Tecnologia de Bebidas Fermentadas. Thiago Rocha dos Santos Mathias

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1 Tecnologia de Bebidas Fermentadas Thiago Rocha dos Santos Mathias

2 Tópicos Introdução aos Bioprocessos Tecnologia da cerveja Tecnologia do vinho Tecnologia da cachaça

3 Introdução e Classificação dos Bioprocessos

4 Matérias Primas

5 Matérias - Primas Escolha da MP Adequada ao crescimento celular e formação do produto de interesse Custo (representa até 75% do custo total) Disponibilidade Teor de substrato Custo e facilidade de beneficiamento, transporte e estocagem Sazonalidade Sem substâncias tóxicas

6 Matérias - Primas Escolha da MP Adequada ao crescimento celular e formação do produto de interesse Custo (representa até 75% do custo total) Disponibilidade Teor de substrato Custo e facilidade de beneficiamento, transporte e estocagem Sazonalidade Sem substâncias tóxicas Indústria de Alimentos e Bebidas Padrões de Identidade

7 Classificação das MP Quanto à natureza do substrato Etanol e outros álcoois Caldo de cana Melaço Sucos de frutas Soro de leite Leite Sorgo sacarino Milho Mandioca Malte Grãos/cereais Raízes Sorgo granífero Bagaços (cana e milho) Resíduos agroindustriais Vinhos Glicerol

8 Agentes do Bioprocesso

9 Bioagentes Micro-organismos Bactérias Leveduras Fungos filamentosos Enzimas Microbianas De origem vegetal

10 Bioagentes Micro-organismos Bactérias Leveduras Fungos filamentosos Enzimas Microbianas De origem vegetal

11 Bioagentes Micro-organismos Bactérias Leveduras Fungos filamentosos Enzimas Microbianas De origem vegetal

12 Agentes de Fermentação Alcoólica Leveduras selvagens / nativas / autóctones Diversos gêneros e espécies abundantes na época da colheita Presentes naturalmente na matéria prima (cascas e películas) Maiores tempos de fermentação! Produções não homogêneas

13 Agentes de Fermentação Alcoólica Leveduras selecionadas Leveduras do gênero Saccharomyces S. cerevisiae / S. uvarum S. ellipsoideus (cerevisiae) S. pasteurianus S. oviformis S. chevalieri S. ludwigii

14 Características dos Micro-organismos Rendimento e eficiência da fermentação Altas taxas de fermentação Capacidade fermentar frutose (vinho) Tolerância ao etanol Tolerância ao sulfito (vinho) Subprodutos adequados Resistência à ph s ácidos Estabilidade genética Floculação Multiplicação celular

15 Culturas puras e consórcio Conservação (genética) Quantificação

16 Bioprocesso Industrial

17 Principais etapas de um processo fermentativo industrial genérico

18 Cinética de Bioprocessos

19 Curva de Crescimento Microbiano Batelada Simples Mas de 1 para 2 temos diferentes concentrações de células!

20 1. Fase Lag 2. Fase de aceleração 3. Fase exponencial 4. Fase de desaceleração 5. Fase estacionária 6. Fase de declínio ou morte

21 [substrato] tempo

22 Classificação de Gaden

23 Preparo do inóculo

24 Propagação de inóculo Temperatura Meio de cultivo Tensão de O2 Pureza

25 Inoculação Quantificação celular Técnica mais apropriada? Células viáveis ou totais? Concentração do inóculo depende de: Extrato no mosto Capacidade fermentativa Temperatura da fermentação Em geral entre 10^6 a 10^8 cels/ml Concentrações Concentrações

26 Bioquímica da Fermentação

27

28

29 Bioquímica da Fermentação Glicólise

30 Respiração aeróbia

31

32 Fermentação Alcoólica

33 Subprodutos de Fermentação

34 Fermentação De 5 a 10% carboidratos subprodutos ART Mosto Etanol CO 2 Subprodutos AR residual Graduação alcoólica Captação Perfil sensorial Tipo de cerveja Glicerol Acetaldeído Estresse osmótico Aroma e sabor Ácidos Orgânicos ph e precipitação de compostos Álcoois Superiores Dor de cabeça Diacetonas Vicinais Sabor desagradável

35

36 Fermentação Malteação Resfriam. Aeração Filtração Moagem Inoculação Estabil. Coloidal Mostura Carbonatação Clarificação Ferment Secundária Estabil, Microbiolog. Cocção Maturação Envase Fonte: Adaptado de Briggs et al., 2004

37 Fermentação Fatores que afetam Fermentação - Espécie microbiana (S. cerevisiae; S. uvarum) - Concentração (10 6 cel/ml) - Origem do inóculo - Viabilidade e vitalidade celular - Floculação - Composição do mosto - Tipo e proporção de adjunto (cerveja) - T, ph, pressão, [O 2 ] - Inibidores / contaminantes - Antissépticos / antibióticos

38 Fermentação Controles T ph/acidez Substrato Células Etanol CO2 Tempo de enchimento tanque Head space 15-20% Reutilização de inóculo

39 Contaminantes biológicos em Bioprocessos

40 Contaminantes Bactérias Gram-positivas: Lácticas (Lactobacillus e Pediococcus). Ácidos láctico e acético, CO2, etanol, glicerol, diacetil Gram-negativas: Acéticas (Acetobacter e Gluconobacter). Outras enterobactérias: Escherichia, Aerobacter, Klebsiella Leveduras selvagens Turbidez, sabor e aroma, atenuação de sabor, textura

41 Bebidas Alcoólicas

42 Bebidas Alcoólicas Contêm entre 0,5 e 75% v/v de etanol; Fermentadas Fermento-destiladas / destiladas Destilada Retificada Mistura ou composta

43 Bebidas Alcoólicas Frutas Cereais / amiláceos Vegetais Agave Cana-de-açúcar Melaço Mel

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