A fermentação da cerveja é um processo de mudança bioquímica muito complexo. A lama de levedura usada para a produção de cerveja é geralmente armazenada em uma bacia de levedura e preservada em água gelada a 0,5 ~ 2 ℃. Depois de adicionar fermento ao mosto resfriado, a fermentação da cerveja começa. Durante todo o processo de fermentação, a levedura sofre primeiro a respiração aeróbica e depois a fermentação anaeróbica. Estas duas fases estão interligadas e constituem, no seu conjunto, um processo complexo de fermentação da cerveja. Sob a ação do sistema enzimático contido na levedura de cerveja, a principal mudança é que o açúcar fermentável no mosto é fermentado e decomposto em álcool e CO₂, e uma série de subprodutos de decomposição são gerados, tais como álcoois, aldeídos, ácidos, ésteres, cetonas e sulfuretos. A levedura, um organismo minúsculo, não é apenas a principal força motriz da fermentação da cerveja, mas também a alma que dá à cerveja um sabor e paladar únicos. O domínio do método correto de adição de levedura permite produzir cerveja de alta qualidade e única. Este artigo apresentará em pormenor os conhecimentos sobre a adição e recuperação de levedura resumidos pela Tiantai Beer Equipment, para ajudar os produtores de cerveja a dominar melhor esta tecnologia e a melhorar a qualidade e o sabor da cerveja.
Método de adição de levedura
(1) Método de adição a seco - colocar uma quantidade adequada de mosto arrefecido no inoculador de levedura, depois verter a água limpa sobre a lama de levedura lavada e conservada, medir a quantidade necessária de levedura (0,6%~0,8%), adicioná-la ao inoculador, misturar uniformemente o mosto e a levedura e, em seguida, utilizar ar comprimido esterilizado para enviar a levedura para a cuba de fermentação para se misturar com o mosto a fermentar.
(2) Método de adição úmida - adicione parte do mosto a 10 ℃ ~ 15 ℃ no inoculador de levedura e, em seguida, adicione a levedura necessária e mantenha esta temperatura por 10 ~ 12 horas para permitir que a levedura restaure totalmente sua atividade. Após a brotação e reprodução, use ar comprimido estéril para pressionar a levedura no tanque de fermentação e misture-a totalmente com o mosto frio.
(3) Método de divisão - este método é maioritariamente utilizado para cultivar e expandir a primeira geração de levedura quando o fornecimento de levedura é insuficiente no local de produção. O método é o seguinte: adicionar toda a levedura ao tanque de reprodução de uma só vez, adicionar o mosto na quantidade total e, após a reprodução durante 20~24 horas, dividi-lo em dois tanques e adicionar o mosto a cada tanque na quantidade total. A temperatura do mosto adicionado pelo método de divisão deve ser igual ou ligeiramente superior à temperatura do líquido de fermentação original para evitar a inibição da atividade da levedura. Para evitar a contaminação por bactérias estranhas, o tempo de divisão deve ser efectuado depois de a levedura ter atingido uma certa densidade [(5~10)×1000000 células/ml]. De um modo geral, o método de adição húmida é mais propício para encurtar o período de adaptação da levedura na fase inicial da fermentação do que o método de adição seca, de modo a que a levedura possa entrar mais rapidamente no período de crescimento logarítmico.
(4) Método de adição contínua - a ventilação e a adição de levedura podem ser efectuadas num único dispositivo. Para que a levedura seja distribuída uniformemente no tanque de fermentação, a levedura deve ser adicionada uniformemente durante todo o processo de entrada do mosto. A quantidade de levedura adicionada é controlada por uma bomba de frequência variável. Os seguintes parâmetros são principalmente controlados na produção: ① O número esperado de células de levedura. ② A quantidade de ar/ml de mosto.
