O texto de hoje é sobre aspectos relacionados à degeneração da levedura por efeito de stress.
Nele são apresentados algumas formas de detectar a perda de qualidade da levedura e alguns dos fatores de stress associados à ocorrência desses fenômenos, bem como alguns pontos aos quais se deve ter atenção de forma a evitar a ocorrência dos mesmos.
Boa leitura!
O processo de degeneração da levedura pode ser acompanhado a partir de diversos parâmetros técnicos, como por exemplo a levedura apresentar consistência "escamosa", ou se apresentar mais floculenta. Além desses somam-se a redução da velocidade e grau de atenuação - notáveis a partir dos testes de fermentação forçada-, ou aumento do tempo necessário para o processo de maturação da cerveja, ou ainda a alteração do perfil sensorial da cerveja.
Em termos sensoriais, a relação entre alcoóis superiores e ésteres se altera a partir de cada reutilização, resultando em cervejas cada vez menos aromáticas e cada vez mais secas e também com inferior qualidade de espuma. Em termos técnicos associados a levedura, se observam a queda da vitalidade e aumento da quantidade de células mortas, ou redução da viabilidade.
Antes de pensar nas prováveis causas é pertinente considerar alguns fatores de stress da levedura durante a produção de cerveja e tentar identificar qual deles pode ter ocorrido na sua realidade. Alguns fatores de stress da levedura são a elevada concentração do mosto, teor alcoólico elevado, teor de gás carbônico elevado, restrição de nutrientes, disponibilidade de oxigênio, choque térmico/ oscilação de temperaturas, e pressões elevadas.
Além dos fatores citados anteriormente, a escassez de nutrientes, calor, frio, desidratação, stress osmótico e substâncias tóxicas são fatores que desencadeiam um conjunto de relações celulares compreendidas como resposta da levedura ao stress. Estas respostas se manifestam sob a forma de alterações das propriedades fisiológicas, químicas e estruturais da levedura.
Tendo em vista o reuso de levedura, um ponto crítico do processo está relacionado ao armazenamento da levedura. Quando fora de condições ideais, como por exemplo armazenamentos por mais de 5 horas em temperaturas superiores a 4 °C, ou por mais de 24h em água ou cerveja, resulta em redução de compostos necessários ao metabolismo e crescimento. O impacto disto se manifesta através da redução da capacidade da levedura de prontamente metabolizar maltose e com isso prolongar a fase de adaptação da fermentação, ou fase Lag. Uma fase Lag prolongada, por conta da redução do volume de açúcares de reserva, ou seja, os açúcares armazenados no interior da célula, faz com que a levedura apresente rendimento abaixo do esperado.
Vale ressaltar que após o atingimento do grau final de fermentação, a levedura tem sua capacidade de metabolização de maltose reduzida, e caso seja utilizada de imediato, requer uma nova adaptação, ao longo da fase Lag, de modo a poder assimilar maltose novamente. Nesse contexto vale considerar que qualquer prolongamento da fase lag aumenta o risco de contaminação por bactérias de rápido crescimento, cujos esporos se encontram no mosto ou através de contaminação cruzada. Esta contaminação pode ocorrer, por exemplo, na etapa de resfriamento do mosto, resultando em diminuição da oferta de nutrientes para a levedura, fazendo com que a vitalidade da levedura e as condições ambientais para o desenvolvimento da levedura se distanciem das condições ideais.
Nesse contexto são especialmente críticos longos períodos de permanência do mosto a temperatura de inoculação de levedura em tubulações não isoladas termicamente entre o trocador de calor e o tanque de fermentação.
Levando em consideração o stress relacionado a escassez de nutrientes ele pode ser notado em mostos deficientes em nutrientes por consequência da utilização de maltes mal solubilizados ou de ruim qualidade ou uso de adjunto ou açúcar entre as fontes de extrato. Vale lembrar que restrições de nutrientes como FAN, zinco, vitaminas e oxigênio favorecem uma descaracterização da levedura. A escassez de nutriente pode acontecer também em função da perda de nutrientes, em especial nutrientes necessários ao crescimento, através de contaminações, como dito anteriormente, ou por cozimento excessivo de mosto - podendo gerar perdas de biotina e acido pantotenico na faixa de 10 a 30%, perdas de zinco ou outros elementos traços por precipitação de proteínas. Da mesma forma, o longo armazenamento da levedura em água ou mosto completamente fermentado também pode gerar esse tipo de stress.
Com relação à pressão osmótica, é um erro comum realizar a troca de meio de maneira abrupta, ao, por exemplo, armazenar a levedura em água e inocula-la em mostos altamente concentrados, ou a reutilizar levedura coletada de cervejas com teor alcoólico superiores a 5% e reuso em cervejas de menor teor alcoólico. Além disso, a etapa de reidratação de leveduras secas por tempos prolongados pode afetar a qualidade da levedura, bem como a água utilizada para a hidratação.
A presença de algumas substâncias tóxicas também são responsáveis por stress e subsequente degeneração da qualidade da levedura. Como exemplo tem-se teores alcoólicos superiores a 5%, resíduos de desinfectantes ou conservantes, nitratos e nitritos, por exemplo a partir de águas com elevado teor de nitratos (superior a 25mg por litro), em associação a formação de nitritos por ação bacteriana.
No caso de contaminações, a prática de lavagem de levedura - em desuso justamente pelo stress provocado - também pode ser responsável por stress, já que a acidificação com ácido fosfórico ou ácido sulfúrico chega a valores de pH inferiores a 2,0.
Com relação ao stress oxidativo, vale destacar que Oxigenio demais é especialmente nocivo no caso de leveduras de baixa fermentação, que tem suas mutações favorecidas. Isto se deve ao fato de que as leveduras lager, por serem híbridas, em termos genéticos, foram originadas de cepas que reagem de forma distinta ao oxigênio, ou melhor ao stress oxidativo. Tais características podem ser percebidas nos genes relacionados à formação de sulfitos, e, que em meios aeróbicos geram uma forte redução de sulfitos. Por exemplo, se o teor de oxigênio for elevado de 4 a 8 mg o2 por litro com uma concentração inicial de 23x10^6 células por ml, foi observada uma redução no teor de sulfitos de 15mg por litro a 4mg por litro.
Exemplos de stress de natureza térmica se observam quando leveduras de baixa fermentação são utilizadas em fermentações conduzidas acima de 15°C, ou caso a diferença de temperatura entre o mosto e levedura seja superior a 4°C ou armazenamento de levedura seja realizado em temperaturas inferiores a 2°C.
É importante ressaltar também que há manobras tecnológicas que comprometem a multiplicação da levedura e assim contribuem para o envelhecimento precoce e degeneração da levedura. Alguns exemplos destas manobras são uma pressão de trabalho no tanque de fermentação superior a 0,3 Bar, ou variações de temperatura superiores a 2°C durante a fase Lag.
Fontes:
Livros
Título - Autor - Ano
Abriss der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 1996
Die Hefe in der Brauerei - Gerolf Annemüller, Hans-J. Manger, Peter Lietz - 2020
Brewing: Science and Practice - D. E. Briggs; P. A. Brookes; R. Steven; C. A. Boulton - 2004
