TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A MALŢULUI ŞI A BERII
Berea - este o băutură slab alcoolică mult solicitată de consumatori în special în sezonul călduros.
În unele ţări situate în nordul Europei : Olanda, Danemarca, Suedia, Germania ş.a. consumul de bere pe cap de locuitor este remarcabil.
Principalele caracteristici ale berii :
- Alcool 2,50 - 5 vol %
- Extract 4 - 5,50 %
- CO2 0,35 - 0,40 %
Indiferent de tipul de bere, la o concentraţie de 120 a mustului primitiv valoarea nutritivă este de cca 450 kcal/l. Ea provine în proporţie de ½ din alcool la sorturile de bere de culoare închisă şi de pînă la 2/3 la cele blonde.
Extractul, drept component de bază al valorii nutritive, se compune din hidraţi de carbon uşor asimilabili, împreună cu produse pe bază de azot cu cantităţi reduse de aminoacizi esenţiali, şi mai mari de peptide micromoleculare ce se resorb uşor.
Se adaugă substanţe minerale şi în special fosfaţi, alături de componenţi ai complexului de vitamine B, care laolaltă măresc capacitatea de suportare a organismului a alcoolului înglobat. Se favorizează funcţiile ficatului şi se împiedică o aglomerare a depunerilor de grăsimi în celulele ficatului.
2.1. Materii prime
a. Orzoaica sau orzul
b. Materii prime nemalţificate
c. Hameiul
d. Apa
2.1.1. Orzoaica şi orzul
Fac parte din familia Gramineae, genul Hordeum.
ştiinţific: Orzoaica - Hordeum distichum
Orzul - Hordeum vulgare
Pentru bere este folosită în măsură esenţială Orzoaica. Aceasta are în spic două rînduri de boabe spre deosebire de orzul comun care are în spic 3 rînduri de boabe, întrucât are întreaga tripletă de spiculeţe fertile.
Orzoaica prezintă în cea mai mare măsură forme de primăvară.
Orzul comun prezintă forme de primăvară, toamnă şi umblătoare (tomnă şi primăvară).
Compoziţia chimică medie a unui orz bun pentru fabricarea malţului este următoarea, raportat la S.U . :
- apă 14,5 %
- substanţe proteice 9,5 %
- amidon 54 %
- grăsimi 2,5 %
- celuloză 5 %
- cenuşă 2,5 %
- alte substanţe fără azot 12 %
Conţinutul în apă al orzului nu trebuie să depăşească 14 %. Conţinutul mai mare în apă măreşte inutil greutatea loturilor şi orzul este supus eventualelor încingeri, mucegăiri şi încolţiri în timpul transportului şi depozitării. Prin aceasta pierde din capacitatea germinativă şi crează mari greutăţi în procesul de malţificare.
Orzul mai umed trebuie supus mai întîi unui proces de usare la temperaturi joase de 30-400. După uscare umiditatea nu trebuie să scadă sub 10 %.
Principalul component al orzului este amidonul. Cu cât conţinutul în amidon este mai mare cu atât creşte şi substanţa extractivă a orzului.
Conţinutul în amidon este cu atât mai ridicat cu cât bobul este mai plin şi cu cât este mai scăzut procentul de substanţe proteice.
Celuloza se găseşte în mare proporţie în coji.
Printre alte substanţe extractive fără azot există substanţe amare şi substanţe tanante care se găsesc în învelişurile bobului.
Orzul conţine de asemenea grăsimi 2-3 %, în special în embrion. Grăsimea brută se compune : 80 % grăsime neutră şi restul din acizi graşi liberi, ceară, fitosterină, legitină sau fosfatide.
Pentru calitatea berii o importanţă deosebită o prezintă proteinele. Acestea sunt compuse, în medie, din : albumină 4% ; globulină 31 % ; glutelină 29 % ; hordeină 36 %.
Orzul cu conţinut mai mare în gluten şi mai mic în hordeină încolţeşte anevoie. Pentru orzoaică raportul între hordeină şi gluten trebuie să fie de 1,42.
Pentru fabricarea berii blonde este foarte potrivit orzul care conţine sub 13 % substanţe proteice deoarece produce o bere cu spumă deasă şi persistentă. Orzul cu un conţinut de peste 13 % proteine este corespunzător sorturilor de bere de culoare închisă.
Depozitarea orzului.
Modul cum este depozitat orzul se resfrînge pozitiv sau negativ asupra calităţii malţului şi a produsului finit.
Cel mai important proces în timpul depozitării îl constituie respiraţia. Ea poate fi aerobă sau anaerobă, în funcţie de condiţiuni.
Consecinţele directe ale respiraţiei sunt : degajarea de căldură şi pierderile de amidon, mai ales în cazul respiraţiei aerobe.
Respiraţia aerobă se prezintă
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 674 kcal
Respiraia anaerobă se prezintă
C6H12O6 → 2CH3-CH2OH + 2CO2 + 28,2 kcal
Intensitatea respiraţiei depinde de umiditatea boabelor şi temperatura de depozitare. Astfel :
- la 11 % umiditate şi 100C pierderile sunt de 0,21 mg/kg - zi ;
- la 20 % umiditate şi
- la 180C pierderile sunt de 244 mg/kg - zi.
Pentru reducerea pierderilor, umiditatea şi temperatura de păstrare trebuie să fie cât mai mici.
Fiecărei umidităţi a orzului îi corespunde o umiditate relativă de echilibru a mediului.
Cele mai bune condiţii de depozitare se întrunesc la 14-15 % umiditatea orzului ; 10-150C temperatura de depozitare şi 60-70 % umiditatea relativă a mediului ambiant (a depozitului).
2.1.2. Materii prime nemalţificate folosite la fabricarea berii
- porumbul şi brizura de orez
- grâul
- zahărul şi alte produse zaharoase.
Mai mult se foloseşte porumbul. Compoziţia chimică la porumb raportat la bobul întreg (100 % ) este următoarea :
- substanţă proteică - 12,6 %
- substanţe grase - 4,3 %
- hidraţi de carbon - 79,4 %
- celuloză - 2,0 %
- cenuşă - 1,7 %
2.1.3. Hameiul (Humulus lupulus)
A fost folosit în diferite scopuri, încă din antichitate de către sciţi.
În sec. XIV şi XV cultura hameiului a cunoscut o extindere remarcabilă în Bovaria şi Moravia. Se menţionează că 70 % din suprafaţa cu hamei se află în Europa. La noi se cultivă în Transilvania, judeţul Hunedoara şi cu precădere în judeţul Mureş şi zona municipiului Sighişoara.
În industria berii se folosesc inflorescenţele femele, sub formă de conuri.
Hameiul (Humulus lupulus) face parte din familia Moraceae. Este o plantă perenă, cu tulpină agăţătoare lungă de 5-12 m , care se usucă în fiecare an. Hameiul este o plantă dioică avînd florile mascule şi femele pe tuplini diferite. Se cultivă numai pentru inflorescenţele femele care sunt sub formă de conuri lungi de 2-6 cm şi groase de 1-3 cm .
Conul este format dintr-un ax cu proeminenţe pe care se găsesc bractee dispuse perechi acoperindu-se unele pe altele. Fiecare con de hamei se compune din două feluri de bractee :
- bractee fructifere care conţin lupulină ;
- bractee protectoare care nu conţin lupulină.
