Curs 11 BERE

Tehnologia de obţinere a berii (2)

Măcinarea malţului. Măcinarea este un proces mecanic care ajută la transformările chimice şi biochimice în procesul de plămădire, influenţând compoziţia mustului precum şi randamentul de extracţie.

Bobul de malţ, neavând o compoziţie uniformă, prezintă dificultăţi la măcinare, iar măcinişul obţinut nu este uniform conţinând granule de mărimi diferite. Tegumentul nu trebuie sfărâmat deoarece conţine o serie de substanţe cum sunt: polifenoli, substanţe amare şi colorante, a căror dizolvare ar influenţa negativ gustul berii. Partea făinoasă o bobului necesită o măcinare fină, deoarece conţine sursa principală a extractului.

Măcinişul obţinut, din partea mai puţin solubilă a bobului, conţine granule mai mari, care la măcinare produc grişuri mari; în schimb cel din partea mai bine solubilizată a bobului, conduce la obţinerea grişurilor fine şi a făinii. În uma măcinării trebuie să se obţină mai puţine grişuri mari şi o proporţie cât mai ridicată de grişuri fine şi făinuri, cu menţinerea integrităţii tegumentului.

Pentru măcinare se folosesc morile cu ciocane (realizează o pulverizare fină a malţului, permiţând utilizarea lor în procedeele de filtrare continuă, cu tambur rotativ sub vid) şi morile cu valţuri (permit fracţionarea produselor de măciniş prin cernere, respectiv obţinerea separată o grişurilor, a făinii şi tegumentului).

Măcinarea malţului se poate realiza: pe cale uscată; pe cale umedă.Măcinarea pe cale uscată se efectuează în diferite tipuri de mori de malţ cu 1, 2 sau

3 perechi de valţuri, cu sau fără condiţionarea prealabilă a malţului prin umezire. Prin măcinarea cu ajutorul valţurilor se obţin mai multe fracţiuni de măciniş, urmărindu-se menajarea tegumentului în vederea utilizării acestuia ca strat filtrant în cazanele de filtrare.

Morile cu o pereche de valţuri permit obţinerea unui măciniş cu circa 30% coji, 50% grişuri şi 20% făină, şi se pretează numai la măcinarea malţurilor bine solubilizate.

Morile cu 2 perechi de valţuri realizează o mărunţire mai fină a malţului, iar cojile sunt mai puţin zdrobite, rezultând în final un măciniş cu 25÷28% coji, 54÷60% grişuri şi 12÷16% făină.

Cele mai răspândite mori sunt cele cu 3 perechi de valţuri. Aceste mori reprezintă tipul cel mai performant de moară de măcinare uscată, care permite obţinerea gradului dorit de măcinare chiar şi la prelucrarea malţurilor slab solubilizate. Astfel că prima pereche zdrobeşte boabele după care urmează o cernere pentru îndepărtarea făinii şi a grişurilor fine, care nu necesită altă măcinare.

Măcinarea umedă reprezintă procedeul ce se bazează pe înmuierea cu apă a malţului înainte de măcinare până la o umiditate de circa 30%, prin care cojile devin elastice astfel că în timpul măcinării rămân întregi. Ca urmare, borhotul format în cazanul de filtrare este mult mai afânat, filtrarea decurge mai rapid, astfel încât se poate mări înălţimea stratului de borhot cu circa 50% faţă de procedeul clasic cu cazan de filtrare. Datorită păstrării cojilor întregi se diminuează şi trecerea polifenolilor în must, rezultând beri de culoare mai deschisă şi cu un gust mai fin.

Măcinarea umedă a malţului se realizează în mori speciale prevăzute în partea de sus cu un buncăr de înmuiere şi cu o pereche de valţuri aşezate la distanţa de 0,35÷0,45 mm.

1

Curs 11 BERE

Figura 1. Schema tehnologica de fabricare a berii

2

MALŢ

Curăţire malţ

Măcinare

Brasaj(plămădire, zaharificare)

Filtrare plamadă zaharificată

MUST DE MALŢ

Fireberea mustului cu hamei

Separarea trubului la cald

Răcire must

Fermentarea I10-20oC, 0-15 zile

Fermentarea a II a

Limpezire la rece

Filtrare

Berea tânără

Filtrare

BERE FILTRATĂ

Pasteurizare

Ambalare

CEREALE NEMALŢIFICATE

Pretatare cereale

Pregătire termică a nemalţificatelor

(cazan de plămădire)50100oC, 40-60 min

Borhot de malţ

APĂ

Impurităţi

HAMEIDROJDIE

Borhot de hamei

Trub la rece

Drojdie

Drojdie

Limpezire Trub la cald

CO2

CO2

BERE MATURĂ

Curs 11 BERE

Procesul de măcinare se realizează în patru faze şi anume:a) înmuierea cu apă la temperatura de 30÷50°C în buncărul de înmuiere timp de

