CURS 12 BERE

Tehnologia de obţinere a berii (3)

Filtrarea plămezii. Filtrarea are drept scop separarea fracţiunii solubilizate a plămezii de partea insolubilă, respectiv de borhot. Procesul are loc în două faze: scurgerea liberă a mustului şi spălarea cu apă fierbinte a borhotului pentru recuperarea extractului reţinut. Prima fracţiune de must primar are o concentraţie constantă, 4÷8% mai mult extract decât mustul obţinut prin amestecare cu apele de spălare. Pentru obţinerea unui must cu un conţinut în extract de 12%, se foloseşte un raport de 1/0,7 între cantitatea de must primar cu un extract de 14% şi apa de spălare, sau de 1/1,9 în cazul în care concentraţia mustului primar este de 22%.

Filtrarea plămezii se realizează în două etape:1. filtrarea propriu-zisă din care rezultă primul must;2. spălarea şi epuizarea borhotului din care rezultă ape de spălare.1. Filtrarea propriu-zisă se poate realiza prin două tipuri de straturi filtrante: prin strat natural de borhot:

a. filtrare gravitaţională (cazane de filtrare);b. filtrare la depresiune.

prin material filtrant:a. filtre de plămadă (filtre cu rame şi plăci);b. filtre rotative sub vid.

Desfăşurarea în bune condiţii şi viteza de filtrare sunt influenţate de calitatea malţului şi a măcinişului, de procedeul de plămădire, de metoda folosită, de temperatura şi durata de filtrare, precum şi de modul de spălare a borhotului.

Temperatura de filtare influenţează viscozitatea mustului, iar vâscozitatea mustului influenţează direct viteza de filtrare. Astfel că, cu cât vâscozitatea este mai mică cu atât viteza de filtrare este mai mare, şi invers. Viscozitatea mustului este influenţată de temperatură. Cu cât temperatura este mai mare cu atât viscozitatea este mai mică şi invers. Pentru o filtrare cu viteză cât mai mare, temperatura nu trebuie să fie mai mare de 77÷78°C.

Trebuie evitată creşterea temperaturii peste 78°C deoarece la 80°C orice activitate α-amilazică este distrusă şi poate avea loc gelatinizarea urmelor de amidon din grişurile mari şi foarte mari. Prezenţa amidonului gelatinizat poate influenţa negativ filtrarea berii, precum şi stabilitatea berii. Temperatura mustului nu trebuie să fie mai mică de 60°C pentru a evita dezvoltatea microorganismelor patogene care pot altera mustul de bere.

Solubilitatea malţului este corelată cu viscozitatea şi viteza de filtrare. O solubilizare bună a malţului face ca în must să se găsească o cantitate mai mică de suspensii fine.

Structura măcinişului trebuie să fie adecvată tipului de utilaj de filtrare. În cazul filtrării prin strat filtrant natural, coaja trebuie păstrată în particule cât mai mari. Particulele de coajă mari formează scheletul pe care se depun particulele mici. Stratul format este afânat şi curgerea mustului este rapidă.

Intensitatea metodei de brasaj trebuie corelată cu calitatea malţului astfel încât să se obţină musturi cu viscozitate normală în care hidrolizarea proteinelor, a hemicelulazelor să fie corectă.

2. Spălarea şi epuizarea borhotului. Prin primul must filtrat se colectează aprox. ½ din extract, cealalată parte din extract rămâne în masa de borhot sub formă de must înglobat în particulele de borhot. Pentru a realiza un randament cât mai bun este necesară antrenarea acestui extract din masa de borhot prin spălarea cu apă. Cantitatea de apă folosită la spălare depinde foarte mult de concentraţia primului must şi de concentraţia plămezii.

Cu cât borhotul se epuizează mai mult, cu atât creşte în extract mustul secundar concentrat în compuşi extraşi din coaja borhotului: substanţe polifenolice, lipide, etc.

Prin intensificarea spălării borhotului creşte mult cantitatea de lipide din apele de spălare şi acest conţinut de lipide ar putea fi un indice în epuizarea borhotului. S-a constatat că acizii graşi care se extrag din coajă sunt responsabili de aroma de învechit a berii finite.

1

CURS 12 BERE

Apa de spălare trebuie să aibă temperatura ridicată, de 76÷78°C, astfel încât să se păstreze o bună viteză de filtrare.

Fierberea mustului de bere cu hamei. Scopul principal al acestei operaţii este solubilizarea uleiurilor aromatice şi a răşinilor amare din hamei prin fierberea acestuia împreună cu mustul pentru a conferi gustul şi aroma specifică berii. De asemenea, au loc o serie de transformări importante pentru stabilitatea însuşirilor senzoriale ale produsului finit, coagularea substanţelor proteice, concentrarea, pentru a se ajunge la un anumit conţinut de extract şi sterilizarea mustului, favorizată de compoziţia acidă a acestuia, precum şi inactivarea enzimelor.

Ca efecte secundare, la fierberea mustului de bere se constată o închidere la culoare a acesteia, cu formare de substanţe reducătoare cu acţiune protectoare faţă de oxidare şi creşterea acidităţii mustului.

Există două metode de fierbere a mustului prin: fierbere convenţională, la presiune joasă şi la presiune ridicată.

Fierberea convenţională se realizează la presiune atmosferică, timp de 2 ore, în cazane de fierbere de diferite forme constructive (cu secţiune circulară sau dreptunghiulară). Suprafaţa de încălzire este dispusă la partea inferioară a cazanelor, iar agitatoarele au rolul de a evita supraîncălzirile locale; cazanele de fierbere la presiune joasă pot fi: cu fierbătoare interioare sau exterioare.

Operaţia de fierbere este influenţată de modul de adăugare al hameiului, de cantitatea adăugată, numărul porţiunilor şi momentul fierberii, când se adaugă aceasta. Calitatea produsului finit depinde de modul de adăugare a hameiului (hamei natural, pulberi şi extracte de hamei), cantitatea adăugată, divizarea acesteia pe porţiuni şi momentul în care se adaugă acestea. În practică, se folosesc pulberi de hamei în combinaţie cu extract de must. Hameiul se poate adauga în mai multe porţiuni, preferându-se adaosul în două porţiuni: 80% la începutul fierberii sau o doză mică în separatorul de hamei pentru aromă.

Adăugarea hameiului natural la fierberea mustului are dezavantajul unei extracţii mai lente a substanţelor amare cât şi a unor pierderi mai ridicate în substanţe amare în borhotul de hamei (în medie 10%). La adăugarea pulberilor şi extractelor de hamei trebuie să se ţină seama în primul rând de raportul de înlocuire faţă de hameiul natural şi în al doilea rând de procentul de economisire a substanţelor amare.

Hameiul se poate adăuga la fierbere în 1, 2, 3 sau chiar mai multe porţiuni, primele servind pentru amăreală, iar ultimele în special pentru aromă. Pe baza cercetărilor din ultimii ani s-a simplificat mult modul de adăugare a hameiului, preferându-se adaosul în două porţiuni:

- circa 80% la începutul fierberii pentru amăreală (hamei sau extract);- circa 20% (min. 50g/hl) cu 10÷30 minute înainte de sfârşitul fierberii pentru aromă, sau

chiar o mică porţiune de 20÷50 g/hl în separatorul de hamei.

Separarea borhotului de hamei. Borhotul de hamei trebuie eliminat din must pentru a nu perturba procesele de filtrare şi fermentare şi a nu înrăutăţi însuşirile senzoriale ale berii. Mustul fiert este pompat într-un separator de conuri de hamei, de formă cilindrico-conică, având ca element de filtrare o sită de aceiaşi formă. Aparatul mai este prevăzut şi cu un agitator care să asigure o epuizare uniformă a borhotului de hamei în extract. Mustul trece prin sită iar borhotul de hamei este reţinut în aparat.

Pentru recuperarea mustului aderent se procedează la spălarea borhotului cu apă fierbinte până la un conţinut în extract al apelor de spălare de circa 3%. Procesul se completează cu presarea finală a borhotului epuizat cu ajutorul filtrului presă sau cu dispositive cu şnec şi sită care sunt înglobate în sita propriu-zisă.

Răcirea şi 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 fermentaţiei inferioare şi 12÷18°C în cazul fermentaţiei superioare, cât şi limpezirii ce se impune datorită formării trubului

2

CURS 12 BERE

la cald, care are loc la fierberea cu hamei, ca urmare a coagularii proteinelor şi a polifenolilor macromoleculari din hamei, şi a formării trubului la rece ce are loc în timpul răcirii mustului fiert cu hamei de la temperatura de 55÷70°C până la cea de însămânţare a drojdiilor.

Modificări care au loc în timpul limpezirii şi răcirii mustului: - formarea trub-ului la cald;- formarea trub-ului la rece;- absorţia de oxigen în must;- concentrarea mustului.Formarea trub-ului la cald are loc în timpul fierberii mustului prin coagularea

proteinelor sub acţiunea căldurii şi sub acţiunea deshidratantă a polifenolilor din hamei. Trubul la cald este format din particule grosiere de 30÷80µm, în compoziţia cărora se găsesc proteine, astfel: 40÷70% polifenoli, 20÷30% substanţe amare, poliglucide şi săruri minerale.

Cantităţi mari de trub la cald se formează în cazul malţurilor slab solubilizate, în cazul procedeelor prin infuzie şi în cazul musturilor mai concentrate.

Trub-ul la cald trebuie separat cât mai complet din must deoarece el produce impurificarea drojdiei şi greutăţi la fermentare. Separarea trub-ului la cald trebuie să fie cât mai completă, pentru a se evita impurificarea drojdiilor şi înrăutăţirea proceselor de depunere ce au loc la fermentare, care au duc la obţinerea unor beri de culoare mai închisă, cu gust amar neplăcut de „trub” şi spumare insuficientă.

Răcirea mustului se face la o temperatura de însămânţare cu drojdie. Răcirea trebuie să se facă într-un timp cât mai scurt (max. 1 h) în sistem închis pentru a se evita contaminarea cu bacterii şi drojdii sălbatice.

Separarea trubului cald se face în cazane de sedimentare, în care se realizează răcirea până la 60÷65°C, în care separarea trub-ului se face după principiul de lucru al unui hidrociclon, centrifuge cu camere inelare şi separatoare centrifugale cu talere.

Formarea trub-ului la rece are loc în cursul răcirii mustului de la 55÷70°C şi până la temperatura de însămânţare cu drojdii, 6÷7°C. Trub-ul la rece este format din particule mult mai fine, de 0,5÷1,0 µm în compoziţia cărora intră cam aceleaşi grupe de substanţe ca şi la trub-ul la cald: 60÷70% proteine, 20÷30% polifenoli, substanţe amare, etc.

Deoarece masa moleculară a substanţelor ce formează trub-ul la rece este mică, este reversibil, dispare odată cu aducerea mustului la temperatura camerei. Fiind format din particule foarte fine, nu poate fi separat complet din must decât prin subrăcirea acestuia până la 0°C.

Separarea trub-ului la rece se poate face prin sedimentare în linuri sau tancuri de sedimentare, prin centrifugare.

Absorbţia de oxigen în must se poate realiza prin două căi: pe cale chimică şi pe cale fizică.

Absorbţia oxigenului pe cale chimică are loc la temperaturi de peste 40°C prin oxidarea unor substraturi din must: aminoacizi, substanţe amare şi polifenoli. Are un rol pozitiv numai în procesul de coagulare al proteinelor din must, în rest apar influenţe negative: închiderea culorii mustului, formarea de substanţe odorante. Absorţia chimică a oxigenului este cu atât mai intensă cu cât temperatura mustului este mai ridicată şi cu cât durata chimică de staţionare a lui este mai mare.

Absorbţia fizică a oxigenului are loc prin dizolvarea la temperaturi sub 40°C şi este cu atât mai pronunţată cu cât temperatura mustului este mai scăzută.

Concentraria mustului. Are loc prin autoevaporarea apei şi depinde de sistemul de tratare al mustului folosit. Astfel, în cazul sistemelor deschise de tratare a concentraţiei mustului autoevaporarea poate varia de la 4÷9% până la 1% extract. În cazul sistemelor închise de tratare a mustului, autoevaporarea este mai mică atunci când concentraţia mustului scade până la 0,1÷2%. În acest caz poate avea loc şi o diluare a mustului datorită apelor de spălare a borhotului de hamei.

3

CURS 12 BERE

Fermentarea mustului de bere. Mustul de bere răcit reprezintă substratul pentru activitatea drojdiei de bere ca agent al fermentaţiei alcoolice. Fermentaţia mustului are loc în două faze:

Fermentaţia primară; Fermentaţia secundară sau maturare.

În timpul fermentaţiei primare are loc transformarea celei mai mari părţi din zahărul fermentescibil în alcool şi CO2 rezultând berea tânără, iar în timpul fermentaţiei secundare se continuă fermentaţia extractului, iar berea se limpezeşte, se saturează în CO2 şi îşi definitivează gustul şi aroma, rezultând berea produs finit.

1. Fermentaţia primară are loc la temperatura de 6÷8°C, timp de maximum 8 zile. Prin compoziţia sa, mustul este un mediu de cultură ideal pentru diferite microorganisme patogene, de aceea, se impune o bună curăţire şi dezinfectare a vaselor, utilajelor şi încăperilor unde are loc procesul de fermentare. Mustul de malţ hameiat, răcit la 6÷8°C, cu pH = 5,4÷5,6 este însămânţat cu o cantitate de lapte de drojdie de 1 litru/hl, respectiv cu 1÷3x106 celule/ml. Pentru ca drojdia să se poată înmulţi în must, acesta trebuie să conţină 6 mg oxigen dizolvat/litru.

