Produção de cerveja de álcool por fermentação interrompida

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o oitavo da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje será apresentado o método de supressão do alcool que corresponde á interrupção da fermentação em teores alcoólicos inferiores a 0,5% vol.

Boa leitura!

Geralmente estas cervejas são produzidas com um extrato original de 9 a 11%, lupulagem reduzida e fermentadas até um teor alcóolico de 0,5%, considerando que o grau de fermentação aparente, ou atenuação aparente de aprox. 10%.  Em geral uma grau de fermentação aparente pode ser atingido através da utilização de uma prática de mosturação específica que consiste numa relação de 2-2,5:1 na proporção água-malte, arriada de 35°C a até 45°C. Após um repouso a 45°C por 30 minutos,  ocorre a adição constante de água em ebulição até que seja atingida a temperatura de 72°C. 

Nesse contexto a faixa de atuação da beta-amilase é contornada, de modo que a alfa-amilase, ainda que esteja envolvida no processo de sacarificação, gera um alto teor de dextrinas, resultando num grau de atenuação por volta de 65%. Ao final deste método, a concentração do mosto antes da fervura gira em torno de 14%. Vale destacar que após algo em torno de 2 horas a 72° o teste de iodo não apresenta o resultado normal. A fervura deste mosto deve ocorrer de forma intensa, de modo a possibilitar e evaporação dos compostos aromáticos do mosto, sendo recomendado uma duração de 10 a 15% superior, em comparação a fervura normal.

O processo de acidificação, por exemplo, por adição de ácido lático biológico, ocorre após ao final da fervura, algo em torno de 15 a 20 minutos antes do fim da fervura, com o objetivo de favorecer a degradação dos precursores de DMS. Nessa primeira dosagem, deve-se estabelecer como alvo o atingimento de um pH por volta de 5,2, e decorridos 10 minutos sugere-se uma nova dosagem, dessa vez tenho como valor alvo 4,4-4,5. Devido ao fato de o corpo de fundo no whirlpool apresentar maior instabilidade próxima desse valor de pH, o ideal seria realizar esta dosagem entre o whirlpool e o trocador de calor.

Uma alternativa a esse método de mosturação consiste na utilização do bagaço com o objetivo de conferir sabor. Nesse caso, um mosto a 15%, produzido a partir de uma razão de 100kg de malte para 400l de água, a 40°C por 60 a 80 minutos, e bagaço fervido por 30 minutos, na proporção de 100kg de bagaço para 200l de água, utilizado para elevar a temperatura até 72°C. Após 30 a 45minutos de sacarificação, a temperatura é elevada até 76°C e a mosturação é concluída.

A fermentação é conduzida a partir de uma taxa de inóculo de 15 a 25 milhões de células, a uma temperatura de 4 a 6°C. Após 48 a 72horas, a partir de um extrato original a 7,2% e um grau de fermentação de cerca de 10%, é atingido um teor alcoólico de 0,45%. Por conta do perfil sensorial, sugere-se que a fermentação seja realizada em temperaturas inferiores a 8°C até ser atingido um teor alcoólico inferior a 0,5%. No caso de um extrato original de concentração ainda mais baixa, de por exemplo, 5,5% e um grau de fermentação de 14%, nota-se maior redução das carbonilas em seus respectivos álcoois por parte da levedura, resultando em características sensoriais mais agradáveis.

Ao final a fermentação é então interrompida por centrifugação da levedura, filtração ou rápida elevação de temperatura. No caso da filtração, a concentração de leveduras deve ser reduzida a 100mil células por ml, ou a cerveja deve ser filtrada. Em seguida, resfriada a 0 a -1°C, e carbonatada a 0,5%. A essa temperatura, o tempo de maturação pode variar de 10 a 21 dias, sendo que esta duração pode ser reduzida, por exemplo, a partir de lavagem com CO2, por 24h com aproximadamente 3g/hl. Esta lavagem serve para evitar a presença de aromas indesejados de natureza sulfurosa. A cerveja deve ser posteriormente filtrada, carbonatada, estabilizada e esterilizada.

A filtração desta cerveja deve ser realizada com 50g/hl de kieselgel com estabilização com PVPP a 50g/hl e um filtro polidor. Com relação a carbonatação, o teor de gás carbônico é ajustado para algo em torno de 0,48 a 0,53%. Com relação a pasteurização, a estabilidade coloidal é atingida após 6 dias de ciclos 0/60/0°C. Vale destacar que, caso a cerveja sem alcool seja filtrada após uma cerveja com teor normal de alcool, por saturação dos filtros ou ou ions presentes na cerveja podem ser transferidos para a cerveja sem alcool favorecendo a formação de flocos. Uma carbonatação elevada pode resultar na aglutinação de proteínas na superfície das bolhas de gas carbônico. posteriormente filtrada, carbonatada, estabilizada e esterilizada.

