Pasteurização de cerveja Mark A. Franchi Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMP...

Pasteurização de cerveja

Mark A. Franchi Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMPDepartamento de Tecnologia de Alimentos

O Mercado de Bebidas

Mercado Brasileiro

Stomach Share (% )

Cerveja7%

Destilados2%

Refrigerantes10%

Água de Torneira52%

Leite15%

Café6% Refrescos

2%

Sucos4%

Vinho0%

Água Mineral2%

Mercado Mundial

Mercado de cerveja mundial:EUA: 23,6 bilhões de L/anoChina: 18 bilhões de L/anoAlemanha: 11,7 bilhões de L/anoBrasil: 8,4 bilhões de L/ano !

Consumo per capita:Consumo per capita:

República Tcheca (160 L/hab), República Tcheca (160 L/hab), Alemanha (126 L/hab), Reino Unido (97 Alemanha (126 L/hab), Reino Unido (97 L/hab)L/hab)

Brasil apenas 9° lugar com 48 Brasil apenas 9° lugar com 48 L/habitanteL/habitante

Matérias Primas

Malte, lúpulo,fermento e água

Adjuntos

Definição: Ingredientes fontes de açúcares para produzir extrato (°P).

Gritz de milho, quirera de arroz, xarope de hi-maltose.

Adicionados em no máximo 30 a 40%. O excesso compromete corpo, espuma e aroma da cerveja.

Outros Ingredientes

Outras matérias primas segundo o estilo de cerveja: Sorgo (África do Sul) Centeio, mel, uvas passas (Kvas Russo) Cerejas, framboesas, amoras (Belgas) Temperos e ervas (Alsácia, Índia) Cereais não malteados (adjuntos) Tequila (México) Trigo (weissbeer) Laranja (Chile)

Fabricação

Pesagem

Resfriamento

Recebimento

Ensilagem

Moagem

Maceração

Filtração

Fervura

Fermentação Maturação

Filtração

Adegas

EnvasamentoMalte

Mosto

Mosto

CervejaTurva

Cerveja

Cerveja

EnvaseEnchedoras isobáricas Enchimento à frio (5°C) Evacuação e lavagem com CO2 Enchimento por nível pelo fundo Enchedoras com alta capacidade (50.000

garrafas/hora) – 1.000.000 de garrafas por dia) Garantem 0,1 ppm de O2

Embarrilamento

Estação de embarrilamento

Operações do envasamento

Inspetoras de garrafas e latas

Operações do envasamento

Lavagem, rinsagem, transporte e paletização

Pasteurização

TúnelENCHEDORA

INSPETORA

LAVADORA

ROTULADORA

PELETIZAADORA

EMBALAGEM

CERVEJA

EXPEDIÇÃO

TÚNEL

FLASHFlash

Túnel de Pasteurização Túnel – 60°C cerca de 20 UP

Pasteurização da garrafa ou lata após enchimento

Depende da transferência de calor da embalagem

Pior qualidade e maior segurança Taxa de aquecimento depende da resistência

da embalagem

Túnel de Pasteurização

Túnel de PasteurizaçãoEsquema de recirculação de água entre as zonas de pasteurização

Túnel de PasteurizaçãoSimulação da convecção e distribuição de calor no interior da garrafa de cerveja (fluent)

PasteurizaçãoFlash – 72°C de 15 a 20 UPPasteurização em trocador à placas Requer enchimento assépticoMaior qualidade mas requer quarentena

Pasteurização Flash

Pasteurização FlashNecessidade de sala de envase asséptico ou sala limpa - Altos investimentos – filtros de ar“cultura de sala limpa”Quarentena –análise anaeróbios em meio Rakka-Ray demora 48h – 2M garrafas paradas na expedição!

Processos Alternativos

Membranas

Processo “ultra limpo”

Micron rating Test organismTypical titre reduction

0.45 Serratia marcescens 108

0.65 Pediococcus damnosus 106

Fonte: Pall

Microbiologia de CervejasContaminação microbiológica em cerveja Contaminação microbiológica em cerveja ((ASSCHE, 1992; BRIGGS, 1994)ASSCHE, 1992; BRIGGS, 1994)

LactobacillusLactobacillus – produção de ácido lático e off- – produção de ácido lático e off-flavors (diacetil - flavors (diacetil - L. diacetilactisL. diacetilactis p.e.) p.e.)

PediococcusPediococcus – ácido lático e turvação – ácido lático e turvação

Bactérias acéticas - ácido acético. Ex.: Bactérias acéticas - ácido acético. Ex.: Acetobacter, Acetobacter, AcetomonasAcetomonas..

Enterobactérias, Enterobactérias, Pectinatus Pectinatus e e Zymomonas Zymomonas (H(H22S).S).

Leveduras selvagens – aromas ditos à mofo ou Leveduras selvagens – aromas ditos à mofo ou mofado, e turvação: mofado, e turvação: Saccharomyces, Pichia, Saccharomyces, Pichia, Hansenula e RhodotorulaHansenula e Rhodotorula..

