PMC

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS ” GALAȚI FACULTATEA DE ȘTIINȚĂ ȘI INGINERIA ALIMENTELOR SPECIALIZARE ÎN INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

PROCEDEELE DE CONSERVARE APLICATE LA FABRICAREA BERII BRUNE

Îndrumător proiect: Asist. dr. Ing. Octavian Baston

Student: Neagu Georgiana Grupa: 2A23

CUPRINS

1. INTRODUCERE 2.SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A BERII BR 3. BAZELE TEORETICE ALE PROCESLOR DE CONSERVARE APLICATE LA FABRICAREA BERII BRUNE 3.1ASPECTE FIZICO-CHIMICE ALE OPERAȚIILR DE CONSERVARE UTILIZATE 3.2 ASPECTE BIOCHIMICE ALE OPERAȚIILOR DE CONSERVARE UTILIZATE 3.3 ASPECTE MICROBIOLOGICE ALE OPERAȚIILIR DE CONSERVARE UTILIZATE 4. INSTALAȚII/ ECHIPAENTE UTILIZATE IN CADRUL OPERAȚIILOR DE CONSERVARE A BERII BRUNE 5. DEFECTE SI ACCIDENTE CE POT AVEA LOC IN CADRUL OPERAȚIILOR DE CONSERVARE A BERII BRUNE 6. BIBLIOGRAFIE

2

1. INTRODUCERE

Berea brună este o băutură alcoolică nedistilată, obținută prin fermentarea cu drojdie a unui must realizat din malț, apă și fiert cu hamei. La fabricarea berii brune se pot utiliza, în anumite proporții, și inlcuitori de malț. Unii cercetători studiind un numar mare de texte antice, cât și texte târzii au ajuns la concluzia că în antichitate exista o legatură strânsă între coacerea cerealelor și fabricarea berii. Coacerea cerealelor este până în zilele noastre un moment important în fabricarea berii. În zilele noastre pentru ușurarea procesului semințele se pun la uscat, astfel încat se obține malțul. Malțul se fierbe, se strecoară și se adaugă drojdie. Potrivit rețetei tradiționale, pentru obținerea unei drojdii naturale se prepară un aluat din făină de grâu, aluatul se pune la copt până cand mijlocul se întarea. Dupa care, bucațile din aluatul copt se puneau într-un decoct de malț pentru pregatirea berii. În toată lume 20000 de feluri de bere sunt îmbuteliate în 180 de feluri, de la normală, slab alcoolizată, slab alcoolică, pils, la amară, crema de bere si bere neagră. Berea conține componentele nutritive ale malțului și, în plus produși noi rezultați din fermentația alcoolică adică acizi organici: acetic, malic, lactic; aldehide; alcool superior; vitamine hidrosolubile provenite din drojdie: B1, B2, B6, B12, PP, H; factori de crestere: biotina, inozitol, acid pentatenic. În Romania,berea nu este o băutură naționala,deși tradiția producerii acestei ``paini`` lichide este relativ veche. Virgilius relateaza ca geto-dacii beau iarna o băutură din orz. În țara noastră sunt localitați în care au existat sau există în prezent fabrici de bere care oferă consumatorilor o băutură curată, hrănitoare, cu calitați senzoriale la nivelul celor mai bune beri fabricate pe plan mondial.

3

2. SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A BERII BRUNE

4

MATERII PRIME FOLOSITE LA FABRICAREA BERII BRUNE

MALȚUL Este principala materie primă utilizată la fabricarea berii, este un semifabricant obținut prin germinarea în condiții industriale,controlate a orzului și uscarea malțului verde rezultat. Malțul este o sursa de substanțe cu rol de substrat și o sursa de enzime hidrolitice, care prin acțiunea lor asupra substratului determină la fabricarea mustului de bere formarea extractului. În industria berii, malțul este analizat din punct de vedere fizic si chimic. Se apreciaza aspectul, mărimea, uniformitatea boabelor, culoarea, puritatea, mirosul, gustul si rezistența la spargere între dinți. Boabele de malț trebuie sa fie cât mai mari și mai uniforme. ORZUL Orzul este materia primă tradițională folosită pentru fabricarea berii brune. Este a patra cereală cultivata în lume după grâu, orez și porumb. Este puțin pretențios din punct de vedere al solului și al climei, cultivarea făcându-se în zona temperată până spre cercul polar și poate atinge cele mai mari altitudini de cultivare. Aprecierea calității tehnologice ale orzului pentru bere se face dupa criterii stabilite, în Europa, de Comitetul pentru orz al EBC și anume: producția la hectar, uniformitatea boabelor, conținutul în proteină, randametul în extract al malțului obținut din orz, conținutul în azot total și solubil al malțului, friabiltatea malțului, activitatea diastatică, vâscozitatea și conținutul în betaglucani în mustul de laborator, gradul de fermentare a mustului de laborator. HAMEIUL Reprezintă o materie primă indispensabilă fabricarii berii brune, conferindu-i acesteia gustul amar și o aromă specifică. Substanțele amare (rășinele) și uleiurile esențiale aduse de hamei au un rol important la valorificarea berii. Rășinele reprezintă precursorii substanțelor amare din bere și determină valoarea antiseptică a hameiului, iar uleiurile esențiale sunt responsable de aroma de hamei. Componentele chimice ale hameiului contribuie la o mai buna stabilitate si limpezire a mustului și la îmbunătățirea însușirilor de spumare a berii. 5

APA Este a doua materie primă dupa malț, care influențează calitatea berii. În fabricarea berii apa intră în mare proporție în compoziția produsului și este utilizată în fiecare dintre operațiile proceselor tehnologice de obținere a berii. Consumul de apa pentru obținerea a 1hl de bere variază între 8,5 hl și 13,5 h, în funcție de mărimea fabricii, tehnologia utilizată și gradul de reutilizare a apei. Dat fiind costul ridicat al apei și implicarea lui în prețul de cost al berii, sunt necesare măsuri de economisire a apei cu păstrarea severă a igienei și calității berii. DROJDIA Este necesară în procesul de conversie a zaharurilor fermentabile în alcool si dioxid de carbon. Înainte de proces, apa și malțul sunt fierte împreună, iar după răcire se adauga drojdia.

