Identificação das causas de oxidação da cerveja e métodos de mitigação

Abstract

A cerveja é uma bebida alcoólica não destilada, que tem como ingredientes básicos água, malte, lúpulo e levedura. O processo cervejeiro começa com a moagem do malte, seguido da sua brassagem. O mosto, obtido por filtração, é fervido com lúpulo e depois é clarificado e arrefecido. A fermentação ocorre por adição de leveduras e após esta etapa a cerveja é maturada, filtrada e carbonatada. A presença do oxigénio durante o processo produtivo afeta negativamente a cerveja, conferindo-lhe sabores e aromas indesejáveis. O oxigénio reage com outras moléculas formando radicais livres e espécies reativas de oxigénio (ROS) que reagem com alguns constituintes presentes na cerveja produzindo compostos que conferem características indesejáveis na cerveja. No entanto, o oxigénio é essencial na etapa da fermentação para o crescimento da levedura. Após esta etapa é importante evitar a entrada de oxigénio no produto, de forma a evitar as reações de oxidação. O produto final não deve exceder os 50 ppb de oxigénio dissolvido (OD). Esta dissertação foi executada em ambiente empresarial, na empresa Essência D’Alma, Lda., proprietária da marcada de cerveja artesanal Vadia. O objetivo deste trabalho foi o acompanhamento do OD ao longo das diferentes etapas de produção, nomeadamente fermentação, maturação, dry-hopping (inserção de lúpulo seco na cerveja fermentada), filtração e carbonatação. Os valores obtidos permitiram identificar as etapas onde ocorre a maior incorporação de oxigénio no produto. Na fermentação o conteúdo em oxigénio é elevado (entre os 21 e 45 ppb) e, apesar de ser necessário, deve ser inferior a 10 ppb, assim deve haver um controlo rigoroso da quantidade de oxigénio injetado no mosto. Nas etapas dry-hopping e filtração, o OD foi elevado, sendo a principal causa do aumento de oxigénio dissolvido a entrada de ar por fugas no sistema. Na etapa da filtração verificou-se que, a filtração por terras diatomáceas é mais prejudicial que a filtração por cartuchos, pois ocorre uma maior incorporação de oxigénio, provavelmente devido à utilização de água com oxigénio dissolvido durante a filtração. O acompanhamento do oxigénio dissolvido, nas etapas do processo cervejeiro, confirmou que os valores de OD são superiores aos valores recomendados, e que em todas as etapas houve incorporação de oxigénio. Assim, é importante implementar métodos para reduzir a captação de oxigénio durante o processo cervejeiro. A eliminação de ar residual na tubagem, o isolamento dos sistemas de dry-hopping/filtração e carbonatação, o uso de água sem oxigénio na filtração por terras diatomáceas, bem como o uso de CO2 como gás de contrapressão, são alguns métodos propostos para evitar a oxidação da cerveja, mantendo as suas características sensoriais durante o armazenamento.

Beer is a non-distilled alcoholic drink that have water, malt, hops and yeast as basic ingredients. The brewing process begins with a malt grind followed by a mash. After this process the wort, obtained by filtration, is boiled with hops and then clarified and cooled. Fermentation takes place by adding yeasts and after this stage the beer is maturated, filtered and carbonated. The presence of oxygen during the production process negatively affects the beer, giving undesirable flavors and aromas. Oxygen reacts with other molecules forming free radicals and reactive oxygen species (ROS) that react with some components present in the beer producing compounds that confer undesirable characteristics to the beer. However, oxygen is essential in the fermentation stage for yeast growth. After this step, it is important to prevent oxygen in the product in order to avoid oxidation reactions. The final product should not exceed 50 ppb of dissolved oxygen (DO). This dissertation was carried out in business environment, at the company Essência D´Alma, Lda., owner of the craft beer brand Vadia. The objective of the work was to follow DO throughout the different stages of beer production, namely fermentation, maturation, dry-hopping, filtration, and carbonation. The obtained values allowed to identify the stages where the oxygen incorporation occurs in a higher extend. In fermentation the oxygen content is high (between 21 and 45 ppb). Although necessary it must to be less than 10 ppb, then should have a strict control of the quantity of oxygen injected into the must. In the dry-hopping and filtration stages DO was high, being the main cause of the increase of dissolved oxygen the leaks in the system. In the filtration stage, it was found that filtration by diatomaceous earth is more harmful than filtration by cartridges, as there is a greater incorporation of oxygen, probably due to the use of water with high content of oxygen during filtration. The monitorization of dissolved oxygen through the stages of the brewing process, confirmed that the DO values are higher than the recommended values in all stages. Thus, it is important to implement methods to reduce oxygen uptake in the brewing process. The elimination of residual air in the piping, the isolation of dry-hopping, filtration and carbonation systems, the use of oxygen-free water in filtration through diatomaceous earth, as well as the use of CO2 as a back pressure gas, are some methods proposed to prevent beer oxidation, maintaining its sensory characteristics during storage.