Importância da levedura na produção de cerveja

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A importância das leveduras na fabricação de cerveja
Dra. Cleidiane Samara Murari
Maio de 2019
Definição
É uma bebida obtida pela fermentação alcóolica do mosto de malte de cerveja em água potável por ação da levedura cervejeira, com adição de lúpulo ou seu extrato, podendo parte do malte ser substituído por cereais mateados ou não, ou por carboidratos de origem vegetal.
Leveduras
A visão do cervejeiro e do fermento são bastante distintos, em relação ao que esperam da fermentação
Objetivo leveduras: se multiplicar para garantir a sobrevivência da espécie...
Objetivo cervejeiro: produção de uma cerveja sensorialmente agradável ao consumo, de uma forma rentável.
Metabolismo Celular
É o conjunto de reações químicas essenciais à vida realizada pelas células de todos os seres vivos.
Catabolismo
Reações metabólicas em que os compostos orgânicos são degradados em moléculas + simples
Liberação de energia = oxidação
Anabolismo
Reações metabólicas em que ocorre formação de moléculas + complexas a partir de moléculas + simples
Consumo de energia = redução
É o conjunto de reações químicas essenciais à vida realizada pelas células de todos os seres vivos.
Metabolismo Celular
Reações Bioquímicas
Transferência de energia contida nos compostos orgânicos para moléculas de ATP
 Nestas vias, intervêm compostos que transportam os prótons (H+) e elétrons (e-) do hidrogênio, desde o substrato até o aceptor final
Metabolismo das Leveduras
A atividade metabólica corresponde a todos os processos e reações químicas que ocorrem na célula
 As leveduras apresentam metabolismo respiratório aeróbio  responsável pela produção de biomassa,
 Metabolismo fermentativo anaeróbio  resulta em etanol e dióxido de carbono, essencialmente
Microrganismo anaeróbio facultativo
Fermentação e Respiração
São duas vias catabólicas responsáveis pela transferência de energia de compostos orgânicos (glicose) para molécula de ATP
 Em ambos os processos estão implicadas:
 Reações de descarboxilação (perda de CO2),
 Reações de fosforilação (Transferência de Pi),
 Transferência de energia do tipo oxidação - redução
Fermentação e Respiração
Fermentação
Processo de conversão do mosto lupulado em cerveja verde com um aceitável padrão de sabor e aromas (flavors)
 Na maturação ocorrerá o arredondamento dos flavors
 Entrada: mosto lupulado (hot side)
 Saída: cerveja
Objetivos:
 Produção de álcool e CO2
 Desenvolvimento dos flavors (de acordo com cada estilo)
 Eliminação de aromas indesejados do mosto e da cerveja
 Propagação e seleção de leveduras
Composição do Mosto
Água 
Fonte de carbono – carboidratos fermentescíveis de energia
 Lipídeos e oxigênio – lipídeos para síntese da membrana, podendo ser produzido pela levedura se houver a presença de oxigênio
 Fonte de nitrogênio – aminoácidos e peptídeos são necessários ao crescimento e síntese de enzimas
 Vitaminas – fatores de crescimento
 Íons inorgânicos – essenciais ao metabolismo das leveduras
Fermentação do Mosto
 Consumo de oxigênio/construção da parede celular
 Absorção de açúcares
Absorção de nitrogênio
 Fermentação (glicólise)
Produção de energia
Crescimento celular
Acidificação
Produção de produtos secundários = flavors da cerveja
Como funciona a fermentação da cerveja?
Como funciona a fermentação da cerveja?
A realização do processo de fermentação de bebidas foi praticada pelos povos primitivos pela primeira vez.
E desde então, o processo continuou sendo realizado, até chegar no patamar e no nível de desenvolvimento que temos atualmente, considerando todas as etapas e profissionais que auxiliam e ajudam no processo de fermentação de bebidas.
Como funciona a fermentação da cerveja?
Processo de fermentação
leveduras consumam todos os açúcares fermentáveis contidos na planta
gerando principalmente:
álcool e o CO2 
São produzidos também aromas e os sabores que são grandes valores da cerveja são produzidos também, somados com a redução do pH da cerveja.
Como funciona a fermentação da cerveja?