6

DESCRIEREA OPERAȚIILOR TEHNOLOGICE Măcinarea malțului Măcinarea malțului este un proces mecanic care are o importanță deosebită, deoarece ajută la transformarile chimice și biochimice în procesul de plămădire, influențând compoziția mustului precum și randamentul de extracție. Măcinarea malțului se pate face în doua moduri: 1.Măcinarea malțului pe cale uscată este metoda cea mai răspândită. Se realizează în mori cu valțuri așezate în perechi. Morile cu o pereche de valțuri permit obținerea unui măciniș cu circa 30% coji, 50% grișuri și 20% făină și se pretează numai la măcinarea malțurilor bine solubilizate. Morile cu doua perechi de valțuri realizează o maruntire mai fina a malțului, iar cojile sunt mai puțin zdrobite, rezultând în final un măciniș cu 25-28% coji, 5460% grișuri și 12-16% făină. Morile cu trei perechi de valțuri reprezintă tipul cel mai perfecționat de moara de măcinare uscata, care permite obținerea gradului dorit de măcinare chiar și la prelucrarea malțurilor slab solubilizate. 2. Măcinarea malțului pe cale umedă constă în înmuierea cu apa a malțului înainte de măcinare pana la o umiditate de circa 30%, prin care cojile devin elastice astfel că în timpul macinarii raman întregi. Măcinarea umedă a malțului se realizează în mori speciale prevăzute deasupra cu buncăre de înmuiere și cu o pereche de valțuri rifluite la distanțe de 0,350,45 mm. Plămădirea și zaharificarea plămezii (brasajul) Prin aceasta operație se urmărește trcerea substanțelor insolubile ale malțului și a cerealelor nemaltificate în formă solubilă cu ajutorul apei și a enzimelor din malț, care transformaă substanțele macromoleculare în produse cu masă moleculară mica și medie care alcatuiesc extractul mustului de bere. Procesul de plămădire-zaharificare încep cu operația de amestecare a măcinișului cu apa de plămădire, această operație purtand denumirea de plămădire.

7

Procedeele de plămădire-zaharificare urmaresc aducerea amestecului de măciniș și apa de la temperatura de plămădire până la temperatura finală de zaharificare de 75-76°C, printr-un domeniu de temperatură în care să acționeze toate enzimele din malț, astfel : 50°C pentru activitatea enzimelor proteolitice, 60-65°C pentru activarea β-amilazei, 70-75°C pentru activitatea α-amilazei. Filtrarea plamezii Filtrarea are drept scop separarea fracțiunii solubilizate a plamezii de partea insolubila, respectiv de borhot. Procesul are loc în doua faze : scurgerea liberă a mustului și spălarea cu apa fierbinte a borhotului pentru recuperarea extractului reținut. Procesul de filtrare este influențat de calitatea malțului și a măcinișului, de procedeul de plămădire, de metodă, de temperatura și durata de filtrare, precum și de modul de spălare a borhotului. Filtrarea plămezii zaharificate se realizeaza cu ajutorul cazanului de filtrare sau cu filtre de plămada existent la instalațiile clasice. Fierberea cu hamei Fierberea cu hamei are ca scop principal solubilizarea uleiurilor romatice și a rașinilor amare din hamei sau produse de hamei prin fierberea împreuna cu mustul pentru a conferi gustul și aroma specifica berii. De asemenea au loc o serie de transformari importante pentru stabilitatea și însușirile senzoriale ale produsului finit, precum și coagularea substantelor proteice, concentrarea pentru a se ajunge la un anumit conținut de extract și sterilizarea mustului, favorizata de compozitia acida a acestuia. Ca efecte secundare la fierberea mustului de bere se constata o închidere de culoare a acesteia, formarea de substanțe reducatoare cu acțiune protectoare fața de oxidare și creștera aciditații mustului. În realitate fierberea reprezintă o tehnică complicată de evaporare intensa a surplusului de apă pentru realizarea concentrației dorite, precipitarea eficientă a proteinelor coagulabile prin formarea rupturii, solubilizarea și transformarea substanțelor din hamei, în special a substanțelor amare și sterilizarea mustului pentru fermentare. Separarea borhotului de hamei Dupa terminarea fierberii, mustul este pompat într-un separator de conuri de hamei, deobicei de forma cilindrico-conica, având ca element de filtrare o sită de aceeași formă. Aparatul mai este prevăzut și cu un agitator care să asigure o epuizare uniforma a borhotului de hamei în extract. Mustul trece prin sita iar borhotul de hamei este reținut în aparat. 8