Bracteele fructifere au la baza lor numeroşi peri glandulari care dau o secreţie făinoasă de culoare gălbuie denumită lupulină. Conţinutul de lupulină a unui con de hamei variază între 5-14 % din greutatea lui totală. Inflorescenţa masculă este un panicul.
Hameiul proaspăt cules conţine 70-75 % apă. Pentru a fi rezistent la păstrare, trebuie să i se reducă conţinutul în apă la cca. 12-13 %.
Această uscare se face pe cale naturală cu aer rece sau artificială în uscătorii sistematice cu aer încălzit la 50-550C .
Conurile de hamei sunt considerate bine uscate atunci cînd axul şi codiţa se frîng uşor. După uscare conurile de hamei rămîn cu 8-10 % apă.
În general, din 1 kg hamei proaspăt rezultă 0,25 - 0,30 kg hamei uscat. Ambalarea hameiului se face în baloturi şi baluri în saci de pînză de iută.
Pe timpul depozitării pentru prelungirea duratei de conservare se realizează sulfitarea conurilor. Pentru 100 kg hamei se foloseşte 0,5-1,2 kg sulf.
Hameiul este folosit în industria berii pentru aromatizare şi pentru a da gust amar specific de hamei ; în afară de aceasta hameiul are şi rol de antiseptic.
Procesul de aromatizare are loc în urma fierberii mustului cu hamei, în care fază se produce dizolvarea componenţilor specifici ai hameiului.
Substanţele tanante şi produsele rezultate din transformarea lor se dizolvă uşor în must. Uleiurile hameiului trec în must în proporţii foarte mici.
Din răşinile moi trec în must cca. 50 %, iar restul de 50 % se pierd, aceasta din cauza unei extrageri incomplete prin fierbere şi a trecerii unei părţi din constituenţii hameiului în sediment, precum şi transformarea lor în răşini tari.
În borhotul de hamei rămân circa 20 % din substanţele amare, iar în sediment se găsesc cca 25 %.
De remarcat că în mustul fiert cu hamei se găsesc cantităţi mai mari de substanţe amare cu cât pH-ul mustului este mai mare, iar în sediment mai puţine.
Compoziţia chimică a hameiului :
- apă 12,5 %
- substanţe alcaline 7,5
- celuloză 13,5 %
- substanţe azotoase 17,5
- uleiuri volatile 0,4
- extract eteric 18,3
- substanţe tanante 3
- substanţe extractive fără azot 28,5.
2.1.4. Apa
Este necesară în toate fazele de fabricaţie a berii. Pe diferite compartimente consumul este următorul : la producţie 1,8 -2,6 hl apă/hl bere ; la curăţenie 5,3-11 hl apă/hl bere ; la răcire 4-6 hl apă/hl bere ; pentru energie 0,1-0,3 hl apă/hl bere.
Calitatea apei pentru bere este dată mai ales de conţinuturile în ioni (anioni şi cationi). Dintre cationi se menţionează : H+, Ca2+ ; Mg2+ ; Na+ ; Fe2+ ; Fe3+; Al3+; Mn2+, iar dintre anioni menţionăm: H-; HCO3-; SO42-; Cl-; SiO32-; NO3-; NO2-.
La o concentraţie de peste 25 mg/l atât azotiţii cât şi azotaţii sunt toxici pentru drojdii (levuri). O apă cu peste 50 mg/l azotaţi nu se foloseşte la plămădire. Ionul sulfat influenţează gustul berii la un conţinut de peste 400 mg/l.
Sub raport bacteriologic apa trebuie să corespundă normelor pentru apa potabilă.
2.2. Fabricarea malţului
Malţul este produsul obţinut prin măcinarea boabelor de orz (orzoaica), încolţite (germinate) şi uscate folosit la fabricarea berii şi a spirtului.
Fabricarea malţului comportă următoarele etape : înmuierea orzoaicei sau a orzului ; germinarea orzoaicei sau orzului ; uscarea malţului.
2.2.1. Inmuierea orzului se face cu scopul de a da bobului de orz umiditatea şi oxigenul ce-i sunt necesare pentru germinare asigurând în acelaşi timp spălarea bobului de impurităţi.
Boabele de orz conţin înaintea înmuierii o umiditate de 12-14 %, iar la sfârşitul procesului de înmuiere conţinutul în umiditate trebuie să ajungă la 42-46 %, în funcţie de sortimentul de malţ ce urmează a fi fabricat.
Timpul în care se execută înmuierea este de 6-72 ore la o temperatură normală a apei, putând ajunge până la 90 ore în cazul unei temperaturi scăzute a apei, iar în cazul folosirii unei ape calde de 16-180C perioada de înmuiere se reduce pînă la 40 ore.
Pătrunderea apei în bob se face în prima perioadă mai rapid şi se încetineşte apoi treptat pe măsură ce se apropie de punctul de saturare.
Curba de absorbţie a orzului arată că timp de 18-20 ore conţinutul de umiditate creşte repede, iar apoi creşterea este mult mai înceată.
Viteza de absorbţie a apei este influenţată de temperatura apei de înmuiere. Cu cât temperatura apei este mai ridicată cu atât viteza de absorbţie a apei este mai mare.
Înmuierea poate fi socotită ca terminată atunci cînd bobul poate fi îndoit peste unghie, cînd la muşcare nu opune resiztenţă dacă coaja poate fi uşor desfăcută de miezul făinos.
Secţiunea bobului trebuie să arate pătrunderea apei până aproape de mijloc.
La înmuierea orzului nu are loc numai absorbţia propriu-zisă a apei. De îndată ce boabele au absorbit cantitatea de apă necesară, începe şi activitatea vitală a bobului.
Procesele de respiraţie se intensifică şi oxigenul din apa de înmuiere este repede consumat.
Pentru asigurarea oxigenului necesar procesului de respiraţie din boabe, orzul se aeriseşte în timpul înmuierii. Lipsa de oxigen duce la procese anaerobe care vatămă sau chiar omoară embrionul.
Boabele care nu au fost suficient aerisite rămân ca şi inerte timp de câteva zile, după care încolţesc brusc cu degajare puternică de căldură. Urmările acestei aerisiri incomplete sunt boabe neuniform încolţite, conţinut ridicat în boabe neîncolţite sau în boabe cărora le-a apărut şi rădăcina şi deci pierderi ridicate în malţ.
2.2.2. Germinarea orzului
Pentru germinare boabele au nevoie de energie. Aceasta este obţinută prin respiraţie. În timpul germinării se formează enzimele amilolitice şi proteolitice.
Pentru o bună germinare orzul trebuie să parcurgă (după recoltare) o perioadă de maturare, ce oscilează de la câteva săptămâni la câteva luni, aceasta se numeşte repaus de germinare.
Principalii factori care stimulează germinarea embrionului sunt oxigenul şi fitohormonii.
Perioada de maturare are tocmai menirea să faciliteze pătrunderea oxigenului către embrion. Ori în cojile boabelor proaspăt recoltate se află unele substanţe fenolice care blochează oxigenul, de aceea trebuie anihilate.
