FERMENTAREA MUSTULUI DE BERE

Reprezintă faza tehnologică cea mai importantă din procesul tehnologic de obţinere a berii influenţând în mod determinant caracteristicile şi calitatea produsului.

Fermentaţia are loc prin introducerea în mustul de bere a unei culturi de drojdii, care poate fi cultură nouă (pură) sau cultură recuperată.

Procesul decurge în două faze: fermentaţia primară sau principală în urma căreia rezultă aşa numita bere tânără şi fermentaţia secundară.

Procese metabolice ce au loc în timpul fermentaţiei

Extractul mustului de bere este constituit în cea mai mare parte (90-92%) din hidraţi de carbon, 70-80% din aceştia fiind zaharuri fermentescibile şi nefermentescibile. Mustul de bere conţine următoarele zaharuri ce pot fi fermentate de drojdia de bere: maltotrioza, maltoza, zaharoza, glucoza şi fructoza.

Zaharoza este hidrolizată la nivelul peretelui celular de invertază, iar glucoza şi fructoza rezultate sunt transportate în celula de drojdie, în timp ce maltoza şi maltotrioza sunt hidrolizate în celulă de o maltază.

• La fermentaţia mustului de bere, drojdia consumă 98% din glucidele asimilabile prin fermentaţie şi 2% prin respiraţie.

• Modificarea cea mai importantă care are loc la fermentaţia primară o constitie transformarea zahărului fermentescibil din must (glucoza, fructoza, maltoza şi altotrioza) în alcool etilic şi bioxid de carbon după ecuaţia:

C6H12O6 → 2 CH3-CH2OH + 2 CO2 + 22,4 kcal (= 93,7 kJ)

• Cantitatea de alcool formată este cu atât mai mare cu cât mustul conţine o cantitate mai mare de extract şi cu cât proporţia în care fermentează acesta (gradul de fermntare) este mai ridicată.

• O mică parte din zahăr de 3-5% este consumată la începutul fermentaţiei pentru multiplicarea drojdiei.

• Prin transformarea zaharurilor în alcool, densitatea mustului scade, dinamica fermentaţiei putând fi urmărită prin măsurarea concentraţiei în extract a mustului cu ajutorul zaharometrului Balling.

• Ca urmare a transformării zahărului în alcool în timpul fermentaţiei

are loc scăderea treptată a extractului şi creşterea corespunzătoare a aşa numitului grad de fermentare (GF), denumit şi atenuare.

• Gradul de fermentare exprimă procentul din extractul total al unui must care a fost fermentat şi se calculează cu relaţia:

în care: • GF este gradul de fermentare, în (%);• eP este extractul mustului primitiv, în (%);• et este extractul în produsul fermentat în

momentul determinării gradului de fermentare, în (%).

010petepe

GF(%)

• După modul în care se determină et şi după momentul calculării gradului de fermentare se deosebesc:

• grad de fermentare aparent, când et se măsoară ca extract aparent în mustul fermentat, conţinând alcool etilic, cu ajutorul zaharometrului, metodă folosită în conducerea fermentaţiei.

• grad de fermentare real, când et se măsoară ca extract real în produsul dezalcoolizat prin distilare şi reconstituit.

unde: 0,81 este un factor stabilit experimental de Balling.

• Întotdeauna extractul aparent este mai mic decât cel real, gradul de fermentare aparent este mai mare decât cel real.

0,81apGFrGF

• Pentru conducerea procesului de fermentare a berii este important să se stabilească următoarele grade de fermentare:

• gradul final de fermentare, determinat numai în condiţii de laborator; el exprimă fermentescibilitatea maximă a unui anume must;

• gradul de fermentare în berea tânără, deci după fermentarea primară;

• gradul de fermentare în bere după fermentarea secundară şi maturare, denumit grad de fermentare al berii la vânzare.

• Fiecare din aceste grade se poate determina ca grad real sau ca grad aparent.

Gradul de fermentare în diferite etape de fermentare are următoarele valori:

• grad de fermentare aparent în berea tânără este 70-73% pentru berea blondă şi 58-60% pentru berea brună;

• gradul final de fermentare aparent este 80-83% pentru berea blondă şi 70-72% pentru berea brună.

• Gradul de fermentare în berea la vânzare este cu 3-4% mai mic decât gradul de fermentare final, în cazul berilor blonde obişnuite, cu 0-0,5% mai mic în cazul berilor blonde pentru export şi cu 5-6% mai mic în cazul berilor brune.

Drojdia utilizată la fabricarea berii

• După criterii practice drojdiile de bere se împart în drojdii se fermentaţie superioară (Saccharomyces cerevisiae) şi drojdii de fermentaţie inferioară (Saccharomyces carlsbergensis).

• Pentru fermentarea mustului de bere se folosesc în majoritatea ţărilor, inclusiv în ţara noastră, drojdii de fermentaţie inferioară (rase de Saccharomyces carlsbergensis).

• Drojdiile de fermentaţie superioară (rase de Saccharomyces cerevisiae) se folosesc numai la fabricarea unor tipuri speciale de beri de fermentaţie superioară, ca de exemplu berile spumante din grâu.

• Capacitatea de sporulare şi capacitatea respiratorie a acestor drojdii este mai slabă decât a drojdiilor 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).

• Drojdiile de fermentaţie superioară formează asociaţii de celule, care se desfac abia la terminarea fermentaţiei, fermentează numai 1/3 din rafinoză, întrucât nu secretă melibiaza şi sporulează destul de pronunţat.

• Drojdiile de fermentaţie superioară au o capacitate respiratorie mult mai mare decât cele de fermentaţie inferioară.

• Fermentează la temperaturi mai ridicate de 15-25°C într-un timp mai scurt până la gradul final de fermentare, ridicându-se în mare parte în cursul fermentaţiei intense în stratul de spumă.

• Drojdiile de fermentaţie superioară se folosesc în special la fabricarea alcoolului rafinat şi a drojdiei de panificaţie

• Viteza de fermentare a zahărului depinde atât de suşa de drojdie folosită şi starea ei fiziologică, de cantitatea de drojdie, de compoziţia mustului şi gradul său de aerare cât şi de temperatura de fermentare.

• Cu cât cantitatea de drojdie este mai mare, mustul este mai bogat în substanţe nutritive şi mai bine aerat şi cu cât temperatura este mai ridicată cu atât fermentaţia decurge mai rapid.

• În timpul fermentaţiei se formează o gamă largă de produse secundare de fermentaţie ca : alcooli superiori, esteri, aldehide, diacetil, compuşi cu sulf, acizi organici etc. Aceste substanţe prezintă importanţă pentru gustul şi aroma berii.

• Produsele secundare de fermentaţie, în funcţie de concentraţia lor în produsul fermentat, în raport cu pragul lor de sensibilitate, pot influenţa pozitiv plinătatea gustului berii, aroma şi stabilitatea spumei berii sau pot dăuna acestor însuşiri.

• Concentraţia la care produsele secundare ajung în bere este influenţată de factorii care influenţează viteza şi intensitatea fermentaţiei alcoolice.

• O deosebită importanţă o prezintă capacitatea de floculare a drojdiilor de bere.

• Prin capacitatea de floculare a unei suşe de drojdie se înţelege însuşirea drojdiei de a se aglomera (aglutina) sub formă de flacoane mari spre sfârşitul fermentaţiei, care se depun la fundul linului de fermentare, lăsând deasupra un substrat limpede.

• Aceasta este o însuşire de o considerabilă importanţă practică fapt care a determinat examinarea diferitelor suşe de drojdie din acest punct de vedere şi clasificarea lor în două tipuri principale: drojdii “pulverulente” şi drojdii “floculante” sau “aglutinante”, fiecare din ele cu manifestări specifice.

• Spre deosebire de drojdiile floculante, care aglutinează spre sfârşitul fermentaţiei într-un strat compact, ceea ce conduce la stagnarea fermentaţiei, drojdiile pulverulente rămân mai mult timp în suspensie în bere, realizând astfel un grad mai ridicat de fermentare.

• Ele nu foculează, ci sedimentează, lăsând deasupra o bere tulbure şi apar astfel probleme în procesul de limpezire şi filtrare a berii.

• Din aceste motive nu se recomandă folosirea drojdiilor pulverulente la fermentaţia berii, preferându-se drojdiile floculante, deşi acestea realizează un grad de fermentare mai scăzut.

• Flocularea drojdei nu trebuie sa fie prea timpurie nici prea târzie; în primul caz se obţine un grad prea scăzut de fermentare şi trece un număr insuficient de celule de drojdie de la fermentaţia primară la cea secundară, iar în al doilea caz numărul de celule care trece este prea mare şi apar dificultăţi la limpezire şi filtrare.

• Capacitatea de floculare este o însuşire genetică a celulei de drojdie.

• Există însă o serie de factori tehnologici care favorizează flocularea prea timpurie a drojdiei, dintre care menţionăm:

• un continut redus al mustului în zaharuri şi aminoacizi ca urmare a folosirii unui soi de orz necorespunzator, a unei solubizări insuficiente a malţului sau a folosirii unui procedeu de brasaj la temperatură prea ridicată;

• aerarea insuficientă a mustului înainte de fermentare, sau supraaerarea mustului;

• folosirea unei doze prea scăzute de drojdie la fermentare;• prezenţa cationilor bivalenţi, în special a ionului Ca2+;• caracterul şi starea fiziologică a drojdiei.

Prin modificarea condiţiilor de mediu o drojdie floculantă poate deveni pulverulentă, în timp ce procesul invers este foarte rar de întâlnit.

Fermentarea primară

• Prin fermentarea mustului de bere se urmăreşte transformarea zaharurilor fermentescibile în alcool etilic şi bioxid de carbon cu ajutorul complexului enzimatic al drojdiei de bere.

