Download - Tehnologia de Obtinere a Berii

Transcript

Tehnologia obinerii berii Industria fermentativ ocup un loc important n cadrul industriei alimentare. Ea se bazeaz n principal pe activitatea fermentativ a drojdiilor, care transform glucidele fermentescibile din materii prime de origine vegetal n substane care constituie produsele finite. Prin folosirea unor materii prime ca: mal, hamei i unele cereale nemalificate (porumb, orz), n urma fierberii, se obine mustul de bere, care prin nsmnare cu drojdii selecionate, n urma fermentaiei, dau diferite sortimente de bere. Berea este o butur slab alcoolic, nedistilat, care se obine prin fermentare cu ajutorul drojdiei, a unui must fabricat din mal, ap, hamei i unele enzime. La fabricarea berii se folosete mal din orz sau orzoaic, care la obinerea mustului ofer un echipament enzimatic suficient care poate transforma substratul existent, ntr-un must cu gust specific de mal. Hameiul adugat d berii gustul specific amar, o anumit arom i conserv o conservabilitate natural acestei buturi. Dup fermentare, berea devine o butur impregnat cu dioxid de carbon care contribuie la formarea unei spume abundente, cu un efect rcoritor natural. Berea ca butur obinut pe cale biotehnologic este un aliment datorit compoziiei chimice complexe care o are format din: glucide, substane proteice, vitamine, sruri minerale, substane polifenolice, acizi organici, etc. Aceast butur are un efect de stimulare a secreiei gastrice i intestinale, o aciune de cretere a diurezei i rehidratare a organismului. Prin procese fermentative se pot obine o gam larg de produse. Procesul tehnologic de fabricare a berii se bazeaz pe urmtoarele faze: mcinarea; brasajul (plmdire-zaharificare); filtrarea mustului; fierberea cu hamei; separarea trubului format la cald (grosier); rcirea; fermentarea primar; fermentarea secundar; filtrarea berii; linitirea; mbutelierea berii. Materiile prime utilizate sunt diferite substraturi bogate n glucide fermentescibile, mal care conine diglucidul maltoz i se folosete la fabricarea berii, medii naturale care conin i alte substane necesare pentru un metabolism activ. Materii prime folosite la fabricarea berii Principalele materii prime folosite la fabricarea berii sunt: orzul sau orzoaica utilizate ca materie prim pentru fabricarea malului; nlocuitori de mal; hameiul utilizat ca materie prim specific pentru fabricarea berii; apa; drojdia de bere; preparatele enzimatice, etc. Prof. dr. Anton Piendl din Mnchen, ntr-o expunere privind importana calitii materiilor prime utilizate la fabricarea berii arta c malul este sufletul berii, hameiu, condimentul, drojdia este spiritul i apa corpul berii. Orzul sau orzoaica este principala materie prim folosit pentru fabricarea malului. A fost cultivat din cele mai vechi timpuri, cu circa 7000 de ani .d.H., pentru prima dat n Orientul Apropiat. n ara noastr orzul a fost cultivat nc din neolitic, de la 1

nceputurile practicrii agriculturii. n prezent orzul-orzoaica este, dup gru, porumb i orez, cea de a patra cereal cultivat pe plan mondial, producia de orz-orzoaic reprezentnd 10% din totalul produciei de cereale. Orzul sau orzoaica constituie principala materie prim pentru fabricarea berii, deoarece: orz sau orzoaic este o plant foarte rspndit, care nu este folosit n alimentaia uman, puin pretenioas la condiiile de cultivare; boabele de orz sau orzoaic au un nveli pios, aderent, care protejeaz germenele n timpul procesului de malificare; n timpul procesului tehnologic de obinere a mustului, malul din orz sau orzoaic ofer cel mai bogat echipament enzimatic i substrat pentru aciunea enzimelor; pe parcursul filtrrii mustului, nveliurile pioase ale boabelor formeaz stratul filtrant care asigur separarea corespunztoare a mustului de mal din plmada zaharificat; berea fabricat din mal din orz sau 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 conduce la obinerea malului; orz sau orzoaic nu conine substane duntoare pentru gustul berii. n Romnia, majoritatea soiurilor de orz pentru bere aparin grupei Hordeum distichum, varietile nutans i erectum, care se numesc orzoaic de primvar, cultivndu-se numai primvara. Soiurile cu ase rnduri de boabe pe spic, Hordeum hexastichum, varietatea pallidum, sunt cunoscute ca orz de toamn i se cultiv numai toamna. Datorit faptului c pe spic sunt ase rnduri de boabe, acestea sunt mai puin dezvoltate, cu nveliul pios mai gros i dau un randament n extract inferior soiurilor de primvar. Compoziia chimic a orzului destinat fabricrii berii este: Amidonul este localizat n endosperm i reprezint componentul chimic cel mai important calitativ i cantitativ. n timpul depozitrii, amidonul este folosit de embrion ca substan nutritiv, iar la fabricarea berii, constituie principala surs de extract a mustului de bere. Proteinele pot varia cantitativ n funcie de soiul de orz, de condiiile pedoclimatice, tehnologiile de cultur. Din cantitatea total de proteine, numai 1/3 trec n bere, avnd influen asupra calitii berii, influennd culoarea, plintatea gustului, nsuirile de spumare, caracteristicile spumei, aroma berii i stabilitatea ei coloidal. Coninutul n proteine scade n timpul fabricrii malului i a berii, datorit hidrolizei enzimatice sau a coagulrii. Lipidele sunt prezente n orz n esutul aleuronic i n embrion. n proporie de 95% se gsesc sub form de trigliceride i n cantiti mici fosfolipide. Sunt insolubile n ap, rmn nemodificate la malificare i brasaj i se elimin cu borhotul de mal. Substanele minerale prezint importan pentru fiziologia bobului la germinare, pentru nutriia drojdiei la fermentare precum i pentru asigurarea condiiilor optime de pH al enzimelor care intervin la brasaj, deoarece cele mai multe din ele formeaz sisteme tampon n must i bere. Substanele polifenolice sunt localizate n nveliul bobului i mai puin n endosperm. Ele influeneaz culoarea, gustul i stabilitatea coloidal a berii. Celuloza i hemicelulozele sunt substane de structur a nveliului bobului de orz, coninutul lor variaz cu gradul de coacere i condiiile climatice anuale. Orzul conine cantiti importante de vitamine, n special din grupa B. 2

n bobul de orz matur sunt prezente un numr relativ mare de enzime, care i sunt necesare ntreinerii activitii vitale. Aprecierea orzului destinat fabricrii malului este necesar deoarece calitatea orzului determin calitatea malului i a berii, dar i randamentele de fabricaie, se realizeaz dup aspectul exterior i dup proprietile fizice i chimice. Aspectul exterior se examineaz: mirosul trebuie s fie plcut, fr miros de mucegai, asemntor paielor proaspete; culoarea trebuie s fie galben pai, cu strlucire caracteristic; fineea paleelor nveliurile subiri cu riduri fine, constituie indiciul unui soi de orz bun pentru bere, cu o cantitate mare de extract. Aprecierea fizico-chimic ai orzului urmresc indicatori de calitate precum: greutatea hectolitric variaz ntre 63 i 75 kg, este influenat de forma boabelor, de umiditate i de temperatur. Determinarea se bazeaz pe faptul c amidonul are cea mai mare greutate dintre componentele bobului de orz; umiditatea este factorul care influeneaz randamentul n extract, are volori cuprinse ntre 12 i 14%; masa a 1000 de boabe acest indicator este proporional cu cantitatea de extract; energia de germinare este procentul de boabe care germineaz, n condiii normale, dup 3 zile, iar determinarea se face la cel puin 45 zile de la recoltare; capacitatea de germinare trebuie s fie de minimum 95%, este unul dintre indicatorii cei mai importani ai orzului, deoarece numai boabele care germineaz vor fi utilizate la fabricarea berii; uniformitatea boabelor se recomand ca boabele orzului cu dimensiuni peste 2,5 mm, pentru bere, s aib o uniformitate de minimum 80%; farinozitatea trebuie s fie de minimum 80%; coninutul de proteine trebuie s fie ntre 9-11,5%; coninutul n extract atinge valori de 80%, n cazul orzoaicei de primvar, iar pentru orz numai 75%, componentul principal al extractului este amidonul; sensibilitatea la ap a orzului depinde de cantitatea de ap absorbit; coninutul de corpuri strine trebuie s fie de maximum 4%. Se consider corpuri strine: corpuri inerte minerale (praf, pmnt, nisip, pietri); corpuri inerte organice (paie, frunze, larve); semine de alte plante de cultur; semine de buruieni; sprturi mai mici dect jumtatea bobului i boabe la care lipsete embrionul; boabe golae, la care lipsete mai mult de un sfert de nveli n zona embrionului. Factorii care influeneaz calitile tehnologice ale orzului pentru fabricarea malului sunt: soiul de orz; condiiile pedoclimatice; solul; agrotehnica i tehnologia utilizat; rezistena la frig, boli i ploi. Principalele corelaii care s-ar putea stabili ntre aceti factori i indicii de calitate ai 3

malului, respectiv ai berii ca produs finit sunt: anul de cultur al orzului influeneaz: randamentul n extract al malului; diferena de extract ntre mciniul fin i grosier; masa a 1000 boabe; culoarea mustului i berii; capacitatea de spumare a berii; stabilitatea berii. solul influeneaz: coninutul n azot al malului; sortimentul (cal. I + cal.a II-a); randamentul n extract al malului; activitatea -amilazic. aciunea combinat a anului i solului influeneaz: producia la hectar; sortimentul (cal. I + cal.a II-a); coninutul n azot al malului. Soiul de orz destinat industriei berii trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: s fie omogen i de puritate varietal superioar; s prezinte o compoziie chimic superioar calitativ orzului furajer; boabele s fie de dimensiuni ct mai mari i cu capacitate de germinare de min. 95%; s prezinte nsuiri de malificare superioare, respectiv o dezagregare mecanic rapid, care s se realizeze cu pierderi minime i fr tehnologii auxiliare; s asigure un randament ridicat n extract. Cele mai renumite soiuri cultivate n prezent sunt: n Germania, Alexis, Krona, Lenka, Hami, Wisa, Bistrana, Salome, etc., n Frana, Volga, Triumph, Nomad, Beka, Aurora, etc., n Cehia i Slovacia, Rubin, Orbit, Perun, Galant, Krystal, Hanna, n Anglia, Blenheim, Chariot, Proctor, Pioneer, etc., n Romnia Adi, Andra, Aura, Bonus, Dana, Ditta, Dvoran, Farmec, Miraj, Precoce, Prima, Rapid, Productiv, Victoria, Trumpf, Turdeana, etc. Identificarea soiului de orz reprezint un criteriu modern de evaluare a calitii orzului pentru fabricarea malului. Metodele de identificare se refer la: examenul botanic al orzului; electroforeza fraciunilor B i C ale hordeinei. Recoltarea i depozitarea. Maturizarea bobului de orz este influenat de condiiile meteorologice din anul recoltrii. Astfel, cu ct exist o durat mai lung cu temperatura mai ridicat nainte de recoltare, cu att i durata de maturare a bobului, dup recoltare, este mai mic. Desigur c, i modul de recoltare influeneaz calitatea orzului. Studiile comparative ale diferitelor moduri de recoltare (combin, secertoare, coas) au artat c cele mai bune rezultate se obin atunci cnd treieratul are loc dup o depozitare n stoguri a orzului, timp n care se atinge maturitatea fiziologic a bobului. Recoltarea se realizeaz mai devreme dect la gru, ntr-un timp scurt, de maximum 3-5 zile, pentru a se evita pierderile datorate rezistenei mai sczute la scuturare. O importan deosebit o reprezint att umiditatea orzului la recoltare, care nu trebuie s depeasc 15%, ct i modul cum se realizeaz condiionarea i depozitarea orzului, pentru evitarea degradrilor calitative, pn la ieirea lui din repausul de germinare i trecerea lui n procesul de malificare. Rezistena la frig, boli i ploi sunt caracteristice de soi i acioneaz numai unul sau mai muli factori nefavorabili, cum sunt: temperaturile sczute; 4