Microbiologia de CervejasPediococcus Enterobactéria

s

LactobacillusLeveduras selvagens

Microbiologia de Cervejas

Table of Brewing Bacteria

BACTERIA GRAM REACTION

ACID PRODUCED

AEROBIC GROWTH

ANAEROBIC GROWTH

CATALASE REACTION

OXIDASE REACTION

Lactic Acid Group (smell sharp & fruity)

Lactobacillus + + + + - - Pediococcus + + + + - - Acetic Acid Group (smell sharp & vinegary)

Acetobacter - + + - + - Acidomonas - + + - + + Enteric Group (smell rotten & sulfury)

Citrobacter - - + + + - Enterobacter - - + + + - Hafnia - - + + + - Klebsiella - - + + + - Obesumbacterium - - + - + + Other (smell rotten, sulfury & fruity)

Megasphaera - + - + -

Pectinatus - - - +

Zymomonas - - + + + -


SAMPLE FREQUENCY SAMPLE SIZE COMMON CONTAMINANTS TOLERANCE* water supply 1/week 100ml filtered enteric bacteria, molds <10 cfu

wort every brew 1.0ml enteric, acetic & lactic bacteria, wild yeast <10 cfu; 0 cfu wild yeast

pitching yeast every crop 1.0ml enteric, acetic & lactic bacteria, wild yeast <10 cfu; 0 cfu wild yeast

fermenting beer, days 1-2 every tank 1.0ml enteric, acetic & lactic bacteria <10 cfu;

0 cfu wild yeast fermenting beer, days 3-5 every tank 1.0ml acetic & lactic bacteria, wild yeast <10 cfu;

0 cfu wild yeast storage tank 3/week 1.0ml acetic & lactic bacteria <10 cfu finishing tank 3/week 1.0ml lactic bacteria <10 cfu bottling tank 1/month 100ml filtered lactic bacteria <10 cfu bottled beer every batch 100ml filtered acetic & lactic bacteria <10 cfu CIP’d surfaces every CIP swab - 0 cfu

*cfu = colony-forming units, or the number of colonies growing on the test plate

Especificações de microbiologia no processo cervejeiro

Pasteurização de Cerveja

Estabilização

MicrobiológicaMicrobiológicaDeteriorantesDeteriorantes

Levedura de processoLevedura de processo

Microrganismos Microrganismos contaminantescontaminantes

EnzimáticaEnzimáticaMelibiase (só baixa Melibiase (só baixa fermentação)fermentação)

InvertaseInvertase

Pasteurização de CervejaCaracterísticas:pH < 4,54,5 – 5% de EtOHLúpulo –

Beta ácidos – colupulona Iso-α-ácidos –

trans-iso-humulona ácido trans-humulínico

α-ácidos - humulona

CO2 > 3 g.L-1

Compostos fenólicosSO2

A Tabela 1 abaixo mostra a composição de cerveja tipo pilsen comercial:

TABELA 1. Composição de Cerveja

1. Mosto básico 11,80 °P 9. Ácidos orgânicos

2. Álcool 3,93 g/100g -Pirúvico 62 mg/l

3. Extrato 4,15 g/100g -Cítrico 190 mg/l

-dextrinas 19,80 g/l -Málico 85 mg/l

-pentoses, pentosanas, -L-Lático 40 mg/l

glucanos 6,0 g/l -D-Lático 50 mg/l

4. Água 91,92 % -Acético 129 mg/l

6. Proteínas -Glucônico 47 mg/l

-proteína bruta 5,00 g/l 10. Polifenóis totais 172 mg/l

-amino-nitrogênio livre 138 mg/l 11. Antocianogênios 46 mg/l

-aminoácidos essenciais 282 mg/l 12. Substâncias Amargas 15-18

BU

-aminoácidos não essenciais

835 mg/l 13. CO2 dissolvido 0,55 g/100g

7. Minerais 14. Dióxido de enxofre 3,7 mg/l

-potássio 493 mg/l 15. Aminas totais 10 mg/l

-sódio 30 mg/l -Histamina <0,5 mg/l

-cálcio 34 mg/l 16. Sub-produtos da fermentação

-magnésio 107 mg/l -Glicerina 1417 mg/l

-fósforo total 308 mg/l -n-Propanol 11,1 mg/l

-sulfato 176 mg/l -Iso-butanol 9,0 mg/l

-cloreto 179 mg/l -Álcool amilico 56,,6 mg/l

-silicato 107 mg/l -2-Fenil-etanol 18,6 mg/l

-nitrato 23 mg/l -Tirosol 6,0 mg/l

8. Vitaminas -Metanol 3,0 mg/l

-Tiamina – B1 33 μg/l -Acetato de etila 0,6 mg/l

-Riboflavina 410 μg/l -Acetato de isoamila 1,2 mg/l

-Piridoxina – B6 650 μg/l -Aldeído acético 6,9 mg/l

-Ácido Pantotênico 1632 μg/l

-Niacina 7875 μg/l

-Biotina 13 μg/l


DEFINIÇÕES:

UP = unidades de pasteurização

1UP = 1 minuto à 60°C

Tratamento térmico para cerveja = 20 a 25 UP

Tratamento térmico para chopp = 15 a 20 UP

Alvo: Pediococcus damnosus

D60 = 2,07 minutos

z=6,91°C

Cálculo realizado acima de 50°C

Equipamento - Redwood


tC

CdtLF

0

7

60.