Răcirea si limpezirea mustului Mustul fierbinte fiert cu hamei este supus, înainte de a fi trecut la fermentare, răcirii până la temperatura de 6-7°C în cazul fermentației inferioare și 12-18°C în cazul fermentației superioare, cât și limpezirii ce se impune datorit formarii « trubului la cald », care are loc la fierberea cu hamei, ca urmare a coagularii proteinelor și a polifenolilor macromoleculari din hamei, și a formarii « trubului la rece » ce are loc în timpul răciri mustului fiert cu hamei de la temperatura de 55-70°C până la cea de însămânțare a drojdiilor. Separarea trubului cald se face în cazane de sedimentare, în care se realizează răcirea până la 60-65°C, în care separarea trubului se face după principiul de lucru al unui hidrociclon, centrifuge cu camere inelare și separatoare centrifugale cu talere. Separarea trubului la rece se poate face prin sedimentare în linuri sau tancuri de sedimentare, prin centrifugare, prin filtrare în filtre aluvionare sau prin flotație într-un tanc de flotație. Pasteurizarea berii brune Scopul pasteurizarii este acela de a îmbunătații stabilitatea biologica a produsului finit. Prelungirea duratei de pasteurizare a berii este realizată prin inactivarea microorganismelor capabile să se dezvolte în bere și respectiv inactivarea enzimelor care pot cauza modificări chimice nedorite. Inactivarea microorganismelor din bere prin pasteurizare este favorizată de prezența în bere a unor substanțe naturale cu acțiune antimicrbiană cu ar fi: concentrația ionilr de hidrogen, alcool etilic, dioxid de carbon, anumite componente din hame. Fermentarea mustului de bere brună Mustul de bere răcit reprezintă un semifabricat pentru urmatoarele etape din procesul tehnologic de fabricare a berii – fermentarea – și în același timp substratul pentru activitatea drojdiei de bere ca agent al fermentației alcoolice. Fermentația mustului are loc in doua faze : 1.Fermentație principală sau primară 2.Fermentația secundară sau maturare La fermentația primară are loc transformarea celei mai mari parți din zaharul fermentescibil în alcool și bioxid de carbon rezultand berea brună. În timpul fermentației secundare se continua fermentația extractului, iar berea se limpezeste, se saturează în bioxid de carbon și își finisează gustul și aroma.

9

3. BAZELE TEORETICE ALE PROCESLOR DE CONSERVARE APLICATE LA FABRICAREA BERII BRUNE

Berea este o băutură alcoolică nedistilată, spumantă, saturată natural cu dioxid de carbon cu gust și aromă caracteristice. Berea este un sistem coloidal. Compoziția chimică a berii variază în limite relativ largi, în funcție de tipul și de sortimentul de bere. Cantitativ, principalele componente ale berii sunt apa, extractul și alcoolul etilic, alături de care, o mare varietate de compuși chimici contribuie la însușirile senzoriale și la valoarea nutritivă a berii. Alcoolul etilic care rezultă la fermentația alcoolică reprezintă circa 1/3 față de extractul primitiv caracteristic acelei beri sau chiar mai mult, la berile cu grad mare de fermentare. Berile nutritive și cele brune, care au un grad de fermentare mai scăzut, au un grad alcoolic mai scăzut. Conținutul în extract al berii poate fi determinat și exprimat ca extract real sau extract aparent. Extractul real reprezintă totalitatea substanțelor nevolatile din bere, provenite din extractul mustului supus fermentării și care nu au fost asimilate sau fermentate de drojdie. Extractul berii este format în proportie de 75-80% din hidrați de carbon; 6-9% compuși de azot; 4-5% glicerina, β-glucani, compuși minerali, substanțe polifenolice, substanțe amare, acizi organici. Dextrinele au rol de coloid și contribuie la plinătatea gustului berii. Sunt asimilabile și contribuie la valoarea energică a berii. Substanțele cu azot, deși reduse cantitativ, joacă un rol foarte important asupra stabilității spumei berii, a plinătații gustului ca și asupra stabilității coloidale a berii. Substanțele minerale au influență asupra calității berii, a valorii ei nutritive și dietetice. În continuare voi prezenta aspectele fizico-chimice, biochimice si microbiologice ale acestui produs.

10

3.1 ASPECTE FIZICO-CHIMICE ALE OPERAȚIILOR DE CONSERVARE UTILZARE

La berea bruna modificările fizico-chimice care au loc în timpul tratării mustului. Cele mai importante fenomene care au loc în timpul pregătirii mustului pentru fermentare sunt: răcirea, formarea trubului la cald şi la rece, fermentația primară și ferentația secundară, absorbţia oxigenului în must şi concentrarea acestuia . Mustul fierbinte fiert cu hamei este supus, înainte de a fi trecut la fermentare, răcirii până la temperatura de 6 – 7°C în cazul fermentaţiei inferioare şi 12 – 18°C în cazul fermentaţiei, cât şi limpezirii, care se realizează prin separarea trubului la cald şi a trubului la rece. Ca efecte secundare se produc dizolvarea oxigenului în must şi o anumită concentrare a mustului, datorită autoevaporării apei. Răcirea mustului se face de la o temperatură apropiată de cea de fierbere şi până la temperatura de însămânţare cu drojdie, printr-o zonă de temperaturi de 20-25°C, favorabilă pentru infecţia cu diferite microorganisme. Prin fermentarea mustului de bere se urmăreşte transformarea zaharurilor fermentescibile în alcool etilic şi dioxid de carbon cu ajutorul complexului enzimatic al drojdiei de bere. Pentru a realize fermentaţia mustului de bere cu o anumită compoziţie chimică este necesar ca unele substanţe din must să difuzeze în celula de drojdie străbătând atât peretele celular, cât şi plasmalema. Polifenolii, răşinele din hamei şi proteinele pot fi doar absorbite la suprafaţa peretelui celular.Celelalte substanţe, cu masă molecuară mică, ajung la plasmalemă pe care o pot penetra cu uşurinţă, dacă sunt solubile în lipide, mai lent decât sunt solubile în apă şi nu sunt solubile în grăsimi. Zaharurile sunt metabolizate, în secvenţă, glucoza şi fructoza fiind rapid consummate (la demararea fermentaţiei), maltoza este consumată mai lent (la fermentaţia primară) şi, în final, este consumată maltotrioza (la fermentaţia secundară). De remarcat că zaharoza este hidrolizată de invertaza din peretele celular. Expresia simplificată a fermentaţiei alcoolice este dată de ecuaţia Gaz Lussac: 11

