UNIVERSIDADE DE SO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA "LUIZ DE QUEIROZ" DEPARTAMENTO DE AGROINDSTRIA, ALIMENTOS E NUTRIO

TECNOLOGIA DE OBTENO DA CERVEJA

Prof Marlia Oetterer

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AULA: TECNOLOGIA DE OBTENO DA CERVEJA

Prof Marlia Oetterer.

1. Consideraes gerais

A palavra "beer" provm do latim "bibere" que quer dizer beber.

H 5000 anos, j existia a cerveja, conforme inscries em ruinas da Mesopotamia, do

sculo 37 A.C. O Livro dos Mortos, do Antigo Egito, traz menes sobre a cerveja fabricada com

cevada. Tambm na China h registros de 4000 anos da "kiu", cerveja feita a base de cevada,

trigo, milho e arroz.

Na poca medieval, os mosteiros de toda a Europa Central fabricavam a cerveja.

Os imigrantes, colonos primitivos ingleses e holandeses, trouxeram a tecnologia domstica

de fabricao da cerveja para a Amrica, preparando-a com milho e lpulo.

Na Amrica, a primeira cervejaria construida foi em 1544, na cidade do Mxico.

Em 1632 a Companhia Holandesa das Indias Ocidentais registrava uma cervejaria na

cidade de Nova York. Em 1664, uma fora qualidade da bebida foi dada pelas leis do Duque de

York, exigindo o uso de malte e a presena de um mestre cervejeiro para a fabricao da cerveja.

Houve ento a grande expanso do processo domstico da cerveja para o industrial.

No Brasil, em 1900, j estava estabelecida a indstria cervejeira com 27 cervejarias

registradas. A Brahma foi fundada em 1904 e a Antarctica Paulista em 1891.

O sucesso da indstria cervejeira brasileira se deve boa qualidade da bebida e ao clima

do pas que permite um consumo uniforme durante o ano todo, com uma pequena queda de

apenas 10% nos meses mais frios.

Hoje, o Brasil exporta cerveja e o 5 produtor mundial, com uma produo de cerca de 65

milhes de hectolitros por ano.

O maior produtor mundial so os Estados Unidos, seguido da Alemanha, China e Japo.

Alm das marcas tradicionais, que disputam o mercado, a Brahma (55% da produo

nacional) e a Antarctica (35%), h outras marcas significativas como a Kaiser, a Cerma, a Cerpa, a

Schincariol, entre outras.

Quanto ao consumo, o brasileiro bebe cerca de 38 L/pessoa/ano. Na Alemanha, o

consumo de cerca de 150 L/pessoa/ano e na Blgica chega a 143 L/pessoa/ano.

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2. Definio de cerveja

Segundo as Normas Tcnicas Relativas a Alimentos e Bebidas, cerveja o produto obtido

da fermentao alcolica, pela Saccharomyces cerevisiae, de um mosto preparado com cevada

maltada, adicionado ou no de outros cereais no maltados, lpulo e gua.

As cervejas, segundo a legislao, so classificadas de acordo com o grau de fermentao

e o processo de preparao em:

a) de baixa fermentao: so as cervejas cuja fermentao se processa a temperaturas

inferiores a 4 C.

b) de alta fermentao: so as cervejas cuja fermentao se processa a temperaturas

superiores a 20 C.

c) chopp: so cervejas de baixa fermentao, no pasteurizadas e acondicionadas em

vasilhames adequados.

As cervejas sempre pertencem a dois grandes grupos : tipo Lager e tipo Ale.

As do tipo Lager so conhecidas com os nomes de Pilsen ou Pilsener, Dortmunder, Viena,

Munique (Munchen) e Bock. So as mais comuns em todo o mundo e este tipo que se produz no

Brasil, pois so mais adequadas ao nosso clima. Elas se encaixam na definio do tipo a, de baixa

fermentao, um processo lento de fabricao. Estas cervejas tm sabor suave e composio

mdia de 3,58% de lcool em peso, 1,12% de acares expressos em maltose, pH 4,3 e 2,27

volumes de CO2 no produto aps envasamento.

Assim, a Pilsen de cor clara, sabor mediano a lpulo; a Viena de colorao ambar e

sabor mediano a lpulo; j a Munique tem cor mais escura, "encorpada", tem sabor adocicado de

malte e leve a lpulo. A cerveja Bock "pesada" com sabor adocicado de malte.