Cervejas produzidas por este método apresentam características, mas próximas dos produtos tradicionais quando temperaturas mais baixas são utilizadas na fermentação.

Apesar de que boa parte das cervejas sem álcool sejam produzidas a partir de extratos originais variando de 7 a 8%, melhores resultados em termos sensoriais podem ser atingidos a partir de mostos com 6 a 6,5% ou até menos. Em mostos menos concentrados, as características de mosto se apresentam de forma menos evidente.

A composição de malte deve ser definida com base no estilo de cerveja a ser produzido, levando em consideração a redução da carga de malte, no sentido de preservar características como cor, corpo e aromas. O uso de malte acidificado pode ser interessante, caso a acidificação biológica seja limitada.

O processo produtivo pode ser conduzido focado na produção de um mosto com 12%, e posteriormente, após a aferição da concentração do mosto na parte fria, ser diluído com a água devidamente tratada.

A água de brasagem a ser utilizada deve possuir características compatíveis com o estilo a ser produzido, ainda que uma água com alcalinidade residual de 5°dH pode favorecer as características de corpo, caso seja adotada a acidificação biológica ou seja utilizado malte acidificado.

O método recomendado para a produção consiste no método de decocção, em que o repouso de formação de maltose não é executado. Este método permite que o grau de fermentação final inferior a 65% seja atingido. A proporção água malte deve ser de 1:2, e arriada deve ser realizada a 45°C, com manutenção desta temperatura por 30 minutos.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009 

Produção de cerveja sem álcool a partir de fermentação com levedura imobilizada

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o sétimo da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje será apresentado o método de supressão do alcool a partir da utilização de levedura imobilizada.

 Boa leitura!

De forma a compreender este processo, é preciso inicialmente se aprofundar um pouco no conceito de levedura imobilizada. Basicamente este processo consiste em fixar a levedura em um material, através do qual o substrato é bombeado continuamente. Nesse caso a fermentação ocorre em tempo reduzido e a levedura poder ser utilizada por mais tempo. Devido ao tamanho reduzido da colônia de leveduras, a estrutura requerida é geralmente pequena. Além disso, o processo de bateladas pode ser revertido em um eficiente processo continuo.

Decisivo para o processo de imobilização da levedura é o material macroporoso. Um dos materiais que podem ser utilizados é o vidro sinterizado, cuja produção envolve a sinterização de farinha de vidro com sais específicos. Após esse processo o sal é lavado, de forma que sejam obtidas partículas de diferentes volumes e granulometrias. Um exemplo de material utilizado para este fim possui de 1 a 2 mm de diâmetro e os poros possuem de 60 a 300 micrometros. Para fins de comparação, células de levedura saudáveis apresentam tamanhos que variam de 8 a 12 micrometros.  Os poros são bastante ramificados, de modo que as células de levedura se alojam em diferentes pontos.

No entanto, nem toda levedura são adequadas para este fim. Mas uma vez que as leveduras adequadas sejam utilizadas, eles podem trabalhar por longos períodos sem necessidade de reposição. Existe uma condição de equilíbrio entre as leveduras que são carreadas pelo substrato, e aquelas que seguem crescendo alojadas no material de suporte. Existem, no entanto, cenários, em que, em caso de necessidade, a levedura possa ser removida com os produtos químicos adequados, e após a neutralização do material de suporte, que ele seja reutilizado para imobilizar novas leveduras. Este processo é utilizado com sucesso também para a redução de diacetil, em que temperaturas elevadas permitem que o processo ocorra de forma ainda mais rápida.

Voltando a questão da produção de cerveja sem álcool, este método de produção permite o uso controlado do potencial enzimático das leveduras, especialmente durante a fase exponencial e estacionária da fermentação e assim a formação e redução dos subprodutos de fermentação. Existem o exemplo de uma cervejaria que, a partir desse processo, produz 800.000hl de cerveja anualmente. O mosto é bombeado de 5 a 20h a 1°C pelo material de suporte em que as leveduras estão acomodadas.  A partir da baixa temperatura e da regulação da velocidade de fluxo é possível controlar a formação de álcool de forma precisa. 

O processo é conduzido de tal forma que ainda que a produção de álcool seja suprimida, os subprodutos da fermentação seguem sendo produzidos, assim como componentes que contribuem para o perfil sensorial da cerveja. Segundo essa mesma cervejaria, o biorreator funciona ininterruptamente, sem acúmulo de biomassa. Além disso, outras vantagens desse processo consistem no melhor aproveitamento das matérias primas, redução significativa de perdas e problemas ambientais e rapidez do processo. Na melhoria desse processo seguem sendo realizados avanços, especialmente com relação ao aroma das cervejas. 

