Estratégias de estabilização dos subprodutos da atividade cervejeira com vista à sua valorização em futuras aplicações

Abstract

Atualmente existe uma elevada procura de cervejas diferentes das habituais, surgindo um novo mercado de cervejas artesanais produzidas por microcervejeiras. O estágio curricular no âmbito desta dissertação de mestrado foi realizado na empresa Essência D’Alma, uma microcervejeira sediada em Ossela, detentora de uma das principais marcas de cerveja artesanal, a Cerveja Vadia. A recente consciencialização do desenvolvimento sustentável e a incorporação da política de economia circular, levou a um interesse científico, ambiental e económico na reutilização e consequente valorização dos subprodutos cervejeiros. A empresa produz essencialmente três subprodutos fundamentais: a dreche, a levedura excedentária e o lúpulo residual/usado. Mais especificamente, por cada hL de cerveja são produzidos cerca de 28 kg de dreche, 6,4 L de lúpulo residual/ hot trub e 1,7 L de leveduras excedentárias. A dreche é rica em fibras e proteínas, na composição do lúpulo residual destacam-se os óleos essenciais, a levedura excedentária apresenta na sua parede celular β-glucanas e manoproteínas e atendendo à composição nestas moléculas os subprodutos têm potencial de valorização económica. A valorização dos subprodutos passa por um tratamento de estabilização de forma a reduzir a atividade da água. Dentro das alternativas sustentáveis, vários métodos foram propostos para prolongar o tempo de armazenamento destes subprodutos, o método mais utilizado é a secagem, por isso foram testados dois métodos de secagem para a dreche: secagem em cima do pasteurizador e secagem ao ar livre, ambas elas passaram por um processo de pré-remoção de água utilizando uma prensa. A prensagem removeu a fração líquida da dreche, até 66 % de humidade, sendo uma técnica eficiente, recolhendo-se 9,52 L de licor de dreche por cada hL de cerveja. O licor da dreche apresentou um pH de 6,00 e um teor de sólidos solúveis totais de 6,3 ºBrix, na sua redução a melaço apresentou uma diminuição do pH (5,36) e um aumento dos sólidos solúves totais para aproximadamente 50 ºBrix, este processo permite a sua utilização em várias aplicações como as rações animais. A secagem em cima do pasteurizador reduziu o teor de humidade da dreche para 12 % após duas semanas (14 dias). A secagem ao sol e ar livre da dreche mostrou-se ser bastante eficaz reduzindo a humidade para cerca de 17 % após 4 dias. Aliado à secagem da dreche foi feita a adição do hot trub, para avaliar o seu potencial como conservante devido à presença de compostos terpénicos, no entanto na percentagem utilizada (50 %) não se verificou uma melhoria na conservação da dreche durante o processo de secagem. No caso da levedura excedentária testou-se a sedimentação, prensagem, secagem no forno e ao ar livre, sendo que ao final de 4 dias de secagem ao ar livre a humidade foi reduzida até cerca de 24 %. Com a estabilização dos subprodutos cervejeiros através da secagem em dois passos, a prensagem seguida de secagem ao sol, é possível a sua valorização para vários mercados, tornando-se viável a transformação em compostos de valor acrescentado ou para venda direta a empresas para incorporação em alimentos ou em formulações de alimentação animal.

Nowadays, there is a high demand for beers different from the traditional ones, emerging a new market for craft beers produced by microbreweries. The curricular internship within the scope of this master's thesis was carried out at the company Essência D’Alma, a microbrewery company localized in Ossela, owner of one of the main craft beer brands, Cerveja Vadia. The recent awareness of sustainable development and the incorporation of the circular economy policy, has led to a scientific, environmental and economic interest in the reuse and consequent valorization of brewing by-products. The company essentially produces three fundamental by-products: brewer’s spent grain, brewer’s spent yeast, spent hops. More specifically, for each hL of beer about 28 kg of spent grains, 6.4 L of spent hops / hot trub and 1.7 L of spent yeasts are produced. The brewer’s spent grain is rich in arabinoxylans and proteins, the residual hops contains essential oils, the brewer’s spent yeast has β-glucans and mannoproteins in their cell wall, taking in account the composition of the by-products on these molecules they have the potential for economic valorization. The valorization of by-products undergoes a stabilization treatment in order to reduce water activity. Within sustainable alternatives, several methods have been proposed to prolong the storage time of these by-products, the most used method is drying, two drying methods for the brewer’s spent grain were tested: drying on top of the pasteurizer and drying in the open air, in both there was a previous pre-water removal process using a press. Pressing removed the liquid fraction from the brewer’s spent grain, on average, up to 66 % moisture, being an efficient technique, collecting 9.52 L BSG liquor for each hL of beer.The BSG liquor had a pH of 6.00 and total soluble solids content of 6.3 ºBrix, its reduction to molass decrease the pH (5.36) and increase the total soluble solids content to approximately 50 ºBrix, this process makes it suitable for several applications such as animal feed, as example. Drying on top of the pasteurizer reduced the brewer’s spent grain moisture content to 12 % after two weeks (14 days). Drying in the sun and in the open air of the brewer’s spent grain reduced its moisture content to 17 % after 4 days. In addition to the brewer’s spent grain drying, the hot trub was added to evaluate if it can works as a preservative due to the presence of terpenic compounds present in this hops by-product, however in the percentage used (50 %) there was no improvement in preservation BSG during the drying process. In the case of brewer’s spent yeast, sedimentation, pressing, drying in the oven and in the open air were tested, and after 4 days of drying in the open air, the moisture was reduced to 24 %. With the stabilization of brewing by-products through drying in two steps pressing plus sun drying, it is possible to value them in several markets, making them viable to transform into value-added compounds or for direct sale to companies for incorporation into foods or animal feed formulations.