aula 5 fermt cerv ppt [modo de compatibilidade] · • 1888 – brahma – rj • 1891 –...
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FERMENTAÇÃOALCOÓLICA
PROFª ERIKA LIZ
Fermentação Alcoólica
�Aplicado como combustível verde, em industrias
de alimentos, perfumes, cosméticos e como
insumo da industria química;
�Combustível potencialmente global;
�Alternativa muito procurada com a escassez do
petróleo;
Etanol
� Vias de obtenção
�Destilação (↓ Brasil)
�Sintética (hidrocarbonetos – grandes reservas
de petróleo)
�Fermentação (Maior número de matérias-
primas naturais)
Etanol
�Preparo do substrato�Tratamento da matéria-prima
�Extração dos açúcares fermentescíveis
�Fermentação
�Destilação� Separação do etanol
�Do substrato fermentado
�De impurezas do etanol
A produção de etanol
C6H12O6 →→→→ 2 H3C- CH2-OH + 2 CO2 + Energia
Açucar Etanol Gás carbônico
⇒⇒⇒⇒ Cana de açúcar, beterraba, sorgo, milho,
melaços, mel de abelha, e frutas
O etanol pode ser produzido a partir de várias matérias - primas
Matérias Açucaradas
⇒⇒⇒⇒ Grãos amiláceos, raízes e turbeculosMatérias Amiláceos
⇒⇒⇒⇒ Palha, madeira, resíduos agrícolas e sulfíticos
de fábrica de papelMatérias Celulósicos
Na biossíntese do etanol é empregado linhagens selecionadas de Saccharomycescerevisae.
• Crescimento vigoroso (t)
• Tolerância ao etanol,
• Rendimento final
• adição de bactericidas e
antibióticos
A tolerância ao etanol varia consideravelmente de acordo com as linhagens de leveduras.
O etanol é inibidor à altas concentrações, e atolerância das leveduras é um ponto crítico para umaprodução elevada deste metabólito primário.
De modo geral, o crescimento cessa quando a produção atinge 5% de etanol (v/v), e a taxa de produção é reduzida a zero, na concentração de 6 a 10% de etanol (v/v).
Saccharomyces cerevisae.
FATORES QUE AFETAM A FERMENTAÇÃO
� Agente de fermentação
FATORES QUE AFETAM A FERMENTAÇÃO
�Nutrição mineral e orgânica�Temperatura
� Temperatura ótima de crescimento: 26 a 35 °C
� ↑ velocidade de fermentação, favorecendo a contaminação bacteriana
�pH� Entre 4,5 - 5,5
�Inibidores da fermentação� Alguns metais
FATORES QUE AFETAM A FERMENTAÇÃO
�Concentração de açúcares
�Concentração de inóculo
�Contaminação bacteriana
�Antissépticos
�Antibióticos
PRODUÇÃO DE CERVEJA
PROFª ERIKA LIZ
PRODUÇÃO DE CERVEJA
INTRODUÇÃO• Bebidas fermentadas – 30 mil anos• Cerveja – 8000 a.C. (Suméria, Babilônia, Egito)• Germânicos (Europa) – Lúpulo• Brasil – D. João VI• 1888 – Brahma – RJ• 1891 – Antarctica – SP •9ª no Rankig de consumo (47,6 L/ano)•5º produtor (8,5 milhões)
AMBEV (80% Mercado Nac.)