As cervejas "light" entraram no mercado brasileiro pelas mos da Brahma (So Paulo) em

1982. Outras empresas menores tambm fabricam este tipo de cerveja para um pblico mais

seleto, como a Cerma Export (Maranho) e a Serramalt (Rio Grande do Sul). So cervejas tipo

Lager, de baixa fermentao, porm com teor alcolico de 2 %.

As cervejas do tipo Ale so conhecidas com os nomes de Porter e Stout. So as cervejas

do tipo b, de alta fermentao. As cervejas Ale tem cerca de 5 % de lcool e menos lpulo que as

Lager; so adocicadas e designadas de Malzbier ou Stout.

O produto final, cerveja, uma bebida no destilada, com teor alcolico na faixa de 3% a

8%, que apresenta variaes de sabor e de composio conforme a regio onde produzida; h

especificaes para cerca de 187 "tipos" considerando as mais conhecidas mundialmente.

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3. Matrias primas para fabricao de cerveja

Para fabricar uma cerveja necessita-se de basicamente: malte (enzimas), complementos

do malte (amido), levedura, lpulo e gua.

3.1 Malte a cevada germinada. Pode ser preparado com outros cereais como o milho, o arroz e o trigo, entre outros.

Para se proceder maltagem que a operao que envolve a germinao e posterior

secagem do gro, a cevada colocada sob macerao em gua at alcanar cerca de 45% de

umidade; a germinao deve ser feita em condies controladas de temperatura, umidade e

aerao e depois seca-se at cerca de 10% de umidade a temperaturas prximas de 70 C.

O malte tambm matria prima para a fabricao do whisky e a principal razo do seu

uso para qualquer processo de obteno de bebidas o seu alto poder diastsico, ou seja a alta

atividade enzimtica ou alta atividade da invertase do gro.

As enzimas presentes so -amilase, -amilase, maltase e proteases. A -amilase aparece em teores de 30 a 60 unidades de dextrinas e o poder diastsico chega a 250%, quando na

cevada de cerca de 50%. Estas enzimas transformam o amido, presente no prprio malte e

originalmente na cevada, em acares para a ao das leveduras e produo de lcool.

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3.1.1 Macerao da cevada

Os tanques de macerao so geralmente de ao inox, abertos, com dispositivo para

aerao forada. Ver Figura 1.

Figura 1 Tanques de macerao da cevada.

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O tempo de macerao de 3 a 5 dias, com temperaturas de 10 a 20 C. O volume de

gua de 300 a 350 L/ 100 L de cevada, atingindo o conjunto, 2/3 do volume do tanque. A gua

pode ser trocada quando a temperatura aumentar muito e utilizada para fermentaes

industriais, pois rica em acares, substncias nitrogenadas e sais minerais. Adio de SO2 ou

hipoclorito agua promove a assepcia e facilita o entumescimento.

3.1.2 Germinao

A germinao pode ser feita da forma tradicional, em naves construidas de alvenaria e piso

de cimento ou asfalto, por espalhamento do cereal macerado em camadas de 30 cm de altura,

asperso de gua e revolvimento; mantendo o sistema ao abrigo da luz. O processo tem durao

de 8 dias, em temperatura tima de 15 C; exotrmico e termina quando o gro alcana a sua

fase mxima de produo de enzimas, ou seja, quando a radcula atingir 2/3 do comprimento total

do gro. Ver Figura 2.

Figura 2 Caixa de germinao da cevada.

A germinao pode ser feita mecanicamente ou pelo processo Galland ou de tambor, onde

se injeta O2 e elimina-se CO2, o que diminui o tempo de germinao.

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3.1.3 Secagem

A secagem feita para paralisar a atividade biolgica da germinao aps ser atingido o

timo. Do malte verde ( 45% de umidade) obtm-se o malte seco, que tem de 9 a 14% de

umidade.

A secagem feita em 2 fases, de incio a temperaturas de 20 a 70 C, por 20 min. Na fase

final, o secador estar a 70 a 95C, por 2 a 3 min, para se obter o malte claro destinado

fabricao de cervejas Lager, ou por 5 min., para malte escuro e fabricao das Ale.

