Aproveitamento da água de umidificação de malte da moagem úmida como matéria prima na fabricação de cerveja 1

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1 1 de 10 24/09/ :36 Food Science and Technology (Campinas) On-line version ISSN X Ciênc. Tecnol. Aliment. vol.19 n.2 Campinas May/Aug Aproveitamento da água de umidificação de malte da moagem úmida como matéria prima na fabricação de cerveja 1 Services on Demand Article Indicators Related links Share Permalink Waldemar G. VENTURINI FILHO 2,*, T. NOJIMOTO 2 RESUMO A água de umidificação de malte, resultante da moagem úmida, pode ser usada como matéria prima na fabricação de cerveja. Há, entretanto, cervejarias que descartam esse subproduto, e conseqüentemente, o extrato nele contido. Em função disso, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a possibilidade de ganho de rendimento na mosturação e alterações nas características químicas e sensoriais da bebida, em virtude do uso dessa água. Cervejas do tipo Pilsen foram produzidas de duas formas: com e sem água de umidificação de malte. Utilizou-se como matéria prima malte, lúpulo, xarope de maltose, água destilada e água de umidificação de malte. O mosto foi produzido pelo processo de infusão, separado do bagaço de malte por filtração convencional e fervido durante 60 minutos. Após seu resfriamento e clarificação o mosto foi inoculado com levedura de baixa fermentação (1,3g/l, ps) e colocado para fermentar a 10 C. A fermentação foi encerrada com 90% da atenuação limite. Em seguida, a cerveja foi engarrafada e maturada a 0 C por 14 dias. Os resultados mostraram que o aumento do rendimento de mosturação, em função do uso da água de umidificação de malte, foi estatisticamente não significativo. A utilização dessa água praticamente não alterou as características químicas e sensoriais da cerveja, havendo apenas um leve aumento na intensidade de cor da bebida (7,1 x 8,0 EBC). Considerando, no entanto, que a água de umidificação de malte obtida em nível industrial apresenta maior concentração de extrato em relação àquela produzida em laboratório, espera-se que o uso da primeira traga ganho de rendimento industrial sem alterações significativas nas características da cerveja. Palavras-chave: mosturação, rendimento, subproduto, resíduo. SUMMARY Utilization of the wet milling malt steep water as raw material on brewing.