• În tehnologia de fermentare a berii, după parametrii de desfăşurare a fermentaţiei, după scopul urmărit şi după utilajul şi locul în care se desfăşoară fermentaţia mustului de bere, fermentaţia se împarte în două etape bine definite: fermentarea primară şi fermentarea secundară.

• Pentru fermentarea primară sunt utilizate linuri de fermentare, de obicei, închise cu capac, dar care lucrează la presiune atmosferică, iar pentru fermentarea secundară sunt folosite tancuri cilindrice orizontale metalice sau tancuri paralelipipedice din beton, vase care lucrează la suprapresiune de circa 1 bar.

• În ultimul timp au apărut vase de fermentare de capacitate mare şi foarte mare, în care se poate desfăşura numai una din perioadele de fermentare sau ambele. Dintre acestea, mai frecvent se utilizează tancurile cilindro-conice construite din oţel inoxidabil sau din aluminiu şi prevăzute cu instalaţie de spălare.

Fazele fermentaţiei primare şi controlul acesteia

• În funcţie de specia de cultură de drojdie folosită şi de temperatura de lucru, se distinge:

• fermentarea primară de suprafaţă zisă şi superioară, obţinută cu culturi de Saccharomyces cerevisiae la temperaturi de 15-25°C timp de 4-6 zile, stratul de drojdie menţinându-se la suprafaţă în timpul procesului;

• fermentarea inferioară, sau submersă, realizată la temperaturi de 5-10°C timp de 6-10 zile, cu culturi de Saccharomyces carlsbergensis, care tind să se depună la fundul vasului la sfârşitul procesului prin fenomenul de floculare. Delimitările de temperatură şi durate între aceste două tipuri de fermentări nu sunt absolute.

• În cazul aplicării unei tehnologii de fermentare primară timp de 8-10 zile la temperaturi de 6-10°C, se deosebesc o serie de faze distincte în desfăşurarea procesului.

• Prima fază caracteristică ce apare în decurs de până la 20 h după însămânţare constă în apariţia pe suprafaţa mustului a unei spume de culoare albă.

• Aceasta conţine proteine şi răşini de hamei precipitate. Scăderea extractului în primele 24 h este de 0,3-0,5% iar a pH-ului cu 0,25-0,3 unităţi. Temperatura de fermentare creşte cu 0,5-1°C. În această fază drojdia se dezvoltă intens.

• Urmează faza a doua, zisă şi a crestelor joase. În acest stadiu, stratul de spumă se desprinde de marginea linului şi primeşte un aspect de smântână groasă, forma semănând uneori cu cea a unei conopide.

• Această fază durează 2-3 zile, iar extractul scade zilnic cu 0,5-1%. pH-ul ajunge la valori de 4,9-4,7.

• În această fază este necesară o răcire puternică, altfel temperatura ar creşte zilnic cu circa 2°C.

• Cantitatea de căldură degajată este de până la 450 kcal/hl şi zi. Culoarea crestelor se închide treptat.

• Începând cu ziua a treia de fermentare se semnalează apariţia crestelor înalte, caracterizată printr-o fermentare intensă. Suprafaţa spumei se colorează în galben-brun până la brun închis, iar înălţimea crestelor depăşeşte uneori 30 cm.

• Din cantitatea de extract se consumă până la 2,5%/zi, faza durând 2-3 zile. pH-ul scade la valori de 4,6-4,4. Dezvoltarea drojdiei este puternic frânată, deoarece s-a consumat întreaga cantitate de oxigen prezentă în mediu. Ca urmare drojdia începe să floculeze. Răcirea trebuie efectuată cu grijă, astfel încât la începerea floculării să se realizeze un grad de fermentare pentru berea blondă de 40-45%.

• Ultima fază de fermentare este caracterizată printr-o scădere treptată a suprafeţei crestelor. Spuma se restrânge şi se formează un strat dens cu o grosime de circa 2 cm care reţine în special răşinile de hamei. În cazul când acest strat este prea subţire, răşinile nu sunt reţinute în întregime, iar berea primeşte un gust amar, neplăcut. Scăderea extractului este de 0,2-0,4% în fiecare zi iar pH-ul rămâne constant. Drojdia se depune sub formă de strat compact la fundul linului de fermentare, în cazul în care se folosesc culturi de tip floculant.

• În cazul utilizării de drojdii pulverulente depunerea este mai slabă, trebuind să se procedeze la o răcire mai puternică şi mai timpurie. Temperatura la sfârşitul acestei faze, în situaţia utilizării de drojdii floculante, trebuie să fie de 3,5-5°C, iar la utilizarea de drojdii pulverulente, de circa 2°C. La trecerea berii tinere zisă şi crudă, la maturare, este necesară eliminarea stratului ce pluteşte pe suprafaţa lichidului.

• Durata ultimei faze este de circa 2 zile.