oscilaiile mari de temperatur; seceta din timpul iernii; crusta de ghea; desrdcinarea i asfixierea plantelor. Rezistena la precipitaii depinde de soi, mai rezistente fiind soiurile cu paiul scurt i dur. O rezisten slab la ploi poate conduce la scderea recoltei, contribuind la ncetinirea i perturbarea procesului de maturare. Orzul este cereala utilizat ca materie prim sub form de mal la fabricarea berii, iar de calitatea orzului depinde calitatea berii. nlocuitorii malului se folosesc ntr-o proporie care reprezent 10-50% din totalul cantitii de mal folosit n procesul de obinere a berii. Utilizarea lor este avantajoas din punct de vedere economic, deoarece produc un extract mult mai ieftin dect cel obinut n cazul malului i mai puin n ceea ce privete calitatea berii finite. nlocuitorii malului se folosesc pentru corectarea fermentescibilitii mustului, pentru mbuntirea stabilitii spumei, pentru modificarea culorii berii sau pentru ajustarea aromei produsului finit. nlocuitorii malului se clasific dup mai multe criterii: dup locul n care se adaug n procesul tehnologic de fabricare a berii; dup necesitatea prelucrrii prin fierbere; dup originea i gradul lor de prelucrare necesar pentru utilizarea n industria berii. n industria berii se utilizeaz urmtorii nlocuitori ai malului: nlocuitori care se adaug n cazanul de plmdire; nlocuitori adugai n cazanul de fierbere a mustului; nlocuitori care se adaug nainte de fermentaia secundar; nlocuitori care pot fi adugai n berea finit, pentru a conferi produsului finit gust dulce i diverse arome. nlocuitorii malului care se adaug n cazanul de plmdire se numesc nemalificate, sunt reprezentai de: cereale brute, orz, gru, secar, porumb, etc.; cereale prjite sau torefiate; fulgi din cereale: de porumb, orez, orz, gru sau ovz; fraciuni rafinate obinute din boabe de cereale dup mcinare, griuri de porumb, sorg, brizura de orez, etc.; cereale sub form de fin; amidon de cartofi sau tapioca. nlocuitorii malului care se adaug n cazanul de fierbere pot fi materiale sub form solid sau sub form de siropuri i sunt reprezentate de: zaharoz; zahr invertit; hidrolizate de amidon; extracte de mal; siropuri de cereale. Aceste materiale se adaug ca surse de glucide, n primul rnd, dar, n cazul unora dintre ele i ca surs de azot solubil sau micronutrieni pentru drojdie.

nlocuitorii malului care se adaug nainte de fermentaia secundar sau care se adaug n berea finit sunt reprezentai de:

siropuri de dextroz; zaharoz; zahr invertit; izosiropuri;

5

caramel. Cerealele brute. Coninutul ridicat n lipide al unor cereale reprezint un inconvenient pentru obinerea unor beri de calitate. Din acest motiv se folosete foarte rar ovzul, n timp ce porumbul, sorgul sau orezul se prefer a se utiliza sub form degerminat sau descojit. Porumbul este folosit de mult timp ca nlocuitor parial al malului, el prezentnd n comparaie cu alte cereale avantajul c se produce n cantitate mare i are un coninut mai ridicat n amidon. Se poate utiliza la plmdire-zaharificare sub form de fin, griuri, amidon din porumb ct i alte deeuri care rezult de la obinerea mlaiului. Prin adaos de porumb n procent de maximum 30% se obin beri cu o bun plintate i un gust dulceag. Orezul se folosete ca nlocuitor al malului n proporie de pn la 40%. Se folosete brizura de orez, deeul care rmne de la decorticarea orezului, n proporie de 15-20%. Se caracterizeaz printr-un coninut mai mare de amidon i unul redus de proteine i lipide i se adaug direct n cazanul de plmdire, obinndu-se beri de culoare mai deschis, cu spum mbuntit, dar cu o plintate redus. Orzul se utilizeaz n proporie de pn la 15-20% sub form de orz mcinat, fulgi din orz descojit sau nedescojit, sirop de orz, direct n cazanul de plmdire. Se folosete orzul cu energie sczut de germinare, care nu poate fi malificat. Prin folosirea unor procente mai mari de nlocuire a malului cu orz apar dificulti la filtrarea plmezii, la fermentare, la limpezire i filtrarea berii finite, deoarece -glucanii rmn nesolubilizai. Pentru a se evita aceste neajunsuri se utilizeaz preparate enzimatice care degradeaz substanele insolubile ce provin din orz. Grul se folosete sub form de gru malificat la obinerea berii din gru n proporie de 50-60%. Nu se utilizeaz grul cu coninut ridicat de proteine i se poate aduga direct la plmdire. Sorgul se folosete sub form mcinat sau sub form de griuri i se recomand o prelucrare separat a acestuia n cazanul de cereale nemalificate, deoarece amidonul de sorg are temperatura de gelatinizare mai ridicat dect cea a malului. Modul n care se utilizeaz aceste cereale la plmdire depinde de temperatura de gelatinizare a amidonului. Cerealele ale cror amidon prezint o temperatur de gelatinizare superioar temperaturii de gelatinizare a amidonului din mal sunt supuse mai nti fierberii. n cazul cerealelor a cror temperatur de gelatinizare este egal sau mai mic cu cea a amidonului de mal, acestea se pot folosi la brasaj direct n amestec cu malul. Cereale tratate termic. Din aceast categorie fac parte boabele de orz prjite sau torefiate care prezint avantajul unei uoare prelucrri prin mcinare, dar prezint inconvenientul obinerii unor extracte mai mici dect cele obinute n cazul cerealelor brute. Prjirea boabelor se realizeaz fie prin metode directe n instalaii cilindrice rotative, fie prin metode indirecte, folosind aer fierbinte, evitndu-se astfel carbonizarea boabelor. Boabele prjite se utilizeaz n diferite procente la fabricarea berilor brune sau speciale, conferindu-le o arom i culoare caracteristic. Fulgii de cereale utilizai n industria berii se obin din boabe de orz, gru sau ovz, fie din griuri de porumb, mai rar, din griuri de orez. Dintre avantajele utilizrii fulgilor de cereale la fabricarea berii sunt: manipulare uoar i adugare direct n cazanul de plmdire alturi de malul mcinat; coninut sczut n azot solubil al mustului obinut prin adaos de fulgi de cereale; contribuie redus asupra aromei produsului finit. Cereale sub form de fin se folosesc finuri din toate tipurile de cereale. Prin utilizarea finii de gru se reduce nivelul de azot solubil al mustului de bere, berea 6

rezultat prezint o stabilitate coloidal avansat, respectiv o conservabilitate mai mare. Zahrul. Pentru mrirea produciei de bere ct i pentru creterea coninutului mustului n glucide fermentescibile se adaug n cazanul de fierbere zahr, glucoz sau zahr invertit, cu 15-20 minute nainte de terminarea fierberii mustului cu hamei. Pentru unele tipuri de bere, zahrul se adaug i nainte de filtrarea berii pentru realizarea extractului primitiv dorit sau pentru a obine nsuirile specifice dorite ale berii, berea caramel. Se poate folosi zahr rafinat care conine 99,9% zaharoz sau sirop de zaharoz cu 66% extract, componentele se dizolv uor n timpul fierberii mustului. Glucoza obinut prin hidroliza cu acizi a amidonului din cereale sau cartofi se adaug i ea n timpul fierberii mustului cu hamei, obinndu-se beri cu un coninut mai ridicat n alcool. Zahrul invertit obinut prin hidroliza zaharozei cu acizi diluai se folosete pentru ndulcire i arom. Se pot folosi i amestecuri de glucide fermentescibile primings formate din zaharoz i zahr invertit i uneori hidrolizate de amidon. Un astfel de amestec care se comercializeaz sub form de sirop este format din 55% zahr invertit i 45% zaharoz. Zahrul i glucoza se mai utilizeaz la obinerea caramelului necesar pentru obinerea berilor brune speciale, conferindu-le gust specific i o culoare nchis. Extractele de mal se obin prin concentrarea mustului de bere, prin evaporare la presiune redus, sub forma unui sirop i se utilizeaz prin adugare direct n cazanul de fierbere fiind o surs suplimentar de extract pentru mustul de bere. Deoarece extractele de mal sunt scumpe, n prezent se obin produse sub form de sirop prin prelucrarea boabelor de cereale cu ajutorul enzimelor. Aceste siropuri se utilizeaz ca nlocuitori ai mustului de mal i se caracterizeaz printr-un coninut redus n azot i zinc, ceea ce poate limita procesul de fermentaie. Siropurile de cereale se utilizeaz ca adaosuri n cazanul de fierbere n scopul creterii capacitii de producie n fabricile de bere n condiiile folosirii aceluiai echipament sau pentru producerea de musturi cu coninut ridicat n extract. Hameiul este o materie prim specific pentru fabricarea berii, situndu-se imediat dup mal, reprezint condimentul care se adaug berii. ntreaga producie de bere se realizeaz cu hamei sau cu produse derivate din hamei, pn n prezent nu a fost gsit nici o substan chimic sintetic care ar putea s nlocuiasc cu succes lupulina din conurile de hamei, deci hameiul se bucur de privilegiul de a fi unica materie prim specific utilizat la fabricarea berii. Hameiul se folosete n industria berii deoarece acesta: confer gust amar i arom specific berii; mbuntete spuma i stabilitatea coloidal a berii; prezint aciune antiseptic, fiind un conservant natural al berii. Pe lng fabricarea berii, hameiul se mai utilizeaz n industria farmaceutic, este utilizat i ca adaos n diferite preparate culinare, cum ar fi la prepararea crnailor, salatelor i chiar n pine. Planta de hamei i are originea n planta slbatic din Europa i Asia de Vest. S-a cultivat din cele mai vechi timpuri la prepararea buturilor i ca ingredient n supe sau salate, primele popoare care au utilizat hameiul au fost babilonienii i egiptenii cu 4-5 mii de ani .d.H. Hameiul este o plant peren cu durata de via de 30-50 de ani, fiind productive numai plantaiile de 20-25 de ani. Hameiul este o plant care necesit anumite condiii de cultur, un sol fertil, temperaturi i zile nsorite vara, o anumit umiditate a solului. n prezent hameiul se cultiv n aproximativ 30 de ri. Cel mai mare productor sunt S.U.A., urmate de Germania, China, Cehia i Anglia. Cea mai mare regiune de cultur a hameiului din ntreaga lume este regiunea Hallertau din Germania. Suprafaa