20÷25 minute, urmată de recircularea apei timp de 10 minute până la atingerea unei umidităţi a malţului de circa 30%. Temperatura apei de înmuiere este cu atât mai ridicată cu cât malţul este mai bine solubilizat;

b) evacuarea apei de înmuiere cu un extract de circa 0,3÷1% care poate fi trecută în cazanul de plămădire ca apă de plămădire sau aruncată la canal. Această operaţie durează în medie 5 minute;

c) măcinarea umedă propriu-zisă a malţului durează 40 minute, perioadă în care se introduce în camera de amestec de sub valţuri, apă de plămădire, raportul dintre malţ şi apă fiind de 1:3 sau chiar mai mult;

d) curăţirea şi spălarea morii prin şpriţuire cu apă şi pomparea apei de spălare în cazanul de plămădire în timp de 5 minute.

Avantajele măcinării umedă sunt următoarele: se păstrează bine integrabilitatea tegumentului diminuându-se posibilitatea

extracţiei substanţelor polifenolice în cursul procesului de plămădire; se pot realiza straturi de borhot la filtrare cu înălţimi până la 60÷80 cm

faţă de circa 30 cm la măcinarea uscată; se pot obţine randamente mai mari, ca urmare a intensificării proceselor de

măcinare şi plămădire; se evită pierderile de malţ la măcinare prin generare de praf.Măcinarea cerealelor nemalţificate. În ceea ce priveşte cerealele nemalţificate

folosite la obţinerea mustului de bere, acestea se macină separat în mori cu trei perechi de tăvălugi (6 valţuri). Porumbul înainte de măcinare este degerminat, operaţie absolut necesară pentru îndepărtarea lipidelor conţinute de germeni, care distrug spuma berii.

Brasajul (plămădirea şi zaharificarea plămezii) urmăreşte solubilizarea componenţilor solizi ai malţului cu ajutorul enzimelor din malţ, care transformă substanţele macromoleculare în substanţe cu masă moleculară mică şi medie ce alcătuiesc extractul mustului de bere.

Se obţine mustul de bere în care componenţii solubili constituie extractul. Principalii componenţi solubili reprezintă hidraţii de carbon, proteinele şi substanţele minerale. Prin stimularea activităţii enzimatice din malţ la temperaturi optime de activitate la anumite intervale de timp, se măreşte considerabil cantitatea de extract obţinută.

Prin simpla solubilizare cu apă rece se realizează un randament de extract până la 15% faţă de cantitatea de substanţă uscată din malţ. În urma acţiunii enzimelor, randamentul de extracţie creşte la peste 70%.

Principalul proces de solubilizare enzimatică, care are loc în decursul plămădirii, este cel al dezagregării amidonului, urmată de descompunerea proteinelor, hemicelulozelor şi a unor fosfaţi.

Transformarea amidonului în procesul de plămădire se desfăşoară în trei faze mai importante:

• îmbibarea cu apă a granulelor de amidon;• gelifierea amidonului;• hidroliza enzimatică propriu-zisă a amidonului sub acţiunea amilazelor.

3

Curs 11 BERE

Obiectivul principal al plămădirii, în ceea ce priveşte degradarea amidonului, constă în zaharificarea acestuia. Gradul de dezagregare se determină prin proba de colorare cu iod-iodură de potasiu. Suspensiile şi soluţiile de amidon dau cu soluţia de iod-iodură de potasiu o coloraţie albastră. La apariţia de dextrine limită coloraţia trece în roşu-violet. În momentul zaharificării coloraţia este brună, corespunzătoare soluţiei de iod folosită.

Condiţiile optime de acţiune ale enzimelor amilolitice sunt:- α-amilaza: 72÷75°C, pH=5,6÷5,8;- β-amilaza: 60÷65°C, pH=5,4÷5,6.

Sub acţiunea combinată a celor două enzime, amidonul este transformat în:- maltoză 40÷45%;- maltotrioză 11÷13%;- glucoză 5÷7%;- dextrine inferioare 6÷12%;- dextrine superioare 19÷24%,

la care se mai adaugă glucidele preexistente în malţ: fructoza (1,5÷3,5%) şi zaharoza (2,5÷3,5%).

Enzimele proteolitice acţionează în acelaşi mod ca la germinare, atât asupra proteinelor nedegradate cât şi asupra fracţiunilor proteice formate la germinare, acţiunea lor fiind favorizată de temperatura optimă de circa 50oC.

Conţinutul mustului în fracţiuni proteice depinde de solubilizarea iniţială a malţului, de temperatură, pH şi de concentraţia plămezii. Cu cât malţul folosit are o mai bună solubilizare proteică cu atât se va evita mai mult o degradare prea avansată a proteinelor la brasaj. În cazul malţurilor cu solubilizare proteică insuficientă, este necesar să se menţină o pauză de „proteine” la 47÷53°C, în care are loc o creştere a conţinutului mustului în azot solubil, în special în aminoacizi.