Glucoza

2CO2 + 2CH3CH2OH + Energie

Energia eliberată nu este folosită în totalitate de către drojdie, ea fiind în mare parte pierdută sub formă de căldură. Fermentaţia este un proces foarte complex şi este influenţată de trei mari categorii de factori: - Compoziţia chimică a mustului: prezenţa şi concentraţia nutrienţilor, pH-ul, - Drojdia utilitzată: tipul şi varietatea utilizată, condiţia drojdiei la utilizare (viabilitatea), distribuţia drojdiei în must, aerarea mustului, temperature mustului la adăugarea drojdiei, - Condiţii de procesare: durata şi temperature de fermentare,presiunea, dimensiunile şi forma (geometric) recipientelor de fermentare, agitarea şi curenţii ce se formează la fermentare. Fermentația primară si fermentația secundară prezintă următoarele modificări fizico-chimice. Fermentația primară se desfășoară în patru etape : Faza inițiala : ce durează o zi, și se caracterizează prin multiplicarea drojdiilor, mustul acoperindu-se dupa 12-16 ore de la însămânțare cu un strat alb de spumă. În primele 24 de ore are loc scăderea extractului de 0,3-0,5%, creșterea temperaturii de la 0,5-1°C, iar scăderea pH-ului de la 0,25 la 0,3. Faza de crește joasă : durează ântre 1-2 zile, în care spuma se dezlipește de la marginea linului și ia o forma ondulată. Datorită bioxidului de carbon care se degaja ăn cantitate mare se adună în stratul de spumă suspensii care o coloreaza. Faza de crește înaltă : începe în ziua a patra și durează 2-3 zile, și se caracterizează prin activitatea fermentativă maxima a drojdiei. Crestele se ridica la o inaltime mare de pana la 30 cm. Faza de scădere a crestelor : dureaza între 2-4 zile și constă în scăderea stratului de spumă și transformarea lui într-o peliculă de culoare brun-murdar, formată din rășini de hamei, proteine și polifenoli antrenați la stratul de spumă. În timpul fermentației primare se face un control permanent al aspectului mustului în fermentație, a temperaturii și scaderii extractului. Fermentația secundară se desfăsoară lent, mai este denumită și maturare sau depozitare. Principalele transformări care au loc la fermentația secundară sunt următoarele: Saturarea berii în bioxid de carbon la temperaturi scăzute și sub presiune; Limpezirea naturală a berii prin sedimentarea drojdiei și a altor substante care alcătuiesc tulbureala; Maturarea propriu-zisă, prin care se întelege finisarea și înobilarea gustului și aromei berii. 12

Limpezirea naturală a berii are loc prin depunerea componentelor care formeaza tulbureala : celula de drojdie, proteine și substanțe amare trecute în forma insolubilă. Procesul prezintă importanță pentru rotunjirea gustativă a berii, pentru spumă cât și pentru stabilitatea ei coloidală. Pentru accelerarea procesului de limpezire se pot folosi mijloace mecanice, care măresc suprafața de limpezire a tancului și care adsorb la suprafata lor particolele care alcatuiesc tulbureala. Maturarea berii constă în inobilarea gustului și îmbunătățirea aromei berii. Se datorează depunerii drojdiei și precipitatelor din bere, antrenarii unor compusi volatili cu dioxid de carbon care se degaja, sinteza unor cantități de produși secundari de fermentație, transformarea unor compuși cu prag de sensibilitate mai ridicat. Degradarea substanțelor cu azot. Substanțele cu azot din must sunt implicate în însușirile senzoriale ale berii, ca plinătatea și rotunjirea gustului berii, în formarea de sisteme tampn, în nutriția drojdiei și prin aceasta, în formarea de substanțe de aromă în timpul fermentației. Unele substanțe cu azot sunt implicate în formarea trubului în berea finită deci în stabilitatea ei coloidală. Din aceste considerente, transformările substanțelor cu azot la brasaj sunt de mare importanță, deși conținutul lor în must este mic în comparație cu cel al glucidelor. În plămadă se găsesc prolamine și gluteline insolubile precum și albumineși globuline solubile, inclusiv macropeptide, polipeptide,peptide simple și aminoacizi liberi. În timpul brasajului, substanțele cu azot aduse de malț și menționate anterior sunt degradate progresiv de către endo- și exopeptide. Degradarea substanțelor cu azot depinde de: - gradul de solubilitate a malțului și conținutul acestuia în enzime protolitice; - condițiile de brasaj, respectiv temperatura si durata pauzei la temperatura de degradare a proteinelor; - pH-ul plămezii influențează activitatea enzimelor proteolitice în plămadă. Cele mai importante enzime proteolitice au pH-ul optim de5,0-5,2. Prin corectarea apei de brasaj sau prin acidifierea biologică a plămezii se intensifică degradarea enzimatică a substanțelor cu azot. Calitatea berii poate fi apreciată prin teste organoleptice, cât şi prin analize fizico-chimice. Dintre indicii fizici ce caracterizează tipurile de bere se numără masa specifică, vâscozitatea, tensiunea superficială, pH-ul şi potenţialul de oxidoreducere. 13

Masa specifică este puţin importantă, ea variind între 1.01 şi 1.02 fiind întotdeauna mai mică decât cea corespunzătoare conţinutului de extract datorită masei specifice reduse a alcoolului conţinut. Vâscozitatea berii la temperatura de 15oC variază între 1.5 şi 2.2 cP. Ea este influenţată de conţinutul în dextrine, substanţe proteice macromoleculare, cât şi de substanţele gumoase. Tensiunea superficială a berii este determinată de conţinutul de alcool, de proteine, glucani, glicerină şi de cantitatea de substanţe amare din hamei, dar nu de concentraţia extractului din mustul primitiv. Ea variază în mod obişnuit între 42 şi 48 dyn/cm. pH-ul produselor tip “beer-cooler” este cuprins între 3.4 şi 3.8. Această valoare mică favorizează stabilitatea şi gustul, în timp ce valorile mari ar indica o desfăşurare necorespunzătoare a procesului de fierbere sau utilizarea de apă de compoziţie necorespunzătoare. Uneori se îmbunătăţeşte pH-ul prin acidularea mustului la fierbere. Protenţialul de oxidoreducere al berii, redat prin valoarea rH, constituie un indicator indirect al conţinutului de oxigen. Se urmăreşte obţinerea de valori mici care influenţează pozitiv stabilitatea berii. Dacă în condiţii normale de producţie se ajunge la valori ale rH-ului de până la 10, prin înglobarea de cantităţi excesive de oxigen, valorile pot creşte la peste 20.

14

3.2 ASPECTE BIOCHIMICE ALE OPERAȚIILOR DE CONSERVARE UTILZARE Mustul fiert cu hamei utilizat ca mediu de fermentare este bogat în nutrienţi, deoarece conţine un spectru larg de zaharuri asimilabile, de aminoacizi şi alte substanţe azotoase simple, substanţe minerale (incluzând calciu, magneziu, sodiu, potasiu, fier, cupru, mangan, cloruri, sulfaţi, carbonaţi, fosfaţi), vitamine cum ar fi biotina, acidul pantotenic, inozitolul, tiamina, piridoxina, acidul nicotinic etc. Componentul Fructoza Glucoza Zaharoza Maltoza Maltotrioza Zaharuri nefermentescibile Azot total (ca azot) Azot aminoacidic (ca azot) Aminoacizi totali Compuşi fenolici α-izoacizi Ioni de calciu

2.1 9.1 2.3 52.4 12.8 23.9 0.8 0.30 1.65 0.25 0.030 0.065

Compoziţia mustului va influenţa atât viteza de fermentare, gradul de fermentare, cât şi cantitatea de biomasă produsă şi, în final, calitatea berii. Drojdia utilizată este aleasă în funcţie de comportarea ei biochimică şi fizică ce determină mersul fermentaţiei. Trebuie aleasă acea drojdie care produce o bere cu aromă dorită (gust şi miros), cu o stabilitate a aromei, o bere cu o anumită strălucire (luciu) într-un timp acceptabil şi într-un anumit echipament disponibil, în care se realizează fermentarea şi fără pierderi mari de bere în timpul procesării.

15

Compozitia chimica a orzului Componentele cele mai importante care intra în compoziția chimică a orzului și limitele lor de variație ce sunt raportate la substanța uscată în % : Compoziția chimica a tărâței de orz Fractiunea Apa Proteina Pentozani Fibra Lipide Cenusa (inclusiv silicati) Amidon Alte materiale, libere de azot

% 7,4 7,1 20,0 22,6 2,1 10,0 8,2 22,6

Compoziția chimică a orzului Fractiunea Amidon Zaharoza Zaharuri reducatoare Alte zaharuri Gume solubile Hemiceluloze Celoloze Lipide Proteina bruta(N6.25) -albumine + globuline(proteine solubile in solutie salina) -hordeina -glutelina -aminoacizi si peptide -acizi nucleici Minerale Alte substante

% fata de s.u. 63-65 1-2.0 0.1-0.2 1 1-1.5 8-10 4-5 2-3 8-11 3.5(0.5% albumine si 3% globuline) 3-4 3-4 0.5 0.2-0.3 2 5-6 16

Bobul de orz este compus din apa (12-20%) si substanta uscata (88-80%). Continutul in apa al orzului variaza in functie de conditile de clima din timpul recoltarii si de metoda aplicata. Orzul recoltat manual pe timp cu putine precipitatii are umiditate 12-14%, iar cand cad ploi in timpul recoltarii si recoltarea se face cu combine, umiditatea bobului poate atinge 18%. Un continut mare in apa este dezavantajos din punct de vedere economic, deoarece face dificila depozitarea. Enzimele din drojdie Drojdiile conţin numeroase enzime, care participă la toate fenomenele ce au loc ca urmare a activităţii vitale. Ele sunt amplasate în membrana celulară, citoplasmă, nucelu celular, vacuole. După Narziss în procesul de fermentare participă următoarele grupe enzimatice: - Grupa hidrolazelor, care provoacă scindarea hidrolitică a diferitelor substanţe. Din această grupă fac parte enzime ca: α-glicozidata, β-fructofuranozidaza, zaharaza (invertaza), α-galactozidaza, diferite fisfataze, lipaze, peptidaze şi amidaze; - Transferazele ca urmare a acţiunii lor se transferă anumite grupe de tipul fosforil,amino-glicozil şi altele. Din această grupă fac parte enzime ca: hexchinaza, fosfoglicerochinaza şi piruvatchinaza, transglicozidazele şi transaminazele - Oxido-reductazele, sub acţiunea cărora se transferă hidrogenul şi electronii de la un substrat la altul.

17

Indicatorii senzoriali ai berii 1.Spuma Spuma, capacitatea de spumare şi persistenţa spumei deosebesc berea de alte băuturi. O spumă bună, frumoasă, albă şi stabilă în timp ne dă garanţia calităţii berii şi reflectă faptul că s-a lucrat corect. Caracteristicile spumei sunt: volumul, densitatea şi persistenţa. Volumul spumei depinde de conţinutul în dioxid de carbon şi de cantitatea de substanţe cu acţiune tensioactivă. Degajarea lentă a dioxidului de carbon, în bule mici şi uniforme, se explică prin legarea lui de coloizii din extract: dextrine, proteine, răşini amare din hamei. Persistenţa spumei depinde de gradul de dispersie a substanţelor coloidale din bere, care formează o peliculă rezistentă în jurul bulelor de dioxid de carbon. Persistenţa spumei este favorizată de răşinile amare din hamei şi de substanţele cu azot, complexe, dar este diminuată de prezenţa grăsimilor şi doza de alcooli superiori. Capacitatea de spumare şi stabilitatea spumei constituie caracteristici importante. Cu cât tensiunea superficială este mai redusă, cu atât persistenţa spumei este mai bună. Un conţinut ridicat de dioxid de carbon în bere dă o spumă mai puţin stabilă, dar cu persistenţa crescută. Stabilitatea spumei poate fi îmbunătăţită prin micşorarea tensiunii superficiale sau prin formarea de coloizi complecși, dar poate fi influenţată negativ prin fenomene de oxidare, de mărire a dispersiei, precum şi prin procesele de evaporare de suprafaţă. 2.Culoarea Culoarea este un indicator foarte important, impus de tipul de bere ce trebuie obţinut şi care reflectă cel mai pregnant respectarea operaţiunilor din decursul procesului tehnologic, precum şi influenţa materiilor prime şi a materialelor adăugate. Dintre aspectele ce trebuie luate în considerare ca având influenţă negativă asupra culorii berii se pot cita: malţul, ca materie primă de bază, prin conţinutul de proteine, solubilizare şi temperatura de uscare; hameiul, prin conţinutul de substanţe tanante; apa de brasaj, prin valoarea alcalinităţii reziduale; metoda de măcinare (uscată sau umedă); compoziţia mustului, sub aspectul pH-ului, al conţinutului de azot solubil şi al polifenolilor. 3.Gustul şi aroma berii Independent de tipul de bere, o condiţie primordială o reprezintă puritatea şi constanta acestuia. Se pune accent, în special, pe evitarea prezenţei de gusturi străine, cum ar fi cel de trub, de drojdie sau cele care apar în urma utilizării de materii prime necorespunzătoare sau de tehnologii inadecvate. La impresia generală de gust contribuie mai multe caracteristici, dintre care mai importante sunt: plinătatea gustului, perlarea şi ultima senzaţie. O bere de calitate superioară trebuie să aibă un gust şi miros caracteristic de malţ şi hamei, un caracter de prospeţime şi efect răcoritor datorită acizilor organici, a fosfaţilor şi a dioxidului de carbon.

18

Gustul trebuie să fie curat şi plăcut, fără gusturi străine, îmbinând armonios gusturile dulce, amar, acid-aromat; caracteristic fiecărui tip de bere. Gustul plin al berii depinde de cantitatea de extract. Dacă berea este saturată în dioxid de carbon, nu se percep gusturile străine. Plinătatea sau prima senzaţie se percepe împreună cu aroma berii şi este dependentă de concentraţia mustului primitiv, degradarea proteică din timpul malţificării, compoziţia extractului, în special de raportul dintre dextrine şi celelalte componente, de modul cum a decurs procesul de fermentare şi, nu în ultimul rând, de mărimea particulelor. Perlarea este impresia senzorială percepută odată cu degajarea bulelor de dioxid de carbon şi la conturarea acesteia contribuie, în special, compoziţia apei, pH-ul berii, prezenţa substanţelor cu acţiune tampon (în special fosfaţii). Componenţii trebuie să fie într-un echilibru favorabil cu conţinutul de dioxid de carbon, prin legături coloidale de o anumită formă. Prin deplasarea echilibrului, chiar şi în cazul unei cantităţi mari de dioxid de carbon, poate apărea o senzaţie de gust înţepător, în special în prezenţa unor cantităţi mici de coloizi şi a unei vâscozităţi reduse a berii. O maturare intensă la temperaturi scăzute favorizează perlarea. Ultima senzaţie sau gustul final al berii este determinat de amăreala conferită de produsele de hamei utilizate. În funcţie de prezenţa anumitor substanţe proteice sau tanante, precum şi a substanţelor rezultate din metabolismul drojdiei, amăreala poate fi parţial mascată sau deformată. În cazul sortimentelor de bere blondă, amăreala iese în evidenţă ca ultimă senzaţie, în special la berea tip Pilsen, pe când la sortimentele de bere brună gustul final trebuie să fie predominat de aroma de malţ prăjit, după cum la berea de tip caramel se evidenţiază gustul de zahăr caramelizat. 4.Valoarea nutritivă Valoarea nutritivă a berii, indiferent de tipul acesteia, la o concentraţie a mustului primitiv de 12%, este de aproximativ 450 kcal/l, provenind în proporţie de 50% din alcool la sortimentele de bere brună şi în proporţie de 75% la tipurile de bere blondă. Alcoolul nu poate fi considerat element nutritiv, deşi contribuie cu 17,1 kcal/g, deoarece nu contribuie la formarea de noi ţesuturi. În schimb, extractul, ce furnizează 3,8 kcal/g, împreună cu fosfaţii şi vitaminele constituie substanţe uşor digestibile şi împreună cu alcoolul exercită acţiuni de hidratare a ţesuturilor şi de natură diuretică. Ansamblul componentelor şi, în special, dioxidul de carbon conferă un efect răcoritor şi de stimulare a digestiei. Extractul, drept component de bază al valorii nutritive, compus din hidraţi de carbon uşor asimilabili, alături de cantităţi reduse de aminoacizi esenţiali şi peptide micromoleculare împreună cu substanţele minerale, în special fosfaţi şi componenţi ai complexului vitaminic B, măresc capacitatea de suportare de către organism a alcoolului înglobat, favorizându-se totodată funcţiile ficatului. 19