Posibilităţi de anihilare a substanţelor fenolice :
- oxidarea în curent de aer cald sau adaos de apă oxigenată ;
- blocarea activităţii polifenoloxidazelor cu ditio-etilen-glicol, care conţine grupe - SH. Aceste funcţii blochează ionul Cu2+, care la rândul său îndeplineşte rolul de cofactor al acestor enzime ;
- introducerea în apa de înmuiere a hormonilor vegetali şi alte substanţe, în special acid giberelic. Acest ultim procedeu dă cele mai bune rezultate. Acidul giberelic, ca stimulator al germinării orzului, a fost folosit prima oară în Japonia.
Efectele folosirii acidului giberelic :
- suprimarea perioadei repausului de germinare la orzul proaspăt ;
- dezagregarea bună a malţului ;
- scurtarea duratei de germinare cu cca 2 zile ;
- creşterea extractului cu 1,5 - 2 % ;
- sporirea conţinuturilor în substanţe azotoase solubile ;
- hidroliza mai bună a hidraţilor de carbon ;
- scăderea vâscozităţii malţului ;
- creşterea activităţii enzimelor : α - amilaza şi peptidozelor.
Dozele optime de acid giberelic sunt de 0,01 - 0,06 mg/kg orz sau 10-60 mg/tonă orz când tratamentul se face în prima şi a doua zi de germinare şi 0,15 mg/kg orz când tratamentul se aplică în ultima apă de înmuiere.
Transformările chimice care au loc în timpul germinării
Enzimele degradează încă din timpul germinării substanţele de rezervă ale părţii făinoase a bobului, însă încet pentru că temperatura de germinare este sub temperatura optimă de activitate a enzimelor.
În timpul brasajului din cauza temperaturii mai favorabile ele activează mult mai rapid.
Amidonul se solubilizează în timpul malţificării în proporţie redusă 5 %, se solubilizează însă complet în timpul brasajului, pentru că amilazele au punct optim de temperatură ridicat (550C ).
Fracţiunile solubile în apă (leucozina şi edestina) cresc mult, în timp ce conţinutul în hordeină şi glutelină scade.
Cresc de asemenea conţinutul în azot şi substanţe azotoase asimilabile drojdiei, care reprezintă fracţiunile mult degradate.
Germinarea este caracterizată printr-o creştere mult mai accentuată a dizolvării substanţelor azotoase decât în timpul brasajului, creşterea continuând zi de zi până în ziua a cincea.
Sortimentul de orz are o mare influenţă asupra solubilizării proteinelor, întrucât unele produc mai multe enzime proteolitice decât celelalte.
Circa un sfert din grăsimi, care reprezintă aproximativ 0,5 % din S.U. a orzului, se pierd prin respiraţie.Părţile nesaponificabile şi lecitina nu suferă transformări esenţiale.
Deoarece grăsime este un inhibitor al spumei, trebuie luate toate măsurile pentru a evita trecerea grăsimii în must.
Conţinutul total în cenuşă nu variază în timpul malţificării. Variaţiile cele mai importante ale substanţelor minerale sunt formarea fosfaţilor din fitină. În orz se găsesc cca. 20 % din fosfaţi în formă anorganică, iar în malţ circa 40 %.
În timpul germinării pH-ul nu variază, rămânând în jurul lui 6. În schimb aciditatea titrabilă a bobului creşte din cauza apariţiei fosfaţilor în cantitate mare şi parţial din cauza degradării substanţelor proteice şi a formării de acizi organici.
Procedee de germinare
- Germinarea pe arie se face în grămezi prin lopătare.
- Germinarea în tobe de 5-30 t. Durata de rotire a tobelor 15-30 minute.
- Germinarea în casete Saladin
- Germinarea în mediu de CO2
Mai nou sunt implicate tot mai mult instalaţii cu grad înaintat de tehnicitate, cum sunt :
· Instalaţii de germinare cu grămezi mobile, grămezi deplasabile sau mişcătoare. În acest caz procesul de germinare este continuu. Astfel, la capătul unei alei orzul germinat se introduce în uscător, iar la celălalt capăt se aduce orzul inmuiat.
Procedeele de malţificare s-au perfecţionat continuu. În această direcţie se menţionează :
· Instalaţia de malţificare Morel. În acest caz, orzul, după spălare şi preînmuiere este încărcat în dispozitivul de germinare care se deplasează pe roţi.
· Instalaţia de malţificare Saturn. La acest sistem drumul parcurs de orzul în germinare este o circumferinţă.
· Instalaţia de malţificare cu benzi rulante (Cehia). În această situaţie întregul flux tehnologic este continuu, într-o clădire cu suprafaţa de 54 x 10 m şi înălţimea de 12 m.
2.2.3. Uscarea malţului
Odată ce dezagregarea a atins gradul dorit, încolţirea trebuie oprită prin uscarea malţului verde. Malţul verde conţine 44 - 46 % apă, iar malţul uscat imediat după terminarea procesului de uscare are un conţinut de 1,5 - 3 % umiditate.
Îndepărtarea apei prin evaporare, adică peste 40 % din greutatea malţului verde, trebuie făcută prin instalaţia de uscare cu aer cald.
Prin procesul de uscare se urmăreşte oprirea solubilizării şi germinării malţului şi obţinerea gustului, aromei şi culorii specifice malţului.
Aroma şi gustul sunt rezultatul unor reacţii care au loc la temperaturi ridicate între componentele malţului, în special între produsele de dezagregare.
Reacţia principală este combinarea zaharurilor cu aminoacii, având ca rezultat formarea melanoidinelor sau a melaninelor produse aromatizante şi colorante.
Temperaturile ridicate ca şi conţinutul de umiditate trebuie bine controlate pentru a se evita distrugerea enzimelor, ştiut fiind că enzimele sunt distruse la temperaturi înalte şi că este nevoie de o cantitate suficientă de enzime la procesul de brasaj.
În procesul de uscare există două faze :
- faza de uscare iniţială în care degradările enzimatice mai continuă şi care poate fi socotită ca o continuare a procesului de germinare ;
- uscarea propriu-zisă a malţului în timpul căreia au loc numai reacţii chimice şi fizico-chimice între componentele malţului.
Uscarea malţului se efectuează în două faze :
În faza I umiditatea se reduce de la 43-45 % la 8-10 % pentru malţul blond şi 20-25 % pentru malţul brun. Temperatura în această fază este de 40-450C pentru malţul blond şi 500C pentru malţul brun.
În faza a II-a are loc uscarea propriu-zisă a malţului. Uscarea malţului blond se face prin ridicarea temperaturii treptat la 80-900C timp de 5 ore. Pentru malţul brun temperatura de uscare este de 1050C timp de 5 ore.
Cea mai răspândită metodă de uscare este cea cu ciclu de 24 ore. Opreaţiunea are loc în uscătoare plane sau verticale.
Încălzirea poate fi directă cu gaze calde sau indirectă cu abur care circulă printr-un sistem de calorifere, peste care circulă aerul. Este răspândit uscătorul cu două grătare. Consumul de căldură este de 100.000-120.000 kcal. Pentru 100 kg malţ.
Pierderi la fabricarea malţului :
- pierderile la înmuiere sunt de aproximativ 1 % ;
- pierderile prin respiraţie sunt de 6 % pentru malţul blond şi 7,5 % pentru malţul brun.
Măcinarea se efectuează cu scopul de a permite solubilizarea enzimelor din malţ, care ulterior, în procesul de plămădire sau zaharificare vor hidroliza amidonul şi proteinele.
Măcinarea se efectuează în instalaţii dotate cu 4,5 sau 6 valţuri. La măcinarea malţului uscat se obţin coji (tărâţe) 15 %, gris mare 20 %.