O controle da umidade e da temperatura nas fases do aquecimento so importantes

porque h condies de desenvolvimento da reao de Maillard, o que caracterizar a cor do

malte obtido. Tostadores podem ser utilizados quando se pretende obter o malte "caramelo",

porm a atividade enzimtica reduzida.

Na Esccia, h a tradio de defumar-se o malte com a queima da turfa (restos vegetais

que se acamam em regies frias) para se obter um sabor especial no whisky.

O malte pronto estocado em silos de carga mvel que chegam a ter capacidade para 500

toneladas. Nos silos se faz o revolvimento das sementes para outras unidades, devido

respirao das sementes, que forma CO2 e calor, podendo trincar a parede do silo, se no houver

manejo bem feito.

3.2 Complementos do malte

So as fontes de carboidratos principalmente o amido fornecedores dos acares

redutores fermentescveis.

As enzimas do malte agem sobre o amido da cevada que lhe deu origem, porm precisam

de mais substrato para uma maior sacarificao; este vem dos complementos adicionados, que

podem entrar na proporo de at 50% da quantidade de malte.

Os sucedneos do malte mais usados so o milho, o arroz, o trigo e a cevada no maltada.

No Brasil, o melhor, por condies de preo a quirera de arroz.

As indstrias vm adotando o xarope de maltose como fonte de acar fermentescvel, que

tem a funo de acelerar a mosturao e fornecer substrato para a ao das maltases.

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3.3 Leveduras

As mais utilizadas so as do genero Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces uvarum .

A levedura pura e selecionada provm de meio de cultura slido ou so clulas liofilizadas.

Essas leveduras tm que ter habilidade em produzir lcool, alm de flocular e sedmentar, o que

permite a separao da cerveja obtida do inculo.

A forma melhor e mais rpida de se multiplicar o fermento a partir de uma fermentao

vigorosa, onde o mosto em fermentao diludo em mosto estril. O fermento dever ter 106 a

108 clulas/ ml.

Nos aparelhos fermentadores de cultura pura, o volume vai aumentando de 1:10 at se

chegar a 4000 L. Diluies de 1:1000 so feitas no processo Galland, chegando ao volume de

800.000 L nos propagadores. Ver Figura 3.

Figura 3 Tanque propagador de leveduras.

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3.4 Lpulo

uma planta cultivada na Alemanha. Os cachos florais so colhidos da trepadeira e as

flores so secas e comercializadas na forma de pellets.

As flores contm a lupulina, que um material resinoso, de sabor amargo, onde

predominam resinas, antocianinas, tanino e -cidos. O lpulo tem dupla funo, a aromtica e a

que propicia o sabor amargo.

O lpulo adicionado na fase final de fervura do mosto.

3.5 gua

fator importante na escolha do local para a cervejaria, pois o volume usado da ordem

de 1000 L para cada 100 L de cerveja obtida. Deve ser potvel, no alcalina, levemente dura, com

cerca de 500 mg/ml de sulfato de clcio e corrigida quimicamente, se estiver fora dos padres.

4. Processamento da cerveja

O processo, dentro da fbrica de cerveja, inicia-se com a moagem do malte.

O malte estocado nos silos, moido por esmagamento entre rolos, em nmero de 2, 4 ou

6. O importante que a moagem no seja muito severa para no prejudicar a fase de filtragem,

pois as cascas que se constituem no filtro. Ver Figura 4.

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Figura 4 Moinhos de malte.

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Tambm, a moagem, se muito grossa, no preencher o seu objetivo, que de facilitar a

hidrlise do amido pela maior superfcie de contato.

Os complementos do malte devem ser moidos mais finamente.

A seguir, as matrias primas devem ser agrupadas e a sequncia de operaes ser a

mosturao, fervura, fermentao e maturao.

4.1 Mosturao

a fase de preparao do mosto.

Consiste em se misturar o malte modo, a gua e os sucedneos do malte, em dornas que

trabalham a temperaturas baixas de incio, e vo aquecendo por etapas at 75C.

O objetivo gomificar o amido para facilitar a hidrlise deste por parte das enzimas do

malte.

Os complementos do malte como o arroz ou o milho so cozidos parte at formao de

goma e a seguir so adicionados s dornas devido viscosidade.

Quando se deseja obter a cerveja escura, na fase de mosturao que se incorpora o

caramelo.

H 2 formas de se proceder mosturao, que so a infuso e a decoco, esta a utilizada

para processos de baixa fermentao.