• Desfăşurarea fazelor de fermentare se urmăreşte pe baza temperaturii şi a conţinutului de extract al berii şi acestea în mod normal, trebuie să corespundă unei anumite diagrame stabilită pentru fiecare tip de bere.

• Controlul fermentaţiei primare constă în verificarea permanentă a aspectului mustului în fermentaţie, a temperaturii şi a scăderii extractului. În acest scop se folosesc termometre plutitoare sau în teacă şi zaharometre.

• Controlul temperaturii se face de două ori pe zi (dimineaţa şi seara), iar a extractului o singură dată pe zi, trecându-se valorile obţinute într-o fişă anexată la fiecare lin de fermentare în care mai sunt înscrise: sortimentul de bere, numărul fierberilor din care provine mustul, cantitatea de must cât şi evoluţia impusă a temperaturii în timpul fermentaţiei primare.

• În afară de aspectul normal al fermentaţiei apar uneori şi fenomene anormale. Uneori, în faza crestelor înalte apare o “fierbere” a mustului, iar alteori, spre sfârşitul fermentaţiei primare apar băşici mari în stratul superficial cu diametrul de până la 30 cm, fenomen care se poate datora unui malţ insuficient polizat, unui hamei vechi sau unei drojdii necorespunzătoare.

• Există şi cazuri în care la sfârşitul fermentaţiei primare drojdia nu floculează, luând aspectul unei drojdii de fermentaţie superioară, ceea ce modifică şi caracterul berii obţinute.

• Temperatura berii tinere în momentul tragerii este de 3,5-5°C, uneori chiar mai scăzută. Dacă temperaturaeste prea ridicată are loc, la trecerea berii la fermentaţia secundară o scădere prea mare de temperatură, datorită căreia drojdia se depune rapid iar fermentaţia secundară decurge greoi.

• În afară de scăderea extractului şi de temperatură la tragerea berii tinere la fermentaţia secundară trebuie să se ţină seama şi de concentraţia în celule de drojdie.

• Sfârşitul fermentaţiai primare se mai poate recunoaşte şi după aspectul berii tinere. Astfel, dacă se suflă puternic în pelicula de deasupra berii tinere, ea nu trebuie să se închidă la loc, iar oglinda berii să fie de culoare neagră.

• La tragerea berii tinere la fermentaţia secundară este necesar să se facă o degustare a berii tinere, pentru a se identifica eventualele defecte care apar şi astfel să se poată lua măsurile necesare.

Recoltarea, conservarea şi reutilizarea drojdiei

• Din procesul de fermentare rezultă o cantitate de drojdie de circa 3-4 ori mai mare faţă de cea însămânţată.

• În cazul aplicării de tehnologii clasice şi a folosirii de linuri de fermentare se pot deosebi trei straturi de drojdie depusă şi anume:

• stratul inferior care conţine trubul depus şi alte impurităţi, bacterii şi celule de drojdie moarte. El este considerat de calitate inferioară sub aspect biologic şi fiziologic, motiv pentru care se preferă eliminarea din procesul de eliminare şi trimiterea pentru alte utilizări;

• stratul de mijloc, care constituie partea cea mai mare din drojdia sedimentată. Reprezintă fracţiunea cea mai pură de drojdie recomandată pentru recuperare;

• stratul superior, cu conţinut de impurităţi mecanice provenite din creste, în special răşini de hamei, proteine coagulate cu polifenoli. Acest strat, de asemenea nu se recomandă a se recupera pentru reînsămânţare.

• Drojdia recoltată de la fermentarea primară este trecută, cu pompe cu pistoane rotative sau cu roţi dinţate, în vase de colectare, de unde poate fi reutilizată imediat sau supusă conservării. În general reutilizarea culturilor de drojdie recuperată se poate efectua de 12-20 de ori. Cu cât procesul de fermentare este mai intensiv, cu atât scade numărul de reutilizări, crescând pericolul de infecţii şi de degenerare.

• De obicei se renunţă la reutilizarea culturilor recuperate în momentul când proporţia de celule moarte determinată prin colorare cu albastru de metilen trece de 10% şi când puterea de fermentare scade cu 5%.

• Înainte de reutilizare, drojdia recoltată trebuie spălată pentru eliminarea impurităţilor de trub, răşini de hamei, a celulelor moarte şi a altor produse de autoliză care înrăutăţesc gustul şi constituie un mediu nutritiv favorabil pentru bacteriile de alterare a berii. Păstrarea drojdiei până la reutilizare se realizează în mod curent sub apă răcită de 4-5°C. În astfel de condiţii drojdia poate fi păstrată timp de până la 3 zile. În decursul păstrării, drojdia consumă rezervele de glicogen şi alte substanţe şi elimină în mediu produsele de metabolism, conducând de asemenea la micşorarea puterii de fermentare şi prelungirea duratei de inducţie a acestui proces.

• Pentru micşorarea pierderilor se procedează la dezinfecţia drojdiei spălate, prin tratare cu acid sulfuric, acid fosforic sau cu antibiotice.

• De cele mai multe ori se aplică procedeul de dezinfecţie cu 0,25-0,5 l acid sulfuric 1%/hl suspensie de drojdie.

• După un contact de 40 minute în vane, se procedează la o neutralizare cu o soluţie de bicarbonat de sodiu, eliminarea spumei şi spălarea de câteva ori cu apă rece. În cazul utilizării de agenţi de neutralizare, în special a carbonatului de sodiu, apare pericolul slăbiri puterii de fermentare a drojdiei.

• În ultimii ani se practică dezinfecţia drojdiei cu antibiotice, în special cu penicilină, neomicină, clortetraciclină sau bacitracină.

• Se preferă păstrarea drojdiei într-un must slab cu 2% extract realizându-se astfel o fermentare înceată la temperatură scăzută, după care se spală drojdia, se presează şi se depozitează la temperaturi sub 0°C. Astfel ea poate fi păstrată timp de câteva săptămâni.

Fermentaţia secundară şi maturarea berii

• Berea tânără, rezultată de la fermentarea primară, are un gust pronunţat de drojdie, un buchet de crud în care se percep mercaptanii cu miros neplăcut. De asemenea aspectul este tulbure, stabilitatea redusă şi în consecinţă berea nu poate fi introdusă în consum ca atare.

• De aceea ea este supusă fermentării lente în continuare la temperaturi scăzute pentru descompunerea încă a unei părţi cât mai mari din extractul fermentescibil, rămas după fermentarea primară, proces care se numeşte fermentaţie secundară, iar după unii autori maturare.

• În acelaşi timp se au în vedere următoarele transformări:• sedimentarea drojdiei şi a restului de trub, precum şi a altor

substanţe de tulbureală, în vederea limpezirii naturale a berii;• saturarea cu bioxid de carbon;• reducerea conţinutului de oxigen şi prevenirea apariţiei unor

fenomene dăunătoare de oxidare;• îmbunătăţirea şi rotunjirea gustului şi a aromei, în special prin

reducerea conţinutului de dicetone vicinale precum şi alte modificări respectiv maturarea propriu-zisă.

Continuarea fermentatiei zaharurilor

• Berea ajunge la fermentaţia secundară cu 1,2-1,4% extract fermentescibil format din 80% maltoză şi 20% maltotrioză, mai greu fermentescibilă. Fermentaţia secundară este influenţată prin scăderea treptată a temperaturii.

• Intensitatea fermentaţiei secundare este influenţată şi de cantitatea de zahăr fermentescibil şi de concentraţia în celule de drojdie prezente în suspensie în berea tânară. În cazul în care fermentaţia se reia cu greu, se poate adăuga must în faza de “creste” (cu grad de fermentare de 20-25%), în proportie de 8-12%. Mustul cu acest grad de fermentare aduce zahăr fermentescibil şi celule active de drojdie.

Saturarea berii cu CO2• Depinde de solubilitatea acestuia în bere, solubilitate care creşte cu

scăderea temperaturii berii şi, cu creşterea presiunii exercitate asupra berii.

• O bere de fermentaţie inferioară care va fi ambalată în butoi va trebui sa aibă 0,39-0,42% CO2 şi, având în vedere pierderile la filtrare-tragere, va trebui să iasă de la fermentaţia secundară cu 0,44% CO2, dacă temperatura ei este de -1ºC.

• Pentru berea îmbuteliată, conţinutul normal de CO2 este 0,48-0,52%. Presiunea ce trebuie realizată în tancurile de fermentare depinde de temperatura berii.

Limpezirea naturală a berii• Este necesară în timpul maturării pentru îndepărtarea particulelor de

trub la rece, formate în timpul fermentaţiei, precum şi a celulelor de drojdie ce au realizat fermentaţia secundară. O bună limpezire naturală asigură o bună comportare a berii la filtrare şi o stabilitate coloidală bună a acesteia.

• Limpezirea berii depinde de: cantitatea şi proprietăţile trubului din bere, temperatura şi pH-ul berii, dimensiunile tancului de fermentare, durata depozitării berii, vâscozitatea berii.

• Pentru a elimina cât mai eficient precursorii de trub la rece, este necesară o depozitare de minim 7 zile, la temperaturi de -1...-2 º C.

Maturarea berii

• Constă în innobilarea gustului şi aromei berii. Maturarea se datorează depunerii drojdiilor şi precipitatelor din bere, antrenării unor compuşi volatili cu CO2 care se degajă, sinteza unor cantităţi de produşi secundari de fermentaţie (alcooli superiori, esteri), transformarea unor compuşi cu prag de sensibilitate mai ridicat (diacetil, aldehide).

• Berea se consideră matură când conţinutul în diacetil scade sub 0,1 mg/l.

• Durata totală de fermentare secundară şi maturare depinde de tipul de bere, de concentraţie, modul de administrare a preparatelor de hamei şi de gradul de fermentare. Pentru berea blondă obişnuită se practică durate de fermentare secundară şi maturare de 4-8 săptămâni, la unele sorturi ajungând până la 3 luni. Cu cât creşte doza de hamei şi conţinutul de extract, cu atât se urmăreşte prelungirea duratei acestui proces.

• Independent de tipul de bere obţinut, se observă la fermentarea secundară apariţia a două faze deosebite şi anume: cea de fermentare activă şi apoi fermentarea finală liniştită. În primele zile ale fermentării secundare, procesul decurge încă repede durând circa 2 zile.

• Se evită o desfăşurare prea violentă care influenţează negativ legarea bioxidului de carbon, însuşirile de spumare şi ameliorarea gustului în decursul maturării. Desfăşurarea procesului de fermentare secundară depinde de cantitatea extractului încă prezent, de cantitatea şi starea fiziologică a celulelor de drojdie prezente în berea tânără şi de temperatură.

• O caracteristică a fermentării secundare este creşterea conţinutului de bioxid de carbon din bere deoarece, procesul de fermentare are loc în recipiente închise, prevăzute cu dispozitive de reglare a presiunii, aşa-zisele Spund-aparate. Acestea reglează suprapresiunea din recipient, eliminând bioxidul de carbon în exces.

• Desfăşurarea procesului de fermentare secundară şi maturare se urmăreşte prin determinarea periodică a gradului de fermentare, a temperaturii berii, a suprapresiunii din tancuri care trebuie să fie de 0,3-0,4 at, a conţinutului de bioxid de carbon şi a limpidităţii berii. Procesul de limpezire a berii se urmăreşte prin luarea de probe de bere într-un pahar din sticlă şi observarea limpidităţii.

• Dacă la sfârşitul fermentaţiei secundare berea rămâne tulbure este necesar să se depisteze cauzele acestei tulbureli. Această tulburare se poate datora drojdiei care nu s-a depus luând un caracter pulverulent, sau drojdiilor sălbatice sau bacteriilor.

• Uneori tulburarea se poate datora unui malţ insuficient solubilizat, unei zaharificări incompleta a amidonului, fierberii insuficiente a mustului sau separării necorespunzătoare a trubului din must

• . • În timpul fermentaţiei secundare mai este necesară şi determinarea

gradului de fermentare, la început săptămânal şi apoi mai rar, urmărindu-se obţinerea unui grad de fermentare corespunzător tipului de bere produs.

• La circa jumătate din perioada fermentaţiei secundare este necesar să se facă şi o degustare a berii, apreciindu-se culoarea, limpiditatea, pH-ul, gustul şi spumarea, astfel încât, dacă este cazul să se mai poată efectua corecţiile necesare.

• Durata fermentaţiei necesare depinde de tipul de bere şi concentraţia ei în extract, de cantitatea de hamei şi de gradul de fermentare care trebuie realizat, cât şi de temperatură. Tragerea berii la filtrare trebuie să se facă în condiţii speciale pentru a se evita pierderile în bioxid de carbon şi accesul oxigenului.

Metode de fermentare şi maturare în tancuri cilindro-conice

• Pentru scurtarea duratei de fermentare (primară şi secundară) şi maturare au fost elaborate metode rapide cu o durata de 17-20 de zile, făra înrautăţirea calităţii berii.

• Condiţiile pentru creşterea vitezei de fermentare secundară şi maturare sunt:

• aerarea intensă a mustului;• conţinutul minim de azot α-aminic liber de 200mg/l pentru beri

numai din malţ şi 150mg/l petru beri obţinute cu înlocuitori;• doza de drojdie la fermentarea primară este de 30 milioane

cellule/ml must, corespunzătoare la 1l cremă de drojdie/hl.

• Fermentarea completă şi maturarea pot fi conduse prin următoarele procedee:

• Fermentarea la rece şi maturarea la rece

• Constau în însămânţarea mustului cu temperaturi de 6-7ºC, creşterea temperaturii în 2 zile la 8-9ºC, menţinerea temperaturii până în a 6-a zi, după care se începe o răcire înceată pâna la 3-4ºC, transvazarea berii în cel de-al doilea tanc atunci când mai conţine 1,1-1,3% extract fermentescibil, dacă fermentarea are loc în TCC, răcirea lentă a berii până la temperatura de depozitare, pentru a fi redusă cantitatea de diacetil, depozitarea la -1ºC, timp de 21 zile.

Fermentarea la rece şi maturarea forţată

• Constau în însămânţarea la 6-7ºC, creşterea temperaturii la 8-9ºC, în două zile, menţinerea temperaturii încă 5 zile, trecerea berii în TCC şi adaos de 10% “creste” în berea tânară, care declanşează o fermentare viguroasă şi asigură reducerea diacetilului până în a 14-a zi când diacetilul a scăzut sub 0,1mg/l; răcirea rapidă a berii la -1ºC, temperatură care se menţine 7 zile (când se atinge gradul de fermentare a berii la vânzare; se elimină drojdia la intervale de 2-4 zile).

