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