Alguns recursos devem ser utilizados para ir-se elevando gradativamente a temperatura,

como por exemplo, cozinhar 1/3 do mosto separadamente ebulio e incorpor-lo ao restante.

Assim, esta poro eleva a temperatura do conjunto, j estando completamente gomificada, o que

facilita o trabalho das enzimas.

Procede-se a 3 fervuras e as temperaturas do mosto vo se alterando, com sucessivos

aquecimentos e resfriamentos, e as enzimas vo agindo.

Quando a massa estiver a 50C, estaro agindo as proteases, a 60C - 65C, ocorre a

sacarificao pela -amilase e a 70C - 75C, a dextrinizao do amido pela -amilase. O amido ao ser atacado pela -amilase e -amilase, quebrar as ligaes -1,4 com produo de maltose, que ser degradada a glicose pela ao da maltase.

As dextrinas com ligaes -1,6 permanecero sem degradar e propiciaro o "corpo"

cerveja, alm de colaborarem no sabor e aroma da cerveja.

O ponto fundamental da mosturao a degradao do amido, que se hidrolisa a acares

fermentescveis como maltose, glicose e maltotrioses, alm de formar dextrinas.

O amido hidrolisado se liquefaz.

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Na mosturao importante a ao das enzimas proteolticas. Os aminocidos produzidos

pelas enzimas proteolticas devem estar presentes para servirem de nutrientes s leveduras, na

fase de fermentao. As proteinas no degradadas tambm so necessrias para proporcionar

boa qualidade e estabilidade espuma da cerveja.

Ao final da mosturao, quando as enzimas j esto inativas a 75C, procede-se

clarificao ou filtrao do mosto, por gravidade, atravs das cascas do malte que formam uma

cama no fundo da dorna. Aps a drenagem, faz-se a asperso de gua a 75C, por vrias vezes,

at o resduo se apresentar com 1% de extratos solveis. Ver Figura 5.

Figura 5 Filtrao do mosto ao final da mosturao.

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4.2 Fervura ou ebulio do mosto.

A operao anterior de mosturao e esta de fervura so designadas de brassagem na

cervejaria.

Nesta fase h precipitao de proteinas, resinas e taninos. Ver Figura 6.

Figura 6 Caldeiras para ebulio do mosto.

Aps a filtragem, o mosto levado fervura em dornas a 100C, durante 2 horas.

O objetivo principal esterilizar o mosto, para receber a levedura.

Tambm ocorre a concentrao deste, a aromatizao e a caramelizao de alguns

acares.

O lpulo adicionado, base de 2 a 3 g/L ao final da fervura, uma vez que os leos

essenciais responsveis pelo aroma so volteis e podem se perder na fervura.

O mosto filtrado novamente e vai para o resfriamento em trocadores de calor; a

temperatura cai para 8C a 10C.

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4.3 Fermentao

Ocorre em dornas fechadas de ao inox, que recebem o mosto resfriado de 4C a 8C.

Quanto mais baixa a temperatura, melhor a qualidade da cerveja. Ver Figura 7.

Figura 7 Dorna para fermentao da cerveja.

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O fermento preparado com uma concentrao de clulas de 106 a 108 /mL, que equivale a

77 g de levedura (matria seca) em 100 L de mosto, adicionado inicialmente nas dornas abertas.

Aps algumas horas comea a aparecer uma fina espuma branca; na fase mais tumultuosa

da fermentao, a temperatura atinge 15 C e a velocidade da fermentao fundamental para a

boa qualidade do produto.

O mosto ento transferido para a dorna fechada, com serpentinas para resfriamento, do

tipo "out door", medindo 17 a 20 m de altura e 7 m de diametro.

O pH cai de 5,2 para 3,8, nas primeiras fases da fermentao e favorvel ao

desenvolvimento da levedura. Correo com cido ltico.

Durante a fermentao, ocorre a utilizao do acar pelas leveduras e produo de CO2 e

lcool. Assim temos:

C6H12O6 ------ 2C2H5OH + 2CO2 (ver Figura 8)

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Figura 8 Produo de lcool pelas leveduras, a partir do acar fermentescvel.

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O acompanhamento da fermentao pode ser feito atravs da medida dos slidos em

soluo, graus Brix. Dependendo da quantidade de slidos no incio, traduzidos pelos acares

fermentescveis, tem-se uma quantidade maior ou menor de lcool na fase final da fermentao.