Fermentarea la rece şi maturarea la cald

• Constau în însămânţarea la 6ºC, creşterea temperaturii la 9ºC în 2 zile; după 4 zile de la însămânţare, când gradul de fermentare este 50%, temperatura este crescută la 12-13ºC, apoi are loc maturarea cu controlul concentraţiei în diacetil, transvazarea berii în tancul de maturare şi depozitarea la rece (-1ºC) timp de 7 zile (dacă suprapresiunea în tanc este de 1 bar se agunge la concentraţii de CO2 de 5,4-5,6 g/l).

Fermentarea sub presiune

• Constă în însămânţarea mustului şi pornirea fermentaţiei la 10ºC. După 2 zile, gradul de fermentare ajunge la 50%, iar temperatura la 14ºC. La aceşti parametrii, presiunea este lăsată sa crească la 0,8 bar şi este mentinută la această valoare până la sfârşitul maturării.

• După maturare, presiunea este lăsată să scadă la valoarea caracteristică depozitării berii (circa 0,45 bar, la temperatura de -1ºC), la care rămâne circa o saptămână.

LIMPEZIREA ŞI STABILIZAREA BERII

• Berea rezultată după maturare nu are niciodată limpiditatea necesară în vederea comercializării. Dintre substanţele ce provoacă tulbureala se citează combinaţii proteice, polifenoli, răşini de hamei, celule de drojdii, iar uneori şi de alte microorganisme.

• Le lângă înrăutăţirea aspectului, substanţele ce conferă tulbureală conduc la micşorarea stabilităţii berii. Stabilitatea berii, independent de faptul că berea este păstrată în tancuri de maturare sau îmbuteliată, este limitată. Pe măsura învechirii berii se pierde limpiditatea, chiar şi după o filtrare, generându-se apariţia de cantităţi crescute de sedimente, paralel cu îmbunătăţirea însuşirilor senzoriale.

• Limpezirea berii poate fi realizată prin mijloace fizico-chimice, cât şi prin hidroliză enzimatică. De cele mai multe ori, pentru a se ajunge la un grad de limpiditate şi de stabilitate corespunzătoare cu cerinţele pentru berea de consum sunt necesare mai multe tratamente. Predomină cele de sedimentare şi de filtrare.

Limpezirea prin filtrare

• După fermentarea secundară şi maturare, berea este tulbure datorită particulelor fine de trub formate la depozitare şi a celulelor de drojdie care au mai rămas în suspensie. Berea dată în consum trebuie să prezinte o limpiditate perfecta, cu luciu. Limpiditatea berii se apreciază prin măsurarea turbidităţii, exprimată în unităţi EBC.

• Limpiditatea cu luciu este dată prin filtrarea berii. La limpezire berea îşi îmbunătăţeşte însuşirile gustative şi de spumare, dar mai ales stabilitatea coloidală şi biologică.

• Reţinerea particulelor din suspensie se face pe un strat filtrant şi se poate realiza prin două mecanisme:

prin cernere (reţinere de suprafaţa), în care caz sunt reţinute particulele cu diametrul mai mare decât diametrul porilor stratului filtrant. Sunt reţinute atât particulele în suspensie cât şi coloizii cu molecule mari;

prin reţinere pe materiale foarte poroase, cu o suprafaţa mare de filtrare şi cu acţiune adsorbantă. Acţiunea adsorbantă scade treptat şi, implicit, scade şi viteza de filtrare. Cu asemenea materiale filtrante sunt reţinute suspensiile, coloizii macromoleculari, dar şi cele dizolvate molecular în bere. În acest mod se îmbunătăţeşte stabilitatea coloidală a berii, dar pot fi depreciate atât plinatatea gustului cât şi însuşirile de spumare.

• Materiale filtrante folosite în industria berii pot fi: cu strat fix sau aluvionare:

Filtrele cu material filtrant fix

• În categoria aceasta intră: filtre cu plăci şi masă filtrantă, filtre cu plăci şi cartoane filtrante, filtre cu membrane filtrante.

• Frecvent se utilizează:• filtru cu cartoane filtrante pentru filtrarea fină a berii la care, pentru a

prelungi durata de funcţionare, se face o prefiltrare a berii printr-un alt filtru, de obicei un filtru de kieselgur;

• filtru cu membrane filtrante pentru filtrarea berii in sistem cross-flow, pentru filtrare finală, pentru producerea berii făra alcool sau cu conţinut redus de alcool (osmoză inversă, dializă);

• Filtrele cu aluvionarea materialului filtrant (kieselgur, perlita).

Limpezirea chimică şi enzimatică

• Pe baza adausului unor agenţi chimici de precipitare (adaosul de tanin) sau a unor enzime (adaosul enzimelor proteolitice – papaina) se pot realiza solubilizări ale substanţelor de tulbureală, sau depunerea mai uşoară a acestora, favorizându-se astfel reţinerea lor prin alte mijloace.

