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ENZIMAS DA DANISCO NA FERMENTAÇÃO

Introdução

O processo para produção de cerveja depende de enzimas. As enzimas do malte (cevada maltada) catalisam a hidrólise de lipídios, proteínas, amido e das paredes celulares do endosperma, durante a maceração.

A cevada maltada é a fonte tradicional de enzimas para fermentação. No entanto, os fabricantes de cerveja frequentemente precisam trabalhar com maltes de qualidade inferior à ideal. Isso pode trazer dificuldades, tais como rendimento reduzido de extrato, má separação do mosto, fermentação lenta ou incompleta, difícil filtração, além de uma cerveja inferior, em termos de sabor e estabilidade.

Para se atingir um desempenho consistente e eficiente para a cervejaria, enzimas exógenas podem ser utilizadas para complementar as enzimas do malte e, em alguns casos, proporcionar atividades adicionais, que não estejam essencialmente presentes no malte.

Uma outra forma para se obter a redução de custos e possibilitar a produção de grandes volumes é a utilização de adjuntos. Trata-se de carboidratos usados como fonte adicional de substrato para a fermentação. Alguns exemplos de adjuntos mais utilizados na cervejaria são: cevada não maltada, trigo, milho, sorgo, arroz, açúcares e xaropes.

Entretanto, como os adjuntos não contêm enzimas como o malte, o uso de enzimas torna-se necessário para possibilitar a utilização eficiente de uma ampla linha de adjuntos, bem como para produzir cervejas com atributos específicos, como cervejas com alto grau de atenuação, ou light.

A Danisco oferece um portfólio de enzimas inovadoras, que permitem aos fabricantes de cerveja do mundo inteiro desenvolverem e manterem processos eficientes, com alta produtividade e qualidade, considerando-se as variações das matérias-primas locais. As soluções Danisco para cervejaria asseguram melhoria de extrato, liquefação dos adjuntos, separação do mosto, fermentação eficiente, filtração da cerveja, estabilização e produção de cervejas especiais.

Maceração

O grande desafio da indústria cervejeira é a busca contínua por alta produtividade, ou seja: trabalhar com grandes volumes, maximizar o rendimento de extrato e minimizar o tempo de filtração, sem perder qualidade.

O bom desempenho produtivo pode ser afetado negativamente por uma série de fatores, tais como: polissacarídeos não amiláceos, com elevado peso molecular, que dificultam a separação do mosto; amido granular pequeno, que pode não se gelatinizar em temperaturas normais de sacarificação, de maceração e proteólise incompleta, possivelmente resultando em baixo teor de nitrogênio a-amino etc.

Para se obter o máximo de extrato nos casos em que altos níveis de adjuntos são utilizados, os fabricantes de cerveja podem adicionar um blend equivalente ao malte de a-amilase, b-glucanase e protease, diretamente no tanque de maceração. Essas atividades enzimáticas devem ser utilizadas em condição que possa incluir uma etapa de proteólise a 45-55 °C, seguida por uma ou duas etapas de sacarificação a 60°C a 72°C e uma etapa final a 74°C a 78°C.

O tempo e as temperaturas são de importância crítica, especialmente para a proteólise e as etapas finais. Tempo insuficiente ou temperaturas excessivamente altas durante a proteólise resultam em uma quebra incompleta das proteínas e da matriz de b-glucano que envolve os grânulos de amido, reduzindo assim a quantidade de amido disponível para a conversão, resultando em baixo rendimento de extrato. Se a temperatura for muito baixa nas etapas finais, o amido residual não gelatinizado poderá ser carregado para o equipamento de cozimento (Kettle), sem ser convertido. Se a temperatura for muito alta, a a-amilase será desnaturada e, embora o amido residual possa estar gelatinizado, ele não será convertido. A presença de amido não convertido, vindo da maceração, resulta no baixo rendimento e na possível turbidez da cerveja. Isso pode ser evitado com a adição de uma a-amilase mais termoestável na maceração.

Pode ser necessária uma atividade proteolítica, quando a cervejaria usa certos adjuntos ou malte de baixa qualidade para otimizar a extração e ajustar a taxa do nitrogênio solúvel para o crescimento da levedura. A atividade proteolítica excessiva pode ter um efeito negativo sobre as proteínas estabilizantes da espuma da cerveja, enquanto o aumento excessivo do nitrogênio solúvel do mosto pode afetar a formação de éster na cerveja.

Benefícios da Alphalase™ AP3

A Alphalase™ AP3 é uma mistura de enzimas de maceração, que contém atividades de a-amilase, b-glucanase e proteinase. Essa enzima foi desenvolvida especificamente para ser usada em formulações com níveis consideráveis de adjuntos, ou com malte de baixa qualidade.

Cozimento de complementos

Cereais como o milho e o arroz são adjuntos comuns usados na cervejaria. As temperaturas de gelatinização do amido exigidas por esses cereais são mais altas do que aquelas usadas na sacarificação, durante a maceração.

Para se garantir a gelatinização e a liquefação completas do amido adjunto, é necessário cozinhar o adjunto, antes de adicioná-lo ao macerado. A liquefação do complemento é tradicionalmente realizada pela adição de uma determinada quantidade de malte ao tanque de cozimento de adjunto. O adjunto de cereal é geralmente macerado com a enzima, em uma temperatura inicial, relativamente baixa, de 45°C a 55°C. A temperatura do tanque é então elevada para >90°C por 15 a 20 minutos, até a completa gelatinização e liquefação. O adjunto cozido é adicionado ao tanque de maceração, após a estabilização proteolítica, para elevar a temperatura combinada da maceração para 62°C a 65°C.