7

mondial cultivat cu hamei n 1992 de 91782 ha a sczut n 1998 la 60111 ha cu o producie de hamei de 94610 mii tone, iar n 1999, aceasta a fost de 57000 ha cu o producia de 95451 mii tone. n ara noastr zona favorabil de cultur o reprezint judeele Alba, Braov, Cluj, Hunedoara, Mure, Sibiu, iar dintre soiurile care s-au adaptat cel mai bine i prezint nsuiri tehnologice ridicate sunt soiurile englezeti Northern Brewer i Brewers Gold, soiul belgian Record i soiul Hller Bitter importat din Germania. n ultimul timp, suprafeele cultivate cu hamei n ara noastr s-au redus extrem de mult. Pe o parte din suprafee au rmas butai de hamei care ns se slbticesc n cmp. Planta de hamei aparine din punct de vedere botanic familiei Cannabisaceae, genul Humulus, specia Humulus lupus. Este o plant dioic, cu florile feminine i masculine pe tulpini diferite. La fabricarea berii se folosete, din planta de hamei, numai inflorescena femel, conul de hamei conine substane specifice, precum substanele amare i uleiurile eterice. Formarea conurilor de hamei se declaneaz la 5-8 zile dup nflorire, la sfritul lunii iunie i nceputul lunii iulie sub form de inflorescene compuse din 20-60 flori care se dezvolt la baza frunzelor, ciclul de formare a conurilor fiind de 20-30 de zile. Pe msura creterii lor, conurile iau forma caracteristic soiului. Conurile de hamei se culeg la maturitate tehnologic i n decursul a maxim zece zile dup atingerea maturitii tehnice, cnd conurile prezint o form compact cu bracteele strnse lng ax i culoarea galben-verzuie, iar la strngerea ntre degete revin la forma iniial, bracteele devin elastice i lipicioase, lupulina trecnd de la culoarea argintie la culoarea galben-aurie. Conurile de hamei trebuie s fie bine nchise, nevtmate, de mrime medie, corespunztoare soiului de hamei, iar pedunculul s fie fin i scurt. Aroma hameiului trebuie s fie plcut, fin i suficient de intens, existnd diferene din acest punct de vedere ntre diferitele soiuri. Hameiul nu este lsat s ajung la maturitate fiziologic, cnd conurile se deschid i capt o culoare roie, glbuie sau brun roiatic, lupulina devine portocalie sau brun-roiatic, iar aroma este mult mai slab. n Romnia hameiul ajunge la maturitate tehnologic ncepnd din a doua decad a lunii august n cazul soiurilor timpurii i se termin n prima decad a lunii septembrie la soiurile tardive. Prezena fructelor n conuri depreciaz calitatea acestora, prin scderea coninutului n lupulin i fineea aromei. Recoltarea hameiului se poate face manual sau mecanizat. Dup recoltare, deoarece conine 75-80% ap, hameiul se usuc artificial n usctoare cu aer cald, pn la umiditatea de 10-12%, temperatura maxim de uscare este 55oC, la temperaturi mai ridicate sunt distruse substanele amare i de arom. Uscarea se consider terminat cnd codiele i axul conului se rup la ndoire. Dup uscare, hameiul se sorteaz pe caliti i se ambaleaz n diferite tipuri de ambalaje dup o presare prealabil: baluri, baloturi, n cilindri din tabl zincat sau n lzi. Coninutul n substane utile ale hameiului depind de soi, de pregtirea dup recoltare i de condiiile de depozitare a hameiului. Depozitarea hameiului dup uscare se realizeaz n ncperi special amenajate, bine izolate, prevzute cu sistem de rcire ce permit meninerea unei temperaturi de 02oC i iluminate artificial, deoarece lumina natural degradeaz substanele utile din hamei. n decursul depozitrii timp de un an, la temperaturi de 0-4 oC au loc pierderi de acizi amari cuprinse ntre 8 i 45% i de uleiuri eterice de 15-24%. La depozitarea necorespunztoare a hameiului acesta poate suferi modificri nedorite ale compoziiei chimice, substanele amare i uleiurile eterice pot suferi oxidri cu transformarea n substane nedorite care influeneaz negativ valoarea tehnologic a hameiului. Prin prelungirea timpului de depozitare n condiii necorespunztoare a hameiului apare un miros neplcut, persistent datorat formrii de acizi volatili prin scindarea oxidativ a resturilor acil din acizii amari. 8

Soiurile de hamei poart de obicei denumirea regiunii de cultivare, iar clasificarea soiurilor se face dup urmtoarele criterii: culoarea lstarilor tineri i a coardelor: soiuri cu lstari i coarde roii; soiuri cu lstari i coarde verzi; soiuri cu lstari i coarde de culoare violet; soiuri cu lstari i coarde de culori intermediare; perioada de vegetaie: soiuri timpurii, cu perioada de vegetaie de 100-120 zile, mai srace n substane amare, dar mai aromate; soiuri semitimpurii, cu perioada de vegetaie de 121-130 zile; soiuri semitardive, cu perioada de vegetaie de 131-140 de zile; soiuri tardive, cu perioada de vegetaie de 140-150 zile sau chiar mai mult, bogate n substane amare i arom mai slab. nsuirile tehnologice: soiuri pentru arom, se cultiv n Europa, ntr-o serie de regiuni tradiionale, precum Hallertau, Tettnag, Hersbruk, Jura i Spalt n Germania, Saaz n Cehia, precum i Backa i Sabinja n Iugoslavia. La acestea se adaug unele soiuri americane Fuggle, Willamette i Cascade; soiuri predominant amare: Goldbrauer, Nordbrauer, Record, Orion n Europa, la care se adaug Cluster, Gaqlena, Eroica, Nugget i Olimpic n America; soiuri cu nsuiri mixte, de exemplu, soiul Chinook. Comitetul European pentru cultura hameiului clasific hameiul din producia mondial, dup nsuirile brasicole, n patru grupe: grupa A hamei aromatic, foarte fin, cuprinde soiurile: Saaz, Spalt, Tettnang, Strisselspalt, etc.; grupa B hamei aromatic, cu soiurile: Hallertau, Hll, Perle, Hersbruck, Golding, Fuggle, Cascade, Aroma, etc.; grupa C hamei comun, cu soiurile: Sighiorean, Record, Orion, Kent, etc.; grupa D hamei cu valoare amar ridicat, de exemplu soiurile Northern Brewer, Brewers Gold, Cluster, Bullion, Pride of Ringwood. Specialitii recomand ca plantaiile de hamei s cuprind 3-4 soiuri cu perioad de vegetaie diferit, pentru ealonarea recoltrii pe o perioad mai ndelungat n concordan cu momentul maturitii optime a conurilor. Locul de cultur este hotrtor pentru acelai soi de hamei. n domeniul cercetrilor se vor avea n vedere urmtoarele aspecte: creterea produciei specifice; mbuntirea caracteristicilor de cultur; micorarea coninutului de azot, prin eliminarea sau reducerea de ngrminte chimice (ageni fitopatologici, nitrai); evitarea contaminrii plantei de hamei cu metale grele ce pot proveni din agenii de stropire, utilizai pentru protecia plantei de hamei; luarea n considerare a criteriilor ecologice n determinarea zonrii geografice a culturilor de hamei; introducerea unor biotehnologii moderne i unor metode eficace ale analizei genomului n selecii pentru sporirea 9

productivitii culturilor de hamei; asigurarea unor bune condiii fitosanitare; aplicarea de strategii eficiente legate de producia de hamei corelate cu comerul de hamei i producia de bere; obinerea unui hamei de calitate superioar prin: selecionarea i promovarea unor varieti de hamei purttoare ale unor caliti aromatice de remarcabil finee; obinerea i promovarea unor soiuri cu grad ridicat de rezisten fa de boli i duntori. Genetica urmeaz s joace un rol primordial n cultura hameiului mileniului trei, n sensul crerii de noi soiuri de mare productivitate, dar i cu nsuiri organoleptice superioare, cum ar fi de pild soiuri cu un coninut ridicat de acizi alfa aromatici. Compoziia chimic Compuii chimici cei mai valoroi sunt rinile amare care, dup solubilitatea n diferii solveni i au capacitatea de a forma sruri cu acetatul de plumb. Solubilitatea acizilor -amari n must depinde de pH-ul i temperatura de fierbere a mustului, fiind compuii chimici cei mai importani la fabricarea berii i se prezint sub forma a cinci omologi. Acizii alfa amari reprezint 4-12% din compoziia chimic a conurilor de hamei. Substanele amare au nsuiri bacteoriostatice, inhibnd dezvoltarea anumitor microorganisme n must i bere. Uleiurile eseniale dau hameiului i berii aroma caracteristic. Sunt constituite din circa 200 compui chimici care se grupeaz n hidrocarburi terpenoide, 70-75% i compui cu oxigen, 25-30%. Aceste substane se clasific astfel: Hidrocarburi terpenoide: o monoterpene: mircen, max. 60% din total; o diterpene: dimircen; o sesquiterpene: -cariofilen, max.15% din total; humulen (0-40%); o ali compui fr oxigen; Compui cu oxigen: o mono, di i sesquiterpene oxigenate; o ali compui cu oxigen; o terpene cu oxigen i sulf, ali compui; Compui cu sulf fr oxigen. Celelalte substane din compoziia chimic a hameiului, dei se gsesc n cantiti mari, nu prezint valoare tehnologic deosebit, iar influena lor asupra compoziiei mustului i a berii este nensemnat i datorit cantitii mici de hamei utilizat la fierberea mustului de bere. Odat cntrit i obiectiv certificat, hameiul este furnizat de ctre cultivatori ctre punctele de depozitare la rece, unde este descrcat pentru a se lua mostre i pentru a fi analizat n ceea ce privete calitatea, umiditatea i coninutul de acizi alfa. Aprecierea hameiului pentru fabricarea berii se realizeaz senzorial i prin analize fizico-chimice, astfel: aspectul exterior: aspectul conurilor se prefer un hamei cu conul nchis, de mrime mijlocie i cu axul fin, codia conului trebuie s fie de maximum 1cm; culoarea conurilor depinde de soi i de starea de

10

analiza chimic:

maturitate, variaz de la galben la verde, fr pete roietice sau brune cu urme de mbolnvire; aroma hameiului este caracteristic soiului de hamei, miros fin, delicat, curat; granulele de lupulin s fie galbene, lucioase, cu aspect cleios; prezena eventualelor boli sau duntori.

umiditatea hameiului; valoarea amar a hameiului; coninutul n substane tanante i uleiuri eterice; valoarea antiseptic a hameiului. Pentru analiza senzorial a conurilor de hamei se poate utiliza metoda care stabilete prin puncte calitatea hameiului prin urmtoarele nsuiri: puritatea probei 1-5 gradul de uscare 1-5 culoarea i luciul 1-15 forma conului 1-15 lupulina 1-30 aroma 1-30 duntori, semine ale altor plante de cultur 1-15 tratamente necorespunztoare 1-15 Dup stabilirea numrului de puncte, hameiul supus analizei poate fi: de calitate inferioar, < 60 puncte; de calitate medie, 60-66 puncte; de calitate bun, 67-73 puncte; de calitate foarte bun, 74-79 puncte; hamei premium, >80 puncte. Folosirea hameiului sub form de conuri prezint unele dezavantaje, ca: dificulti n depozitare i transport; deprecierea substanelor utile din conurile de hamei n timpul depozitrii; randament sczut de extracie a substanelor amare; neomogenitatea substanelor utile prezente n conurile de hamei ngreunndu-se dozarea hameiului n procesul tehnologic. n prezent se obin diverse tipuri de produse din hamei, care se clasific astfel: pudre din hamei; pellei; concentrate de lupulin; extracte de hamei: normale; izomerizate; preparate mixte: pudre cu extracte de hamei; produse de arom din hamei: emulsiile din ulei de hamei; extractele uleioase. Cele mai utilizate sunt: Pelleii i pulberile normale care se obin prin mcinarea n particule de 15mm a conurilor de hamei. Pelleii se obin prin granularea pulberilor sub form de mici cilindri, care se ambaleaz sub vid n atmosfer de gaz inert. Pulberile se ambaleaz n ambalaje impermeabile la aer, sub vid i cu impregnarea de gaz inert, dioxid de carbon sau azot. 11

Pelleii i pulberile concentrate conin 45-75% din greutatea hameiului iniial, ndeosebi granule de lupulin. Se obin prin mcinarea conurilor de hamei, la temperatura de 35oC, n particule de 0,15mm. Pulberea mbogit n granule de lupulin este ambalat sub vid, se supune granulrii, se formeaz pelleilor mbogii. Pelleii sunt ambalai ntr-un ambalaj cu patru straturi i cu o barier de aluminiu pentru a fi ferii de oxidare. Pelleii izomerizai sunt produse care conin substane amare izomerizate. Ca materie prim se utilizeaz un hamei bogat n -acizi amari, care se transform n pulbere, apoi se adaug 1-3% oxid de magneziu, care catalizeaz izomerizarea, apoi pulberea se granuleaz. Pelleii obinui se ambaleaz i se menin n camere cu temperatura de 50oC pn are loc izomerizarea a 95-98% din -acizii amari. Utilizarea pelleilor izomerizai la fabricarea berii prezint urmtoarele avantaje: crete gradul de utilizare a hameiului cu circa 60%; scade timpul de fierbere a mustului; economie de hamei i de energie; se reduc pierderile prin deteriorare n timpul depozitrii. Extracte de hamei se obin prin extracia cu solveni organici a rinilor de hamei i a uleiurilor eterice care au un caracter hidrofob, iar pentru extracie se utilizeaz alcoolul etilic i dioxidul de carbon. Extractele izomerizate de hamei sunt foarte rspndite, n urmtoarele tipuri: extracte rinoase izomerizate se utilizeaz sub form de soluie 25% n ap distilat sau demineralizat, pentru a evita formarea de sruri insolubile de Ca i Mg care dau tulbureal; extracte izomerizate postfermentare se pot utiliza sub form de soluie apoas adugat n berea matur nainte de filtrare, contribuind la mbuntirea berii n substane amare, prin adugarea acestora trebuie s se asigure numai 20-60% din unitile de amreal din berea finit; extracte de hamei reduse se utilizeaz la sortimentele de bere stabile la lumin, chiar n cazul ambalrii n sticle incolore, precum i pentru mbuntirea spumei i aderenei. Aceste extracte se pot aduga n orice stadiu al procesului tehnologic. Specialitii berari sunt confruntai n prezent de achiziionarea hameiului inndu-se cont de urmtoarele aspecte: coninutul de acizi alfa; fineea aromei; coninutul de substane strine, cu influen negativ asupra calitii berii; relaiile determinate de pre. n funcie de tipul de bere care se dorete a se obine, dotarea tehnic n domeniul tehnologic precum i posibilitile economice, constituie criterii ce limiteaz aceti factori n adoptarea de decizii care influeneaz sortimentele de hamei sau produsul de hamei ce poate fi utilizat. Modul n care se face adugarea hameiului are influen hotrtoare asupra gustului berii. Dozarea hameiului la fierberea mustului se face n funcie de coninutul n acizi amari. Doza de hamei utilizat la fabricarea berii a avut o evoluie descendent datorit oscilaiei preferinelor consumatorilor pentru sortimentele de bere cu diferite grade de hameiere. Hameiul se poate aduga ca atare sau mcinat la fierberea mustului de bere n cantiti de 110-344g/hl bere, n funcie de tip i sortiment. Adugarea hameiului se face n dou, trei, sau mai multe poriuni, primele servind pentru amreal, iar ultimele, n special pentru arom, folosindu-se de obicei mai multe sortimente de hamei.

12

Apa este o materie prim important pentru industria berii, de compoziia creiadepinde calitatea produsului finit, cantitativ reprezentnd 80-90% din compoziia acestuia. Principalele domenii de utilizare ale apei, n industria berii, sunt: materie prim propriu-zis; splarea utilajelor, ambalajelor i ncperilor tehnologice; producerea aburului; agent de rcire. Apa utilizat ca materie prim trebuie s ndeplineasc anumite cerine, reglementate prin standarde de calitate. Cele mai renumite i mai tipice beri fabricate n lume i datoreaz caracteristicile ndeosebi calitilor apelor cu care sunt obinute. Fabricile de bere i pot procura apa necesar n procesul tehnologic din diverse surse. Astfel, se poate utiliza apa de suprafa, mai srac n sruri, dar expus la polurii, costul apei din aceste surse se mrete cu costul tratamentului de depoluare. Fabricile de bere utilizeaz i apa subteran extras din puuri proprii, care are un grad de poluare mai sczut, o stabilitate mai mare a debitului asigurat, o temperatur uniform, puritate microbiologic ridicat. Se poate utiliza i apa din reeaua urban care ndeplinete condiiile unei ape potabile. Alegerea sursei de ap de ctre o fabric de bere ia n considerare calitatea apei i costurile impuse de transportul apei i de tratamentul necesar. Compoziia chimic a apei Cantitatea de sruri dizolvate n ap este de 500mg/l, putnd s ajung chiar la 2000mg/l. Srurile coninute n ap sunt disociate n cationi i anioni care se afl n echilibru. Totalitatea srurilor de calciu i magneziu din ap formeaz duritatea total care se exprim n grade de duritate, de obicei n grade germane de duritate.Un grad german de duritate este egal cu 10mg CaO/l de ap. Se mai utilizeaz gradul francez de duritate care este egal cu 10mg CaCO 3/l i gradul englez de duritate egal cu 10mg CaCO3/0,7 l de ap. Tabelul 1 Indicatorii de calitate i necesarul de ap pentru producerea malului i berii Indicatorii de calitate Uniti de msur Sortimente de bere Pilsen Munchen Dortmund Viena Dublin

Reziduu fix mg/l 51,2 284,2 1110 947,8 312 Oxid de calciu mg/l 11,2 106 367 227,5 100 Oxid de magneziu mg/l 3,3 30 38 112,7 3,7 Cloruri mg/l 5 2 107 39 15,8 Sulfai mg/l 3,2 7,5 240,8 180,3 44,9 Nitrai mg/l urme Amoniu mg/l 0 o Duritate total germ. 1,2 10,6 30 28 14,9 Duritate o germ. 0,9 10,2 12,2 22 12,2 temporar Oxigen (O2) mg/l 2 Compui ai mg/l 0,2-0,5 fierului Necesarul de ap Etapa procesului tehnologic Consum de ap, litri ap/litru bere nmuierea orzului 7-8 Obinerea mustului incluznd splarea utilajelor 2-2,5 Rcirea mustului 2-3 Splarea tancurilor de fermentare i a butoaielor 3-5

13

Instalaii de rcire 10-15 Producerea aburului 20-25 TOTAL 45-60 n funcie de duritatea total, apele se pot ncadra n: domeniul 1 de duritate, ape moi cu pn la 7od; domeniul 2 de duritate, ape cu duritate medie, cu 7-14od; domeniul 3 de duritate, ape dure, cu 14-21,3od; domeniul 4 de duritate, ape foarte dure cu peste 21,3od. Pentru caracterizarea unei ape folosite la fabricarea berii trebuie s se mai cunoasc i duritatea temporar, care reprezint duritatea dat de bicarbonaii i carbonaii de calciu i magneziu. Diferena dintre duritatea total i cea temporar este duritatea permanent, dat de srurile de calciu i magneziu cu ionii sulfat, clor, azotic, etc. n funcie de duritatea apei s-au obinut principalele tipuri renumite de bere. Pentru berile blonde de tip Pilsen se folosesc ape foarte moi, pentru berile brune de tip Mnchen, ape cu un coninut mai ridicat n bicarbonai, iar pentru berile de tip Dortmund, ape foarte dure la care predomin duritatea permanent. Apele folosite n ara noastr prezint duriti cuprinse ntre 1,5 i 22o germane, predominnd duritatea temporar. Compoziia apei influeneaz pH-ul plmezii, mustului i al berii. Ionii i srurile din ap, la plmdire, pot s manifeste dou tendine i anume: de cretere a aciditii la scderea pH-ului contribuie ionii de Ca2+ i Mg2+ i srurile de calciu i magneziu cu acizii minerali tari sulfuric, clorhidric, azotic; de scdere a aciditii la creterea pH-ului contribuie bicarbonaii de calciu i magneziu i carbonaii i bicarbonaii alcalini. Alcalinitatea total a unei ape este dat de concentraia n bicarbonai, iar alcalinitatea remanent reprezint acea parte a alcalinitii totale care nu este compensat prin aciunea ionilor de calciu i magneziu. Apa cu alcaliniti remanente sub 5o se poate utiliza la fabricarea berilor blonde de tip Pilsen fr tratare, n timp ce la fabricarea berilor brune se pot utiliza ape cu alcalinitate remanent mai mare fr a avea dificulti la brasaj.

Tratarea apei utilizate la fabricarea malului i beriiTratarea apei depinde de msura n care aceasta rspunde cerinelor specifice de calitate i const n: corectarea duritii apei, care se poate realiza prin urmtoarele metode: fierberea apei la presiune normal sau sub presiune cu precipitarea carbonatului de calciu; decarbonatarea cu lapte de var; decarbonatarea sau demineralizarea prin folosirea schimbtorilor de ioni; demineralizarea prin electroosmoz; demineralizarea prin electrodializ; metode speciale de compensare a alcalinitii apei. compensarea alcalinitii; corectarea pH-ului. Decarbonatarea apei prin fierbere. Procesele chimice au loc la fierberea apei, iar dup fierbere, duritatea apei este de aproximativ 0,8o, 14mg CaCO3/l. Eficiena tratamentului prin fierbere depinde de condiiile n care are loc aceasta, prin creterea duratei de fierbere mbuntindu-se sedimentarea carbonailor. Pentru mbuntirea decarbonatrii se poate aduga sulfat sau clorur de calciu, care favorizeaz eliminarea carbonatului de magneziu. Procesul este scump, necesit un cazan pentru fierbere, iar

14

eficiena decarbonatrii nu este ntotdeauna satisfctoare. Decarbonatarea cu lapte de var este o metod simpl, cu costuri sczute, care necesit dozarea laptelui de var n funcie de compoziia apei supus tratamentului i ndeprtarea depozitului de precipitat. Se poate realiza prin: procedeul discontinuu const n amestecarea cantitii de lapte de var cu apa i omogenizarea intens, urmat de formarea compuilor insolubili i de sedimentare a acestora; procedeul continuu de decarbonatare cu lapte de var const n metode ntr-o singur treapt i n dou trepte de decarbonatare. Primele metode se realizeaz n instalaii care au n componen un rezervor pentru prepararea laptelui de var, un reactor de mare capacitate pentru decarbonatarea propriu-zis i un filtru cu nisip pentru limpezirea perfect a apei decarbonatate. Decarbonatarea cu lapte de var n dou trepte, procedeul split este utilizat pentru decarbonatarea apelor a cror duritate de magneziu depete anumite limite. Instalaia cuprinde dou reactoare n care se realizeaz decarbonatarea propriu-zis, apa decarbonatat fiind filtrat printr-un filtru cu nisip care trebuie s rein i cele mai fine particule de precipitat. Decarbonatarea apei cu schimbtori de ioni. Schimbtorii de ioni utilizai pot fi produse naturale, zeoliii sau sintetice, permutiii i schimbtorii de ioni organici, ele sunt substane care pot schimba ionii din constituia lor cu ali ioni cu aceeai sarcin electric dintr-o soluie cu care vin n contact. Cei mai utilizai schimbtori de ioni sunt schimbtorii sintetici organici, insolubili n ap, fr gust i miros, de tipul rinilor epoxidice de condensare, rini poliacrilice sau polistirolice care au n grupa lor grupe funcionale cu ioni ncrcai pozitiv sau negativ, pe care pot s-i schimbe cu o cantitate echivalent de ioni de aceeai sarcin. Prin combinarea unui tratament cu schimbtori cationici puternic acizi cu un tratament cu schimbtori anionici slab acizi, apa poate fi complet demineralizat. Tratamentul se realizeaz n coloane cilindrice, verticale, ncrcate cu schimbtori de ioni. Apa supus tratamentului se introduce n instalaie pe la partea superioar, cu o anumit presiune, strbate stratul de schimbtori de ioni, n care are loc schimbul ionic, dup care este evacuat pe la partea inferioar a coloanei. Regenerarea schimbtorilor de ioni se realizeaz prin tratarea acestora, n circuit nchis, cu soluie de regenerare. Etapele tehnologice ale ciclului de funcionare a unei coloane cationice sunt demineralizarea, afnarea, regenerarea i splarea schimbtorilor de ioni. Tratamentul cu schimbtori de ioni este mai ieftin, deoarece schimbtorii de ioni se pot regenera uor, are o durat mai scurt, instalaiile de decarbonatare au dimensiuni mai mici dect cele de decarbonatare cu lapte de var. Demineralizarea apei prin electroosmoz este o metod de demineralizare a apei care nu utilizeaz substane chimice. Instalaia de demineralizare este compus dintr- un compartiment care are montat un anod confecionat din magnetit, un compartiment median pentru circulaia apei de tratat i un compartiment n care este montat un catod din fier, oel inoxidabil, zinc i staniu, compartimentele fiind desprite prin diafragme din fibre vulcanice sau cromgelatin cu permeabiliti diferite pentru anioni i cationi. Prin aceast metod se ndeprteaz din ap electroliii Demineralizarea prin electrodializ se bazeaz pe procesul electrochimic de deplasare a ionilor din ap, n cmp electric, prin membrane care rein selectiv ionii. Deplasarea n cmp electric a ionilor este completat cu reinerea ionilor pe schimbtori de ioni utiliznd rini speciale puternic acide i puternic bazice. Compensarea alcalinitii dat de bicarbonai se face prin adaos de sulfat de calciu sau clorur de calciu direct la brasaj, tratament prin care fosfatul secundar de potasiu din mal, cu reacie alcalin, este transformat n fosfat primar de potasiu cu 15

reacie acid. Sulfatul de potasiu rezultat influeneaz negativ asupra gustului berii, doza maxim de sulfat de calciu fiind de 30g/hl ap de brasaj. Clorura de calciu acioneaz asemntor dar influeneaz pozitiv gustul berii, rezultnd beri cu o mai bun plintate, catifelate, cu un gust mai srat. La stabilirea dozelor de sulfat de calciu sau clorur de calciu trebuie s se in seama de alcalinitatea remanent a apei i de raportul dorit ntre duritatea temporar i cea permanent. Un raport ntre duritatea temporar i cea permanent de 1/2,5 mbuntete gustul berii, iar un raport ntre acestea de 1/3,5 este n favoarea obinerii unei beri de culoare deschis.