Stabilizarea biologică a berii - pasteurizare

• Mustul de bere după fierbere şi berea finită pot fi infectate cu microfloră străină provenită de pe utilaje, din aer, din cultura de drojdie, de pe materiale filtrante sau de pe ambalaje, în lipsa respectării măsurilor normale de igienă.

• Pasteurizarea berii este metoda cea mai utilizată pentru stabilizarea biologică a berii. Datorită faptului că berea are un pH scăzut, 4,3-4,6, şi microorganismele ce o pot afecta nu sporulează, pasteurizarea se poate realiza la un regim mai blând decât al altor produse alimentare.

• Pentru siguranţa pasteurizării este suficientă o menţinere a berii timp de 14 minute la temperatura de 60°C. În practică însă, pentru a avea certitudinea atingerii regimului de temperatură în aşa numitul “nucleu de frig” din sticla de bere (situat la 1,5 cm pe axul sticlei, deasupra fundului sticlei) se utilizează o durată de pasteurizare de 20 minute la 62°C.

• În practică se pot utiliza următoarele procedee de pasteurizare a berii:

• Pasteurizarea berii în sticle, cu ajutorul pasteurizatoarelor tunel• Pentru reuşita pasteurizării berii ambalate în sticle, este necesar ca

temperatura apei de stropire să fie cu 5°C mai mare ca cea de pasteurizare.

• Creşterea temperaturii până la temperatura de pasteurizare trebuie să se facă încet, cu 3°C/min, iar răcirea sticlelor cu bere pasteurizată cu 2°C/min, pentru a se evita spargerea sticlelor. Tot în vederea evitării spargerilor, spaţiul liber din gâtul sticlei trebuie să fie de 5% din volum.

• Pasteurizarea berii în flux (“flash pasteurizator”) se face în instalaţii de pasteurizare cu pasteurizator cu plăci. Berea iese din pasteurizator cu temperatura de 4°C şi poate fi îmbuteliată fără probleme. Reuşita pasteurizării în flux este condiţionată de stabilizarea biologică a berii.

• Umplerea la cald a berii este o alternativă de stabilizare biologică a berii. Instalaţia conţine în principiu un pasteurizator cu plăci în care berea este pasteurizată în flux la 68-75°C.

• Berea iese caldă din pasteurizator şi este îmbuteliată în sticlele care ies, de asemenea, calde (40°C) din maşina de spălat sticle, clătirea lor făcându-se cu apă caldă. Pentru a menţine saturarea berii în bioxid de carbon la temperatură ridicată de îmbuteliere şi pentru evitarea spumării sunt necesare presiuni de 8-10 bar.

• “Sterilizarea la rece” a berii a apărut datorită faptului că tratamentul termic pentru stabilizarea biologică implică riscul înrăutăţirii calităţii berii. Îndepărtarea microorganismelor din bere se poate face prin filtrare sterilizantă.

• În acest scop se utilizează filtrarea cu membrane filtrante şi cu filtre cu module. Filtrarea sterilizantă se poate face în instalaţii cu 3 sau 4 filtre cu module sau cartuşe, cu dimensiuni descrescânde ale porilor.

• Berea supusă filtrării sterilizante este filtrată, în prealabil, în filtre cu kieselgur. Această metodă de stabilizare este însă foarte costisitoare

ÎMBUTELIEREA BERII

• Pentru a ajunge la locul de consum după limpezire şi stabilizare, berea se îmbuteliază în cele mai multe cazuri.

• Berea se ambalează în sticle, în cutii şi în butoaie. • Ambalajele trebuie spălate şi dezinfectate în prealabil.

Tragerea berii în sticlă reprezintă cel mai utilizat mod de ambalare al berii.

• Sticlele de bere pot avea capacităţi de 330 ml, 500 ml, 700 ml şi 1000 ml. Pentru a preveni aparitia aşa numitului “gust de lumină” în bere, sticlele sunt întotdeauna colorate în verde, dar mai ales în brun, aceste culori absorbind radiaţiile cu lungimi de undă mici care catalizează formarea compuşilor ce dau gust de lumina berii. Sticlele trebuie să reziste la suprapresiunea de 8 bar menţinută 1 min.

• Sticlele trebuie, de asemenea, să reziste la şoc termic (5 min la 60ºC şi apoi 5 min la 27ºC).

• Indiferent de natura buteliilor, principiul îmbutelierii este acelaşi.

• Este necesară asigurarea unei contrapresiuni mai mari decât cea a bioxidului de carbon din bere, cât şi a unei presiuni egale în butelie cu cea din recipientul (tancul) de stocare.

• Aceasta se asigură prin aplicarea principiului de îmbuteliere izobarometric şi a constanţei secţiunii conductelor de legătură între diversele utilaje.

• Pentru a preveni spumarea, temperatura berii în momentul îmbutelierii trebuie să rămână practic constantă, iar cea a buteliilor să nu difere mult de cea a berii.