FERMENTAÇÃO

ALCOÓLICA

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 turbeculos

Matérias Amiláceos

Palha, madeira, resíduos agrícolas e sulfíticos

de fábrica de papelMatérias Celulósicos

Na biossíntese do etanol é empregado

linhagens selecionadas de Saccharomyces

cerevisae.

• 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 a

tolerância das leveduras é um ponto crítico para uma

produção 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°C

Troca de 6 a 8h

w= 42 – 48%

2 dias

15 – 21°C

Odor e

textura do grão 4 – 6 dias

Longos períodos/ baixa temperatura

1a et.

49-60°C

w= 48 23%

2a et.

71°C

w= 12%

3a et.

88-100°C

w= 4-5% lager

w= 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)

OBS

Resumo das principais características das

fermentações 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+C

O2

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