2 2 de 10 24/09/ :36 The wet milling malt steep water can be used as raw material on brewing. However, some breweries discard this water containing a certain amount of extract. Based on this fact, the aim of this work was to evaluate possible gain in mashing efficiency as well as changes in beer characteristics. Pilsen beer was produced with and without malt steep water. The brewing raw materials were malt, hop, maltose syrup, distilled water and malt steep water. The wort was produced through infusion process, separated from spent grain through conventional filtration and then boiled for 60 minutes. After being cooled and clarified, it was inoculated with lager yeast (1,3g/l, dry matter basis). Fermentation temperature was 10 C and the fermentative process was finished at 90% of the limit attenuation. The beer was bottled and then lagered at 0 C for 14 days. The results showed that mashing efficiency increase by malt steep water utilisation was statistically not significant. The use of steep water did not change chemical and sensorial characteristics of the beer; but there was a light increase in beer colour (7,1 x 8,0 EBC). The author concluded that malt steep water produced on industrial scale presents major extract concentration when compared to malt steep water produced on laboratory scale. In this way, the author suggested that industrial breweries which use wet milling should also use the malt steep water. Thus, there is the possibility of gain in mashing efficiency without changes in beer characteristics. Keywords: beer, brewing, mashing, efficiency, malt steep water, waste water. 1 INTRODUÇÃO Nas cervejarias do Brasil e do mundo, o malte tem sido tradicionalmente moído em moinhos de rolo, apesar de recentemente algumas cervejarias terem optado pelo moinho de martelo. Quando se utiliza o moinho de rolo, o malte deve ser apenas esmagado para produzir cascas inteiras e farinha. As cascas inteiras do malte moído favorece a rápida filtração do mosto na tina de filtração, enquanto que o endosperma amiláceo reduzido à granulação de farinha contribui para a máxima conversão do amido em extrato durante a mosturação. A moagem inadequada em moinho de rolo resulta em excesso de cascas quebradas, que reduz a velocidade de filtração do mosto e aumenta o teor de polifenóis na cerveja, prejudicando a sua estabilidade coloidal. A literatura especializada [7, 10, 13] relata que a moagem do malte em moinho de rolo pode ser feita por via seca ou úmida. Esta última é tecnicamente vantajosa, pois ao umedecer o malte, com água ou vapor, antes da moagem, sua casca torna-se mais resistente e flexível, o que diminui a probabilidade de quebra e, o espaço entre os rolos do moinho pode ser diminuído para favorecer a produção de partículas de endosperma de menor tamanho. HOUGH [10] e LEWIS & YOUNG [13] classificam os produtos da moagem do malte em: casca, sêmola grossa, sêmola, sêmola fina e farinha. De acordo com o primeiro autor, o tamanho dessas partículas são: sêmola grossa 0,3-0,6 mm, sêmola fina 0,15-0,3 mm e farinha < 0,15 mm. Esse autor afirma que a proporção dessas partículas na moagem seca varia de 27:35:41 à 24:35:41. De acordo com LEWIS & YOUNG [13] a água usada na umidificação do malte pode ser simplesmente descartada ou aproveitada para a produção de mosto. Como essa água carrega consigo uma certa quantidade de sólidos solúveis e insolúveis, acredita-se que o seu aproveitamento possa aumentar a quantidade de extrato recuperado no mosto e, conseqüentemente, de cerveja no final do processo fabril. A literatura não faz referência sobre as possíveis alterações que o aproveitamento da água de umidificação do malte poderia causar nas características químicas, físicas, físico-químicas e sensoriais da cerveja. Assim sendo, o presente trabalho teve por objetivo avaliar sob o ponto de vista físico, químico, físico-químico e sensorial a cerveja tipo Pilsen produzida com a água de umidificação de malte.

3 3 de 10 24/09/ :36 2 MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material As matéria primas usadas na produção de cerveja foram água destilada, água de umidificação de malte, malte cervejeiro, lúpulo em "pellets" e xarope de maltose. Como fermento, utilizou-se levedura de baixa fermentação 2.2 Métodos Planejamento experimental O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com dois tratamentos (cerveja produzida com água de umidificação de malte e cerveja produzida sem água de umidificação de malte) e seis repetições. Para os resultados obtidos na mosturação e na análise de mosto e cerveja, efetuou-se a comparação de médias entre os dois tratamentos através do teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade, de acordo com GOMES [9]. Na análise sensorial, a significância estatística do teste triangular foi obtida a partir de tabela específica desse método, publicada pela EBC [8] Análise das matérias primas O malte foi analisado quimicamente para os seguintes parâmetros: umidade, cinzas, fibra, proteína bruta, lipídeo e amido, tendo como base os métodos propostos pelo IAL [12]; teor de extrato, poder diastático, cor, fermentabilidade, velocidade de sacarificação e odor de acordo com EBC [8]. No xarope de maltose foi determinado o teor de extrato, mediante uso de densímetro digital. A água de umidificação de malte foi analisada para os seguintes componentes: matéria seca, cinzas e proteína bruta, de acordo com o IAL [12], cor, conforme EBC [8] e teor de extrato, através do uso de densímetro digital Produção de cerveja Malte em grão (1 kg) foi misturado a 1,5 litro de água destilada e mantido sob agitação branda por 10 minutos na temperatura de 40 C. No tratamento que utilizou a água de umidificação de malte, essa mistura foi submetida à moagem em liqüidificador por 5 minutos, e, em seguida vertida para a tina de mosturação. Para a completa recuperação do malte moído, o copo do liqüidificador foi lavado com 2,5 litros de água destilada, a qual foi, em seguida, vertida para a tina de mosturação. No tratamento em que não se usou a água de umidificação de malte, essa água foi separada dos grãos úmidos através de uma peneira. No liqüidificador, misturou-se o malte úmido a 1,1 litro de água destilada (40 C), a mistura foi moída por 5 minutos e vertida para a tina de mosturação. Para a completa recuperação do malte moído, tomou-se o mesmo procedimento citado anteriormente. A mosturação foi conduzida pelo processo de infusão, conforme a programação de tempo e temperatura da Figura 1. A curva de mosturação mostrada nesta figura foi adaptada, a partir daquelas utilizadas nas cervejarias industriais com o objetivo de simplificar a operação de produção de mosto cervejeiro em laboratório. O mosto foi separado do bagaço de malte por processo convencional de filtração e a torta de filtro lavada com 8 litros de água destilada a 80 C. Adicionou-se ao mosto 493,2 gramas de xarope de maltose (80 Brix). O mosto foi submetido à fervura por 60 minutos. Durante a fervura adicionou-se lúpulo (8 g) pelo método das três cargas, conforme proposto por HUDSTON [11]. Em seguida, o mosto foi resfriado e o seu teor de extrato corrigido para 12 Brix, mediante adição de água destilada.

