Tehnologia Berii

of 23 /23
TEHNOLOG IA PRODUCER II BERII Universitatea Oradea Facultatea de Stiinte Domeniul Biologie  An III Student : Abrudan Patricia

Embed Size (px)

description

Tehnologia Berii

Transcript of Tehnologia Berii

  • TEHNOLOGIA PRODUCERII BERII

    Universitatea OradeaFacultatea de StiinteDomeniul Biologie An III

    Student : Abrudan Patricia

  • Berea poate fi definit ca o bautur slab alcoolic, nedistilat, obtinu prin fermentarea cu ajutorul drojdiei a unui must din mal i eventual cereale nemaltificate fiert cu hamei Din aceast definiie rezult i principalele materii prime folosite la fabricarea berii: malul, cereale nemaltificate, hameiul i apa. Fabricarea berii din aceste materii prime are loc in trei etape mari si anume: Fabricarea malului din orz ( maltificarea);Obinerea malului de bere ( fierberea);Fermentarea mustului de bere cu ajutorul drojdiei, inclusiv conditionarea berii rezultate. Se cunosc mai multe tipuri de bere: bere blond, bere brun,special

  • MATERII PRIME FOLOSITE LA FABRICAREA BERII

    1. OrzulOrzul este materia prim tradiional pentru fabricarea berii, fiind puin pretenios din punct de vedere al solului i climei.

    Folosirea de nlocuitori ai malului capt astzi un teren i mai larg, odat cu utilizarea preparatelor enzimatice microbiene la fabricarea berii, ajungndu-se la un procent ridicat de cereale nemalificate de pn la 75 %.

    Orzul este preferat deoarece are bobul acoperit cu un nveli care protejeaz embrionul n timpul procesului de germinare, nveli care i din punct de vedere tehnic este utilizat n formarea stratului filtrant la filtrarea plmezii cu cazane de filtrare.

    Orzul nu introduce n bere substane care s-i imprime acesteia un gust sau un miros neplcut, iar din punct de vedere enzimatic, prin germinarea unui orz bine maturat, se acumuleaz n bobul orzului un echipament enzimatic bogat i echilibrat.

  • 2. ApaApa este una din materiile prime de baz pentru fabricarea berii, produs n compoziia cruia intr n medie n proporie de 88% i ale crei caliti le influeneaz.Prin caracteristicile fizice, chimice i microbiologice, apa utilizat n anumite operaii la fabricarea malului i berii poate avea un efect favorabil sau nefavorabil.Cele mai renumite i mai tipice beri fabricate n lume i datoreaz caracteristicile ndeosebi calitilor apelor cu care sunt obinute. Apa conine n medie 500 mg/l sruri, n mare parte disociate.Srurile i ionii din ap, din punct de vedere al fabricaiei berii, se mpart n: inactivi (NaCl, KCl, Na2SO4 i K2SO4) i activi - acele sruri sau ioni care interacioneaz cu srurile aduse de mal i influeneaz pH-ul plmezii i al mustului. Totalitatea srurilor de calciu i de magneziu din ap formeaz duritatea total, exprimat n grade de duritate: 1duritate = 10 mg CaO/l ap. Dup duritatea total, apele pot fi caracterizate dup modul prezentat n tabelul 1.

    Tabelul 1. Clasificarea apelor dup duritatea total

    Caracterul apeiDuritatea (D)Ap foarte moale0-4Ap moale4,1-8Ap moderat dur8,1-12Ap relativ dur12,1-18Ap dur18,1-30Ap foarte durPeste 30

  • Cele mai importante procese biochimice i fizico-chimice care au loc n timpul obinerii berii sunt influenate de modificri ale pH-ului, majoritatea acestor procese necesitnd un pH mai sczut.

    Valoarea pH-ului influeneaz activitatea enzimelor la brasaj, extracia substanelor polifenolice din mal, solubilizarea substanelor amare din hamei, formarea tulburelii la fierbere etc. Apa contribuie n mare msur la fixarea tipului de bere prin influena pe care o au ionii i srurile din ap asupra nsuirilor senzoriale ale berii.