(5) Método adicional - O método adicional refere-se à adição de mosto ao tanque de fermentação que iniciou a fermentação. Devido à entrada de mosto fresco, a levedura será activada imediatamente e a fermentação prosseguirá diretamente. O método adicional pode poupar o tempo de fermentação. No entanto, deve notar-se que a temperatura do mosto adicional deve ser aproximadamente a mesma que a temperatura da cerveja jovem na fermentação, caso contrário, a estimulação a frio da levedura fará com que a fermentação seja lenta ou completamente terminada. As vantagens deste método são: encurtar o período de adaptação da levedura e acelerar a velocidade de fermentação. O método de operação específico é: retirar parte da cerveja jovem do tanque de fermentação no período de alta formação de espuma e bombeá-la para outros tanques de fermentação para continuar a fermentação convencional; ao mesmo tempo, bombeie o mosto resfriado da mesma temperatura (8.5 ℃) para o tanque de fermentação no período de alta formação de espuma, e a quantidade de mosto no tanque de fermentação permanece constante. O mosto não fermentado é misturado com a cerveja jovem fermentada no tanque de fermentação no período de alta formação de espuma, e a levedura prolifera e continua a permanecer no estágio de proliferação. Este método é frequentemente utilizado nos processos de fermentação tradicionais. A chave é ventilar fortemente o mosto frio para garantir a proliferação da levedura. É de notar que uma ventilação insuficiente prolongará o tempo de fermentação.
Quantidade de adição de levedura
A quantidade de levedura adicionada varia em função da atividade da levedura, da concentração do mosto e do processo de fermentação. Em princípio, baseia-se na capacidade de iniciar rapidamente a fermentação. Não é aconselhável adicionar demasiado ou demasiado pouco. Se se adicionar muito pouco, a fermentação será lenta, o tempo de proliferação da levedura será prolongado, e é fácil causar infeção bacteriana e prolongar o tempo de fermentação; se se adicionar demasiado, é fácil causar a degradação da levedura e a autólise, dando à cerveja um sabor desagradável a levedura. De um modo geral, quanto maior for a concentração do mosto, menor será a temperatura de fermentação, maior será a produção de levedura e maior será a quantidade de adição. De acordo com este princípio, a quantidade de adição de levedura de mosto 10~12°P no meu país é geralmente 0,4%~0,6% (0,3%~0,4% para mosto 7~9°P, 0,5%~0,7% para mosto 13~15°P), e a concentração de células no mosto após a adição de levedura é (1,5~1,8)×10^7 células/mL. Nos últimos anos, algumas fábricas de cerveja aumentaram a quantidade de levedura adicionada para 0,6%~0,8% para aumentar a velocidade de fermentação, acelerar a rotação do equipamento e reduzir o teor de diacetilo na cerveja, sem causar consequências adversas.
Recuperação de leveduras
A levedura que se deposita no fundo do tanque de fermentação pode ser dividida, grosso modo, em três camadas. A camada superior é constituída maioritariamente por células de levedura leves, compostas principalmente pela tampa de bolha caída e pelas células de levedura que assentam em último lugar, misturadas com precipitados de proteínas e resina de lúpulo e outras impurezas. Após a separação, pode ser utilizada como alimento para animais ou para outra utilização abrangente. A camada intermédia é a levedura central, que é composta por células de levedura fortes e fermentativas, representando 65%~70%. Deve ser retirada separadamente e reservada para o próximo lote de levedura. A cor é mais clara. A camada inferior é constituída por células fracas e células mortas, que são compostas por partículas que assentam primeiro, tais como resina de lúpulo, partículas de coagulante, etc., misturadas com uma grande quantidade de impurezas de sedimentos, que podem ser utilizadas como alimentação ou eliminadas.