Drojdia de bereAparine grupei Ascosporogene, familia Saccharomycetaceae, genul Saccharomyces care se disting prin urmtoarele caractere: nmulirea celulelor se face prin nmugurire; formeaz uneori pseudomiceliu; sporii sunt de obicei rotunzi sau ovali; fermenteaz ntotdeauna alcoolic i nu asimileaz azotaii. Din punct de vedere al fermentrii exist: drojdii de fermentaie inferioar Saccharomyces carlsbergensis care fermenteaz la temperaturi sczute, mergnd pn la 0-1oC i care se depun pe fundul vasului la sfritul fermentaiei; drojdii de fermentaie superioar Saccharomyces cerevisiae care fermenteaz la temperaturi ridicate, iar la sfritul fermentaiei se ridic la suprafaa lichidului. Primele drojdii de bere de fermentaie inferioar au fost izolate n cultur pur la Laboratorul din Carlsberg, Danemarca, cultur considerat o specie distinct de Saccharomyces carlsbergensis. Drojdia de bere poate avea dimensiuni i forme diferite, este monocelular, are forma rotund sau oval cu dimensiuni de 5-10 microni. Drojdia de bere presat conine 75% ap, iar substana uscat a celulei conine 90-95% substan organic i 5-10% substane anorganice. Coninutul acestor constitueni este foarte variabil i depinde de starea fiziologic a celulei. Compuii principali ai celulei sunt: glicogenul; trehaloza; substanele azotate; gumele; lipidele; substanele minerale. Glicogenul i trehaloza constituie rezerva hidrocarbonat a celulei de drojdie. n mediu nutritiv bogat, glicogenul se acumuleaz, iar n mediu nutritiv srac el se consum de ctre celule i din aceast cauz coninutul de glicogen din celulele de drojdie variaz ntre 0-30%, n funcie de starea i stadiul n care se gsete celula. Coninutul de substane azotate este n mod normal de 45%, dar dac glicogenul scade, el poate ajunge chiar la 70%. Trei pri din substanele azotate sunt formate din albumine i o fosfoglobulin, restul fiind format din nucleoproteine. Coninutul n lipide variaz ntre 2-5%, iar substanele minerale reprezint n mod normal aproximativ 8%, majoritatea fosfai. Coninutul n substane gumoase este de aproximativ 5%, n celul pH-ul este de 5,9-6,0. n afar de substanele amintite, n celul se gsesc i ageni biologici: enzime, carbohidraze, proteaze, transferaze, citocromoxidaze; sisteme de oxidoreducere, citocromul i glutationul sunt principalele sisteme de oxidoreducere;

16

factori de cretere, B1, B2, B6, B12, provitamina vitaminei D, PP. Una din importantele proprieti ale drojdiei este capacitatea sa de floculare sau aglutinare. Prin floculare se nelege acumularea celulelor de drojdie n flocoane mari, care imediat ce capt o anumit greutate se depun pe fundul vasului de fermentare. n condiii normale de fermentare, drojdia floculeaz de obicei prea devreme, celulele nu vor mai produce fermentarea mustului, iar dac nu floculeaz la sfritul fermentaiei, berea rmne tulbure, produce greuti la filtrare i gustul su va fi mai puin corespunztor. n ceea ce privete fenomenul de floculare, se disting 4 categorii de drojdii i anume: drojdii foarte pulverulente, caz n care aglomeratele se produc pn la circa 10 celule i de obicei se menin n suspensie n bere; drojdii pulverulente, caz n care aglomeratele merg pn la 1000 celule i se formeaz n a doua treime a fermentrii; drojdii floculante, caz n care aglomeratele conin mai multe mii de celule i se formeaz n a doua jumtate a fermentaiei; drojdii foarte floculante, caz n care flocularea se produce chiar de la nceputul fermentaiei, celulele rmnnd lipite una de alta n timpul ct se multiplic. Drojdiile din prima i ultima categorie sunt inutilizabile. n practic au importan cele din categoria a doua i a treia. Printre factorii care influeneaz flocularea drojdiei se menioneaz: sarcina electric a celulei; slbirea activitii de nmulire; slbirea activitii de fermentare; prezena srurilor n mediu, care pot influena valoarea pH-ului; aciunea produselor de metabolism; influena bacteriilor; vrsta celulei; cationii bi i trivaleni; unii constitueni ai materiilor prime folosite, etc. Celula de drojdie este un coloid ncrcat cu electricitate i ea poate s piard aceast sarcin sau s-i schimbe semnul. Celula de drojdie este ncrcat pozitiv la introducerea ei n mediu, dup cteva ore de la nceputul nmuguririi ea este ncrcat negativ, iar la sfritul fermentrii, la pH 4,4-4,7, celulele se ncarc din nou pozitiv. La pH de 4,4, punctul izoelectric, se produce flocularea drojdiilor i a proteinelor cu molecul mare din mustul de mal. Cationii bi i trivaleni produc flocularea drojdiei n soluie apoas. Ionul de calciu are influen net asupra floculrii. S-a constatat de asemenea c anumite varieti de orz produc flocularea mai puternic a drojdiei. Cercetrile au artat c n cojile de mal exist anumite substane care produc flocularea drojdiei. La fabricarea berii n multe ri se folosesc dou tulpini de drojdie: una floculant, care sedimenteaz repede, dnd o bere limpede; una pulverulent, se care depune mai greu. Cele mai folosite ns la fermentarea berii sunt drojdiile floculante. Drojdiile pulverulente se folosesc de obicei nu singure, ci n asociaie cu cele floculante. Verificarea i selecionarea celor mai bune tulpini de drojdii pentru a fi introduse n producie Pentru obinerea unei bune fermentri a mustului de mal hameiat, este necesar s se foloseasc o cultur de drojdie viguroas. Asemenea cultur provoc o fermentare rapid i energic, mpiedicnd astfel eventualele contaminri cu alte microorganisme. Obinerea culturilor de drojdie ntr-o fabric de bere se realizeaz pornind de la

17

o cultur pur. Folosirea culturilor pure de drojdie prezint o serie de avantaje dintre care amintim: se mbuntete calitatea berii; scad posibilitile de degradare a berii, de apariie a tulburelilor, de modificare a gustului, mirosului, etc.; fermentarea decurge uniform, obinndu-se o bere cu o compoziie i proprieti gustative mai uniforme. Pregtirea culturii pure de drojdie se face n general n dou faze i anume: faza de laborator; faza dezvoltrii n instalaia de culturi pure. De o importan deosebit sunt caracteristicile tulpinii de drojdie de la care se pornete cultura pur. Se poate spune cu certitudine c tulpina de drojdie cu care lucreaz o fabric poate imprima un anumit gust specific sortimentului de bere produs. De aceea, microbiologul berar trebuie s fie narmat cu suficiente cunotine nu numai de microbiologie, dar i de tehnologie i procese biochimice specifice industriei malului i berii. El poate conduce cu o mai mare siguran ntregul proces de izolare, adaptare, nmulire, fermentare i refermentare a tulpinii de drojdie pe care o introduce n producie. Microbiologul berar trebuie s-i adapteze metodele de lucru n pregtirea drojdiei de cultur pur, avnd siguran ca astfel calitile berii ce se va obine cu drojdia respectiv vor fi din cele mai bune i c nu vor dezamgi pe consumatori. De aceea, dintr-un mare numr de tulpini de drojdie ce trebuie s i le izoleze specialistul, trebuie s se aleag cele mai bune dup o minuioas verificare la o scar mai mic i abia dup aceea s se treac tulpina de drojdie n producie. Munca de reizolare se realizeaz n permanen i se caut noi tulpini de drojdie care s aib nsuiri noi, superioare, care vor putea fi introduse n fabricile de bere n condiiile locale ale acestora. Posibile teme de cercetare: n ce msur temperatura sczut duce la o depunere prematur a drojdiei; cum se comport drojdiile la variaiile brute de temperatur, de la 7,5-8,5oC la 1-2oC; care este viteza de fermentare; cum influeneaz diferitele raporturi dintre zahrul fermentescibil i cel nefermentescibil asupra nmulirii i fermentrii drojdiei; cum influeneaz diferitele concentraii n extract ale mustului asupra fermentaiei drojdiei; n ce msur influeneaz variaia compoziiei i calitii malului asupra pstrrii constante a calitii tulpinii de drojdie; dac activitatea drojdiei este modificat sensibil prin folosirea n procesul de brasaj a cerealelor nemalificate, porumb, orz, orez; dac la sfritul fermentrii drojdia depune bine n vasul de fermentare i nu produce greuti la limpezirea berii. Drojdia de bere, Saccharomyces carlsbergensis, utilizat ca starter al fermentaiei, poate proveni din culturi pure de laborator sau prin recuperarea celulelor dezvoltate la o arj precedent de fermentare. Alegerea unei anumite tulpini de drojdie pentru obinerea berii, n condiii specifice de aprovizionare cu materii prime, dotrii i tehnologiei folosite, se realizeaz lund n considerare principalele caractere specifice ale drojdiei de bere: gradul final de fermentare i viteza de fermentare; capacitatea de asimilare a substanelor ce particip n metabolism; randamentul de multiplicare; 18

capacitatea de floculare i sedimentare; spectrul i cantitatea de produse secundare ale fermentaiei cu implicaii n gustul i aroma berii; rezisten fa de degenerare, contaminare, etc. Realizarea acestei alegeri este mult mai dificil dect a celorlalte materii prime pentru bere. ncercrile de a caracteriza drojdiile care se comercializeaz au artat c cele mai multe dintre ele sunt alctuite din specii diferite care adeseori posed proprieti de floculare. n practica industrial apar mutaii nedorite ce mpiedic flocularea. Principalii factori care influeneaz performanele fermentative ale drojdiilor i calitatea berii sunt: compoziia mustului de bere; condiiile de aerare ale culturii de drojdie; temperatura de fermentare; dimensiunile i geometria vasului de fermentare. O evoluie interesant n ultimii ani a avut-o implementarea fermentatoarelor cu drojdii imobilizate, care prezint avantajul de a crete i optimiza productivitatea, a reduce costurile i de a controla ntregul proces prin automatizare. Dac pentru maturarea berii i obinerea berii fr alcool, sistemele de utilizare a drojdiilor imobilizate sunt introduse n practic, fiind avantajoase din punct de vedere economic, folosirea drojdiilor n fermentarea primar este nc n stadiul de cercetare. Stabilitatea microbiologic a sistemului de drojdii imobilizate este dependent de concentraia, activitatea i puritatea drojdiilor. Prin fierberea mustului nainte de fermentare se evit contaminarea. Dintre contaminanii periculoi sunt bacteriile care pot avea o rat mare de cretere la temperaturi sczute i care se ataeaz pe suprafaa purttorilor de drojdii imobilizate. Pentru a sesiza contaminarea se recomand detectarea diacetilului, a compuilor fenolici sau a aciditii n efluent, ca i metode directe microbiologice.