  • 3. HameiulReprezint o materie prim indispensabil fabricrii berii conferindu-i acesteia gust amar i o arom specific. Valoarea sa const n faptul c are un coninut ridicat de substane amare (rini) i uleiuri eseniale.Hameiul are i aciune antiseptic, dat de rini care constituie precursorii substanelor amare din bere, iar uleiurile eseniale confer berii aroma caracteristic. Componentele hameiului contribuie la stabilizarea i limpezirea mustului i duc la obinerea unei beri cu nsuiri de spumare mbuntite.Toate speciile de hamei cultivate n prezent aparin speciei Humulus lupulus. La fabricarea berii se utilizeaz conul de hamei care reprezint inflorescena femel a plantei. Conul de hamei este constituit dintr-un ax cotit de 8-10 ori i din dou tipuri de bractee, unele purttoare de granule de lupulin i altele protectoare. Granulele de lupulin conin principii utile la fabricarea berii: substanele amare, uleiurile eseniale i o parte din substanele tanante.

  • 4. Drojdia utilizat la fabricarea berii

    Dup criterii practice drojdiile de bere se mpart n drojdii se fermentaie superioar (Saccharomyces cerevisiae) i drojdii de fermentaie inferioar (Saccharomyces carlsbergensis).

    Pentru fermentarea mustului de bere se folosesc n majoritatea rilor, inclusiv n ara noastr, drojdii de fermentaie inferioar (Saccharomyces carlsbergensis).

    Drojdiile de fermentaie superioar (Saccharomyces cerevisiae) se folosesc numai la fabricarea unor tipuri speciale de beri de fermentaie superioar, ca de exemplu berile spumante din gru.Drojdiile de fermentaie inferioar nu formeaz asociaii de celule i au o capacitate redus de formare a sporilor.

    Din punct de vedere al capacitii de fermentare a rafinozei, unul din testele biochimice de baz pentru diferenierea celor dou tipuri de drojdie, drojdiile de fermentaie inferioar o pot fermenta integral, deoarece pe lng capacitatea invertazic au i capacitate melibiazic.

    Temperatura normal de fermentare este mai scazut de 5-15C. n timpul fermentaiei ele rmn n suspensie n substrat iar spre sfritul fermentaiei se depun la fundul linului de fermentare.

    Drojdiile de fermentaie superioar au o capacitate respiratorie mult mai mare dect cele de fermentaie inferioar.

    Fermenteaz la temperaturi mai ridicate de 15-25C ntr-un timp mai scurt pn la gradul final de fermentare, ridicndu-se n mare parte n cursul fermentaiei intense n stratul de spum.

    Drojdiile de fermentaie superioar se folosesc n special la fabricarea spirtului i a drojdiei de panificaie.

  • Malul este materia prim de baz folosit la fabricarea berii. Se obine prin germinarea cerealelor, proces n urma cruia rezult malul verde care, dup uscare i polizare, este transformat n mal uscat. Principalul scop al malificrii este acumularea enzimelor i hidroliza parial a substanelor macromoleculare din bob.

    Orzul, orzoaica constituie principala materie prim pentru fabricarea malului, deoarece :

    boabele de orz - orzoaic au un nveli pios, aderent care protejeaz germenele n timpul malificrii;pe parcursul filtrrii mustului, nveliurile pioase ale boabelor formeaz stratul filtrant care asigur separarea corespunztoare a mustului de mal din plmada zaharificat;orz - orzoaica este o plant foarte rspndit i puin pretenioas din punct de vedere al climei solului;pe parcursul procesului tehnologic de obinere a mustului, malul din orz orzoaic ofer cel mai bogat echipament enzimatic i substrat pentru aciunea enzimelor;berea din mal provenit din orz - orzoaic este considerat a fi cea mai autentic, cu toate c s-a verificat experimental i la nivel industrial c i alte cereale (grul, secara, maniocul) pot germina bine. Fabricarea malului din orz se desfoar dup schema tehnologic general prezentat n figura 1, in care, pentru simplificare nu s-au inclus operaiile de transport.

  • ORZ BRUT

  • nmuierea orzului

    Faza iniial a procesului complex de germinare este reprezentat de nmuierea cerealelor. Scopul acestei operaii este de a aduce umiditatea cerealelor la valori ct mai apropiate de umiditatea optim pentru germinare. Nivelul de ap care trebuie atins n orz depinde de tipul de mal ce se dorete a fi obinut: 4244% pentru malul blond i 4447% pentru malul brun.

    Nivelul de ap din orz la nmuiere este important pentru germinare, deoarece acesta influeneaz decisiv formarea enzimelor, dezvoltarea embrionului i transformrile metabolice la germinare.Sub aspect tehnologic, n faza de nmuiere se urmrete dirijarea absorbiei de ap conform unor diagrame de nmuiere, stabilite de la caz la caz.

    nmuierea orzului se face n etapeAerarea este necesar i pentru a ndeprta CO2 Prima ap n care se introduc cerealele este o ap de splare i se schimb dup 2-3 ore. Apa de nmuiere se schimb n funcie de gradul de curire a cerealelor i de temperatura apei. Dup fiecare schimbare a apei cerealele se las s stea cteva ore fr ap.

  • GERMINAREA ORZULUI Modificri morfologice i fiziologice ce au loc la germinarea orzului

    Totalitatea proceselor morfologice, fiziologice i biochimice de trecere a embrionului din smn de la starea de via latent la starea de via activ se numete germinaie. Germinarea este o metod simpl i eficient pentru obinerea modificrilor dorite n calitile nutritiv fiziologice ale cerealelor.

    Procesul de germinare este influenat de urmtorii factori: calitatea seminelor, cantitatea de ap absorbit, temperatura, umiditatea i aerarea.

    Rolul determinant l are calitatea seminelor, apreciere care se face dup aspect, prin analize fizice i chimice. Pentru caracterizarea seminelor din punct de vedere a calitii de germinare se iau n considerare energia de germinare i capacitatea de germinare.Energia de germinare reprezint procentul de boabe, care dup trei zile de germinare, dezvolt radicele.

    Capacitatea sau puterea de germinare reprezint procentul de boabe germinate dup cinci zile.

    Din factorii menionai, puterea de germinare prezint cea mai mare importan, ea variind de la soi la soi, n funcie de condiiile de pstrare i de puritatea seminelor.

    Puterea de germinare este invers proporional cu mrimea boabelor.

    Cerealele destinate germinrii trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:s aib miros proaspt, caracteristic; nu se admit semine mucegite;s nu fie contaminate cu parazii;energie de germinare ridicat; s fie din aceiai varietate i soi;s fie un soi pur;s aib o compoziie chimic unitar;s fie maturizat corespunztor;coninutul n corpuri strine s nu fie mai mare de 3-5%.

  • METODE DE GERMINARE A ORZULUI

    Sistemele de germinare se clasific n dou mari categorii: germinare pe arie i germinare pneumatic

    Germinarea pe arie poate fi aplicat n cazul obinerii unor cantiti mici de semine germinateGerminarea pneumatic- grosimea stratului de mal n germinare este mult mai mare comparativ cu germinarea pe arie; Mlriile pneumatice cuprind pe de o parte instalaia propriu-zis de germinare i separat instalaia de condiionare a aerului;

    Instalaiile de germinare pneumatice se construiesc n forme deosebit de variate, dar n principal au la baz cele dou sisteme pneumatice clasice:casetele de germinare Saladin tobele de germinare Galland

    Uscarea malului verde

    Scopul principal al uscrii malului este acela de a asigura o conservabilitate de lung durat, n condiii normale de depozitare, prin reducerea coninutului de ap, dar, n funcie de tipul de mal dorit, uscarea trebuie s realizeze:

    dirijare pn la oprire a proceselor enzimatice (biochimice);anumite modificri chimice care determin o anumit culoare, gust i miros, precum i o anumit compoziie chimic produsului finit;ndeprtarea gustului i mirosului de verde (de crud) i favorizarea ndeprtrii radicelelor, care confer malului gust amar i intensific absorbia de ap n malul uscat, n condiii de depozitare necorespunztoare.

  • Faza fiziologic. - se continu procesele specifice germinrii

    Faza enzimatic. Este caracterizat prin aciunea diferitelor enzime asupra substraturilor principale din mal n funcie de temperatura lor optim i de coninutul n umiditate al malului, umiditate care, pe msur ce scade n mal, defavorizeaz reaciile enzimatice (se micoreaz mobilitatea enzimelor la substraturile respective).

    Faza chimic. Este caracterizat prin reaciile care conduc la formarea compuilor de arom (gust, miros), prin insolubilizarea unor fraciuni proteice, prin definitivarea culorii malului.

    Din punt de vedere al tehnologiei de fabricare a malului, uscarea acestuia implic parcurgerea a dou faze:vetejirea, care este o preuscare i care conduce la ndeprtarea apei din mal pn la atingerea umiditii de echilibru, prin folosirea unor temperaturi ale aerului mai sczute: constant la 45-50 C sau crescnd la intervalul 45-60C;uscarea propriu-zis (final), care const n eliminarea apei din mal la temperaturi mai ridicate: 80-85C pentru malul blond i 100-105C pentru malul brun.

    Vetejirea n cazul malului brun trebuie s se fac mai lent pentru a permite enzimelor s acioneze n continuare i s produc transformrile necesare mai ales n ceea ce privete proteinele i poliglucidele

  • Pentru uscarea malului se folosesc urmtoarele tipuri de usctoare: clasice cu grtare orizontale (1-3 grtare); clasice cu grtare verticale; cu grtar basculant.n general, uscarea se face cu aer cald i mai rar cu gaze de ardere.

  • Condiionarea cerealelor germinate

    nainte de a fi depozitat malul proaspt este supus operaiilor de rcire, curirii de radicele, polizrii i maturrii.

    Rcirea maluluiMalul fierbinte rezultat de la uscare trebuie supus mai nti unei rciri pn la temperatura de 20C pentru a se evita inactivarea enzimelor i nchiderea culorii, care concur la nrutirea nsuirilor gustative ale berii obinute.

    Curirea de radicele i polizarea maluluiRadicele care se formeaz n timpul germinrii au un coninut ridicat n substane amare i sunt foarte higroscopice ceea ce produce greuti la depozitarea i conservarea malului. Eliminarea radicelelor se efectueaz imediat dup ce au fost scoase din instalaiile de uscare. Radicelele sunt foarte friabile i se elimin uor. Cerealele germinate curite de radicele sunt trecute n mainile de polizat, deoarece pe nveliul exterior mai rmn o serie de impuriti de praf, rupturi de tegumente ce trebuie ndeprtate. Odat cu ndeprtarea acestora se realizeaz i operaia de lustruire sau polizare a malului, prin trecerea boabelor mai nti pe site vibratoare nclinate i prin trecerea printr-o tob prevzut cu perete ondulat, unde se rotete un tambur cilindric prevzut cu perii.

  • Maturarea malului

    Malul uscat este supus depozitrii n vederea maturrii. Prin prelucrarea malului proaspt uscat se obin musturi tulburi, apar dificulti la filtrarea plmezii i la fermentare, fiind influenate negativ limpiditatea, gustul i capacitatea de spumare a berii. Acest lucru se explic prin faptul c enzimele malului proaspt uscat nu au depit aa numitul oc termic care s-a produs la uscare.

    Durata de depozitare a malului pentru maturare este de min. 4 sptmni. Dac malul se depoziteaz rece i uscat n siloz, el poate fi pstrat timp de 1-2 ani, fr modificri importante ale calitii.

    Malurile care n timpul depozitrii absorb prea mult ap (8-10%) se recomand s fie reuscate pentru a se asigura o mcinare la granulaia normal.

    OBINEREA MUSTULUI DE BERE

    Obinerea mustului de bere din mal, cu sau fr adaos de cereale nemalificate, ap i hamei se mparte n urmtoarele faze principale:

    mcinarea malului i eventual a altor cereale;plmdire-zaharificarea;filtrarea plamezii in scopul obtinerii mustului primitiv;fierberea mustului cu hamei;rcirea i limpezirea mustului fiert.

  • Mcinarea malului

    Procesul de solubilizare enzimatic a materiei prime este precedat de mcinarea acesteia. Att maltul ct i cerealele nemalificate sunt supuse nainte de plmdire i zaharificare operaiei de mcinare care se face cu scopul de a permite enzimelor sa treac n soluie i s acioneze asupra amidonului, proteinelor i a altor produse macromoleculare n timpul plmdirii i zaharificrii. Procesul de mcinare influeneaz transformrile chimice i biochimice n procesul de plmdire, compoziia mustului precum i randamentul de extracie

    Pentru mcinare, se folosesc mori cu ciocane sau cu valuri.n vederea reducerii duratei de filtrare a mustului i a mririi nlimii stratului de borhot n cazanele de filtrare, s-au introdus n ultimii ani procedee i instalaii de mcinare umed a malului. Pentru acest scop, malul este supus unei nmuieri n ap timp de 15-30 minute. Se prefer utilizarea apei calde cu temperatura de pn la 50C. n felul acesta umiditatea malului crete cu circa 30% iar tegumentul devine mai elastic.

  • Plmdirea malului

    Dup mcinarea malului, n procesul de plmdire se urmrete solubilizarea componenilor solizi ai malului prin procese de amestecare cu ap i cu ajutorul enzimelor.

    Se obine astfel mustul de bere, iar totalitatea substanelor solubile din must formeaz extractul. Extractul se msoar cu zaharometrul Balling i se exprim n Bllg sau n grame extract/100 g must. Principalii componeni solubili reprezint hidraii de carbon, proteinele i substanele minerale.

    Prin stimularea activitii enzimatice din mal, ceea ce se realizeaz conferind enzimelor temperaturi optime de activitate la anumite intervale de timp, se mrete considerabil cantitatea de extract obinut. De multe ori se adaug la plmdire i alte finuri nemalificate n vederea mririi cantitii de extract.Rolul preplmditorului este de a evita formarea aglomeraiilor de fin de mal

  • Filtrarea plmezii

    Filtrarea plmezii are ca scop separarea mustului de bere de particulele solide aflate n plmad.

    Filtrarea plmezilor decurge prin parcurgerea urmtoarelor etape:evacuarea aerului de sub sitepomparea plmezii n filtrusedimentarea plmeziirecircularea mustului tulburefiltrarea primului mustepuizarea plmeziievacuarea borhotului

    Mustul obinut dup sedimentarea plmezii se numete primul must (n literatura de specialitate mai este denumit i must primitiv).

  • Fierberea mustului de bere

    Aceast operaie are ca obiective principale: solubilizarea n must a unor componente valoroase ale hameiului, coagularea unor fraciuni proteice macromoleculare i concentrarea mustului pn la extractul primitiv dorit. Ca efecte secundare se pot meniona inactivarea enzimelor, sterilizarea mustului, formarea substanelor reductoare, modificarea culorii i pH-lui.O caracteristic a instalaiilor de fierbere este reprezentat de cifra de evaporare realizat, respectiv cantitatea procentual de ap evaporat pe or, raportat la volumul util al cazanului. Ca un fenomen nedorit dar inevitabil, n decursul procesului de fierbere are loc o nchidere a culorii mustului. nchiderea culorii este cauzat de fenomene de mbrunare neenzimatic prin reacii melanoidinice, precum i de procese de oxidare a polifenolilor, reductonelor i a unor reacii de oxidare enzimatic.

