O processo de produção da cerveja é composto por diversas etapas, sendo a filtração a última operação em que a qualidade do produto final é influenciada diretamente.
Os principais objetivos dessa fase do processamento são retirar as partículas turvadoras da cerveja e aquelas que podem futuramente gerar turbidez. Além disso, são eliminados microrganismos e é obtida a estabilidade organoléptica do produto final.
Os sistemas de filtração variam muito de indústria para indústria, podendo ser compostos por diferentes equipamentos e meios filtrantes. A escolha ideal deve ser feita de acordo com os objetivos da cervejaria e os parâmetros que se deseja atingir. Os meios filtrantes não devem gerar alterações físico-químicas na cerveja, além de não afetar características sensoriais do produto.
De forma geral, os mecanismos de filtração podem ser classificados em três tipos. O primeiro deles, peneiramento ou filtração de superfície, garante que partículas maiores do que os poros do meio de filtração sejam retidos, como leveduras e coloides maiores. O segundo é caracterizado por ação de profundidade, ou seja, as partículas ficam presas dentro dos poros do meio filtrante. O último tipo trata da adsorção, que é baseada em diferenças de cargas elétricas entre o material filtrante e as partículas de turvação.
Além dos meios filtrantes, podem ser aplicados auxiliares de filtração, que geram inúmeros benefícios relacionados à qualidade do produto final e à maior eficiência do processo. Os auxiliares aplicados para garantir a estabilidade coloidal da bebida são sílica gel, ácidos tânicos e polivinilpolipirrolidona (PVPP). Os dois primeiros atuam sobre proteínas de alto peso molecular; o último gera estabilização de polifenóis através de ligações por pontes de hidrogênio e consequente precipitação. A utilização desses auxiliares impede a formação de bolo compacto na filtração, gerando um considerável aumento de porosidade e permeabilidade do meio filtrante.
Estabilidade coloidal
A estabilização física (coloidal) é um dos parâmetros de qualidade mais importantes para a cerveja. Ela é afetada especialmente por dois grandes tipos de moléculas: proteínas de alto peso molecular e polifenóis, e pode ser atingida pelo tratamento com enzimas proteolíticas, uso de precipitantes de proteínas, como o ácido tânico, adsorção de proteínas por sílicas e adsorção de polifenóis pelo uso de PVPP.
O complexo formado por proteínas e polifenóis inicialmente pode ser solúvel, mas com o aumento do seu tamanho, torna-se insolúvel, gerando turbidez na bebida. Este é o principal problema gerado pela instabilidade coloidal, e pode ocorrer de duas formas: a frio, que aparece com o resfriamento do produto a temperaturas de 0°C ou abaixo disso, e volta a sumir com o reaquecimento; e a permanente. Cervejas com turbidez permanente permanecem com uma “nuvem” e podem desenvolver um sedimento no decorrer do tempo de vida de prateleira.
Tecnologias para estabilização de todos os tipos de cervejas
Para garantir a estabilização organoléptica e coloidal da cerveja, combinando propriedades dos ácidos tânicos de alta pureza e do PVPP, a Prozyn possui a linha ClearMax. As soluções contendo ácidos tânicos podem ser aplicadas em diferentes etapas do processo, nas fases quente (mosturação e fervura) e fria (maturação e filtração), cada uma com foco em alguns benefícios, trazendo resultados efetivos na produção de cervejas de alta qualidade e na maior eficiência do processo. Já as soluções de PVPP devem ser dosadas diretamente na filtração ou antes da maturação da cerveja.
Trata-se de soluções clean label, uma vez que estes compostos são considerados coadjuvantes de tecnologia e são retirados da cerveja durante seu processamento, não sendo necessária a declaração dos mesmos no rótulo.
Enzimas proteolíticas
Na aplicação de proteases, geralmente utiliza-se papaína, que hidrolisa cadeias peptídicas e reduz a concentração proteica em solução.
A papaína é uma enzima alcaloide extraída do mamão (Carica papaya), com mecanismo de ação não específico. Por conta dessa propriedade não específica da enzima, seu uso é acompanhado por algumas desvantagens: ela acaba atuando em todos os tipos de proteínas presentes, inclusive as proteínas responsáveis pela espuma da cerveja. Além disso, produz um perfil de peptídeos não padronizado e a enzima permanece ativa após o tratamento térmico.
Coadjuvantes de tecnologia
Ácido tânico
O ácido tânico é um polifenol hidrossolúvel, presente em plantas como Aleppo e Chinese gallnuts. Sua estrutura molecular é composta por um centro de glicose com seus grupos hidroxil ligados a um ou mais resíduos de ácido gálico.
Com suficiente tempo de contato, que equivale a alguns segundos, o uso do ácido tânico tem eficácia equivalente à da aplicação de sílica gel. Ele pode ser dosado nas etapas de fervura, maturação e diretamente na filtração da cerveja.
O uso de ácidos tânicos no processo de produção de cerveja gera uma série de benefícios, como a precipitação proteica, a captura de radicais livres (antioxidante), a inibição de enzimas lipoxigenases, o aumento do desempenho das leveduras e a quelação de metais.
A partir da formação de ligações de hidrogênio com leveduras e proteínas de alto peso molecular, os ácidos tânicos levam à precipitação dos mesmos. Além de diminuir a turvação, essa função proporciona menor arraste de trub na fervura pela formação de trub mais compacto, e o aumento dos volumes de cerveja produzidos por ciclo de filtração (maior eficiência de processo).
Além do ganho em qualidade, a aplicação de ácidos tânicos gera redução de custos pela menor dosagem necessária de produto, e benefícios ambientais pela redução de resíduos durante a filtração.
É importante destacar que a utilização de um produto com alta pureza de ácidos tânicos, com valores de concentração maiores que 98%, é fundamental para se atingir efetivamente os benefícios oferecidos pelo composto. Além disso, o conteúdo de ácido gálico livre deve ser mínimo, com valores inferiores a 0,1%, uma vez que se trata de um composto fenólico de alto peso molecular que, se mantido em solução na cerveja, gera adstringência e associa-se a proteínas, causando turbidez.
PVPP
O PVPP é um polímero com origem na vinilpirrolidona, que atua comumente na remoção dos polifenóis de bebidas. Caso permaneçam em solução, estes polifenóis formam complexos com proteínas e podem gerar turbidez na cerveja. Trata-se de um composto bioquimicamente inerte e insolúvel na cerveja que, por conta disso, é totalmente retirado do produto durante a filtração.
Além de promover a estabilização coloidal do produto final, estendendo sua vida de prateleira em até um ano, o PVPP melhora sua estabilidade sensorial, uma vez que, ao retirar os compostos fenólicos, ele remove também a adstringência causada pelos mesmos.
Estrutura química do PVPP
Sílica gel
A sílica gel é um composto sintético produzido através da reação de silicato de sódio (Na2SiO3) e ácido sulfúrico (H2SO4). Atua por meio de adsorção física, retendo proteínas responsáveis pela turvação da cerveja. Os complexos formados por sílica gel + proteína são retidos no geläger ou durante a filtração.
Porém, o uso de sílica no processo cervejeiro possui algumas desvantagens. As dosagens do composto são altas e, por isso, existe um problema operacional, em que grandes volumes de produto devem ser carregados pelos operadores da cervejaria. Além disso, pode causar alguns danos à saúde do operador que a manipula, principalmente com questões cardiorrespiratórias.
A Prozyn possui um amplo portfólio e know-how na aplicação de tecnologias de última geração para a produção de cervejas.
SOBRE A PROZYN
A Prozyn é uma das principais fornecedoras de ingredientes biológicos do país. Possui soluções sob medida para as necessidades mais específicas dos clientes, sempre baseadas na inovação, tecnologia e melhoria da qualidade de vida. Oferece uma linha completa de ingredientes para redução de custo, otimização do processo e melhoria da qualidade do seu produto.
Escrito por:
Eloisa Carmignola – Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação
Jadyr Oliveira – Diretor Executivo