No entanto, vale considerar que, ainda que haja estudos significativos sobre este método, o método de fermentação continua a partir de levedura imobilizada não encontrou ampla aplicação em cervejarias.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009 

Produção de cerveja sem álcool por fermentação com levedura especial e inoculação de levedura a frio

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o sexto da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje apresenta os métodos de supressão a formação do alcool. São trazidos os métodos de fermentação com levedura especial e o processo de inoculação de levedura a frio.

Boa leitura!

 

Um outro método para produção de cervejas sem álcool consiste na não condução da fermentação alcoólica ou até mesmo na sua interrupção, de modo que o teor alcoólico se mantenha baixo. O problema geralmente costuma ser no sentido do perfil sensorial da cerveja, que não se desenvolve de forma devida, apresentando perfil adocicado e viscoso, remetendo a uma mistura de mosto e cerveja. 

No sentindo de contornar esses problemas, é relevante considerar os seguintes pontos: O extrato original da cerveja deve ser algo em torno de 30% inferior a cerveja padrão; duração da fervura, por conta da evaporação dos aromas do mosto, como os aldeídos voláteis; escolha da levedura por conta da formação de subprodutos; grau de diluição do mosto e etapa do processo em que ocorrerá a diluição e; o valor de pH, uma vez que um pH na faixa de 5,0 contribui para um sabor de mosto mais acentuado.

Em relação ao processo de fermentação interrompida vale considerar fermentação com levedura diferenciada, a prática de inoculação a frio, parada da fermentação em um teor de álcool inferior a 0,5% e utilização de levedura imobilizada.

De maneira geral, vale lembrar que cervejas produzidas através desses métodos apresentam uma quantidade significativa de extrato residual. Por conta disso é importante considerar a pasteurização, que impacta diretamente no custo de produção destas cervejasa ponto de equilibrar e economia gerada pela redução de por volta de 40% no custo de malte.

 

Fermentação com levedura diferenciada

A forma mais fácil de produzir cerveja sem álcool consiste na utilização de uma cepa de levedura específica, a Saccharomycodes ludwigii ou uma outra levedura maltose negativa, que embora fermente frutose e glicose (cerca de 12% do mosto, sendo que a frutose corresponde a algo em torno de 0,8 a 3%), é incapaz de fermentar maltose (cerca de 65% do mosto). Dessa forma, o teor alcoólico permanece abaixo de 0,5%, ainda que a cerveja apresente um teor elevado de açúcar e seja doce.

Vale ressaltar que a velocidade de fermentação dessa levedura é reduzida, o que favorece processos de contaminação a partir de bactérias, ou até mesmo em função de contaminação cruzada. A coleta de levedura ocorre de forma limitada, uma vez que esta cepa apresenta um comportamento ruim de sedimentação.  A qualidade da cerveja pode ser otimizada a partir da adoção da prática de acidificação biológica.

 

Inoculação de levedura a frio

 Nesse processo a adição de uma mistura de cerveja com levedura ao mosto acontece a uma temperatura por volta de -2 a 0°C. Sob essas condições a levedura praticamente não produz álcool, mas devido as suas atividades essenciais contribui para o desenvolvimento do perfil sensorial mais próximo da cerveja e mais distante das características de mosto.  Parte desse processo envolve a assimilação de alguns ácidos orgânicos e aromas de lúpulo, assim como a formação de diferentes ésteres. Especialmente importante é o fato de que as carbonilas típicas do mosto são reduzidas, portanto é importante assegurar que a levedura tenha um longo tempo de contato com o mosto.

Cervejas produzidas a partir desse método, apresentam um destacado aroma de mosto. Elas são claramente doces e não apresentam aroma típico de cerveja. De modo a evitar este perfil aromático é interessante investir numa lupulagem acentuada dessa cerveja. Algumas medidas que podem ser adotadas para contornar este problema seriam: Lupulagem acentuada, promovendo um efeito de coberta sobre os aromas presentes; acidificação biológica, possibilitando o atingimento de um pH típico de cerveja; lavagem de CO2, para promover a remoção dos aromas de mosto; inoculação a temperaturas abaixo de 0°C, de modo a evitar a formação de alcoois superiores. A partir da adoção destas medidas, o perfil sensorial desenvolvido pela cerveja tende a ser descrito como mais equilibrado.

As cervejas produzidas pelo método de inoculação a frio a uma temperatura de 0°C apresentam menores teores de álcoois superiores, e apresentam maior redução dos aldeídos de strecker (envolvidos nos processos de reação de maillard e processos de envelhecimento).

A partir do processo de acidificação biológica é possível atingir um pH na faixa de 4,5. Uma lavagem da cerveja com CO2 pode ser benéfica já que traz também a vantagem de poder aumentar o tempo de contato com a levedura, o que é benéfico no sentido de remover ou reduzir sabores indesejáveis.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009