    La fierberea mustul cu hamei cele mai utilizate cazane sunt cele nclzite cu aburi. Hameiul se poate aduga la fierbere n 1, 2, 3 sau chiar mai multe poriuni, primele servind pentru amreal, iar ultimele n special pentru arom. Trebuie s se evite adugarea trzie a unor poriuni mai mari de hamei, ceea ce nseamn risip de substane amare i obinerea unor beri cu o stabilitate gustativ mai redus.

  • Modificrile fizico-chimice care au loc n timpul pregtirii mustului pentru fermentarercirea, formarea trubului la cald, formarea trubului la rece, concentrarea mustului i aerarea mustului.

    Rcirea mustuluiRcirea se face de la o temperatur apropiat de cea de fierbere i pn la temperatura de nsmnare cu drojdie (6-7C n cazul fermentaiei inferioare i 12-18C n cazul fermentaiei superioare) printr-o zon de temperaturi de 20-50C, favorabil pentru infecia cu diferite microorganisme. Mustul de bere, aproape steril n urma fierberii cu hamei, se raceste in schimkbatoare de caldura cu plc), care asigur o rcire rapid, evitndu-se i contaminarea mustului cu bacterii sau drojdii slbatice, duntoare.

    Formarea trubului la cald sau fierbinte. Trubul se produce n timpul fierberii mustului cu hamei ca urmare a coagulrii proteinelor sub aciunea cldurii i a polifenolilor din hamei. Separarea trubului la cald din must, nainte de fermentare, trebuie s fie ct mai complet, pentru a se evita impurificarea drojdiei i nrutirea proceselor de depunere ce au loc la fermentare, care au drept urmare obinerea unor beri de culoare mai nchis, cu gust amar neplcut de trub i spumare insuficient. Trubul la cald se separ utiliznd urmtoarele aparate: cazanul de sedimentare, centrifugele, ciclonul de depunere a trubului la cald, denumit i Whirlpool (Rotapool)

  • Formarea trubului la receAre loc n timpul rcirii mustului fiert cu hamei ncepnd de la temperatura de 55-70C i pn la cea de nsmnare cu drojdie. Trubul la rece este format din particule mult mai fine i cu o mas specific mai sczut ca cea a trubului la cald.

    Concentrarea mustuluin cadrul sistemelor nchise de tratare a mustului pierderile prin evaporare de ap nu depesc 2%, astfel nct concentrarea mustului este de numai 0,1-0,2% extract. Datorit apelor de splare a borhotului de hamei i a apei folosite pentru splarea utilajelor poate avea loc chiar o scdere a extractului primitiv cu circa 0,2%.

    Aerarea mustuluiPentru a asigura o desfurare normal a fermentaiei este necesar aerarea mustului pn la un coninut optim de oxigen de 7-8 mg/l. Aerul se introduce de obicei n must cu ajutorul unor bujii poroase, care asigur o distribuire fin a aerului n must. n unele cazuri se folosesc plcue metalice prin care trece aerul fin distribuit. Pentru a se evita infectarea mustului este necesar ca aerul insuflat s fie n prealabil filtrat sterilizant.

  • 1. Banu, C. , 2000, Tratat de stiinte si tehnologi maltului si a berii, Editura Tehnica, Bucuresti, [177-179]2. Berzescu P., s.a., 1981, Tehnologia berii si a maltului, Editura Ceres, Bucuresti, [13, 108,109,126]3. Segal B. ,1975, Tehnologia generala a industriei alimentare, Galati, [419-423]4. Hopulele T., 1979, Tehnologia maltului si a beri, [15-26, 50-53, 165-171, 173-174, 224-228]5. Croitor N. , 2002, Tehnologia generala a industriei alimentare, Editura fundatiei universitatii, Dunarea de jos, Galati, [111-130]6. ***, 1999, Manualul inginerului de industrie alimentara Editura Tehnica, Bucuresti, vol 2, [1338-1410]7. Revista berarilor, 2002, nr.28.Revista berarilor,2001, nr.19.http//www.fib.ro/bere.php