Măcinarea poate şi uscată sau umedă.
Măcinarea uscată se efectuează fără măcinarea malţului.
Măcinarea umedă este în prezent procedeul cel mai răspîndit. În acest caz coaja bobului rămâne intactă, borhotul este mai afânat, ceea ce conduce la reducerea duratei de filtrare. Malţul se stropeşte cu apă până la o umiditate de 30 %. Amestecul se numeşte plămadă.
Compoziţia malţului la substanţa uscată este în medie următoarea : amidon 58 % ; zahăr reducător 4 % ; zaharoză 5 % ; pentozani solubili 1 % ; pentozani şi hexozani insolubili 9 % ; celuloză 6 % ; substanţe azotoase 24 % ; grăsimi 2,5 % ; substanţe minerale 2,5 %.
Malţul mai conţine mici cantităţi de coloranţi, substanţe tanante, substanţe amare.
Dintre enzime se găsesc în malţ : amilofosfataza, α amilază, β amilază, proteinaza, peptidaza, citaza, fitaza, catalaza, peroxidaza.
Vitamina C care se formează în timpul germinării nu se găseşte în malţ fiind distrusă în timpul uscării. Factorul principal pentru calitatea malţului este conţinutul său în enzime. Calitatea malţului se apreciază prin caracteristicile fizico-chimice constante cu ocazia analizei de laborator.
2.3. Brasajul
Reprezintă totalitatea transformărilor care au loc din momentul amestecării făinii de malţ cu apa şi pînă la obţinerea mustului.
Factorii care influenţează brasajul sunt : cantitatea şi calitatea apei ; calitatea malţului ; natura amidonului din plămadă ; temperatura şi valoarea pH ; compoziţia măcinişului ; procedeul de brasaj.
În această fază a procesului tehnologic se desfăşoară două importante procese : zaharificarea amidonului şi hidroliza proteinelor.
Amidonul, sub acţiunea amilazelor se transformă în dextrine şi maltoză ca produşi principali conform reacţiilor :
(C6H10O5)n → x (C6H10O5) n/x dextrină 20 %
(C6H10O5)n + n/2 H2O → n/2 C12H22O11 maltoză 80 %
În timpul zaharificării apar însă şi alţi constituenţi cum sunt: hexozele, zaharoza, maltotrioze ş.a.
Asupra celor doi constituenţi ai amidonului (amilaza şi amilopectina) acţionează α şi β amilaza. În funcţie de temperatură, pH-ul optim variază între 4,6 şi 6 pentru α amilaza şi 4,4 şi 6 pentru β amilaza. Cînd temperatura este mai scăzută şi pH-ul optim este mai scăzut. Astfel, pentru α amilază la temperatura de 300C pH-ul optim este de 4,6-4,7, iar la temperatura de 700C pH-ul optim este de 5,8 - 6.
Hidroliza proteinelor
În orz şi malţ se găsesc următoarele categorii de proteine : albuminele (leucozina orzului) ; globulinele (edestina orzului) ; prolaminele (hordeina orzului ; glutelinele.
Din malţ, în must trec numai 30-35 % din substanţele proteice. Asupra acestora acţionează proteinazele, peptidazele şi amidazele. În urma hidrolizei substanţelor proteice în medie apar albumoze, peptone, polipeptide şi aminoacizi (necesari nutriţiei drojdiilor).
Enzimele proteolitice acţionează bine la temperaturi de 48-500C şi pH 4,3 - 5,0.
2.4. Procedee de plămădire - zaharificare
Sunt cunoscute următoarele procedee de brasaj : prin infuzie ; prin decocţie ; mixtă.
Metodele de brasaj prin infuzie constau în ridicarea înceată a temperaturii plămezii pînă la 750C prin adăugarea de apă caldă şi încălzire cu abur fără a ajunge pînă la fierbere.
Întreg conţinutul plămezii este supus numai acţiunilor enzimatice, ceea ce influenţează asupra compoziţiei mustului, necesitînd timp mai îndelungat de prelucrare.
Procedeele prin infuzie sunt foarte numeroase şi comportă un număr mare de varietăţi. Cele mai importante sunt :
- procedeul ce se bazează pe ridicarea temperaturii plămezii (procedeu ascendent) ;
- procedeul ce se bazează pe coborârea temperaturii plămezii (procedeu descendent).
În cazul primului procedeu, malţul se amestecă cu apă călduţă aproximativ 120-150 l apă pentru 100 kg măciniş de malţ astfel încât temperatura să ajungă la 40-450 C. Se amestecă pînă cînd masa devine omogenă şi se lasă în repaus 15-20 min.
După aceasta se procedează la introducerea primei porţiuni de apă de 800C în 30-40 min, astfel încât la sfârşit să se obţină o temperatură finală de 650C . Se amestecă încă 5-10 minute, se lasă să se depună 1 oră şi se trage partea subţire în alt cazan. Se procedează apoi la al doilea adaos de apă astfel încât să se atingă temperatura de 750C . Se lasă în repaos 40-50 minute după care se trece la filtrare.
Altă metodă de influzie se realizează prin adăugarea apei o singură dată. Se pregăteşte o plămadă groasă la 450C , peste care se aduce apă 95-980C , iar temperatura se stabileşte la 68-700C . Se reîncălzeşte apoi lent la 750C .
Metoda prin infuzie cu temperatura plămezii în scădere se aplică la malţuri cu o bună putere diastatică, dar duce la rezultate slabe în ceea ce priveşte randamentul şi limpezirea berii.
Procedeul de brasaj prin infuzie se aplică la obţinerea berii blonde de fermentaţie superioară.
Durata de plămădire fiind foarte scurtă se face economie de timp şi abur, însă berea obţinută face spumă puţină şi are o stabilitate mai mică.
Procedeul de brasaj prin decocţie. În ţara noastră este cel mai răspîndit procedeu pentru că dă un randament mai bun şi o bere mai gustoasă, mai stabilă şi cu spumă mai multă.
Decocţia este procedeul de fierbere a măcinişului de malţ în vederea extragerii constituenţilor de bază. Plămădirea se poate face la temperatura de 350C sau 520C .
Prin plămădire la 35-400C se urmăreşte dizolvarea diastazei şi âmbibarea amidonului cu apă.
Prima maişă (porţiune) trebuie să fie groasă, deci conţine mult amidon âmbibat cu apă, care la ridicarea temperaturii trece în clei de amidon şi este readus în cazanul de plămădire peste plămada subţire.
Procedeul de brasaj prin decocţie poate fi cu una, două sau trei plămezi.
Brasajul cu una şi două plămezi se aplică pentru obţinerea berii blonde, iar cel cu trei plămezi pentru obţinerea berii brune.
Prin fierberea malţului se urmăreşte cleificarea amidonului, asupra căruia vor acţiona enzimele în faza de zaharificare, transformîndu-l în constituenţii menţionaţi mai sus. Conţinutul de dextrine creşte pe măsura creşterii duratei de fierbere.
În funcţie de temperatură, în timpul fierberii, şi substanţele azotoase cunos o evoluţie interesantă. Astfel, cu creşterea temperaturii sporeşte şi gradul de solubilitate al constituenţilor azotaţi.
În timpul fierberii au loc şi reacţii între zaharuri şi aminoacizi formînd melanoidine.