4 4 de 10 24/09/ :36 O mosto resfriado (0 C) foi inoculado com fermento cervejeiro filtrado (74,40% de umidade) na proporção de 0,5% m/m, o que correspondeu à concentração de 1,3 grama de levedura seca / litro de mosto. A fermentação transcorreu a 10 ± 1 C e o seu final foi determinado pelo consumo, por parte das leveduras, de 90% do extrato fermentável aparente. A cerveja verde foi engarrafada e colocada para maturar por 14 dias na temperatura de 0 ± 1 C. Após a maturação, a cerveja foi mantida em geladeira à espera das análises Rendimento de mosturação Durante a produção de mosto foram coletados dados que permitiram o cálculo do rendimento de mosturação e dados sobre o teor de extrato na torta de filtro ao final do processo de filtração de mosto. A concentração de extrato na torta de filtro foi determinada em densímetro digital, enquanto que o rendimento da mosturação foi calculado pela fórmula: Análise da cerveja Na cerveja foram determinados os teores de extrato aparente e real, fermentabilidade aparente e real, carboidrato total, teor alcoólico, proteína bruta, cor e amargor segundo EBC [8], ph, acidez total e CO 2 pela ASBC [1] e estabilidade de espuma através de DE CLERK [5]. A análise sensorial das cervejas, produzidas com e sem água de umidificação de malte, foi feita pelo teste triangular [14] para o atributo cor, considerada isoladamente e, para os atributos sabor, odor e corpo, considerados em conjunto. O painel de provadores contou com 12 pessoas selecionadas para esse tipo de teste. 3.1 Análise das matérias primas 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO A composição química e as características tecnológicas do malte usado neste trabalho (Tabela 1) são compatíveis com os dados encontrados na literatura especializada [3, 6, 10, 15], apresentando características do malte europeu de duas fileiras para o teor de proteína bruta e poder diastático, conforme dados publicados por HOUGH [10]. O xarope de maltose apresentou teor de extrato de 80,0 Brix, de acordo com as informações do fabricante.