No final da fermentao, a temperatura cai de 6C para 2C; as leveduras floculam e

decantam.

Aps 7 a 12 dias estar completada a fermentao, que chamada de fermentao

principal.

Como produto, temos a chamada cerveja "verde".

O CO2 se mantm solubilizado dentro da cerveja porque est frio; o mosto vai sendo

manuseado e ele vai se desprendendo. O CO2 lavado e reutilizado lequefeito para uso no

acabamento e engarrafamento da cerveja.

Pode-se recuperar as leveduras da parte mediana das dornas e incorpor-las rao

animal como "single cell protein".

4.4 Maturao

Aps a fermentao principal ocorrer, a cerveja verde, que ainda possui uma suspenso de

leveduras e uma parte de material fermentescvel passa por uma fermentao secundria,

chamada maturao.

Na verdade, um repouso prolongado a temperaturas frias, de 0C a 3C que contribui

para a clarificao da cerveja e melhoria do sabor.

Pode durar 40 dias (caso da Brahma Extra) ou mais tempo.

H precipitao de leveduras e proteinas.

Os steres formados, como o acetato de etila e o acetato de amila que caracterizam a

cerveja "madura".

As clulas restantes vo ao fundo; o amargor do lpulo se atenua e o sabor da cerveja se

estabelece.

A seguir so feitas a clarificao, a carbonatao e a filtragem, como operaes de

acabamento da cerveja.

A clarificao utiliza tipos variados de filtros. Ver Figuras 9, 10 e 11.

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Figura 9 Filtos de lminas para clarificao da cerveja.

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Figura 10 Filtros de terra diatomcea para clarificao da cerveja.

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Figura 11 Detalhes do filtro de Kieselguhr para clarificao da cerveja.

A carbonatao sob presso, faz com que o gs seja absorvido pela cerveja, em

substituio a parte do oxigenio.

Filtros de terra diatomcea e de placas de celulose, so utilizados na ltima etapa do

processo; a cerveja descansa 24 h. antes de ser embalada.

Na Figura 12 apresentado o diagrama do fluxo de produo da cerveja.

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Figura 12 Fluxo de produo da cerveja.

5. Produto final

Apresenta-se em garrafas pasteurizadas, ou latas de alumnio com adio de CO2 ou barris

de madeira ou inox, mantidos a 4 a 5 atmosferas, com adio de CO2 e que devem ser mantidos

sob refrigerao. Ver Figura 13.

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Figura 13 Barris para acondicionamento da cerveja.

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A adio de CO2 feita no fundo da garrafa, antes de se colocar a cerveja; a seguir feito

o enchimento e as garrafas entram no tnel pasteurizador, durante 25 a 27 min.; neste a faixa de

60 a 62C mantida por 7 min e ao final a garrafa estar a 30 C.

Para se produzir 100 L de cerveja a 3,7 G.L., so necessrios cerca de 14 kg de cevada

maltada, 5 kg de complementos do malte, 1000 L de gua, 0,16 kg de lpulo e 3 kg do CO2.

O laboratrio de controle de qualidade de uma cervejaria fundamental, analisa as

matrias primas, os produtos em processo e a bebida e suas caractersticas.

No mosto so analisados: gravidade especfica, pH, acidez total, acares redutores,

aminocidos livres, protena, amido, cor e viscosidade.

Na cerveja em processo so analisados: gravidade especfica, grau de fermentao, pH,

acidez total, acar fermentescvel, aminocidos livres, protena, cor, oxignio dissolvido e

bactrias contaminantes.

Na cerveja finalizada so analisados: teor alcolico, gravidade especfica, extrato original,

extrato final, grau de fermentao, estabiblidade de espuma, oxignio dissolvido, protenas, amido,

iso cidos, pH, diacetil, SO2, Cobre, Sdio, Oxalato de Clcio, flavour, estabilidade do flavour,

CO2, clareza, bactrias contaminantes.

Os aromas e flavours desejveis so no malte os produtos volteis de Maillard como o

maltol e dimetil-sulfide. No lpulo, as iso-humulonas, leos essenciais e produtos de oxidao

como o linalol. No produto fermentado, o etanol, steres como o etil acetato e cidos orgnicos

como o cido actico.

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