Pierderile de amidon în timpul fierberii sunt cuprinse între 14-15 % faţă de conţinutul iniţial.
Cantitatea de apă adăugată la fierbere variază în funcţie de conţinutul în amidon şi umiditatea materiei prime. Ea se situează între 1,8 - 2,5 l pentru 1 kg materie primă.
Pentru evitarea formării melanoidinelor se recomandă sporirea cantităţilor de apă pînă la 2,8-3,5 l/kg materie primă, realizîndu-se aşa-zise fierberi diluate.
Temperaturile optime ale amilazelor din slod (malţ) pentru zaharificarea unei soluţii de 2% amidon este pentru orz de 49-540C .
2.5. Filtrarea mustului din plămezile de slod de orz zaharificate
Plămada este un amestec de substanţe în soluţie şi părţi insolubile. Separarea părţilor insolubile - borhotul - de substanţele solubile, care âmpreună cu apa formează mustul, se face prin filtrare cu ajutorul cazanelor de filtrare sau filtrelor-presă.
Filtrarea constă în reţinerea borhotului fie pe sitele cazanului de filtrare, fie între pînza de pe plăci şi ramele filtrului-presă şi prinderea mustului în jgheaburi.
Atât sitele cât şi pînzele de filtrare permit trecerea mustului şi reţinerea părţilor solide.
Iniţial filtrarea nu decurge normal, mustul curgînd tulbure. După aşezarea unui anumit strat de borhot care îndeplineşte funcţia de strat filtrant, filtrarea decurge normal.
Este necesar să se menţină cât mai uniformă presiunea de filtrare ceea ce se realizează numai cu pompe centrifuge. La realizarea unei neuniformităţi a presiunii se micşorează viteza de filtrare.
Gradul de limpezire a mustului este măsura care determină capacitatea de reţinere a filtrului. Cantitatea de must filtrant pe 1 m2 de suprafaţă a orificiilor de filtrare, într-o unitate de timp reprezintă viteza de filtrare, care depinde de felul sedimentului, de grosimea stratului sedimentat şi de presiunea de filtrare.
După filtrarea prorpiu-zisă are loc spălarea borhotului. Apa adăugată duce la creşterea pH-ului de la 5,6 la 6,2.
Prin spălarea borhotului, creşte conţinutul de tanin ce se dizolvă din tegumentele boabelor de malţ, iar reacţiile dintre sărurile din apă şi componenţii mustului se intensifică, obţinîndu-se o peptizare, precum şi o coagulare a albuminelor. În genral după terminarea filtrării se observă o schimbare a compoziţiei mustului. Creşte conţinutul extractului în substanţe albuminoase şi cenuşă, iar cantitatea de maltoză scade. Borhotul obţinut de la filtrarea mustului conţine 70-80 % apă.
Din 100 kg malţ rezultă 110-130 kg borhot umed. Acesta conţine 28 % proteine, 8,2 % grăsimi, 41 % substanţe fără azot, 17,5 % celuloză şi 5,3 % substanţe minerale. Borhotul poate fi utilizat pentru furajare.
2.6. Fierberea mustului de bere
Această operaţiune tehnologică are ca scop principal solubilizarea uleiurilor aromatice şi a răşinilor amare din hamei sau produse de hamei, prin fierberea âmpreună cu mustul pentru a conferi gustul şi aroma specifică berii.
De asemenea au loc o serie de transformări importante pentru stabilitatea şi însuşirile senzoriale ale produsului finit cum sunt:
- coagularea substanţelor proteice
- concentrarea pentru a se ajunge la un anumit conţinut în extract
- distrugerea microorganismelor şi a enzimelor formate în perioada de malţificare.
Ca efecte secundare la fierberea mustului se constată o închidere de culoare a acestuia, formarea de substanţe reducătoare cu acţiune protectoare faţă de oxidare şi creşterea acidităţii mustului.
Gustul amar al mustului depinde de următorii factori :
-solubilizarea anumitor componenţi din hamei şi în special a substanţelor amare în must ;
- reacţiile dintre componenţii solubilizaţi ai hameiului cu substanţele solubilizate din must, precum şi din apa de brasaj;
- natura şi calitatea hameiului sau a produsului de hamei;
- modul de administrare şi doza de hamei ;
- durata şi temperatura de fierbere.
Doza şi momentul administrării hameiului depind de calitatea acestuia, de tipul de bere şi de compoziţia apei de brasaj.
Sorturile de bere blondă necesită cantităţi mai mari de hamei decât cele de culoare închisă. Cu creşterea concentraţiei mustului trebuie mărită doza de hamei. Dacă durata de fierbere este redusă se recomandă, de asemenea, creşterea dozei de hamei.
Hameiul poate fi introdus într-o singură repriză sau în mai multe etape în decursul procesului de fierbere. În cazul administrării în două etape se recomandă ca prima parte să fie introdusă cu puţin înainte de începerea fierberii, iar a doua, cu o oră înainte de terminarea procesului.
Cantităţile de hamei folosite la berea din ţara noastră sunt : pentru obţinerea de bere blondă 160-210 g/hl, pentru berea Bucureşti 300-400 g/hl, pentru berea brună 200-250 g/hl, pentru berea Caramel 90-120 g/hl.
În decursul fierberii mustul limpede devine treptat tulbure, tulbureala se aglomerează şi formează ruptura care constă în special din proteine sau combinaţii ale acestora cu polifenoli din malţ şi hamei.
Coagularea lor insuficientă influenţează negativ gustul şi stabilitatea berii şi în general desfăşurarea procesului de fermentare.
Procesul de coagulare a substanţelor proteice se apreciază prin cantitatea de azot coagulabil rămas în must. Faţă de un conţinut iniţial de cca 6 mg/100 ml în mustul cu 12 % extract, acesta scade după o durată de fierbere de o oră la cca 3,4 mg/100 ml, după 1,5 ore la 2,7 mg/100 ml şi 2 ore la 2,2 mg/ml.
Coagularea are loc în două trepte, dintre care prima este de natură chimică, denumită denaturare, iar a doua de natură coloidală purtînd denumirea de coagulare.
Solubilizarea componenţilor utili ai hameiului şi coagularea proteinelor progresează cu durata de fierbere. În practică se aplică o durată de fierbere de cca 2 ore. Aceasta poate fi redusă la 1 oră prin fierbere la o uşoară suprapresiune de 0,2 - 0,3 bari.
Prin procesul de fierbere se urmăreşte şi o mărire a concentraţiei mustului.
Pentru sorturile de bere blondă obţinută dintr-un must cu un conţinut final în extract de 12 % se pleacă de obicei de la un must primar cu un conţinut în extract de 14-17 %. După spălarea borhotului şi amestecarea cu ape de spălare conţinutul de extract scade la 9-10 %. Prin fierbere acesta creşte din nou cu cca 2 % pentru a se ajunge la un extract de 12 %.
O caracteristică a instalaţiilor de fierbere o reprezintă cifra de evaporare realizată, respectiv cantitatea procentuală de apă evaporată pe oră raportată la volumul util al cazanului. La instalaţiile clasice cifra de evaporare este de 6-8 %, în timp ce la cele de mare randament aceasta creşte pînă la 12 % şi chiar mai mult.
Evaporarea puternică reprezintă un fenomen dorit, astfel favorizîndu-se fenomenul de extracţie şi de coagulare, concomitent cu mărirea randamentului total de extracţie.