5 5 de 10 24/09/ :36 A Tabela 2 mostra a composição de água de umidificação de malte obtida em escala de laboratório e em nível industrial - obtida em cervejaria com capacidade diária de produção de um milhão de litros de cerveja. Observa-se que a água de umidificação de malte, em nível industrial, apresenta maior teor de extrato e de matéria seca em relação à água de umidificação obtida no laboratório. Isso deve-se ao tratamento mais severo que o malte é submetido em nível industrial, uma vez que essa água permanece em circulação permanente durante o período de sua umidificação, extraindo-lhe maior quantidades de sólidos solúveis e insolúveis. O fato da água de umidificação de malte, obtida em nível industrial, apresentar valor de teor de extrato (sólidos solúveis) superior ao valor de concentração de matéria seca (sólidos totais) pode ser considerado normal, em virtude da leitura de concentração de extrato ser feita através do Brix, portanto, uma leitura aparente. Reflete, também, a presença de sais minerais na composição do extrato dessa água. Os dados de ph e acidez total mostram que a água de umidificação de malte proveniente da indústria apresentou maior poder tampão em relação àquela obtida em laboratório. Este fato pode ser explicado pela maior concentração de sólidos solúveis dentre eles os sais minerais na água industrial. 3.2 Rendimento de mosturação Durante a produção de mosto coletou-se dados que permitiram o cálculo do rendimento de mosturação e dados referentes à recuperação de extrato durante a filtração. A concentração de extrato na torta de filtro foi de 2,4 Brix no tratamento que usou a água de umidificação de malte e 2,5 Brix no tratamento que prescindiu dessa água. A diferença (0,1 Brix) não foi estatisticamente significativa, indicando que o uso da água de umidificação de malte não interferiu na recuperação de extrato durante a lavagem da torta de filtro. O rendimento de mosturação, no tratamento em que se utilizou água de umidificação de malte, atingiu 93,98%, enquanto que, no tratamento em que não se fez uso dessa água o rendimento foi de 93,30%. Apesar da relação de causa e efeito entre a utilização da água de

6 6 de 10 24/09/ :36 umidificação de malte e o aumento do rendimento de mosturação, a diferença de valores entre os dois tratamentos (0,68%) foi estatisticamente não significativa. Esse resultado pode ser explicado com base na baixa concentração de extrato presente nessa água (0,6 Brix) e na elevada variância apresentada pelos dados de rendimento de mosturação (SQ total = 15,478; SQ resíduo = 14,084; SQ tratamento = 1,394). Como a água de umidificação de malte originária da indústria é mais rica em extrato (1,1 Brix) do que aquela obtida em laboratório, o ganho de rendimento nas cervejarias deve ser mais claramente evidenciado. Informações obtidas em cervejaria, com capacidade diária de produção de um milhão de litros de cerveja, que testou em nível industrial a utilização parcial da água de umidificação de malte na fabricação de cerveja, indicaram o aumento de volume de mosto no apronte de 710 para 712hl, resultando um acréscimo de 0,28% no rendimento da mosturação. 3.3 Análise da cerveja Os valores dos parâmetros analisados nas cervejas produzidas com e sem água de umidificação de malte (Tabela 4) estão dentro das faixas de variação apresentadas por COMPTON [4] e são compatíveis com os dados de análise apresentados por SWISTOWICZ [16] para cerveja de baixa fermentação. De todas as análises realizadas nos dois tipos de cerveja, constatou-se diferença apenas na proteína bruta, gás carbônico e cor. A diferença encontrada no teor de CO 2 entre os dois tipos de cerveja não pode ser creditada aos tratamentos, em virtude das cervejas terem apresentado o mesmo grau de fermentação (Tabela 3), ou seja, produziram quantidades equivalentes de gás carbônico durante a fermentação. Essa diferença deve ser creditada ao tipo de processamento da cerveja, no qual a carbonatação foi feita de forma natural, aproveitando-se a fermentação secundária da cerveja engarrafada sob maturação, num procedimento de controle relativamente difícil.