Princípio da recuperação:
Na fase final da fermentação em tanque cónico, a lama de levedura depositada no fundo do cone é normalmente sujeita a uma pressão de 0,19~0,24MPa. A fim de proteger a levedura, a lama de levedura deve ser descarregada sob pressão. Se a levedura for descarregada sob pressão normal, as células da levedura serão frequentemente danificadas ou mesmo rompidas devido à queda repentina da pressão, aumentando a taxa de mortalidade da levedura. Além disso, devido à queda repentina da pressão, uma grande quantidade de dióxido de carbono na lama de levedura escapará, o que produzirá uma grande quantidade de espuma, fazendo com que a lama de levedura branca pareça castanha. A lama de levedura descarregada quando o açúcar residual desce para 3,6~3,8°P ou antes do segundo arrefecimento é a mais ativa. A levedura recuperada deve estar limpa e isenta de impurezas, isenta de bactérias estranhas ao exame microscópico, com células limpas e morfologia normal, e coloração de azul de metileno inferior a 5%.
Método de recuperação de leveduras:
(1) Recuperação manual - a recuperação de levedura geralmente descarrega primeiro a levedura inferior e o sedimento e descarta-os; em seguida, descarrega a camada média de lama de levedura de alta qualidade para produção. Depois que a levedura é recuperada em um tanque de armazenamento de levedura com uma pressão de reserva de 0,1 ~ 0,15MPa, a pressão do tanque de armazenamento de levedura é lentamente reduzida à pressão normal, e o ar estéril é introduzido a partir do fundo do tanque para aeração e agitação. A levedura é armazenada a 2 ℃ ~ 3 ℃; a camada superior da levedura não é reciclada.
O procedimento operacional para a recuperação de leveduras é o seguinte: 1. Limpar o tanque de armazenamento de levedura e ligá-lo ao mosto arrefecido para diluir a levedura (representando cerca de 10%~20% da pasta de levedura). 2. Limpar e esterilizar a tubagem de recuperação da levedura. 3. Observe através do visor que a levedura na tubagem durante os primeiros 2~5 minutos é descarregada no esgoto, e depois abra a válvula de entrada para permitir que a levedura entre no tanque de levedura. 4. O tanque de levedura é pressurizado com ar esterilizado a 0,1~0,15MPa. Quando a levedura entra, a pressão é mantida consistente com o estado de pressão constante do tanque de fermentação através da válvula reguladora de pressão. 5. Depois de concluída a recuperação da levedura, usar água para empurrar a levedura na tubagem para o tanque de levedura. 6. Limpe a tubagem de recuperação da levedura com água.
(2) Utilizar uma centrifugadora para recuperar a levedura - a densidade relativa da levedura e do líquido de fermentação é diferente, pelo que se pode utilizar uma centrifugadora para separar o licor e a levedura. Existem muitos tipos de centrífugas, e a centrífuga para separar a levedura utiliza maioritariamente uma centrífuga de disco de abertura automática. Para manter a concentração de levedura no vinho aquando do serviço, utiliza-se este método. Parte do vinho não é centrifugada e é diretamente misturada com outro vinho centrifugado para manter a concentração de levedura a (5~10)×10^6 células por mililitro. A levedura após a centrifugação é processada num tanque de armazenamento. Este método é fácil de utilizar, mas a centrifugadora e as suas instalações não são fáceis de esterilizar. Além disso, durante o processo de centrifugação, o vinho é fácil de absorver oxigênio (0,2mg / L), a temperatura do vinho aumenta em 0,4 ℃ ~ 0,8 ℃, a temperatura da levedura sobe para acima de 10 ℃ e a taxa de mortalidade da levedura aumenta significativamente. Esta é a maior desvantagem da recuperação de levedura por centrifugação.