Preparatele enzimaticePreparatele enzimatice exogene de origine microbian se folosesc n procesul tehnologic de fabricarea berii n diferite faze tehnologice i anume: la operaia de plmdire-zaharificare, n cazul utilizrii unui procent ridicat de cereale nemalificate se folosesc preparate enzimatice pentru lichefiere care conin enzime amilolitice, -glucanaz, peptidaze, celulaze care hidrolizeaz substanele macromoleculare, insolubile prezente n plmezi, n substane cu molecul mai mic, solubile; la fermentarea primar a mustului de bere se utilizeaz preparate enzimatice amilolitice n scopul hidrolizei urmelor de amidon din must, pentru creterea gradului de fermentare i pentru mbuntirea filtrabilitii berii; la fermentarea secundar i la maturarea berii se utilizeaz preparatele enzimatice pentru: ndeprtarea proteinelor care produce n berea finit trubul coloidal, papaina, se adaug n tancul de fermentare secundar, n timpul maturrii berii cnd pHul este mic, favorabil activitii enzimei, cu 10-14 zile nainte de filtrare, doza utilizat este de 2-10g/hl; ndeprtarea compuilor fenolici prin folosirea de polifenoloxidaz; ndeprtarea oxigenului. Oxigenul dizolvat n bere poate s modifice caracteristicile senzoriale ale acesteia, prin

19

reacii de oxidare. Pentru ndeprtarea acestuia se poate utiliza preparatul enzimatic glucoxidaz-catalaz de origine fungic; accelerarea maturrii berii prin reducerea diacetilului i a acetoinei prin folosirea de -acetolactat decarboxilaz sau diacetilreductaz, timpul de fabricare al berii se scurteaz cu 5-6 zile. Dintre preparatele enzimatice exogene se utilizeaz la fermentaia primar amintim: Fungamyl 800L 0,3-1ml/hl must, pentru un grad de fermentare de 80-85%; Fumgamyl 800L 1-5ml/hl must, pentru un grad de fermentare de 85-90%, se adaug n linul de fermentare; AMG-300L (amiloglucozidaza), 5ml/hl must, se obine un grad de fermentare foarte mare, iar berile au un grad redus de hidrai de carbon; Promozym 200L 32ml/hl must, se obine un grad de fermentare de pn la 90%, enzima produce deramificarea dextrinelor i amilopectinei, prin scindarea legturilor -1,6; Ambazyme 200L (amiloglucozidaza), se folosete n proporie de 3-9g/hl must; Amylozime 200L, care se folosete n proporie de 1-2g/hl must. Preparatele enzimatice utilizate, dup ce au acionat, trebuie s fie inactivate, ceea ce impune pasteurizarea berii finite. Acest lucru se impune deoarece AMG i Fumgamyl au i o activitate proteolitic nestandardizat, care conduce la deprecierea berii. Pentru inactivarea enzimelor respective trebuie realizate urmtoarele valori de pasteurizare: AMG 1200 UP, echivalent 5 minute de nclzire la 76oC; Promozym 80 UP i Fumgamyl 10 UP, echivalent a 60 de minute la 60oC. Preparatele enzimatice amilolitice de origine fungic sunt caracterizate prin temperaturi de inactivare mai sczute dect cele de origine bacterian i sunt preferate sub aspectul inactivrii lor ntr-un regim blnd de pasteurizare a berii. Avnd n vedere rezistena termic destul de ridicat a AMG i a Promozymului, se recomand ca aceste enzime s fie folosite la plmdire i mai puin la fermentare primar. n cazul n care berea nu se pasteurizeaz, este necesar ca i Fungamyl-ul s fie utilizat tot la plmdire. Pentru mbuntirea filtrabilitii berii se utilizeaz Finizym 200 L, n proporie de 0,4ml/hl bere. Se mai poate mri filtrabilitatea mustului i prin folosire la plmdire a urmtoarelor preparate enzimatice: Cereflo 200L, Ultraflo L, Viscozym 120L. Se recomand folosirea preparatului enzimatic Glucanase 200L n proporie de 250-500ml/hl mal, acesta poate fi adugat i la fermentarea primar/secundar, n proporie de 0,5-1ml/hl must sau bere.

Tehnologia obinerii mustului de malConst n obinerea unei diversiti de substane dizolvate molecular sau coloidal, care sunt principalele componente chimice ale berii, conferind acesteia nsuirile senzoriale caracteristice. Obinerea mustului de bere cuprinde unele operaii tehnologice importante ca: mcinarea, plmdirea i zaharificarea, urmat de filtrarea plmezii, dup care se fierbe mustul cu hamei. Malul, dup 4 sptmni de odihn, este transportat pneumatic de la silozul de mal ntr-un ciclon de desprfuire i apoi trecut prin intermediul unui dozator n cntarul automat. De aici, cu ajutorul elevatorului sunt conduse n celule de depozitare care au rol tampon. Apoi, cu ajutorul unui elevator, malul se conduce la maina de

20

polizat. Dup polizare, acesta se trece n cntarul automat, dup care este deversat n moara de mal. Mciniul rezultat se colecteaz ntr-un buncr de mcinare de unde se alimenteaz cazanele de plmdire i zaharificare. Cerealele nemalificate sunt aduse cu ajutorul transportorului pneumatic ntr-un ciclon n vederea desprfuirii acestora. Apoi sunt trecute n cntarul automat care ne permite aflarea cantitii de cereale nemalificate recepionate, dup care sunt depozitate n celule. De aici, cu un elevator sunt trecute n moara de cereale i sunt depozitate ntrun buncr tampon care se gsete n partea superioar a cazanului de fierbere. 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; plmdirea-zaharificarea; fierberea mustului cu hamei; rcirea i limpezirea mustului fiert. Dei cuprind aceleai operaii tehnologice principale prezentate mai sus, schemele tehnologice de obinere a mustului variaz n funcie de tipul i modul de amplasare a utilajelor tehnologice. Se ntlnesc trei tipuri de secii de fierbere: secii de fierbere clasic are ca principiu mcinarea malului uscat i folosirea unor cazane din cupru, de form rotund, amplasate orizontal. Filtrarea se poate realiza n dou moduri: n interiorul cazanului cu sisteme de filtrare sau cu un filtru de plmdire. Se ntlnesc doar n fabricile vechi de bere; secii de fierberea tip bloc Ziemann, se caracterizeaz prin aceea c utilajele principale sunt amplasate vertical sub forma unui bloc, permind un spaiu redus i implicit un consum de energie mic. Filtrarea se face cu ajutorul cazanului de filtrare sau cu filtre de plmad; secii de fierberea tip Hyro-Automatic Steinecker, folosete o mcinare umed a malului, care sunt direcionate n cazane, de form paralelipipedic, dispuse pe orizontal. Filtrarea plmezii o realizm n cazane de filtrare speciale, ntr-un strat mult mai gros dect n cazanele obinuite. Fabricarea berii se realizeaz dup schem tehnologic prezentat din figura de mai jos.HAMEI AP MAL CEREALE NEMALIFICATE DROJDIE DE BERE

Recepie Depozitare

Tratare

Recepie Depozitare

Recepie Depozitare Mcinare

Multiplicare n laborator

Mcinare Multiplicare n staia culturi

Plmdire de pure

Plmdire

Zaharificare Filtrare plmad Primul must Ape de splare Borhot de mal

21

Fierbere cu hamei Separare borhot de hamei Limpezire la cald Rcire Limpezire la receMUST DE BERE

Borhot de hamei Trub la cald

Trub la rece

Drojdie uscat Uscare

Tratare Drojdie recoltat

nsmnare Fermentare primar Fermentare secundar Filtrare mbuteliereBERE

CO2

Fig.1. Schema tehnologic general de fabricare a berii

Aceast plmad zaharificat rezultat se trece cu ajutorul unei pompe de plmad ntr-un filtru de plmad pentru a obine mustul de mal. Primul must de mal i apele de splare se trec n cazanul de fierbere cu hamei. n timpul fierberii, se degaj vapori de ap care sunt recuperai cu ajutorul recuperatoarelor de cldur, de unde colectam apa cald necesar seciei de fierbere. Dac cazanul de fierbere este plin, putem trimite mustul filtrat n cazanul intermediar de must. Borhotul de mal se transport cu ajutorul unei pompe n silozul de borhot de mal pentru valorificarea n zootehnie. Mustul fiert cu hamei se trece n separatorul de hamei i preluat de pomp i trimis ntr-un vas tampon pentru rcire i limpezire. Mustul fiert cu hamei se trimite n separatorul de conuri de hamei, cu ajutorul unei pompe i trimis ntr-un vas tampon pentru rcire i limpezire. Aici se separ i se spal cu apa borhotul de hamei. Cazanele sunt prevzute cu conducte cu duze de apa. Tot procesul tehnologic de condiionare a malului, a nemalificatelor i a fierbere pn n faz de must de bere se dirijeaz de la un panou control de comanda i automatizat folosindu-se programe speciale. Este deservit doar de o singur persoan pe schimb.

Mcinarea maluluiMcinarea malului este o operaie tehnologic care se face cu scopul de a permite solubilizarea enzimatic a malului, solubilizare care are loc n procesul de plmdire-zaharificare. Este o operaie mecanic importan n transformrile care au loc la plmdire-zaharificare, la randamentul fierberii i n compoziia mustului de bere. 22

Aceast operaie const n sfrmarea bobului de mal n particule mai mici i trebuie realizat astfel nct cojile s nu fie rupte. Numai n aceste condiii borhotul devine afnat, se poate realiza o scurgere normal a mustului i o splare mai rapid a borhotului. Totodat se urmrete ca miezul finos al bobului de mal s fie transformat, prin mcinare, ntr-o fin foarte fin. Ambele cerine se pot realiza numai folosind un mal de calitate corespunztoare. n practic se folosete un compromis ntre o mcinare prea fin i una prea grosier, gradul de mcinare stabilindu-se n special n funcie de sistemul de filtrare folosit. Prin calitatea mciniului realizat aceast operaie influeneaz hotrtor asupra desfurrii n continuare a procesului tehnologic. Mrunirea bobului favorizeaz difuzia substanelor solubile n apa de plmdire i uureaz activitatea enzimelor asupra compuilor macromoleculari existeni n particule de mcini. Pentru extragerea substanelor solubile existente n bob i pentru favorizarea activitii enzimelor, ar fi indicat s se realizeze un mcini cu particule ct mai puin fin. ntruct dup extragerea substanelor solubile, mustul trebuie separat prin filtrare de partea insolubil, borhotul, un mcini prea fin ar ngreuna acest proces de formare a unui strat filtrant tasat. Principiile mcinrii Prin mcinare vom obine o anumit mrime a particulelor componente ale bobului. Este indicat ca i coaja bobului s fie ct mai puin mrunit, pentru a putea evita trecerea polifenolilor n must i a se forma n cazanul de filtrare a unui strat afnat de borhot. Dac lucrm cu filtre de plmdire se elimin mai uor mcinturile cojii bobului de mal din cauza elasticitii acestuia. Endospermul, urmtorul strat al bobului de mal, este indicat s fie bine mcinat din cauza coninutului ridicat n amidon care d randamentul fierberii n extract. Se tie c solubilizarea componentelor din bob este diferit, pornete din exterior spre interior i de la baz spre vrf. Acest lucru ne indic stri cu duritate diferit care n timpul mcinturii dau produse de mcinare care difer ca mrime i ca randament n extracie. Mcinarea malului i a nemalificatelor este o operaie mecanic care const n mrunirea corpului de mal sau de cereale nemalificate, n particule mici n vederea mririi suprafeei particulelor n contact cu ap de plmdire, de trecere n soluie a unor componente solubile preexistente n materia prima, a enzimelor pentru favorizarea contactului ntre acestea i substrat. Datorit diferitelor grade de solubilizare, corpul bobului mrunit va avea nsuiri mecanice diferite care vor genera produse cu dimensiuni diferite. Partea solubilizat care este mcinat mai uor, format din particule fine i medii, care vor putea fi mai bine solubilizate i hidrolizate n timpul brasajului. Partea slab solubilizat sau nesolubilizat care se macin mai greu, este format din particule mari, griuri, care sunt particule mari i care necesit un tratament termic special. n urma mcinrii bobului distingem componentul cojii i componentul bobului: Coaja este format din celuloz, care are nsuiri elastice, avnd n compoziie compui polifenolici, substane cu gust amar, substane colorante, minerale, ele au influene minore asupra compoziiei mustului. Au rol n formarea stratului filtrant. Corpul bobului - endospermul - conine componente utile n formarea extractului mustului. Este indicat o mrunire fin a bobului astfel c n procesul de extracie s fie favorizat de o suprafa ct mai mare de contact ntre mcintur i apa de brasaj. Particulele fine conin cantiti mari de extract i se vor spal i epuiza mai greu. De aceea este recomandat s nu se fac o mrunire exagerat. Gradul de mrunire va determina solubilizarea bobului: cu ct avem o solubilizare mai avansat avem o mrunire mai puin. n acest caz corpul bobului este afnat; cu ct solubilizarea bobului este mai slab avem de-a face cu o 23