Não são somente as leveduras que qualificam e determinam uma boa fermentação e um bom resultado desse processo 
A fermentação depende de outros tantos fatores, como por exemplo: 
o tempo e a temperatura da fermentação, 
os insumos que são fermentáveis e não fermentáveis e 
a qualidade da água também pode ser um determinante
Como funciona a fermentação da cerveja?
A fermentação é um dos principais passos do processo de produção de cerveja, e para que esse passo seja feito com qualidade e com categoria, alguns fatores são determinantes; 
A qualidade e a quantidade das leveduras que estão sendo utilizadas, 
o arejamento, 
os nutrientes que são dissolvidos no mosto (toda mistura açucarada destinada à fermentação alcoólica) e 
o controle da temperatura de fermentação.
Como funciona a fermentação da cerveja?
Fases da Fermentação:
 Fase de Adaptação
 Fase de Crescimento
 Fase Estacionária
Fase de Adaptação
Ocorre depois do processo de inoculação das leveduras e para que esteja totalmente pronta precisa de uma média de15h
As leveduras se adequam e ocorre a absorção de oxigênio, minerais e aminoácidos (nitrogênio).
Fase de Crescimento
Nesta fase que realmente acontece a adaptação dos açúcares fermentáveis do mosto e a obtenção de álcool e CO2.
Nesta fase é feita a primeira fermentação e pode ser definida como a fase em que as leveduras se reproduzem.
O tempo desta primeira fermentação pode variar entre 2 a 10 dias, dependendo da cerveja que esteja sendo produzida
Fase Estacionária
Esta fase é o último estágio da fermentação, onde as leveduras já terminaram quase todo o seu papel no processo de fermentação,  o processo não está completamente pronto.
São gerados e produzidos muitos compostos que ainda não foram todos absorvidos pela levedura, nesta fase final, os compostos que restaram serão absorvidos. 
Com o passar dos dias deve-se observar e controlar a diminuição e estabilização da densidade original, acelerando e conquistando o processo de limpeza do mosto, o que pode levar de 3 até 10 dias.
Formas de Dosagem
 O fermento pode ser dosado na forma líquida ou seco desidratado
 Forma líquida se necessário pode ser realizada propagação
 Forma seca desidratada necessita reidratação para ativação (recomendação dos fabricantes)
 Reuso (viabilidade e vitalidade)
Ambos casos  cálculo de quantidade necessária de células 
Características Desejáveis do Fermento
Fermentações eficientes
Pouca formação de espuma
Pequenas perdas de amargor
Floculação: boa sedimentabilidade, facilidade de recolha do fermentados
Formação de aroma e sabor compatíveis com o tipo de cerveja
 Arranque vigoroso, queda do pH, menor risco de contaminação
 Resistência a contaminação microbiológica (killer yeast)
 Resistência a mutação, alterações de características
Características Desejáveis do Fermento
Seleção de Cepas
É de fundamental importância realizar uma seleção correta da cepa a ser utilizada no processo
 Os critérios para seleção irão variar de acordo com os requisitos dos equipamentos de fabricação utilizados e do estilo de cerveja, e incluem provavelmente o seguinte:
Fermentação rápida
 Tolerância ao estresse
 Floculação
 Taxa de atenuação na temperatura desejada
 Sabor/ Aroma da cerveja
 Boas características de armazenamento das leveduras
 Estabilidade contra mutação
 Estabilidade contra a degeneração
Seleção de Cepas
Fermentação Rápida
2. Tolerância ao estresse
- Sem crescimento excessivo do fermento é importante  objetivo é produzir uma cerveja com o conteúdo de etanol máximo atingível, consistente com o equilíbrio global do sabor/aroma do produto
- Tolerante ao álcool, choque osmótico e temperatura, bem como coleta, separação (centrifugação/prensagem) e transferência (bombeamento) em toda planta.
Seleção de Cepas
3. Floculação
- “Floculação” refere-se a tendência para formar aglomerados de flocos de levedura, que podem descer para o fundo, no caso de levedura de baixa fermentação, ou subir com bolhasde dióxido de carbono para a superfície.
- As características de floculação devem ser acompanhadas com o tipo de tanque de fermentação
Ex: cepa com forte flotação  fermentador aberto
 e inadequada para um fermentador cilíndrico-cônico
Seleção de Cepas
 4. Atenuação
- Porcentagem de açúcares convertidos em álcool e dióxido de carbono. A maioria das leveduras fermentam glicose, sacarose, maltose e frutose. - Para conversão eficiente de açúcares  utilizar completamente a maltose e maltotriose.
