Utilização de alta pressão para aumentar o teor de xanto-humol no mosto de cerveja

Abstract

Este trabalho teve como objectivo principal aumentar o teor de xanto-humol (XN) no mosto de cerveja utilizando alta pressão após a ebulição do mosto, extraindo este composto do lúpulo. Foi primeiramente quantificado o teor de XN e isoxanto-humol (IXN) presente nos pellets tipo 45 usados (variedade Czech Saaz), tendo-se obtido um teor de XN de 0,370 ± 0,002% m/m e um valor de IXN abaixo do limite de detecção. Após a ebulição de mosto “lager” e mosto “preto”, estes foram pressurizados a 25ºC de 100 a 500 MPa durante 5 a 15 minutos, com adições de diferentes quantidades de pellets. Verificou-se que as amostras de mosto pressurizadas apresentaram um teor de XN mais elevado que as amostras que não sofreram pressurização (em alguns casos chegou-se a atingir concentrações 5 vezes superiores relativamente às amostras não pressurizadas). Estes resultados indicam que ocorreu extracção de XN por alta pressão com muita pouco isomerização do mesmo. As combinações de pressões mais baixas com tempos de pressurização curtos demonstraram ser mais eficientes no que se refere ao aumento de XN no mosto. As amostras de mosto “preto” apresentaram um teor de XN mais elevado que as amostras de mosto “lager”. Foram avaliados parâmetros físico-químicos de algumas das amostras de mosto estudadas e verificou-se que os tratamentos de alta pressão utilizados neste trabalho não alteram o pH, cor e extracto primitivo do mosto, nem causam a isomerização dos ácidos-alfa em ácidos iso-alfa. Foi também estudada a cinética de isomerização térmica do XN a IXN a 100ºC, 90ºC e 80ºC. Verificou-se que a isomerização térmica diminui com o decréscimo da temperatura, seguindo uma cinética de 1ª ordem. Foram calculadas as constantes cinéticas (k), o tempo de meia vida (t1/2) e o tempo de redução decimal (D) para cada temperatura. Foi obtido para o processo de isomerização de XN a IXN uma energia de activação de 7,94x104 J.mol-1 e uma sensibilidade à temperatura (z) de 32ºC.

ABSTRACT: This work had as main objective the increase of xanthohumol (XN) content in the wort of beer using high pressure after wort boiling, by extraction of this compound from hops. Firstly, it was quantified the content of XN and isoxanthohumol (IXN) present in the pellets type 45 used (Czech Saaz variety), having been found a value of 0,370 ± 0,002% (w/w) for XN level and value below the detection limit for IXN. After boiling, “lager” and “black” worts were pressurized at 25ºC from 100 to 500 MPa for 5 to 15 minutes, with additions of different amounts of pellets. It was verified that the pressurized wort samples presented higher amounts of XN comparatively to the samples that were not submitted to pressure (in some cases around a 5-fold increase in the content of XN was obtained). These results indicate that extraction of XN occurred by high pressure, with very little isomerization. Combinations of lower pressures with short pressurization periods proved to be more efficient to increase the amount of XN in the wort. “Black” wort samples present a higher amount of XN than “lager” wort samples. It was also evaluated some physical and chemicals parameters of some of the wort samples studied, and it was found that the high pressure treatments used in this study do not change the pH, colour and original gravity of the wort, or cause the isomerization of alpha-acids to iso-alpha-acids. A study was also carried out on the kinetics of thermal isomerization of XN to IXN at 100ºC, 90ºC e 80ºC. It was found that the thermal isomerization followed a first-order kinetics and it decreased with the decreasing of temperature. The kinetics constants (k), the half-life time (t1/2) and the decimal reduction time (D) were calculated for each temperature. The activation energy (Ea) for the isomerization process was calculated as bieng 7,94x104 J.mol-1, while a value of 32ºC was found for the temperature sensitivity (z) for the isomerization of XN to IXN.