Ca un fenomen nedorit dar inevitabil, în decursul procesului de fierbere are loc o închidere a culorii mustului. Culoarea este cauzată de fenomene de brunare enzimatică prin reacţii melanoidinice, precum şi de procese de oxidare a polifenolilor, reductonelor şi unor reacţii de oxidare enzimatică.
În decursul procesului de fierbere creşte aciditatea mustului cu pînă la 0,3 unităţi pH. Fenomenul este atribuit formării melanoidinelor şi prezenţei aminoacizilor, cât şi a unor acizi amari aduşi de către hamei. pH-ul mustului are un rol hotărâtor la solubilizarea substanţelor amare din must. Astfel, la un pH de 5,9 acizii prezintă o solubilitate de 480 mg/l în timp ce la pH-ul de 5,2 acesta scade la 84 mg/l.
Pentru obţinerea unui must cu un pH cât mai scăzut, se procedează la reglarea pH-ului în decursul procesului de brasaj, cu începerea plămădirii şi pînă la fierberea propriu-zisă. Se poate proceda la acidularea artificială prin acizi adăugaţi în apă, plămadă sau must. În funcţie de tipul de bere în acest scop se folosesc acizii lactic, clorhidric sau sulfuric.
2.7. Răcirea şi limpezirea mustului
Mustul fierbinte fiert cu hamei este supus, înainte de a fi trecut la fermentare, răcirii pînă la temperatura de 6-70C în cazul fermentaţiei inferioare şi 12-180C în cazul fermentaţiei superioare, cât şi limpezirii care se realizează prin separarea trubului la cald şi a trubului la rece.
Răcirea mustului se face de la o temperatură apropiată de cea de fierbere pînă la temperatura de însămînţare cu drojdie 20-500C .
Mustul de bere, aproape steril în urma fierberii cu hamei, se poate infecta în special cu bacterii şi drojdii sălbatice.
Dintre bacterii cele mai periculoase sunt cele lactice sub formă de coci, diplococi sau bastonaşe. Bacteriile lactice produc acizi organici în bere, conduc la apariţia de tulbureli şi modifică gustul şi aroma berii, contribuind la apariţia gustului neplăcut de diacetil.
Din aceste motive răcirea mustului se realizează astăzi în exclusivitate în răcitoare închise (cu plăci), care asigură o răcire rapidă, evitîndu-se contaminarea mustului cu bacterii sau drojdii sălbatice dăunătoare.
2.7.1. Formarea trubului la cald sau "fierbinte". Are loc în timpul fierberii mustului cu hamei ca urmare a coagulării proteinelor sub acţiunea căldurii sub acţiunea căldurii şi a polifenolilor din hamei.
Trubul la cald este format din particule grosiere de 30-80 µ care pot fi separate mai uşor din must prin sedimentare sau filtrare.
Compoziţia trubului la cald este formată din : 40-70 % proteine, 7-32 % substanţe amare, 20-30 % polifenoli, substanţe minerale, proporţia dintre componente prezentînd variaţii mari, în funcţie de materiile prime folosite.
Cantitatea de trub la cald formată este de 400-800 mg/l. Separarea trubului la cald din must, înainte de fermentare, trebuie să fie cât mai completă pentru a evita impurificarea drojdiei şi înrăutăţirea proceselor de depunere ce au loc la fermentare.
2.7.2. Formarea trubului la rece. Are loc în timpul răcirii mustului fiert cu hamei începînd la temperatura de 55-700C şi pînă la cea de însămînţare cu drojdie. Trubul la rece este format din particule mult mai fine 0,5-1 µ.
Trubul la rece este format în cea mai mare parte din proteine 60-70 % şi din polifenoli 20-30%, avînd o compoziţie asemănătoare cu cea a trubului la rece din berea finită. Conţinutul mustului în trub la rece este de 150-300 mg s.u./l reprezentînd mai puţin de 1/3 din cantitatea de trub la cald.
În tehnologia clasică de fermentare este necesară o îndepărtare a trubului la rece în proporţie de circa 50%, iar în cazul procedeelor de fermentare şi maturare accelerată, separarea trebuie să fie cu atât mai mare cu cât se urmăreşte mai mult scurtarea duratei de fermentare.
Absorbţia O2 în must. Are loc atât pe cale chimică, datorită proceselor de oxidare, cât şi pe cale fizică prin dizolvare.
Pe cale chimică are loc oxidarea unor componente ale mustului cum sunt:polifenolii, zaharurile,substanţele azotoase şi substanţele amare proces care este favorizat de temperaturi mai ridicate ale mustului de peste 400 C .
Cantitatea de O2 dizolvată în must pe cale fizică are loc la temperatură sub 400 şi este cu atât mai bună cu cât temperatura mustului este mai scăzută.
Saturarea mustului în O2 se atinge cu atât mai repede cu cât bulele de aer insuflat sunt mai fine şi cu cât durata de contact cu mustul este mai îndelungată.
Pentru o bună fermentare este suficientă o cantitate de 7-8 mg/l O2. Aceste valori nu pot fi atinse fără a se folosi dispozitive speciale de aerare a mustului după răcire.
În prezent se dispune de o gamă largă de sisteme închise de tratare a mustului care asigură o răcire rapidă a acestuia, o îndepărtare avansată a trubului cât şi evitarea infecţiilor cu microorganisme.
Pentru separarea mustului la cald se folosesc : cazane de sedimentare centrifuge, răcirea mustului se face prin răcitoare cu plăci, iar pentru separarea trubului la rece se folosesc linuri de însămînţare, de sedimentare, filtru cu kiselgur, centrifuge.
2.8. Fermentarea mustului de bere
Prin fermentarea mustului de bere se urmăreşte transformarea zaharurilor fermentescibile în alcool etilic şi CO2 cu ajutorul complexului enzimatic al drojdiei de bere.
C6H12O6 → 2 CH3- CH2- OH + 2 CO2 + 28,2 Kcal
Procesul are loc în două etape şi anume: fermentarea primară, tumultoasă sau principală rezultînd aşa-zisa bere tînără şi în continuare, fermentarea secundară lentă, sau maturarea.
Fermentarea zaharurilor este derulată pe calea Meyerhof-Embden-Parnas. La demarare fermentaţiei sunt fermentate hexozele. Fermentaţia principală este caracterizată prin fermentarea maltozei, iar fermentarea secundară este dominată de fermentarea maltotriozei.
Fermentaţia primară de suprafaţă este obţinută cu culturi de Saccharomyces cerevisiae la temperatura de 15-250C , timp de 4-6 zile, stratul de drojdie, menţinîndu-se la suprafaţă în timpul procesului.
Fermentarea secundară, inferioară sau submersă este realizată la temperatura de 5-100C , timp de 6-10 zile, cu culturi de Saccharomyces carlsbergensis, care tind să se depună pe fund la sfârşitul procesului prin fenomenul dfe floculare.
Delimitările de temperatură şi durate între aceste două tipuri de fermentări nu sunt absolute.
Există procedee de fermentare inferioară la temperaturi mult mai ridicate şi de scurtă durată precum şi culturi de drojdii pulverulente care nu floculează.
Viteza de fermentare a zaharurilor este influenţată de caracteristicile tulpinilor de drojdie, starea fiziologică a culturii, cantitatea de inocul, temperatura de fermentare, compoziţia şi concentraţia în extract a mustului, geometria vasului, presiunea.