6039,1min/ TTUP

z

TrefT

L

10

tC

CdtLF

0

7

60.

Processo flash:T=72°C

1 UP = 1,15 sAtenção! Nem sempre z é linear:

z do P. damnosus entre 72 e 84°C é de 6,79

(Zufall 2000)


História térmica (pasteurização túnel)


História térmica

Pasteurização e Qualidade

Parâmetros de qualidade da cerveja: Cor Turbidez Amargor (BU) Estabilidade de espuma Potencial Redox (ITT ou DCI) Compostos de aroma

CorPasteurização – causa aumento da cor Reação de Maillard devido presença de AR

e FAN Formação de melanoidinas Oxidação de Vitamina C – antioxidante de

ação prolongada CieLab– parâmetro a (vermelho) aumenta e

b decresce com shelf life

TurbidezPrecipitação de oxalatos Desestabilização do complexo tanino-proteínaPROTEÍNA + POLIFENOL ↔ COMPLEXO POLIFENOL-PROTEÍNA ácidos cafêico, ferrúlico, sinápico, gálico, vanílico,

antocianinas e flavonóis Polimerização de taninos (cross-linked)

OH

catecol

OH

RO2

O

R O

o-quinona

OH

R OH

R-CHNH2-COOHR-SH

OH

R OH

R-S

NH

R-CH-COOH

EspumaEstabilidade de espuma depende de: Dextrinas (viscosidade) – não afetada

pela pasteurização Alginato de propilenoglicol - aditivo Proteínas de cadeia média -

desnaturação

Estabilidade de aromaPerfil aromático de cerveja (Meilgaard 1979)

Estabilidade de aromaFormação de compostos de carbonila:

Degradação de Strecker de aminoácidos. Degradação oxidativa de isohumulonas. Oxidação de álcoois à aldeídos Auto oxidação de ácidos graxos Degradação enzimática de lípides Condensação aldólica Oxidação secundária de aldeídos insaturados de

cadeias longas

Oxidação - Teor de oxigênio na garrafa (head space e dissolvido) - 0,5 ppm

Estabilidade de aromaT-2-nonenal / e-2-nonenal Limiar de percepção – 0,11 ppb Aroma de papel, papelão Precursor: ácido linolêico do malte

5 metil furfural 1-(2,3,6-trimetil fenil)-1,3-butadieno Aroma à gerânio/couro,

2,6,6-trimetil-1-crotonil-1,3-ciclohexadieno, Aroma à groselha preta

TBA – índice de carbonilas

Estabilidade de aroma

Aromagrama (Evans 1999)Compostos Resultados obtidos por cromatografia olfatométrica Álcoois Superiores Não está claro se houve mudança alguma apesar de ser uma classe

de compostos comumente analisada pela indústria Ésteres As concentrações não parecem modificar-se mas há perda das

características de cerveja esterificada Aldeídos Observou-se diminuição do teor de octanal, e aumento de t-2-

nonenal, metional, fenilacetaldeído, com grande impacto no aroma das cervejas em especial o metoxibenzaldeído.

Compostos sulfurados

Formação de furfuril tiol que não está presente na cerveja nova.

Fenóis Houve diminuição do teor de 4 vinil guaiacol com o envelhecimento.

Produtos da Reação de Maillard

Aparecimento de aroma à pirazina em amostras de forcing test, e de terra em envelhecimento natural, por compostos não identificados

Lactonas Aparecimento de γ-octolactona com o envelhecimento – aroma à coco.

Compostos do lúpulo Geraniol diminui no envelhecimento com o início do aroma de envelhecido.

Compostos de fotoxidação

Observou-se a presença de 3-metil-butenotiol em todas as amostras mesmo sem exposição à luz.


Estabilidade de aromaPerfil aromático de cerveja

GC-MS de aldeidos de cadeia longa em amostras tratadas a 60°C



Formação de radicais livres Luminescência química ou

quimiluminescência – contagem de fótons

Reação com luminol Método instrumental correlacionado

com sensorial nas reações de oxidação

Pasteurização – métodos alternativos

MembranasAlta pressão hidrostáticaAlta pressão dinâmica - homogeneização

Pasteurização de cerveja Mark A. Franchi Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMP...

Documents

Transcript of Pasteurização de cerveja Mark A. Franchi Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMP...