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Procesos de Fermentación Cerveza
ALIMENTOS FERMENTADOS
Mezcla compleja de carbohidratos, grasas y proteínas modificación simultánea ó en alguna secuencia por microorganismos y sus enzimas
carbohidratos fermentacionesProteínas proteolíticasLos productos predominantes dependen del
sustrato, microorganismo y condiciones del proceso
Reacciones bajo control proporcionan alcoholes, ácidos orgánicos, aldehidos y cetonas
BENEFICIOS DE LOS FERMENTADOS
Son más nutritivos que sus equivalentes no fermentados
LA ACTIVIDAD MICROBIANA NO SÓLO ES CATABÓLICA., TAMBIEN ES METABÓLICA. Síntesis de vitaminas y otros factores de crecimiento.
Liberación de nutrientes encerrados en las estructuras y células vegetales por materiales que no son digeribles. Granos y semillas. Molienda, cocción, actividad fermentativa
Quebramiento enzimático de celulosa, hemicelulosa y otros polímeros en azúcares
Cambios en la apariencia, textura, olor y sabor
PRINCIPIO DE LA FERMENTACION
En la conservación de alimentos es: Estimular el crecimiento y metabolismo de los microorganismos responsables de la producción de alcohol y ácido
Suprimir el crecimiento de microorganismos proteolíticos, lipolíticos y patógenos
Azúcar + Levadura= alcohol + CO2 Alcohol+ O2+Acetobacter= vinagre+ HO2
Azúcar + Lactococcus= Ac láctico
Fermentaciones por levaduras
C6H12O6 +levadura 2 C2H5OH+2 CO2
Saccharomyces cerevisiae y S ellipsoides S.calbergensis
Base de la producción de vino, cerveza y pan.
Depende de la concentración de azúcar, tipo de levadura (tolerancia al etanol, 12-15%), temperatura y Oxígeno
Concentración de alcohol no es suficiente para proceso de conservación, Pasteurización
Uso de cultivos seleccionados, iniciadores.
PRODUCCIÓN DE CERVEZA
Aerobia se incrementa la masa celular de laLevadura
Anaeróbica se incrementa producción de etanol. Proceso de fermentación
En proceso utiliza ambas condiciones
PRODUCCIÓN DE CERVEZA
Producción de la maltaPreparación del mostoProceso de fermentaciónMaduraciónFiltración Embotellado y Pasteurización
Materias primas en producción de la Malta
Malta de cebada, cebada sin maltear, arroz, azúcar, lúpulo, preparados enzimáticos y agua
Grano de cebada se humedece: para estimular, La germinación= Solubilización harina del núcleo de los granos de cereales
Materias primas en producción de la Malta
Incremento de la actividad enzimática amilasa, hemicelulasas, proteasas, fosfatasas y oxidasas
El almidón se libera por hemicelulasasGránulos de almidón degradados por
amilasas =dextrinas+ azúcares
PRODUCCION DE MALTA.
Semilla germinada se seca con calor moderado a fin de no inactivar la amilasa 90-102ºC .
Los mono y oligosacáridos y los aa libres son responsables del sabor y color durante la desecación
Semilla germinada seca se conoce como maltaEl control de este proceso genera los tipos de
malta pobres ó ricos en enzimas y por lo tanto diferentes clases de cerveza.
Los azúcares son utilizados por la levadura
PREPARACION DEL MOSTO
Desintegración de los cereales molturaciónMaceración y extracción del contenido de los
granos (15% Barbas y glumas 45% sémola y 15% harina)
Filtración Separación de los materiales sólidos de los líquidos
Calentamiento del mosto + lúpulo (Cocción)Enfriamiento del mosto y clarificación
COCCION
Calentamiento de los cereales macerados a 35°-50°C 20-30 minutos y 63-64°C
almidon B_amilasa DextrinasCebada cruda enzimas GlucanosLa cocción da lugar a composición mosto en glucosa,
sacarosa, levulosa, maltosa y maltotriosa Grado final de la fermentación
Adición del lúpulo cocción 2 horas, solubiliza los compuestos del lúpulo sabor amargo
La cocción determina coagulación de proteínas Albumina-taninos se eliminan por sedimentación
Producen turbidez espumas y sabores desagradables
Filtración
Mosto filtrado se inocula con las levaduras incorporación de aire estéril Oxígeno 8mg/l-
1 Composición mosto: Maltosa 65-70% Maltotriosa 10% Sacarosa 2-6% Dextrinas sin fermentar 15-20% Sales minerales 1.5-2%Proteína 3-5%Ácidos como Ac láctico 0.6-0.9
CARACTERÍSTICAS DE LAS LEVADURAS
Fermentación principal Levadura S calsbergensisCaracterísticas: Fermentación de maltotriosa
(Clase de cerveza clara, oscura, ó de escaso contenido alcohólico), poder fermentativo ( 230 ug de CO2), capacidad de floculación (Al 55% de fermentación complejos mananos y albúmina agregados) y la formación de compuestos secundarios(intervienen en el sabor, alcohol isoamílico, propílico, ésteres, áciods, compuestos sulfurados, diacetilo y pentadiona). Temperatura 5-10°C
FERMENTACIÓN
S cerevisiae En cervezas oscuras, no floculante Temperatura 15-20°C Producen mas alcoholes y ésteres.
Glucoamilasas para fermentar dextrinasDeccera bruxellensis en la maduración con S
carlbergensis cerveza inglesaCerveza dietética la maduración S.diastaticus que
fermenta dextrinas sencillasCultivos de 5 a 50ml 1-5 litros 200-250 litrosTemperatura de 8-10°C Inóculo de 12-15 x106
FERMENTACIÓN
Inóculo 12-18 horas crecimiento exponencial Comienza la fermentación 24 horas espuma blanca “Rizado”
Incremento de temperatura a 12°C debe refrigerarse a 8-10°C
Transforma 1.5-2Kg por Hl de cerveza en alcohol y CO2 entre 2 y 3 día .Al 5 y 6 día se inicia floculación
Enfriamiento a 5-6°C bombeo a tanques de almacenamiento
MADURACIÓN
Tras la fermentación queda 1% de material fermentable (maltotriosa y maltosa)
La concentración de levaduras es de 5-10 x106
ufc/ml y CO2 del 2%
Presión en el tanque de almacenamiento es de 1.3 -1.5 atm para retener el CO2. Contenido final 0.38-0.48 g/l
La fermentación continúa 8 días más . Tiempo de maduración depende de la clase de mosto, de levaduras, fermentación y la temperatura de maduración Tiempo óptimo 42 días
MADURACIÓN
Los esteres no deben exceder 30 mg/L y se forman en la maduración
Acidos volátiles Isobutírico, isovalerianico, caprónico, caprílico, caprínico en concentraciones de 20-20 mg/L
El pH inicial del mosto 5.4-5.6 desciende en 24 hr a 4.4-4.5 y al final de la fermentación 4.1-4.4 .
FILTRACION DE LA CERVEZA
Separación de materiales que la enturbian y de levaduras.
Clarificación da el grado de estabilidad en almacenamiento. CO2 se fija físicamente .La formación y estabilización de la espuma se da por microburbujas de gas en la maduración con envoltura coloide.
Estabilización y pasteurización embotelladoCerveza al 12% contiene entre 3.8 y 4.2 g de
alcohol/lt y 0.38 a 0.50 de CO2
PROCESOS ACELERADOS
Capacidad de producción se incrementa: Mayor concentración de levaduras
Tº de fermentación y maduración altasSistemas de agitación y fermentación bajo presiónSe reduce el tiempo en 13 días. 3 fases
propagación, fermentación, maduración Mosto enriquecido con Oxígeno Tº 8-8.5ºC 40hrConcentración levaduras 35-40 x 106 15-18 hr Inoculación y tiempo fermentación a presión
1.8atm 5 días . Enfriamiento a 4ºCMaduración 1.25-1.4atm 6-7 días
CARACTERISTICAS DE LA CERVEZA
COLOR Materias primas, malta= color del mosto=color de la cerveza y la cepa de levadura
LA ESPUMA depende del CO2 y proteínas en suspensión
BRILLO Y TRANSPARENCIA La turbidez en una cerveza puede deberse a deficiencias en la
filtración, contaminación microbiológica por bacterias o levaduras salvajes, presencia de proteínas pesadas, desgasificación o contaminación con oxígeno , reacciones fotoquímicas por sobreexposición a la
CARACTERISTICAS DE LA CERVEZA
CONTENIDO ALCOHÓLICO Y DENSIDAD Depende de la relación de azúcares
fermentables y carbohidratos no fermentables conocidos como dextrinas.
Bajo contenido alcohólico(3% - 4%) hasta 7% - 12% de alcohol
CARACTERISTICAS DE LA CERVEZA
Una cerveza de tipo Corriente con una densidad o extracto original de 10% a 14%
tendrá el siguiente contenido porcentual:Agua ......................... 88% - 92%Alcohol ..................... 2,5%- 4%Extracto .................... 5% - 8%.
(carbohidratos, proteínas y minerales)