Fermentaţia primară se desfăşoară în patru etape: Faza iniţială: durează 1 zi, şi se caracterizează prin multiplicarea drojdiilor,

mustul din lin acoperindu-se, după 12÷16 ore de la însămânţare, cu un strat alb de spumă. În primele 24 de ore are loc scăderea extractului de 0,3÷0,5%, creşterea temperaturii de 0,5÷1°C, şi scăderea pH-ului cu 0,25÷0,3.

Faza de creste joase: durează între 1÷2 zile, în care spuma se dezlipeşte de pe marginea linului şi capătă o formă ondulată. Datorită CO2 care se degajă în cantitate mare, se adună în stratul de spumă suspensii care o colorează treptat în galben-brun.

Faza de creste înalte: începe în ziua a 4-a şi durează 2÷3 zile, şi se caracterizează prin activitatea fermentativă maximă a drojdiei. Crestele se ridică la o înălţime mare de până la 30 cm.

Faza de scădere a crestelor: durează între 2÷4 zile şi constă în scăderea stratului de spumă şi transformarea lui într-o peliculă de culoare brun-murdar, formată din răşini de hamei, proteine şi polifenoli antrenaţi la stratul de spumă.

În timpul fermentaţiei primare se face un control permanent al aspectului mustului în fermentaţie, a temperaturii şi scăderii extractului. În urma fermentaţiei primare rezultă berea tânără cu un extract fermentescibil de 1,5%.

Recoltarea şi refolosirea drojdiei. Drojdia depusă pe fundul vasului de fermentare, se antrenează cu apă potabilă şi se colectează într-un rezervor cărucior, amplasat în secţia de fermentare secundară la temperatura de 1÷2°C. Spălarea drojdiei se face cu multă apă. După circa 10 minute de spălare, suspensia de drojdie se lasă în repaus, drojdia se depune şi se înlocuieşte apa de deasupra, care conţine impurităţi din drojdie, celule moarte, bacterii. Operaţia se repetă, până când apa de deasupra stratului de drojdie devine limpede. Păstrarea drojdiei sub strat de apă poate dura 4÷5 zile, fără ca celulele să-şi piardă capacitatea de fermentare.

Pentru asigurarea unei fermentări normale, trebuie evitate contaminările cu microorganisme, în special bacterii lactice. În scopul eliminării bacteriilor contaminante, drojdia se poate trata cu acid sulfuric sau fosforic la un pH=2,2, cunoscându-se faptul că drojdia de cultură este rezistentă la pH-uri scăzute, la care bacteriile sunt distruse.

2. Fermentaţia secundară (sau maturarea berii). Berea tânără se caracterizează printr-un gust şi aromă neplăcută datorită formării unor produse secundare de fermentaţie, conţine o cantitate insuficientă de CO2 şi este mai mult sau mai puţin tulbure, ca urmare a prezenţei drojdiei şi a altor particule în suspensie. De aceea, fermentaţia secundară se desfăşoară lent. Principalele transformări care au loc la fermentaţia secundară sunt următoarele:

- fermentarea totală a restului de extract fermentescibil pe care îl conţine berea tânără;- saturarea berii în CO2 la temperaturi scăzute şi sub presiune;- limpezirea naturală a berii prin sedimentarea drojdiei şi a altor substanţe care

alcătuiesc tulbureala;

4

CURS 12 BERE

- maturarea proriu-zisă, prin care se înţelege definitivarea gustului şi aromei berii.Limpezirea naturală a berii are loc prin depunerea componentelor care formează

tulbureala: celula de drojdie, proteine şi substanţe amare trecute în formă insolubilă. Procesul prezintă importanţă pentru definitivarea gustului berii, pentru spumă cât şi pentru stabilitatea ei coloidală.

Pentru accelerarea procesului de limpezire se pot folosi mijloace mecanice, care măresc suprafaţa de limpezire a tancului şi care adsorb la suprafaţa lor particulele care alcătuiesc tulbureala.

În timpul fermentării secundare trebuie să se acumuleze în mediu o cantitate de 0,15÷0,2% CO2. Berea se consideră matură când conţinutul în diacetil scade sub 0,1mg/l.

În timpul fermentării secundare are loc şi limpezirea berii, ca urmare a scăderii temperaturii şi agitării, produse de bulele de dioxid de carbon care provoacă coagularea substanţelor azotate, a răşinilor de hamei şi a taninului, celulele de drojdie, substanţele proteice şi răşinile de hamei (coagulate) depunându-se pe fundul vaselor de fermentare.

Fermentarea secundară are loc în vase închise sub presiune, la o temperatură cuprinsă între – 2°C şi + 3°C.

5