7 7 de 10 24/09/ :36 A maior concentração de proteína bruta encontrada na cerveja produzida com água de umidificação de malte deve-se, provavelmente, ao material nitrogenado incorporado ao mosto cervejeiro durante a fase de mosturação. Apesar da fração protéica afetar a qualidade da espuma (2, 6, 10, 13, 15), o maior teor de proteína bruta da cerveja produzida com a água de umidificação de malte, não interferiu na estabilidade da espuma da bebida. A diferença encontrada na cor das cervejas pode ser explicada, como resultado do uso da água de umidificação de malte. Assim, a cerveja de coloração mais intensa foi aquela que recebeu essa água durante a mosturação. Esse resultado já era esperado, em virtude da água de umidificação de malte apresentar intensa coloração (Tabela 2). O uso da água de umidificação não alterou o grau de fermentação da cerveja, por isso, os teores de extrato (aparente e real), carboidratos totais e álcool também não sofreram alteração. Não houve mudança no poder tampão das cervejas, uma vez que os valores de ph e acidez total não variaram. Da mesma forma, o amargor e a estabilidade de espuma permaneceram inalterados. A diferença de coloração observada entre as cervejas através de método físico (Tabela 3) não foi notada de forma clara pelos provadores do painel de análise sensorial. A Tabela 4 mostra que de doze provadores, apenas dois (2 e 8) conseguiram notar a diferença de coloração entre os dois tratamentos. Dos seis testes realizados, apenas na repetição número 4 o painel foi capaz de detectar a diferença de coloração entre os dois tipos de cerveja. Pode-se afirmar, então, que o emprego da água de umidificação de malte aumenta a intensidade de cor da cerveja de forma extremamente branda, o que dificulta a diferenciação dessas cervejas através da cor. Em nível industrial, como essa água é mais concentrada em extrato e matéria seca, é provável também que seja mais escura em relação à água obtida em laboratório. Assim, o ganho de coloração na cerveja industrial deve ser superior aos resultados apresentados neste trabalho. A semelhança química e físico-química entre as cervejas traduziu-se em semelhança sensorial. Dos 12 provadores, apenas dois (6 e 12) conseguiram notar diferença de sabor/odor/corpo entre os dois tratamentos; já o painel não foi capaz de apontar diferença em todos os testes aplicados (Tabela 5). Há possibilidade de que esses dois provadores tenham tido sucesso nesse teste sensorial, em função da diferença de carbonatação que existiu entre os dois tipos de cerveja (Tabela 3) e não propriamente em virtude dos tratamentos.

8 8 de 10 24/09/ :36 Além das considerações feitas anteriormente, a utilização da água de umidificação de malte para a produção de mosto evitaria que as cervejarias descartassem esse subproduto nas lagoas de tratamento de efluentes, implicando em vantagens econômicas e ambientais para essas indústrias. 4 CONCLUSÕES Dentro das condições experimentais em que foi realizado este trabalho, pode-se tirar as seguintes conclusões: A utilização da água de umidificação de malte, proveniente da moagem úmida, como matéria prima na fabricação de cerveja, por incorporar pequena quantidade de sólidos solúveis ao mosto cervejeiro, não favoreceu o aumento do rendimento de mosturação. Essa conclusão é válida para os testes realizados em nível de laboratório, mas não se deve aplicar à realidade industrial, cuja água de umidificação apresenta teor mais elevado de extrato. O emprego da água de umidificação de malte praticamente não alterou as características químicas, físicas, físico-químicas e sensoriais da cerveja. As análises mostraram que o maior impacto do uso dessa água foi na cor da bebida, mas essa alteração apenas foi detectada por alguns poucos provadores tecnicamente capacitados. Recomenda-se que as indústrias de cerveja, que trabalham com moagem úmida e que não aproveitam a água de umidificação de malte, realizem testes para a utilização dessa água durante o processo de mosturação, devido à possibilidade de ganho no rendimento industrial sem alteração significativa da qualidade da cerveja produzida. Além disso, o aproveitamento dessa água pode reduzir a quantidade de resíduos gerados na indústria, o que implicaria em ganhos econômicos e ambientais para as cervejarias. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] AMERICAN SOCIETY OF BREWING CHEMISTS - ASBC. Methods of analysis of the American Society of Brewing Chemists. Madison: American Society of Brewing Chemists, p. [ Links ]

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10 10 de 10 24/09/ :36 SBCTA Av. Brasil, 2880 Caixa Postal Campinas SP - Brazil Tel.: Tel./Fax.: revista@sbcta.org.br