LEGISLAÇÃO BRASILEIRA
• Ministério da Agricultura (Registro, Padronização, Classificação, Análise, etc.)• Definição• Matérias Primas: Malte, Água e Lúpulo
CLASSIFICAÇÃO
• a) Tipo de Fermentação:
Baixa (Ale)
Alta (Lager)
• b) Teor de Extrato Primitivo Fraca (7 – 11%)Normal (11 – 12,5%)Extra (12,5 – 14%)Forte ( > 14%)
• c) Cor
• d) Teor Alcoólico
Clara
Escura
Sem Álcool ( < 0,5%)
Baixo Teor Alcoólico (0,5 – 2,0%)
Médio (2,0 – 4,5%)
Alto (4,5 – 7,0%
MATÉRIAS PRIMAS
• Menores dificuldades tecnológicas
• Milho � Ranço• Trigo � Microrganismos
1- MALTE (Produzido na germinação das sementes de cevada)
CEVADA
• Germinar fácil e uniformemente
• Baixo teor de proteínas (9,5 – 11,5%)
• Cevada � Alto teor de amido
MALTAGEM• Alto conteúdo enzimático * Maltarias (Limpeza e seleção de grãos)
CEVADA
MACERAÇÃO
SECAGEM
SECAGEM
GERMINAÇÃO
Água – 5 a 18°CTroca de 6 a 8h
w= 42 – 48%2 dias
15 – 21°C
Odor etextura do grão
4 – 6 dias
Longos períodos/ baixa temperatura
1a et.49-60°Cw= 48 � 23%
2a et.71°Cw= 12%
3a et.88-100°Cw= 4-5% lagerw= 2-3% ale
Umidade 45%
Estufas (interrompe a germinação )
Fornos com peneiras
MALTE
2- ADJUNTOS OU GRITZ
• Carboidratos ao mosto• Milho, arroz, cevada, trigo, sorgo (NÃO tem enzimas)• Razões econômicas• Cervejas leves e refrescantes, cor clara e brilho • Aumentando a quantidade de adjunto:
• Mostos pobres• Aumento da viscosidade• Sabor de grãos• Pouco corpo• Espuma de má qualidade
• Amiláceos (grits de milho e arroz)• Açucarados (xarope de cereais, sacarose, açúcar invertido) •Camelo, mel ou extratos
3- LÚPULO
• Cannabinaceae• Flores de lúpulo
Macho (sem semente) � Lager
Fêmea � Ale• Aroma e amargor (resinas e óleos essenciais)• Ação antisséptica
4- ÁGUA• Rica em CaSO4 � Bourton-on-Trente• Pobre em CaSO4 e Rica em CaCO3 � Cervejas escuras adocicadas
•Dublin, Munchen, London• Cl-, SO2-
4, HCO-3 � Dortmund
• Água mole (pouco Ca e Mg) � Pilsen
• REQUISITOS• Potável, transparente, incolor, inodora, insípida• Fonte de alcalinidade de 50 ppm – pH = 7 a 9• 50 ppm de Ca• Cloreto varia de acordo com o sabor
LEVEDURAS E BACTÉRIAS
• Ascomicetos, Basidiomicetos, Deuteromicetos• Produção de Pão, Cerveja e Vinho• Saccharomyces cerevisiae e uvarum• Alta fermentação (Ales) –Saccharomyces cerevisiae• Baixa fermentação (Lager) –Saccharomyces uvarum
SELEÇÃO• Cerveja de sabor e odor agradáveis• Crescimento adequado (3 a 5x)• Habilidade de flocular
CULTIVO PURO
• Livre de infecção• Meio sólido/ óleo mineral• Liofilização• Propagação
LEVEDURAS SELVAGENS• Hansenula, Kloeckera, Candida, Pichia, Torulopsis, Rhodotorula, Brettanomyces • Formação de película e turbidez• Odor e sabor
LEVEDURAS CONTAMINANTES• Lactobacillus, Pediococcus � Diacetil• Bactérias lácticas• Enterobacter e Citrobacter• Controles: ácidos minerais pH = 2,5
PROCESSAMENTO
PRODUÇÃO DO MOSTO
PROCESSO FERMENTATIVO
ACABAMENTO
PRODUÇÃO DO MOSTO
• Moagem (esmagamento)
• Produção mínima de farinhas: mucilagens (15 a 30 dias)