Métodos de transformação e armazenamento de leveduras recuperadas:
Nos tempos modernos, a recuperação de levedura é principalmente recuperada diretamente em tanques de recuperação de levedura. A capacidade do tanque pode acomodar 2~3 lotes de levedura da mesma geração. O tanque de recuperação está equipado com um agitador e instalações de arrefecimento. Após a recuperação da levedura, esta pode ser lavada ou não (as latas grandes de lama de levedura geralmente não precisam de ser lavadas. Alguns processos exigem que a levedura seja lavada com água limpa e fria de dureza adequada para remover as impurezas. Se aparecer uma pequena quantidade de bactérias contaminantes, a levedura pode ser lavada com ácido). Após a conclusão da recuperação da levedura, ela deve ser resfriada imediatamente a uma temperatura de 5.0 ℃ e, em seguida, resfriada indiretamente para reduzir a temperatura para 2 ℃. Enquanto a levedura está esfriando, a levedura é circulada. A esta temperatura, o fermento está basicamente adormecido e não aquece mais. Para misturar a levedura uniformemente, ela pode ser circulada uma vez por dia, 5 a 10 minutos de cada vez. Durante o arrefecimento da levedura recuperada, o tanque de levedura deve ser imediatamente despressurizado lentamente para evitar o transbordamento de espuma.
Ativação da levedura recuperada
A levedura recuperada pode ser utilizada para inoculação novamente após um simples tratamento. Embora o funcionamento seja prático e cómodo, a dosagem não é fácil de determinar com exatidão. Além disso, durante o processo de fermentação, a levedura está em um ambiente com alta pressão (pressão do ar, pressão hidráulica), anaeróbica (alto teor de CO₂) e alto teor de álcool, e seu desempenho é inibido. Portanto, após a recuperação da levedura, antes da inoculação, é necessário tomar medidas para restaurar a atividade da levedura. Após a fermentação, a levedura é recuperada num dispositivo especial para ativação. Este dispositivo tem funções como a agitação central e excêntrica, a oxigenação e a desgaseificação, a limpeza CIP, o arrefecimento e a lavagem ácida da levedura.
Aspectos técnicos da ativação das leveduras:
(1) Se a levedura for usada nos próximos dias após a recuperação, ela deve ser resfriada imediatamente a uma temperatura de 5,0 ℃ e ventilada imediatamente para remover o CO2 e promover o metabolismo da levedura.
(2) Se a levedura não for usada imediatamente após a recuperação, ela deve ser lentamente despressurizada e armazenada a 2 ℃. Caso contrário, o desempenho da levedura diminuirá. Depois que a levedura recuperada é armazenada, ela deve ser fechada e resfriada por 4~8h antes da inoculação, e a tubulação de circulação deve ser aberta para circular a levedura por 10min e parar por 50min. Enquanto a levedura estiver a circular, deve ser ventilada intermitentemente, ventilando e oxigenando durante 10s e parando durante 120s. Isto pode volatilizar CO2 e álcool, melhorar o ambiente externo da levedura, restaurar gradualmente o desempenho da levedura, entrar no estado de consumo de oxigénio, e a levedura pode reproduzir-se imediatamente após a inoculação.
(3) Depois da levedura recuperada ser armazenada, se quiser utilizar parte da levedura recuperada, pode circular a levedura durante 30 minutos 4 horas antes da inoculação, parar durante 30 minutos, continuar a arrefecer e depois adicionar a parte necessária da levedura diretamente ao mosto. A levedura restante no tanque de levedura não deve ser armazenada durante muito tempo. É melhor inoculá-la dentro de 15 horas, caso contrário a levedura autolisa-se.
Vantagens da ativação de leveduras:
A recuperação pressurizada garante a qualidade da recuperação da levedura; o dióxido de carbono pode ser basicamente removido; a levedura é ainda activada para que possa entrar no estado de fermentação o mais cedo possível antes da adição; a possibilidade de decapagem da levedura é fornecida; a qualidade da levedura activada é uniforme. Depois de a levedura ser activada, o período de atraso após a inoculação é reduzido e o mosto pode ser rapidamente fermentado, encurtando assim o tempo de fermentação, melhorando a taxa de utilização do tanque de fermentação e aumentando indiretamente a produção.
Ao compreender o conteúdo relacionado com a adição de levedura acima referido, creio que pode controlar melhor o processo de fermentação da cerveja e melhorar a qualidade e o sabor da cerveja. Na Tiantai, estamos sempre empenhados em fornecer-lhe a tecnologia e o equipamento de apoio mais avançados e práticos.