mcinare avansat. Mcintura poate avea rol i de mas filtrant. Se folosesc utilaje de filtrare montate n cazanul de filtrare n care stratul natural format din borhot care curge liber va defini viteza de filtrare. Un alt sistem de filtrare este filtrarea cu filtru de plmad, filtre cu rame i pnz adic stratul filtrant este artificial fiind format din estur de pnz. Rolul mcinrii malului Mcinarea malului realizeaz reducerea dimensiunilor materialului de start i o clasare pe dimensiuni a particulelor obinute, prin cernere. Tehnica de mcinare adoptat depinde de metoda de plmdire i de metoda de filtrare a plmezii dup brasaj. Din punct de vedere tehnologic, mcinarea malului va influena: extracia i randamentul n extract la plmdire ntr-un timp optim; durata de brasaj i viteza de filtrare a plmezii; claritatea mustului primitiv i a celui secundar; stabilitatea aromei mustului, respectiv a berii. ntre un randament mare n extract i viteza de filtrare optim exist o serie de contradicii, n sensul c la o mcinare fin, dei extracia substanelor utile este mai uoar, se faciliteaz i extragerea compuilor nedorii cum ar fi -glucanii, pentozanii, polifenolii i lipidele, care cauzeaz urmtoarele neajunsuri n must i bere: creterea vscozitii mustului (-glucanii i pentozanii); dificultti n filtrarea mustului i berii (-glucanii i pentozanii); scderea stabilitaii coloidale i a duratei de pstrare a berii (glucanii i pentozanii,polifenolii); stabilitatea mai redus a aromei (polifenoli i lipide). Astfel n urma mcinrii malului apar urmtoarele: o mcinare care conduce la griuri fine i fin asigur o plmad care se lichefiaz i se zaharific uor, mustul avnd un coninut ridicat n extract, un grad de fermentare mare, iar plmada se filtreaz greu atunci cnd aceast operaie se face la cazane de filtrare; o mcinare care conduce la griuri mari nu asigur o lichefiere -zaharificare bun a plmezii, randamentul n extract al mustului este redus, mustul este greu fermentescibil, iar plmada se filtreaz uor n cazanul de filtrare; felul mciniului determin volumul borhotului i structura acestuia, respectiv nlimea borhotului n cazan, care va condiiona filtrarea plmezii n cazanul de filtrare; un mcini grosier conduce la obinerea unui borhot mai voluminos, cu o structur afnat, care favorizeaz filtrarea; un mcini fin conduce la obinerea unui borhot mai puin voluminos, mai compact, care ngreuneaz mult filtrarea mustului; Extractul este exprimat n l/kg mal ca substan uscat; FCDdiferena de randament n extract obinut cu mcini fin i grosier; -Amilaza este msurat ca activitate n uniti dextrinizante; DPeste puterea diastazic i este exprimat n unitate a WindichKolbach (W-K). Metode de mcinare Gradul de mcinare i produsele rezultate n urma mcinrii se controleaz prin sortarea a 100g mcini cu ajutorul unui sortator de laborator cu 5 site, timp de 5 minute, la 300 ture/minut. Reglarea morilor din fabric se face pn la atingerea 24

procentului dorit de fin. Mcinarea malului se poate realiza n dou moduri: metode de mcinare uscat: mori cu valuri; mori cu ciocane; mori cu discuri. metod de mcinare umed se folosete numai pentru mcinarea umed. Tabelul 1 Structura normal a mciniului n funcie de tipul de filtrare Proporia fraciunilor, % Numrul Dimensiunea Denumirea Cazanul de Filtrul de sitei ochiurilor, mm fraciunii filtrare plmad 1 1,270 Coji 18-26 7-11 2 1,010 Griuri grosiere 8-12 3-6 3 0,547 Griuri fine I 30-40 28-38 4 0,253 Griuri fine II 14-20 20-30 5 0,152 Fin de griuri 4-6 8-11 fund Fin pudr 9-11 17-22

Mcinarea uscat a malului se poate efectueaz cu diferite tipuri de mori cu una, dou sau trei perechi de valuri, cu sau fr condiionare prealabil a malului prin umezire. Structura mciniului se obine prin reglarea valurilor cu ajutorul unui distanier, iar n interiorul morii exist site cu dimensiuni standard care sunt antrenate ntr-o micare de vibraie. Prin cernerea a 100g mcini, la 300 ture, rezult o anumit fraciune de mcini, iar prin apropierea sau ndepartarea valurilor se obin diferite tipuri de finuri mcinate: Tipul rotului Tria in rot Vol/ rot ml Volum borhot ml rot grosier 25-30 280 200 rot fin 50-60 210 150 Faina fina 85-90 200 100 Structura mciniului este urmtoarea: coji, griuri mari I particule cu extracie mai slab, vor contribui mai puin la randamentul n extract, griuri mari II se pot hidroliza bine, formeaz un strat filtrant, aceast fraciune de mcini conduce la o densitate mic cu implicaii de cretere a randamentului n extract, durata de zaharificare este mic iar randamentul n extract al particulelor mari este ridicat, nu se vor extrage substane nefavorabile din bob i coaj, griuri fine i fin pudr. Morile cu o pereche de valuri permit obinerea unui mcini cu 30% coji, 50% griuri i 20% fin, se preteaz numai la mcinarea malurilor bine solubilizate, sunt mai puin rspndite. Morile cu dou perechi de valuri realizeaz o mrunire mai fin a malului, iar cojile sunt mai puin zdrobite, rezultnd n final un mcini cu 25-28% coji, 54-60% griuri i 12-16% fin, acest tip de moar este puin folosit.

25

Fig.2. Moar cu dou perechi de valuri 1-tvlug de distribuire; 2-dispozitiv de reglare a alimentrii; 3-tvlug de mcinare grosier; 4, 9-tvlugi de mcinare fin; 5- sit oscilant; 6-biel; 7-coji; 8-griuri; 10fin. Morile cu dou perechi de valuri posed un mic tvlug de distribuire 1 care mpreun cu dispozitivul de reglare a alimentrii 2, asigur ncrcarea uniform a primei perechi de tvlugi de mcinare grosier 3, astfel se realizeaz numai o spargere a bobului, dar nu i o rupere a cojii. Granulele mici trec prin fant fr a fi sfrmate. Urmeaz a doua pereche de valuri care au 260 rot./min., distana dintre ele fiind mai mic. La aceste tipuri de mori se separ rotul de la prima pereche de valuri cu sitele oscilante 5 acionate cu biela 6 i se macin separat. Mcinarea fin se efectueaz numai la griurile grosiere 8 i pentru aceasta, tvlugii de la a doua pereche de valuri au viteze diferite, respectiv de 330 i 165 rot./min. Sitele se cur continuu cu ajutorul unor bile de cauciuc. Morile cu trei perechi de valuri reprezint tipul cel mai perfecionat de moar de mcinare uscat, care permite obinerea gradului dorit de mcinare chiar i la prelucrarea malurilor slab solubilizate. Malul este trecut prin prima pereche de valuri, n care are loc o prim mrunire n coji cu griuri aderente i fin. Fina este evacuat din moar, iar cojile cu griuri aderente sunt trecute la cea de a doua pereche de valuri, unde are loc desprinderea griurilor de pe coji, cojile sunt evacuate, iar griurile rezultate de la primele dou perechi de valuri trec la cea de a treia pereche de valuri, unde se realizeaz o mrunire mai fin a acestora. Separarea fraciunilor se face cu ajutorul a dou site duble vibratoare situate ntre cele trei perechi de valuri. ntruct evacuarea cojilor din aceast moar se face separat, este posibil depozitarea lor ntr-un buncr i adugarea lor ntr-o anumit faz a plmdirii i zaharificarea n cadrul procedeului cu separare de coji. Prin acest procedeu se obin beri mai srace n polifenoli, de culoare mai deschis i cu un gust mai plcut.

Fig.3. Moar cu trei perechi de valuri: 1-val de distribuire; 2-pereche de valuri de prezdrobire; 3-pereche de valuri pentru 26

coji; 4-pereche de valuri pentru griuri; 5-sit oscilant superioar; 6-sit oscilant inferioar; 8-griuri; 9-fin. Morile de mcinare uscat sunt amplasate deasupra instalaiei de fierbere, mciniul fiind trecut apoi n buncre speciale, cu un unghi de golire de circa 45 o. Capacitatea morilor trebuie astfel aleas nct arja de mal s poat fi mcinat n maximum 2 ore. Mori cu trei perechi de valuri sunt prevzute cu 2 seturi de site intercalate ntre perechile de valuri. Se face o mcinare selectiv, se realizeaz un mcini cu o anumit structur. Moara este prevzut cu o plnie de dozare, cu valuri cu rifluri mari. Malul este lsat s cad n prima pereche de valuri care sunt valuri de zdrobire, permind obinerea de produse din coji care ader la valuri, griuri foarte mari, griuri mari i o cantitate de produse mai fine (fina i pudr). Acestea cad pe primul set de site care le dirijeaz astfel: particulele mari: coji cu griuri mari, aderente sunt reinute pe prima sit a primului set i pentru c sit vibreaz, acestea sunt dirijate ctre a doua pereche de valuri care sunt valuri pentru coji; griurile mari trec prin prima sit i ajung pe sit a doua a primului set, de unde vor iei griuri mari care vor cdea pe cel de-al doilea set de site unde se selecteaz cojile. Cojile vor fi reinute pe prima sit i ies din moar colectndu-se separat- fraciunea de coji; griurile mari trec prin sit i vor alimenta cea de-a treia pereche de valuri pentru griuri. Vor rezulta din moara griuri mari II i griuri fine. Particulele de fin i pudr care au rezultat din prima pereche de valuri, separate pe ambele site i cele trecute prin cea de a doua pereche de valuri i setul al doilea de site, vor fi colectate apoi sub forma de fin i pudr. Sitele sunt acionate de un sistem oscilator de 300-500 ture/ min, se disting: valuri pentru prezdrobire; valuri pentru coji; valuri pentru griuri. Mcinarea umed a malului constituie un procedeu mai nou de mcinare care, datorit avantajelor pe care le prezint fa de mcinarea uscat, i-a gsit o larg rspndire pe plan mondial, inclusiv n toate fabricile noi de bere din ara noastr. Procedeul se bazeaz pe nmuierea cu ap a malului nainte de mcinare pn la o umiditate de 30%, prin care cojile devin elastice astfel c n timpul mcinrii rmn ntregi. Ca urmare borhotul format n cazanul de filtrare este mult mai afnat, filtrarea decurge mai rapid, astfel nct se poate mri nlimea stratului de borhot cu 50% fa de procedeul clasic care folosete cazane de filtrare. Datorit pstrrii cojilor ntregi se diminueaz i trecerea polifenolilor n must, rezultnd o bere de culoare deschis i un gust fin. Mcinarea umed se realizeaz cu instalaii hidroautomatice folosite la cazanele de fierbere care sunt prevzute cu instalaii de filtrare. Acestea permit o pstrare ct mai ntreag a cojii de mal care este un element de baza al stratului filtrant obinut n cazanul de fierbere. Se pot folosi morii speciale n care s se menin coaja ntreag, putem astfel c realizm o filtrare mai lent, iar nlimea cazanului de filtrare s fie cu 50% mai nalt, se face o ncrcare specific mrit care prin prezena cojilor bobului vor da berii mai dechise la culoare, cu un gust fin. Etapele procesului sunt urmtoarele: condiionarea sau nmuierea malului se realizeaz cu apa de brasaj; mcinarea malului nmuiat. Condiionarea sau nmuierea malului destinat cazanelor de filtare va avea n vedere un tratament de transformare astfel nct densitatea bobului s fie mai uoar, s 27