Prin transformarea zaharurilor în alcool, densitatea mustului scade. Dinamica fermentaţiei poate fi urmărită prin măsurarea concentraţiei în extract a mustului cu ajutorul zaharometrului Balling.
Măsura cunoaşterii desfăşurării fermentării o reprezintă gradul de fermentare. Gradul de fermentare exprimă procentul din extractul total al unui must care a fost fermentat şi se calculează cu relaţia :
GF =
GF = grad de fermentare în %
ep = extractul mustului primitiv în %
et = extractul în produsul fermentat în momentul determinării GF în %
După modul în care se determină et (extractul în produsul fermentat ) şi după momentul calculării gradului de fermentare se deosebesc :
- grad de fermentare aparent, cînd et se măsoară ca extract aparent în mustul fermentat, coţinînd alcool etilic, cu ajutorul zaharometrului ;
- grad de fermentare real cînd et se măsoară ca extract real în produsul dezalcoolizat prin distilare şi reconstituit :
GFr = GFap x 0,81
GFr = Grad de fermentare real
GFap = Grad de fermentare aparent
0,81 = factor stabilit de Balling
Pentru conducerea procesului de fermentare a berii este important să se stabilească următoarele grade de fermentare :
- gradul final de fermentare, determinat numai în condiţii de laborator ; el exprimă fermentescibilitatea maximă a unui anume must ;
- Gradul de fermentare în berea tînără, deci după fermentarea primară ;
- Gradul de fermentare în bere după fermentarea secundară şi maturare, denumit grad de fermentare al berii la vînzare
Grad de fermentare în diferite etape de fermentare are următoarele valori : grad de fermentare aparent în berea tînără% pentru berea blondă 70-73, berea brună 58-60 ; grad final de fermentare aparent 80-83% pentru berea blondă şi 70-72% pentru berea brună.
Alte transformări în must în timpul fermentării :
- transformări ale substanţelor cu azot
- scăderea pH-ului de la 5,3-5,6 în mustul primitiv, la 4,3-4,6 în bere cauzată de formarea de acizi organici
- deschiderea culorii berii (datorită scăderii pH-ului şi adsorbţiei de substanţe colorante de către drojdie)
- precipitarea şi adsorbţia de către drojdie a unor substanţe amare şi polifenolice (se elimină 25-30% din substanţele amare)
- dizolvarea CO2 în bere, solubilizarea fiind dependentă de temperatura berii şi de presiunea exercitată asupra berii. Berile de bună calitate au 4,5-5,0 g CO2/l. Numai cca.15 % din Co2 produs la fermentaţie rămîne dizolvat în bere. Restul CO2 este pierdut sau poate fi colectat.
2.8.1. Cultura pură de drojdie se obţine în următoarele trepte de multiplicare :
- izolarea de celule de drojdie cu însuşiri dorite şi obţinerea culturii-stoc. Izolarea se face din must în fermentaţie. Colonia cu drojdia cea mai viguroasă este însămînţată în 5 ml must steril, iar din aceasta se însămînţează drojdia pe mediu solid, constituind cultura stoc, ce se păstrează la 0-50 timp de 6-9 luni ;
- multiplicarea drojdiei în laborator şi obţinerea culturii pure de laborator în condiţii perfecte de asepsie ;
- multiplicarea drojdiei în instalaţii industriale de culturi pure cu obţinerea culturii pure pentru şarjele industriale.
Pentru multiplicarea drojdiei la nivel industrial se utilizează instalaţii de culturi pure sau vase de culturi pure deschise, utilizate în fabricile mici.
Fermentarea primară se realizează în linuri de fermentare, de obicei, închise în capac, dar care lucrează la presiune atmosferică. Pentru fermentarea secundară sunt folosite tancuri cilindrice orizontale metalice sau tancuri perpendiculare din beton, vase care lucrează la suprapresiune de cca. 1 bar.
În ultimii ani au apărut vase de fermentare de mare capacitate, multe amplasate în aer liber cum sunt : tancuri cilindro-conice, tancuri Asahi, tancuri sfero-conice, în care se poate desfăşura numai una din perioadele de fermentare sau ambele.
Dintre acestea cele mai utilizate sunt tancurile cilindro-conice din oţel inoxidabil sau din aluminiu.
2.8.2. Desfăşurarea procesului de fermentare primară
Fermentaţia mustului începe cu însămînţarea acestuia cu cultura drojdiei care se distribuie uniform în mustul aerat, realizîndu-se o concentraţie de celule de 15-30 mil/hl must.
Fermentarea mustului în vederea obţinerii de beri de fermentare inferioară se poate face în următoarele variante :
- fermentaţie la rece, caracterizată de temperatura de însămînţare de 5-60C şi o temperatură maximală de 8-90C . Se obţin beri de o calitate foarte bună plinătate a gustului şi cu bune însuşiri de spumare ;
- fermentaţia la cald caracterizată de temperatura de însămînţare de 7-80C şi o temperatură maximală de 10-120C . În condiţiile menţionate, scăderea pH-ului este mai rapidă, berile au o plinătate a gustului şi însuşiri de spumare mai reduse, dar o foarte bună stabilitate coloidală.
Durata fermentaţiei primare depinde de modul de conducere a fermentaţiei şi este de 6-10 zile.
În desfăşurarea procesului se deosebesc o serie de faze distincte.
Prima fază ce apare în primele 20 ore de la însămînţare constă în apariţia pe suprafaţa mustului a unei spume de culoare albă. Aceasta conţine proteine şi răşini de hamei precipitate. Scăderea extractului este de 0,3-0,5%, iar a pH-ului cu 0,2-0,3 unităţi. Drojdia se dezvoltă intens în această fază.
Faza a doua zisă şi a crestelor joase. În acest stadiu pătura de spumă se desprinde de marginea linului şi capătă aspect de smîntînă groasă.
Această fază durează 2-3 zile, extractul scade zilnic cu 0,5-1%, pH-ul este de 4,9-4,7, culoarea crestelor se închide treptat. În această fază este nevoie de o răcire puternică, altfel temperatura ar creşte zilnic cu circa 20C .
Începînd cu ziua a treia de fermentare se semnalează apariţia "crestelor înalte ", caracterizate printr-o fermentare intensă.
Suprafaţa spumei se colorează în galben-brun, iar înălţimea crestelor depăşeşte uneori 30 cm . Din cantitatea de extract se consumă 2,5% /zi, faza durînd 2-3 zile. PH-ul scade la valori de 4,6-4,4.
Dezvoltarea drojdiei este puternic frînată, deoarece s-a consumat întreaga cantitate de O2 prezentă în mediu. Ca urmare, are loc începerea floculării. Răcirea trebuie realizată cu grijă, astfel încât la începerea floculării să se realizeze un grad de fermentare de 40-45%.
Ultima fază de fermentare este caracterizată printr-o scădere treptată a suprafeţei crestelor. Spuma se restrînge şi se formează un strat dens cu o grosime de cca. 2 cm care reţine în special răşinile de hamei. Scăderea extractului este de 0,2-0,4% în fiecare zi iar pH-ul rămîne costant. La trecerea berii tinere, zisă şi crudă, la maturare, este necesară eliminarea stratului ce pluteşte pe suprafaţa lichidului. Durata ultimei faze este de circa 2 zile.
