 resíduos de glicose (maltose). Amido deve estar gelatinizado → Alfa amilase. Temperatura ótima 72oC, maior estabilidade térmica. Não existe na cevada, forma-se durante malteação. Rompe as moléculas de amido em dextrinas e uma pequena quantidade de açúcares fermentescíveis. Hidrolisa rapidamente o amido depois de sua gelatinização. Observação: Para cervejas mais encorpadas: tenho que deixar carboidratos inteiros; então quanto mais tempo deixar na Beta, menos corpo à cerveja T (oC) Enzima Ação 45 Glucanase Apenas para grãos não malteados 52 Proteinase e Fosfatase Redução de espuma 62 Beta amilase Quebra amido em maltose 72 Alfa amilase Quebra amido em maltose dextrinas 78 Inativação Não se pode passar dessa T, aumenta adstringência Sistemas de mosturação: Tempo e Temperatura específicas para ação de enzimas Ao final damostura há separação do material insolúvel Sistemas são : o Infusão simples: Alfa e Beta amilases atuando juntas, porem nenhuma atuando em sua temperatura ideal. Maior tempo necessário (80-90min). Dificuldade de controlar T. Manter entre 65-66oC para melhor atuação. Em 68oC a Beta amilase quase não atua. o Infusão múltipla o Decocção: Reduz enzimas ativas. Tempo requerido de 2 a 3 horas Maior consumo energético Cuidados com absorção de ar Necessário duas panelas o Maceração dupla- brasagem com adjunto: Ausência de enzimas Maior rendimento de processo e baixo custo Gelatinizar amido Moer cereal em panela separada do malte Sempre usar iodo para checar a transformação do amido Clarificação Basicamente um filtro ou peneira para reter os materiais insolúveis Prioridades: Fluxo intenso do mosto Remoção eficiente do extrato contido nos grãos Obter um mosto limpo antes da fervura Reduzir ao mínimo a quantidade de oxigênio no mosto Minimizar o uso da água Velocidade de filtração depende de: Permeabilidade do filtro Viscosidade de mosto Profundidade do leito filtrante Tamanho de partículas a serem filtradas Pode ser feito por: Tina filtro Filtro prensa (por membrana) Fervura Objetivos: Evaporação da água excedente Floculação proteica (trub) Transferência de substancias amarga do lúpulo Esterilização do mosto Inativação de enzimas Evaporação de compostos aromáticos indesejáveis Desenvolvimento de aroma e cor do mosto: formação de melanoidinas Tempo de fervura: 50-80minutos A adição de lúpulo acontece em dois momentos: No início da fervura: lúpulo amargor No final da fervura: lúpulo aromático Os adjuntos líquidos são dosados na fervura e contribuem com: aumento de extrato e aumento da cor do mosto Tratamento do mosto: Mosto é bombeado para o tanque decantador Em seguida: o Resfriamento do mosto o Aeração (absorção de oxigênio) o Inoculação de Trub frio Remoção do trub quente- deve ser eficiente pois nas etapas seguintes causa uma série de problemas: o Deposição nas placas do trocador de calor o Sobrecarga na filtração da cerveja Resfriamento: depende do tipo de cerveja Na aeração: alta dosagem de oxigênio causa: o Multiplicação celular aumentada, mais biomassa, consequentemente menos álcool o Maior risco de formar espuma o Diminuição na formação de ésteres o Maior formação de diacetíl Fermentação: Inoculação da levedura Objetivos da dosagem de fermento o Arranque adequado na fermentação o Previsibilidade do tempo da fermentação o Perfil sensorial da cerveja o Rápida redução de pH o Evitar contaminação Controle de temperatura: o Início mais frio Segurar formação de diacetil Pequena redução na atividade da levedura Maior solubilidade do O2 o Fase quente ( Temperatura ideal de fermentação) Maturação Maturação clássica o Fermentação secundária- aprimoramento paladar (fase quente 4 a 8 graus Celsius) o Carbonatação da cerveja (fase quente) o Calrificação da cerveja (fase fria 0 a -1 graus Celsius) Durante a maturação é que se depositam as substâncias formadoras de turvação, como células de levedura Polimento do paladar; o Redução do teor de ésteres o Redução do teor de aldeídos o Redução de compostos de enxofre Carbonatação: CO2 produzido é incorporado à cerveja através da elevação da pressão dos tanques de maturação para cerca de 0,5 atm. Fatores que interferem: Temperatura da maturação quanto mais baixa mais CO2 presente. Filtração: o As cervejas podem ou não serem filtradas após maturação Envase Envase em garrafas ou em barris Carbonatação ocorre no envase, dependendo da cerveja Pode ser forçada ou por Priming, que é adição de uma quantidade extra de açúcares fermentáveis na cerveja Pasteurização 60- 70oC, sendo microorganismo alvo o Lactobacillus frigidus. O tempo de pasteurização gira em torno de alguns segundos Karina Rosa Ol.
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