Tehnologii Fermentative - III Cepa

SUPORT DE CURS TEHNOLOGII FERMENTATIVE ANUL III CEPA

1

Tematica SUPORTULUI DE CURS TEHNOLOGII FERMENTATIVE

1. CONTROLUL MATERIILOR PRIME ŞI AUXILIARE FOLOSITE IN

TEHNOLOGIA BERII 2. TEHNOLOGIA SI CONTROLUL IN INDUSTRIA MALTULUI 3. TEHNOLOGIA SI CONTROLUL IN INDUSTRIA BERII 4. TEHNOLOGIA SI CONTROLUL IN INDUSTRIA VINULUI 5. TEHNOLOGIA SI CONTROLUL IN INDUSTRIA ALCOOLULUI

RAFINAT

2

CAPITOLUL 1

ORZUL ŞI MALŢUL

1. ORZUL Este materia primă tradiţională pentru bere foarte răspândită în cultură, fiind a patra cereală cultivată în lume după grâu, orez şi porumb. Practic toate seminţele de cereale s-ar putea malţifica, dar la fabricarea berii este preferat orzul, deoarece are bobul acoperit cu un înveliş care protejează embrionul în timpul germinării, înveliş care este utilizat pentru formarea stratului filtrant la filtrarea plămezii cu cazane de filtrare. Orzul aparţine familiei Gramineae, genul Hordeum, speciei Hordeum vulgare L, cu două covarietăţi :

Hordeum vulgare L hexastichon şi Hordeum vulgare L distichon care este orzul pentru bere(orzoaică). Orzul cu şase rânduri de boabe pe spic are boabele neuniforme ca mărime, cu învelişul mai gros. Orzoaica are boabe mai uniforme ca mărime, mai mari decât orzul, cu înveliş mai fin, care dă malţuri bine solubilizate şi cu randament marI în extract. 1.1 Compoziţia chimică a orzului Ca şi structura morfologică, compoziţia chimică a orzului este complexă. Bobul de orez este compus din apă (12 - 20%) şi substanţă uscată (80 - 88%). Substanţa uscată este formată din compuşi organici şi minerali. Tabel 1 Compoziţia chimică a orzului pentru bere

Compusul Amidon Zaharoză Zaharuri reducătoare Alte zaharuri

Conţinutul mediu, % s.u. 63 - 65 1-2 0,1 – 0,2 1

Gume solubile

1 – 1,5

Hemiceluloze

8 - 10

Celuloză

4-6

Lipide

2-3

Proteină brută (N×6,25)

8 - 11

Aminoacizi şi peptide Acizi nucleici Substanţe minerale Alte substanţe

0,5 0,2 – 0,3 2 5-6

3

Cu privire la componentele orzului se fac următoarele precizări:  umiditatea orzului la recoltare variază între 12 - 20% în funcţie de modul de recoltare şi clima la recoltare.  amidonul – principalul component chimic este localizat sub formă de granule în celulele endospermului. Din punct de vedere chimic granula este formată din 17 – 24% amiloză,

74-81%

amilopectrină şi 2% alte substanţe (lipide polare, substanţe proteice, substanţe minerale).

 celuloza este localizată aproape în exclusivitate în învelişul bobului, este insolubilă în apă şi nehidrolizabilă de enzime din malţ. Nu are rol în calitatea berii.  hemicelulozele şi gumele sunt substanţe de structură a pereţilor celulelor endospermului dar şi a celor din înveliş. Hemicelulozele şi gumele au aceeaşi structură, dar greutăţi moleculare diferite.  glucidele cu moleculă mică, zaharoza şi rafinoza sunt prezente în embrion, dar şi în stratul aleuronic, iar în endosperm maltoza, fructoza şi glucoza servesc la nutriţia embrionului inclusiv la începutul germinării.  substanţele cu azot pot varia foarte mult cu soiul şi cu condiţiile pedo-climatice de cultură , iar orzul pentru malţul berii blonde trebuie să conţină între 9-11,5% proteine. Deşi din cantitatea de proteine dintr-un orz numai 1/3 trec în bere, ele au o foarte mare influenţă asupra

calităţii

berii

influenţând

culoarea,

plinătatea

gustului,

capacitatea

de

spumare,

caracteristicile spumei, aroma berii, şi stabilitatea ei coloidală. Din totalul substanţelor cu azot din orz, 92% sunt proteine (glutenină 30%, prolamină 37%, globuline 15% şi albumine 11%). Conţinutul substanţelor cu azot al orzului influenţează randamentul în extract al viitorului malţ.  lipidele sunt prezente în orz, în special în stratul aleuronic şi în embrion, în cea mai mare măsură ca trigliceride ale acizilor: stearic, oleic, linoleic, linolenic. Sunt insolubile în apă şi se elimină cu borhotul. Lipidele hidrolizate la malţificare şi la brasaj servesc pentru nutriţia embrionului şi a drojdiei. În cantitate mare are efect negativ asupra spumei berii şi stabilităţii acesteia.  polifenolii sunt reprezentaţi de acizi fenolici simplii până la polifenoli înalt polimerizaţi. Concentraţia în polifenoli creşte cu cât coaja este mai groasă.

 substanţele minerale în proporţie de circa 35% sunt reprezentate de fosfaţi 25% de silicaţi şi circa 20% de potasiu (exprimat ca oxid). Existenţa în proporţie foarte mare a fosfaţilor este foarte importantă, desfăşurarea unor procese metabolice în fiziologia bobului la germinare şi a drojdiei la fermentare fiind condiţionată de participarea fosfaţilor. Fosfaţii formează cele mai importante sisteme tampon în mustul de bere.

 orzul conţine cantităţi importante de vitamine (în mg/kg orz) vitamina B1, B2,colina, vitamina B6, biotina, vitamina PP, acid folic, vitamina E, caroten. Sunt esenţiale pentru o serie de procese metabolice de germinare şi la fermentarea mustului, sunt o sursă bogată de vitamine pentru bere, mărindu-i valoarea nutritivă a acesteia. 1.2 Alegerea orzului pentru malţificare

4

Prima etapă a procesului de malţificare este selecţia orzului corespunzător. Cele mai importante caracteristici pe care trebuie să le îndeplinească orzul sunt: 

orzul trebuie să germineze, altfel nu poate fi malţificat. De preferinţă toate boabele de orz trebuie să

germineze cu aceeaşi viteză.



orzul trebuie să conducă la un malţ care să furnizeze o mare cantitate de extract la plămădire.

Boabele mici, subţiri au o cantitate mare de coajă şi vor furniza puţin extract. Conţinutul ridicat de proteină sau de betaglucani face greu atacabile granulele de amidon şi determină pierderi de extract. Deci orzul destinat malţificării trebuie : -

să aibă dimensiuni mari (> 2.5 mm) şi o coajă subţire

-

conţinut redus de proteină < 11.5 %

-

conţinut redus de betaglucani



orzul destinat malţificării trebuie să-şi îmbogăţească echipamentul enzimatic, adică germenele să fie

intact şi să fie capabil să sintetizeze fitohormoni care să declanşeze producţia de enzime 

orzul nu trebuie să conţină produşi de contaminare (pesticide, produşi de metabolism ai fungilor) care

pot determina toxicitatea produsului final (berea) şi caracteristicile de calitate. Principalele caracteristici ale orzului destinat malţificării sunt prezentate în tabele următoare: Tabelul 2 Proprietăţi senzoriale ale orzului Proprietăţi senzoriale Aspectul bobului şi al învelişului Miros Culoare şi strălucire

Condiţii de admisibilitate Boabe mari, pline, rotunjite. Înveliş subţire, cu încreţituri fine. Specific, plăcut, proaspăt, caracteristic de paie Culoare galben deschis, de culoarea paiului, fără pete sau vârfuri negre, cu suprafaţa bobului uniform strălucitoare Tabelul 3

Proprietăţi fizice, chimice şi fiziologice Proprietăţi fizice, chimice, şi Condiţii de admisibilitate fiziologice Masa a 1000 boabe, g, min. 42 Corpuri străine, %, max. 3 Umiditate, %, max. 14 Boabe mai mari de 2,5 mm, %, min. 85 Energie germinativă, %, min. 95 Viabilitate, %, min. 98 Conţinut în proteină, % s.u., max. 11,5 Puritate soi, %, min. 93 Infestare absent

Aparatura şi metode Balanţă analitică Balanţă analitică Etuvă Site sortatoare Germinator Germinator Aparat Kjeldhal Vizual Vizual sau determinare de metabiliţi(micotoxine) prin cromatografie pe strat subtire sau HPLC

5

2. TEHNOLOGIA SI CONTROLUL MALTULUI 2.1 SCOPUL FABRICĂRII MALŢULUI Prin malţ se înţelege un orz înmuiat, germinat şi apoi, uscat. Produsul încolţit rezultat se numeşte malţ

verde, iar după uscarea lui în uscătoare speciale, poartă denumirea de malţ. Malţul este materia primă pentru industria berii, dar se poate folosi şi pentru industria spirtului sub formă de lapte de slad, necesar pentru zaharificarea plămezilor. 2.2 SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A MALŢULUI

6

Fig. 1 SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A MALŢULUI

2.3

CONTROLUL PE FLUXUL TEHNOLOGIC DE OBTINERE A MALTULUI Tabel 4 CONTROLUL PE FLUXUL TEHNOLOGIC DE OBTINERE A MALTULUI

Nr.cr t

Denumire operaţie

Dur ata

Condiţii şi efecte

Echipamen te

1.

Recepţie orz

-

Asigurarea calitătii şi cantităţii de orz

1.Cântare CFR sau pod basculă 2.Conform tab.1 şi 2 Separator

2.

3.

4.

5. 6.

Condiţionare orz la recoltare

Depozitare

Condiţionare orz în vederea malţificării

Depozitare Cântărire

-

-

-

Precurătirea orzului în vederea depozitării ( asigurarea stocului tampon până la recolta următoare) Reducerea umidităţii prin vânturare sau uscare cu aer cald pentru menţinerea caltăţii orzului depozitat

Uscător de orz

Control pe fluxul tehnologic 1.Recepţie cantitativă 2. Recepţie calitativă Corpuri străine

Aparatura şi metode 1.Cântare CFR sau pod basculă 2.Conform tab.1+ 2 Vizual şi prin determinare % corpuri străine

1. Temperatura aer cald (max 40 oC) 2.Umiditate orz max 14% 3.1Temperatur a 3.2 Umiditatea aerului 3.3 Infestare Determinare % corpuri străine

1. Termometru 2. Etuva sau umidometru automat Termometru

1.Trior 2. Separator praf

Determinare % corpuri străine

Vizual

1.Sortatoare cu site plane 2. Sortatoare cilindrice

Calitate I boabe cu d>2.8 mm Calitate II boabe cu d=2.5-2.8 mm Calitate III boabe cu d=2.2-2.5 mm Calitate IV boabe cu d