Urmărirea desfăşurării fermentaţiei se face prin măsurarea zilnică a extractului aparent, a temperaturii şi a pH-ului, valorile fiind înscrise într-o fişă a şarjei de must fermentat şi reprezentate într-o singură diagramă de fermentaţie.
După fermentarea primară are loc colectarea drojdiei (2-2,5 l cremă de drojdie/hl must) şi recuperarea CO2.
2.8.3. Fermentarea secundară.
Berea tînără, rezultată de la fermentarea primară, are un gust pronunţat de drojdie, o amăreală înţepătoare, un buchet crud în care se percep mercaptanii cu miros neplăcut. Din acest motiv, berea tînără este supusă fermentării lente la temperaturi scăzute, pentru descompunerea unei părţi cât mai mari din extractul fermentescibil, rămas după fermentarea primară, proces care se numeşte fermentaţie secundară şi durază 4-8 săptămîni.
La fermentaţia secundară se realizează :
- continuarea fermentaţiei zaharurilor cu atingerea gradului de fermentare al berii la vînzare ;
- saturarea berii cu CO2 ;
- limpezirea naturală a berii;
- maturarea berii.
Berea vine la fermentarea secundară cu 1,2-1,4% extract fermentescibil format din 80% maltoză şi 20% maltobioză, mai greu fermentescibilă.
Fermentaţia secundară este influenţată prin scăderea treptată a temperaturii, de cantitatea de zahăr fermentescibil şi concentraţia de celulu în suspensie.
În decursul fermentării secundare au loc următoarele fenomene : sedimentarea drojdiei şi a coloizilor de proteine-polifenoli care se depun în mare parte ; scade conţinutul de substanţe volatile care conferă buchetul de tînăr, respectiv mercaptani, SO2 şi acetaldehida ; creşte conţinutul de alcooli superiori ; esterii (principalii componenţi ai aromei berii) suferă o creştere care poate fi de pînă la 100% ; tirozolul, responsabil de gustul amar neplăcut, este descompus în mare parte.
Saturarea berii cu CO2 depinde de solubilitatea acestuia în bere. Conţinutul de CO2 din bere, după fermentarea secundară este de circa 0,44%, dacă temperatura ei este de - 10C . Pentru berea âmbuteliată conţinutul normal de CO2 este de 0,48-0,52%. Presiunea ce trebuie realizată în tancurile de fermentare depinde de temperatura berii.
2.8.4. Limpezirea naturală a berii este necesară pentru îndepărtarea particulelor de trub la rece, formate în timpul fermentaţiei, precum şi a celulelor de drojdie ce au realizat fermentaţia secundară.
Limpezirea berii depinde de : cantitatea şi proprietăţile trubului din bere ; temperatura şi pH-ul berii ; dimensiunile tancului de fermentare ; durata depozitării berii ; vâscozitatea berii.
Pentru a alimina cât mai eficient trubul la rece, este necesară o depozitare de minim 7 zile, la -10C -20C .
2.8.5. Maturarea berii constă în înobilarea gustului şi aromei berii. Maturarea se datorează depunerii drojdiilor şi precipitatelor din bere, antrenarea unor compuşi volatili cu CO2 care degahă, transformarea unor compuşi cu prag de sebsibilitate mai ridicat (diacetialdehide). Berea se consideră matură cînd conţinutul în diacetil scade sub 0,1 mg/l.
2.8.6. Filtrarea berii şi stabilizarea
După fermentare secundară şi maturare, berea este mai mult sau mai puţin tulbure, datorită particulelor fine de trub şi a celulelor de drojdie care au rămas în suspensie.
Berea dată în consum trebuie să prezinte o limpiditate perfectă, cu luciu. La limpezire berea îşi âmbunătăţeşte însuşirile gustative şi de spumare, dar mai ales stabilitatea coloidală şi biologică.
Reţinerea particulelor din suspensie se face pe un strat filtrant şi se realizează prin două mecanisme : prin cernere (reţinere de suprafaţă) în care caz sunt reţinute patrticulele ci diametrul mai mare decât diametruk porilor stratului filtrant. Sunt reţinute atât particulele în suspensie cîi şi coloizii cu molecule mari ; prin reţinere pe materiale foarte poroase, cu o suprafaţă mare de filtrare şi cu acţiune adsorbantă (filtrare adîncă).
Cu asemenea materiale sunt reţinute suspensiile, coloizii macromoleculari, dar şi cele dizolvate molecular în bere.
Materialele filtrante folosite în industria berii pot fi cu strat fix sau aluvionare. Materialele cu strat fix se clasifică în : masă filtrantă ; cartoane filtrante care pot fi de mare productivitate, de filtrare fină, de filtrare avansată, sterilizantă şi membrane filtrante (pentru microfiltrare şi ultrafiltrare).
Materialele filtrante aluvionare sunt materiale poroase care se depun pe un suport (cartoane din fibră de celuluză, site metalice). Ca materiale aluvinare se folosesc kiselgur-ul (pămînt de diatomee) şi perlita.
Sterilizarea berii
Berea livrată în consum trebuie să-şi menţină calităţile senzoriale un timp cât mai îndelungat. Instabilitatea berii în timp se poate datora :
- modificării gradului de dispersie a unor coloizi, creşterii moleculelor de coloizi, pierderii solubilităţii lor şi apariţiei de suspensii care duc la tulbureala berii ;
- multiplicării unor microorganisme de infecţie care produc modificări nedorite de gust şi miros ;
- înrăutăţirii în timp a aromei berii, denumită pierderea stabilităţii aromei sau "âmbătrînirea berii" .
Este necesară stabilizarea coloidală a berii în cazul berilor ce se pasteurizează, pentru că pasteurizarea determină apariţia trubului.
Ca metode de stabilizare se utilizează :
- subrăcirea berii înainte de filtrare prin depoziaterea cel păuţin 7 zile la -20C - 00C ;
- modificarea complexităţii moleculelor precursorilor de trub prin tratarea berii cu preparate enzimatice. Se utilizează papaină 2-5 g/hl bere cu 10-14 zile înainte de fitrare ;
- tratarea berii cu agenţi de stabilizare, produşi insolubili care reţin prin adsorbţie precursori ai truburilor. Stabilizatorii utilizaţi frecvent sunt: preparate pe bază de gel de siliciu, polivinilpolipirolidona, sbstanţe antioxidante (acid ascorbic, reductonele, glucozoxidaza-catalaza).
Stabilizarea biologică a berii se face prin filtrare sterilizantă urmată de umplere sterilă. Pasteurizarea este metoda cea mai larg utilizată pentru stabilizarea berii.
În practică se utilizează passteurizarea berii în sticle cu pasteurizatoare tunel.
- pasteurizarea în flux (vrac) cu ajutorul pasteurizatorului cu plăci.
Pasteurizarea se realizează la temperatura de 60-620C timp de 14 minute sau 720C timp de 50 secunde.
Ambalarea berii se face în sticle de 330 ml, 500 ml, 700 ml, 1000 ml de culoare verde-brun pentru a preveni apariţia "gustului de lumină". De asemenea se mai practică âmbutelierea în cutii metalice, sticle nerecuperabile şi butoaie din aliaje de aluminiu.
Un comentariu:
Buna ziua,
Puteti sa treceti care ar fi un cost estimate pentru fabricarea a 1 hl bere?
Multumesc.
Trimiteți un comentariu