- Leveduras cervejeiras variam significativamente na taxa de consumo desses açúcares
Seleção de Cepas
5. Sabor/ Aroma da cerveja
6. Característica de armazenamento
- A seleção de cepa de levedura em si é talvez um dos mais importantes contribuintes para o sabor/aroma da cerveja. 
- Cepas diferentes variam muito os subprodutos que produzem: ésteres, álcoois superiores, ácidos graxos, sulfeto de hidrogênio e de dimetila. 
- A cepa também deve ser capaz de produzir sabor e aroma reprodutível
- Importante: Manter a viabilidade durante o armazenamento entre fermentações e atenuação rápida quando reutilizada
Seleção de Cepas
7. Mutação da Levedura
Mutações são uma ocorrência comum em fábricas de cerveja  difícil detecção
 O mutante apresenta nenhum efeito adverso, pois não pode competir com o fermento normal e desaparecem rapidamente
 A levedura mutante vai superar a levedura de cerveja normal e pode se manifestar de algumas maneiras (afetar a fermentação de maltotriose, ou haver uma variação contínua na fermentação.
Seleção de Cepas
8. Degeneração da Levedura
A degeneração da levedura refere-se à deterioração no desempenho da levedura, e tem efeito nocivo sobre o curso da fermentação da cerveja
Características:
 Fermentações lentas
 Término prematuro da fermentação (resultando altos níveis residuais de açúcares fermentescíveis na cerveja)
Espuma pobre
 Sabor da cerveja torna-se mais “seco” ou “rançoso” (notado por alguns cervejeiros)
Comportamento
As diferentes cepas irão demonstrar diferentes comportamentos:
Necessidade de oxigênio
 Curva de fermentação
 Contagem de células no tanque
 Aroma
Viabilidade
 Necessidade de nutrientes
 Forma de coleta
 Forma de estocagem
...
Parâmetros chave
Sabores e aromas, os componentes mais importantes
Características do lúpulo, amargor
 Doçura do malte
 Álcool, ésteres e outros
Tolerância ao álcool
- Maioria das cepas consegue suportar uma quantidade razoável de ABV
Atenuação
- ABV desejado, doçura residual
Temperatura de fermentação
- Algumas cepas requer temperaturas maiores
Outras considerações
- Velocidade da fermentação, coleta, floculação...
Cepas Comerciais
Controle do Fermento
Muitos controles podem ser realizados durante a fermentação. Dentre esses controles podemos listar a contagem de células e a verificação da viabilidade de células.
Esses dois testes em conjunto irão verificar se o fermento está saudável para realizar uma boa fermentação
Possibilitar conhecer a quantidade de células, pois para a realização de uma boa fermentação precisamos de uma quantidade adequada de células saudáveis.
Controle do Fermento
Porém, mesmo possuindo quantidades suficientes de levedura saudável, podem ocorrer problemas durante a fermentação, ocasionados pela presença de outros seres microscópicos, como as bactérias.
Assim como as leveduras, bactérias estão presentes na atmosfera, e podem eventualmente cair no mosto 
O mosto por ser um substrato nutritivo faz com que as bactérias se multipliquem e acabam competindo com as leveduras pelo substrato
sabores indesejáveis para a cerveja.
Contaminantes
 Contaminação microbiológica em cerveja
 Lactobacillus – produção de ácido lático e off-flavors
 Pediococcus – ácido lático e turvação
 Bactérias acéticas – ácido acético, ex. Enterobactérias, Pectinatus e Zymomonas
Leveduras selvagens – aromas semelhantes a mofo e turvação, ex. Saccharomyces, Pichia, Hansenula e Rhodotorula
Lactobacillus
Pediococcus
Bactérias acéticas
Alguns testes simples, como a degustação podem ser suficiente para determinar a presença de bactérias ou outros microrganismos indesejáveis, porém, na maioria das vezes, a sua presença estará oculta, sendo perceptível somente após algum tempo.
Por esses motivos é que tomar precauções e fazer controles microbiológicos faz-se necessário, evitando eventuais perdas e frustrações.
Obrigada !!
samaramurari@gmail.com