3.3 ASPECTE MICROBIOLOGICE ALE OPERAȚIILOR DE CONSERVARE UTILZARE

La fabricarea berii, materia primă de bază este orzul, care suferă, în prealabil, un proces de malțificare în scopul activarii și formării de enzime amilolitice si proteolitice. Malțul obținut după germinare se combină cu nemalțificate, ce măresc cantitatea de amidon care, prin zaharificare enzimatică, contribuie la obținerea mustului de malț, cu un conținut ridicat de glucide fermentescibile. Orzul prezintă la suprafața învelișului o microbiotă heterogenă alcătuită din mucegaiuri, bacterii nesporulate din genurile: Pseudomonas, Lactobacillius; bacterii aerobe sporulate din genul Bacillus. În condiții necorespunzătoare, prin pastrarea orzului și prin creșterea umiditații acesteia, poate avea loc mucegăirea si incingerea cerealelor. Când mucegăirea este produsă de mucegaiuri toxicogene, există riscul ca, prin prelucrare, micotoxinele să se regăsească in bere. Mustul de malț obținut este bogat în maltoză, surse de azot asimilabile,vitamine. În cazul mustului contaminat se poate produce dezvoltarea bacteriilor termofile: Bacillus stearothermophillus si Bacillus coagulans care pot fora acid tactic. Mustul de bere, aproape steril în urma fierberii cu hamei, se poate infecta în special cu bacterii şi drojdii sălbatice, infecţiile fiind favorizate în cazul răcirii lente a mustului în sisteme deschise de răcire. Dintre bacteriile cele mai periculoase sunt bacteriile lactice, sub formă de coci, diplococi, sau bastonaşe, care se pot dezvolta în must deja la temperaturi ridicate de circa 50°C şi până la temperaturi destul de scăzute. Bacteriile lactice produc acizi organici în bere, conduc la apariţia de tulbureli şi modifică gustul şi aroma berii, contribuind la apariţia gustului neplăcut de diacetil. Drojdiile sălbatice pot infecta mustul în cursul răcirii, începând de la temperatura de 30-40°C. Ele se pot dezvolta alături de drojdia de cultură la fermentare, provocând tulburarea berii finite şi modificarea gustului acestuia. Din aceste motive răcirea mustului se realizează astăzi aproape în exclusivitate în răcitoare închise (cu plăci), care asigură o răcire rapidă, evitându-se şi contaminarea mustului cu bacterii sau drojdii sălbatice dăunătoare. 20

După criterii practice drojdiile de bere se împart în drojdii de fermentaţie superioară (Saccharomyces cerevisiae) şi drojdii de fermentaţie inferioară (Saccharomyces carlsbergensis). Drojdii de fermentaţie superioară. Fermentează optim la temperaturi de 1525°C, sporulează mai uşor decât cele de fermentaţie inferioară. După o incubare pe blocul de ghips de peste 48h, apar spori în cele mai multe celule. După înmugurire celulele de drojdie de fermentaţie superioară rămân legate între ele, iar în timpul fazelor de fermentaţie intensă sunt ridicate în stratu de spumă.Drojdiile de fermentaţie superioară au o capacitate respiratorie mult mai mare decât cele de fermentaţie inferioară. Din punct de vedere al capacităţii de fermentare a rafinozei, unul din testele biochimice de bază pentru diferenţierea celor două tipuri de drojdie, drojdiile de fermentaţie superioară pot fermenta numai o treime din rafinoză (respectiv numai fructoza conţinută în acest trizaharid), ele fiind lipsite de activitate melibiazică. Drojdii de fermentaţie inferioară..Sunt drojdii ce fermentează zaharurile la temperaturi de 5-10°C. După înmugurire celulele se despart relativ uşor, încât la microscop apar de obicei celule singure sau în perechi. La sfârşitul fermentaţiei celulele sedimentează formând un depozit. Capacitatea de sporulare a acestor drojdii este slabă şi sporii apar, la incubare pe blocul de ghips, după 60-72 ore numai în unele celule. Capacitatea respiratorie a acestor drojdii este mai scăzută decât la drojdiile de fermentaţie superioară, ceea ce se poate corela şi cu cantitatea mai mică de biomasă (de 3-4 ori inoculul iniţial) decât la drojdiile de fermentaţie superioară (până la de 6 ori inoculul iniţial). În ceea ce priveşte capacitatea de fermentare a rafinozei, drojdiile de fermentaţie inferioară o pot fermenta integral, deoarece pe lângă capacitatea invertazică (β-h-fructozidazică) au şi capacitate melibiazică.