Transformarea hemicelulozelor şi gumelor începe la germinare, şi continuă şi în etapa de brasaj. Trecerea acestora din stare insolubilă în stare solubilă se evidenţiază prin creşterea vâscozităţii plămezii şi a mustului, prelungindu-se durata de filtrare a plămezii. Din această cauză este necesar ca aceste gume să fie transformate în continuare sub acţiunea exo-β-glucanazei.

Conţinutul în gume al mustului depinde în primul rând de solubilizarea malţului. Prin menţinerea unei pauze la 45÷50°C este favorizată degradarea gumelor; la temperaturi mai mari de 60°C, exo-β-glucanaza este treptat inactivată. Pe de altă parte nu se urmăreşte o hidroliză prea avansată a gumelor, întrucât ele exercită o influenţă pozitivă asupra spumei şi gustului berii.

Brasajul plămezii se realizează în cazane speciale de plămădire şi zaharificare de formă rotundă sau paralelipipedică.

Pentru a se putea efectua diferite diagrame de plămădire-zaharificare sunt necesare două cazane: unul de plămădire şi altul de fierbere a unor porţiuni de plamadă, şi eventual, un al treilea cazan pentru prelucrarea cerealelor nemalţificatelor.

Procesul de brasaj începe cu operaţia de amestecare a măcinişului cu apa de plămădire, această operaţie purtând denumirea de plămădire. Procedeele de plămădire-zaharificare urmăresc aducerea amestecului de măciniş şi apă de la temperatura de plămădire până la temperatura finală de zaharificare de 75÷76°C, astfel:

- 50°C pentru activitatea enzimelor proteolitice,

4

Curs 11 BERE

- 60÷65°C pentru activarea β-amilazei, - 70÷75°C pentru activitatea α-amilazei. Brasajul are drept scop:

- să solubilizeze substanţele solubile preexistente în malţ (10÷15% din totalul componentelor malţului);

- să facă solubile prin acţiunea enzimelor proprii şi, respectiv cu ajutorul celor adăugate, substanţe care în starea lor nativă sunt insolubile (60% din totalul componentelor malţului);

- să modifice, pe cale enzimatică, structura chimică a substanţelor solubilizate la un nivel dorit, astfel încât 75% din extractul mustului dulce să fie format din zaharuri fermentescibile.

Factorii care influentează brasajul sunt următorii:1. Apa de brasaj. Apa acţionează în două tipuri de procese: fizice , când are loc dizolvarea substanţelor solubile preexistente în malţ

(zaharuri, proteine, pentozani, pectine, săruri minerale etc.); se produce hidratarea şi umflarea granulelor de amidon până la gelatinizare; se realizează transportul extractului şi se favorizează transferul de căldură în vederea realizării unor reacţii chimice şi bio-chimice.

chimice/neenzimatice , când apa de plămădire, cu o compoziţie chimică corespunzătoare, reacţionează cu fosfaţii anorganici eliberaţi din fosfaţii organici din malţ cu ajutorul fosfatazelor, modificându-se astfel aciditatea plămezii şi stabilindu-se într-un sistem tampon de menţinere a pH-ului plămezii şi, respectiv, al mustului dulce între anumite limite.

Un pH optim al plămezii va favoriza: o activitate mai bună a amilazelor asupra amidonului; îmbunătăţirea activităţii amilazelor şi proteinazelor; îmbunătăţirea solubilităţii proteinelor din malţ şi coagulabilităţii acestora; minimalizarea extracţiei taninurilor.2. Sistemul enzimatic al plămezii. substraturile asupra cărora acţionează enzimele (amidon, proteine etc.)

sunt eterogene şi impure din punct de vedere chimic, respectiv sunt în amestec cu alte substanţe, şi parţial, sunt incluse în celule cu pereţi întregi;

substraturile sunt în cea mai mare parte insolubile, cel puţin la începutul brasajului. În cazul granulelor intacte de amidon care sunt rezistente la enzimoliză, este necesar ca acestea să se hidrateze şi să se gelatinizeze înainte ca ele să fie atacate de enzime;

deoarece plămădirea se execută la temperaturi relativ ridicate (~65°C), unele enzime sunt rapid inactivate, iar altele rămân nemodificate până la sfârşitul plămădirii;

se modifică şi pH-ul, precum şi temperatura de plămădire, în funcţie de durată.

Pe măsură ce substraturile sunt degradate, enzimele sunt şi mai uşor inactivate de căldură şi, prin urmare, compoziţia plămezii şi mustului va fi afectată de: compoziţia părţii lichide a plămezii, natura grişurilor, consistenţa plămezii, temperatura şi durata de plămădire, inclusiv durata de timp pentru a ajunge de la un palier de temperatură la alt palier de temperatură.

5