• Mosturação (maceração)
• Transformação de matérias primas cervejeiras (água. Malte, lúpulo e adjunto)• Cocção – 40°C/ 2h: qndo. Não há adjunto• Infusão de duas massa: Adjunto amiláceo
• Filtração
• 75°C: Viscosidade• Inativação de enzimas• Diminuição de bactérias•Peneiras com trocador de calor
Fervura• Estabilidade biológica e coloidal• pH < 5,5• Inativação da alfa amilase• Adição do lúpulo• Desenvolvimento da cor
• Resfriamento e aeração• 14 – 16°C � alta• 6 – 12°C � baixa• Trocadores de calor/ ar estéril
PRODUÇÃO DO MOSTO
CLARIFICAÇÃO• Sedimentação de leveduras e colóides• Filtração (Terra diatomácea)• Centrifugação
• OBJETIVO•Inativar as enzimas, coagulação• Saturar com CO2• Melhora odor e sabor• Concentrar•Esterilização
• Baixas temperaturas 0°C/ 2 – 4 semanas
ADJUNTOS
FERMENTAÇÃO
MATURAÇÃO
Fase Primária
Fase Secundária (6 a 9 dias)
CARBONATAÇÃO
Linha
Tanque
CERVEJA VERDE
•Maturação (15 a 60 dias)
•Filtração (velas, placas ou cartucho)
•Acertos (estabilizantes, corantes, açucares,etc.)
PASTEURIZAÇÃO• Estabilidade biológica e resfriamento rapido • Trocadores de placa (Barris): 75°C/20 seg• Túnel de pasteurização (Garrafas): 60°C•Maior durabilidade (6 meses)
QUALIDADE DA CERVEJA
DEFEITOS DA CERVEJA
• TURBIDEZ• SEDIMENTO• INSIPIDEZ: Carência de espuma e carbonatação•OXIDADO, VELHO
ENGARRAFAMENTO• Tanques de pressão 0 - 1°C• Tanques de 800l, Barris de 25 – 250l, Chope• Garrafa: Retornável e não retornável• Latas
TIPOS DE CERVEJA
PILSEN
• Cor dourada e brilhante• Corpo leve e macio
MÜNCHEN OU MUNIQUE• Lager de cor escura e flavor de malte• Na Alemanha � malte altamente tostado• 5% de álcool, paladar de malte, não doce e amargor leve
MARZENBIER
• Cerveja de Março/ Oktoberfest• Malte Viena, cor avermelhada• > 5% de álcool, forte, flavor de malte (aroma)
BOCK
• Levedura de baixa fermentação e longo período de maturação• > 6,7% de álcool• Bebida quente na Alemanha
WEISSBIER OU WEIZENBIER
• Cerveja de trigo• Aroma de cravo-da-Índia, baunilha• 5,0 a 5,6% de álcool
STOUT
• Cerveja escura de alta fermentação• Adocicada, escura, engarrafada com levedura (realça seu sabor amargo)
Resumo das principais características das Resumo das principais características das fermentações típicasfermentações típicas
Fermentação Microorganismo Via metabólica Produto Principal
Uso Comercial
Alcoólica Saccharomyces cerevisiae; Sarcina ventriculi;Zymomonas mobilis
Glicólise,Glicólise,Entner-Doudoroff
Etanol+CO2 Bebidas
Lática lactobacillaceas Glicólise,Via Pentose-fosfatos
Ácido lático,Ácido lático+etanol+CO2
Iogurte;Kefir,conservas
Propiónica Propionibactérias Glicólise Ácido propiónico
Fórmica Enterobactérias (Photobacterium)
Glicólise Ácido acético, fórmico, málico,Lático, etanol, glicerina, CO2 e H2.
Produtos industriais
Butírica-butanólica Clostridios Glicólise Ácido butírico, butanol, acetona, isopropanol
Produtos industrias
Acética Clostridios Glicólise Ácido acético Produtos industriais