21

4. INSTALAȚII/ ECHIPAMENTE UTILIZATE ÎN CADRUL OPERATIILOR DE CONSERVARE A BERII

Instalatie de pasteurizat tip tunel Este utilizat pentru pasteurizarea berii in sticle si cutii metalice . Pasteurizatorul tunel este o incinta bine izolata in care este montat fie un conveier tip banda preferabil pentru cutii, fie un sistem de transport, preferabil pentru sticle. Sistemul de transport poate fi cu viteza variabila, ceea ce permite controlul strict al timpului de tranzitare a recipientelor prin tunel. Tunelul are doua sectiuni, fiecare din ele fiind echipata cu bazin de apa, pompe si siteme de sitributie a apei. Nivelul apei din fiecare bazin este mentinut constant cu ajutorul unei valve cu lotor. Sistemul de distributie al apei poate fi de tip sita sau de tip duze. Instalatie de racire a sucului de bere cu placi, cu aerator Baza unei bune fermentari este racirea intensiva a sucului si aerarea efectiva. Racirea rapida a sucului exclude acrirea si colorarea berii. Reducerea gustului puternic a aromelor de hamei si a gustului hameiului acru se face prin îmbogățirea sucului ci bioxid de carbon. Pastrarea parametrilor de calitate a berii (gust, aroma,consistenta spumei,transparenta berii) pentru o perioada indelungata, se poate obtine prin utilizarea, in scopul spalarii si curatirii instalatiei fara dezmembrarea retelei de tevi, a unei Statii CIP

23

5. DEECTE ȘI ACCIDENTE CE POT AVEA LOC ÎM CADRUL OPERAȚIILOR DE CONSERVARE A BERII BRUNE

DEFECTE DE GUST Deseori gustul natural al berii este înrăutăţit ca urmare a unor deficienţe atribuite materiilor prime, procesului tehnologic, contactului mustului sau al berii cu substanţe agresive, cât şi unor cauze biologice. Prin utilizarea de apă alcalină cu o alcalinitate remanentă ridicată apare un gust amar, neplăcut. Orzul cu spicele prea mari imprimă berii un gust de paie. Un hamei învechit, oxidat, provoacă apariţia de gust neplăcut, uneori de fructuozitate străina berii. Malţul suprauscat, în special cel brun, generează formarea de gust de ceapă. O sursă frecventă de înrăutăţire a gustului berii o reprezintă procesul de îmbuteliere şi de păstrare a produsului. Predomină apariţia de gust de oxidare la berea îmbuteliată în sticle. Datorită contactului cu cantităţi mărite de aer, creşte amăreala neplăcută a berii. În urma pasteurizării excesive a berii ca urmare a oxidării unor subproduse de fermentare, se formează gustul de pâine, alături de apariţia altor modificări calitative, datorită în special oxidării polifenolilor. Berea expusă acţiunii radiaţiilor solare primeşte un gust de lumină. Acesta se manifestă prin producerea de mercaptani, scăderea potenţialului de oxidoreducere, apariţia unor procese de reducere fotochimică a substanţelor azotoase, cu grupe sulfhidrilice. Fenomenul este favorizat de folosirea de butelii verzi care nu absorb radiaţiile dăunătoare, spre deosebire de cele brune. În prezenţa cuprului se reduce gustul de lumină. Uneori se semnalează apariţia de gust de agent de reducere în butelii de sticlă. Aceasta se percepe în special la berea stabilizată cu acid ascorbic. El este mai puternic decât cel de oxidare şi poate fi micşorat în prezenţă de cupru sau fier. Prin contactul cu materiale agresive pentru bere pot apare gusturi străine generate în special de smoala folosită pentru izolarea recipientelor de fermentare sau a butoaielorMai frecvente sunt apariţiile de gust de clor, ca urmare a folosirii produselor pe baza de clor pentru dezinfecţia apei şi a utilajelor tehnologice şi a eliminării insuficiente a acestuia. Pragul de percepere a gustului de clorfenol este destul de redus. Nu rareori berea prezintă o nuanţă de gust de metal cu o uşoară culorare, ca urmare a reacţiilor dintre substanţele tanante şi fierul din utilaje. Gustul străin, asemănător cu cel al cernelii, se percepe foarte uşor, deşi, pe această cale, se măreşte puţin capacitatea de spumare a berii. 24

Cea mai frecventă apariţie de gust străin datorită unor procese de natură biologică este cel perceput în urma autolizei drojdiei. În cazul eliminării insuficiente sau prea târzii a drojdiei, după fermentarea primară şi maturare, apare un proces de autoliză ce conferă berii un gust de creozot sau de tirosol, cu o nuanţă tipică de fenol. Cei mai importanţi parametrii sunt: -Concentraţia mustului primitiv (extractul primitiv, Ep), (m/m) -Concentraţia alcoolică, % (m/m) - Aciditate totală, ml NaOH, soluţie 1n la 100ml bere -Culoare , unităţi EBC -Dioxid de carbon, g/100ml, min. -Valoare amară, BU

25

6.BIBLIOGRAFIE

1. Banu, C. , 2000, « Tratat de stiinte si tehnologi maltului si a berii », Editura Tehnica, Bucuresti 2. Berzescu P., s.a., 1981, « Tehnologia berii si a maltului », Editura Ceres, Bucuresti 3. Segal B. ,1975, « Tehnologia generala a industriei alimentare », Galati 4. Hopulele T., 1979, « Tehnologia maltului si a beri », 5. Croitor N. , 2002, « Tehnologia generala a industriei alimentare », Editura fundatiei universitatii, « Dunarea de jos », Galati 6. Banu,C., 1999, « Manualul inginerului de industrie alimentara » Editura Tehnica, Bucuresti, vol 2

26