devin mai elastic. Dac se face o mcinare mai grosier sau mai avansat se va mcina doar corpul finos al bobului ceea ce duce la o scdere a productivitii cazanelor de filtrare. Se folosesc dou metode: condiionarea cu abur uscat, cantitatea de mal este transportat cu un nec la moar unde malul este tratat n transpor, cu abur uscat, la 0,5 atmosfere, timp de 30-40 secunde. n acest timp are loc o mrire a densitii malului cu 0,7-1%, dar aceast cretere a densittii este preluat de coaj. Prin acest tratament este posibil creterea stratului filtrant n cazanul de filtrare cu 20% fa de malul necondiionat, creterea ncrcturii specifice duce la mrirea vitezei de filtrare cu 20% fa de filtrarea unei plmezi de mal mcinat uscat fr condiionare; condiionarea cu ap se face prin prituirea malului transportat timp de 90-100 secunde pn cnd densitatea acestuia ajunge la 1,5-2%, iar mcintura obinut va permite o cretere a nlimii stratului de borhot cu 10%, pentru aceeai durata de filtrare. Putem mri viteza de filtrare cu 10% fa de malul necondiionat, se poate micora distana dintre valuri n vederea obinerii unei cantiti mai mari de griuri. nmuierea malului se face cu apa de brasaj care are temperatura de 35-50oC, timp de 15-30 minute, fiind necesar 70-75 litrii de ap pentru 100kg mal. Temperatura apei folosite este n funcie de gradul de solubilizare al malului i n funcie de calitatea berii care dorim s o obinem. Dac malul este slab solubilizat vom evita folosirea de ap cu temperaturi sczute. Pentru berile fine, de culoare deschis, folosim ape de nmuiere cu temperatura de 40-50oC. Prin folosirea excesului de apa de nmuiere avem neansa de a permite trecerea n apa a substanelor amare i a substanelor de extracie, iar pierderile n extract ajung la 0,3-1%. Instalaia de mcinare se compune din: buncrul metalic pentru stocarea malului, valul dozator, valul de strivire cu amestec de plmad, duzele de pulverizarea apei i pompa de plmad. De regul, moara este amplasat la acelai nivel cu cazanele de fierbere, sunt formate dintr-un buncar cu fund conic unde se face nmuierea malului. Malul polizat i lustruit este transportat i descrcat cu un transportor elicoidal n buncr unde se adug apa de brasaj. La partea inferioar a buncrului este montat un val cu rifluri mari, sub el se gsete o poriune de tabl perforat, care lateral are un racord pentru evacuarea apelor n exces. Aceast instalaie este situat deasupra morii i este prevzut cu o pereche de valuri speciale, iar lateral, cu un sistem de conducte cu duze, folosite pentru splarea valurilor i curirea morii. De asemenea, se gsesc montate n moar nite talere de omogenizare i un nec n care se continu omogenizarea. n moar se obine malul mcinat cu ape de plmdire, amestecul este preluat de o pomp i transportat n cazanul de plmdire. Cantitatea de mal prelucrat pe arj se introduce n buncrul metalic unde se adaug pn la nivelul malului, ap. Prin recilcularea apei cu ajutorul unei pompe se realizeaz nmuierea malului pn la umiditatea de 25-30%, iar operaia de nmuiere dureaz 20-30 minute. nmuierea se realizeaz cu ap rece care are temperatura de 1820C sau cu ap cald care are temperatura de 40-45C. Se practic nmuierea cu ap rece atunci cnd folosim un mal slab solubilizat i sticlos, iar nmuierea cu ap cald atunci cnd malul este finos i bine solubilizat. Dup terminarea nmuierii, apa utilizat n exces este scurs la canal, dup care ncepe procesul de mcinare propriuzis. Distana dintre valurile zdrobitoare se regleaz la 0,35-0,40mm, iar mciniul rezultat cade n cuva metalic, unde se amestec cu apa de plmdire. Proporia de amestecare a mciniului cu ap este de 3,5-4hl ap pentru 100kg mal. Plmada rezultat este pompat cu o pomp special n cazanul de plmdire. Pentru ca operaia de mcinare s decurg n bune condiii este necesar ca valul dozator s alimenteze valurile zdrobitoare uniform pe toat lungimea lor, iar valurile zdrobitoare s fie 28

perfect paralele. Aceast operaie este pur mecanic i const n sfrmarea bobului de mal n particule mai mici, iar prin calitatea mciniului realizat este influenat major desfurarea procesului tehnologic. Mrunirea bobului favorizeaz difuzia substanelor solubile n apa de plmdire i uureaz activitatea enzimelor asupra compuilor macromoleculari existeni n particule de mcini. Pentru extragerea substanelor solubile existente n bob i pentru favorizarea activitii enzimelor, ar fi indicat s se realizeze un mcini cu particule ct mai fine. ntruct dup extragerea substanelor solubile, mustul trebuie separat prin filtrare de partea insolubil, borhotul, un mcini prea fin ar ngreuna acest proces de formare a unui strat filtrant tasat. innd cont de cele de mai sus, n practic se consider c mcinarea este bun atunci cnd cojile rmn ntregi, iar corpul finos al lui se sparge n particule mai mici. Cojile de mal au rolul de a afna stratul filtrant, permind astfel scurgerea uoar a mustului primitiv i a apelor de epuizare. Mcinarea umed a malului se realizeaz cu mori speciale numite Maiomatur, care sunt prevzute cu un buncr de nmuiere amplasat deasupra morii, iar aceasta are prevzut o pereche de valuri rifluite, la distana de 0,35-0,45mm. Procesul de mcinare se realizeaz n patru faze i anume: nmuierea cu ap cu temperatura de 30-50oC n buncrul de nmuiere, timp de 20-25 minute, urmat de recircularea apei timp de 10 minute, pn se atinge o umiditate a malului de 30%. Temperatura apei de nmuiere este cu att mai ridicat cu ct malul este mai bine solubilizat; apei de nmuiere cu un extract de 0,3-1% este evacuat i trecut n cazanul de plmdire ca ap de plmdire sau aruncat la canal, iar operaia dureaz 5 minute; mcinarea umed propriu-zis a malului dureaz o perioad de 40 minute, n care malul se introduce n camera de amestec de sub valuri, mpreun cu apa de plmdire, ntr-un raport dintre mal i ap de 1:3 sau chiar mai mult; curirea i splarea morii se realizeazt prin priuire cu ap, iar apa rezultat numit ap de splare, este pompat n cazanul de plmdire, n timp de 5 minute. Mcinarea umed prezint urmtoarele avantaje: se pstreaz integritatea tegumentului; se diminueaz posibilitatea extraciei substanelor polifenolice n cursul procesului de plmdire; se obin randamente mai mari, ca urmare a intensificrii proceselor de mcinare i plmdire; se obin straturi de borhot de filtrare cu nlimi mai mari; se evit pierderile de mal la mcinare deoarece nu se produce praf (Berzescu, P., et al., 1981). La alegerea procedeului de mcinare trebuie s se in cont de urmtoarele aspecte: mrimea i uniformitatea boabelor de mal; intensitatea modificrilor care au avut loc la malificare; metoda de brasaj care urmeaz a fi aplicat; metoda de filtrare care se va adopta dup brasaj (Banu, C., et al., 2001). Brasajul malului mcinat Brasajul malului include plmdirea i zaharificarea i are drept scop: s solubilizeze substanele solubile preexistente n mal (10 - 15% din totalul componentelor malului); s fac solubile prin. aciunea enzimelor proprii i cu ajutorul celor 29

adugate, substanele care n starea lor nativ sunt insolubile (60% din totalul componentelor malului); s modifice, pe cale enzimatic, structura chimic a substanelor solubilizate la un nivel dorit, astfel nct 75% din extractul mustului dulce s fie format din zaharuri fermentescibile. Factorii care influeneaz brasajul Factori care influeneaz brasajul cantitatea i calitatea apei folosite la brasaj; calitatea malului; natura amidonului din plmad; temperatura i valoarea pH-lui; compoziia mciniului; procedeul de brasaj. Factorii de importan major care intervin la brasaj sunt urmtorii: Apa de brasaj. Apa acioneaz n dou tipuri de procese: fizice cnd are loc dizolvarea substanelor solubile preexistente n mal: se produc hidratarea i umflarea granulelor de amidon pn la gelatinizare; se realizeaz transportul extracului; se favorizez transferul de cldur n vederea realizrii unor reacii chimice i biochimice. chimice neenzimatice cnd apa de plmdire cu o compoziie chimic corect (nivel optim de Ca+2) reacioneaz cu fosfaii anorganici eliberai din fosfaii organici din mal cu ajutorul fosfatazelor, modificndu-se astfel aciditatea plmezii i stabilindu-se un sistem tampon de meninere a pH-ului plmezii i, respectiv, al mustului dulce ntre anumite limite. un pH optim al plmezii va favoriza: activitate mai bun a amilazelor asupra amidonului; mbunntirea activitii altor carbohidraze i proteinaze; mbuntirea solubilitii proteinelor din mal i coagulabilitii acestora; minimalizarea extraciei taninurilor. dac pH-ul plmezii este mai mare de 5,8, atunci acesta se corecteaz prin: decarbonatarea apei de brasaj; prin folosirea la brasaj de mal acid; prin adaos de acid mineral; prin acidifierea biologic a plmezii. prin ajustarea pH-ului plmezii la 5,2 - 5,4 se realizeaz urmtoarele: obinerea unui must cu un extract mai mare; plmada este mai uor filtrabil, ca de altfel i mustul mai dulce; culoarea mustului este mai deschis; se utilizeaz mai ru principiile din hamei la fierberea mustului cu hamei; berea se clarific mai bine iar posibilitatea de formare a tulburelii la rece este mai redus. Acest efect este pus pe seama unei degradri mai avansate a proteinelor i a extrageri unei cantiti mai reduse de polifenoli. Prezena unei cantiti reduse de polifenoli astringeni conduce la o bere cu o arom mai echilibrat, mai elegant; ioni de calciu din apa de brasaj (plmdire) protejeaz activitatea amilazei fa de temperaturile ridicate, ceea ce face posibil aciunea sa de lichefiere a amidonului la temperaturi mai ridicate dect temperatura sa optim; 30

prezena ionilor de calciu n bere va favoriza flocularea drojdiilor i cauzeaz n plus separarea oxalatului sub forma cristalelor de oxalat de calciu (piatra de bere). Sistemul enzimatic al plmezii. Sistemul enzimatic din plmad acioneaz diferit fa de un sistem standard deoarece: substraturile asupra crora acioneaz enzimele (amidon, proteine etc.) sunt eterogene i impure din punct de vedere chimic, respectiv sunt n amestec cu alte substane i parial sunt incluse n celule cu perei ntregi; substraturile sunt n cea mai mare parte insolubile, cel puin la nceputul brasajului. n cazul granulelor intacte de amidon care sunt rezistente la enzimoliz, este necesar ca acestea s se hidrateze i s se gelatinizeze nainte ca ele s fie atacate de enzime; deoarece plmdirea se execut la temperaturi ridicate de 65C, unele enzime sunt rapid inactivate, iar altele rmn nemodificate pn la sfritul plmdirii; se modific p