A a-amilase do malte é termoestável o suficiente para liquefazer o amido nas altas temperaturas utilizadas no tanque de adjunto. No entanto, o uso de uma a-amilase termoestável (como a Amylex® 4T) é um método mais eficiente, por vários motivos, conforme mencionado abaixo.

Benefícios da Amylex® 4T

Trata-se de uma a-amilase muito mais termoestável do que as amilases do malte, permitindo menores tempos de processamento, liquefação mais simples e aumento na produtividade. Por causa da quantidade relativamente baixa de a-amilase termoestável, necessária em relação ao malte, mais adjuntos podem ser colocados no tanque de cozimento. Ao se utilizar uma a-amilase termoestável, não há risco de que o amido residual seja carregado do tanque de cozimento para o tanque de maceração. A presença de amido residual tem implicações para a extração, filtração da cerveja e formação de turbidez. Finalmente, o malte e suas enzimas podem ser preservados para o processo de sacarificação.

Separação do mosto

A separação do mosto é um gargalo de processo comum nas cervejarias, em que uma drenagem de baixa qualidade ou filtragem do macerado resulta em uma capacidade de produção reduzida. Isso também pode fazer com que os rendimentos do extrato sejam reduzidos, e pode ainda ter um impacto negativo na qualidade do mosto, resultando em problemas de filtração e alteração de sabor, e estabilidade da cerveja.

Polissacarídeos não amiláceos são solubilizados a partir do malte, da cevada ou de outros cereais, durante o cozimento e a maceração. Eles aumentam a viscosidade do mosto, e também criam outros problemas, caso sejam transportados sem serem degradados. O polissacarídeo não amiláceo mais significativo do malte e da cevada é o b-glucano, enquanto as arabinoxilanas (pentosanas) predominam, tanto no trigo quanto no centeio.

Além de melhorar a separação do mosto, a degradação do b-glucano pode beneficiar o rendimento do extrato e a filtração da cerveja, resultando em um consumo reduzido de auxiliares de filtração, e menores custos de energia.

Devido ao crescente uso da filtração por membranas, as cervejas que normalmente não apresentam problemas na filtração de kieselguhr convencional podem apresentar dificuldades, conforme o material se acumula (por exemplo, as concentrações de b-glucano) em filtros de membrana.

Para resolver esses problemas, a Danisco desenvolveu a linha Laminex® de enzimab-glucanase/xilanase para uso nos processos de maceração e fermentação ou maturação.

Benefícios da Laminex® Super 3G

A Laminex® Super 3G é um complexo enzimático concentrado, desenvolvido especialmente para melhorar a separação do mosto na cervejaria, através da degradação das b-glucanas, xilanas (pentosanas) e outros polissacarídeos não amiláceos, responsáveis por maiores viscosidades, opacidades ou má desidratação dos resíduos. Ela é adicionada diretamente na maceração. Além disso, a Laminex® Super 3G melhora a filtração da cerveja.

Aumento da fermentabilidade

Apesar de o malte poder produzir todas as enzimas necessárias para se fazer a hidrólise do amido em açúcares fermentáveis, a enzima desramificadora (dextrinase limite do malte) é muito instável ao calor, e é inativada durante a maceração, nas temperaturas necessárias para a gelatinização do amido. Portanto, uma vez que as ligações a(1®6) e algumas ligações complementares a(1®4) em amilopectina não são hidrolisadas pelas amilases a e b do malte, a fermentabilidade máxima em cervejas normais é tipicamente <70% RDF (Grau Real de Fermentação). As enzimas exógenas, tais como as da linha DiazymeE® da Danisco, podem ser utilizadas para controlar a fermentabilidade do mosto, e o fabricante da cerveja pode produzir uma série de cervejas com alto grau de atenuação, ou cervejas low carb, através da adição dessas enzimas na maceração, ou durante a fermentação.

Composição do amido:

Amilose (linear 1-4): b) Amilopectina (ramificada 1-4 e 1-6)

Benefícios da Diazyme® X4

A Diazyme® X4 é uma glicoamilase de sacarificação, que pode hidrolisar ambas as ligações: a(1®4) e a(1®6) em amido. Essa enzima produz o maior aumento em fermentação, com valores de até 83% RDF, possíveis quando ela é adicionada na maceração. A Diazyme® X4 permite um bom controle da atenuação, para definir os valores e a produção de cervejas com alto grau de atenuação. A glucoamilase é relativamente termoestável e, quando utilizada no fermentador, pode resistir à pasteurização. Por esse motivo, a enzima é normalmente acrescentada na maceração.

Uma linha completa de produtos

Os fabricantes de cerveja podem procurar-nos, para a obtenção de suporte na produção de cervejas premium, inovadoras, ou de baixo custo, com a melhor qualidade. Nós podemos ajudá-los na otimização da eficiência do processamento na cervejaria e na produção de cervejas específicas, que ofereçam os devidos benefícios ao cliente.

Além de nossas enzimas de fermentação, nossa linha Grindsted® Carrageenan BF Clear é especialmente desenvolvida para combater a opacidade no mosto. A carragena da Danisco é fácil de se adicionar, garantindo um alto nível de flexibilidade de processamento. Para a lavagem da levedura, o Nisaplin® Natural Antimicrobial pode ser usado como uma alternativa natural em relação ao ácido, na proteção da levedura.

Por fim, e igualmente importante, nossos açúcares e adoçantes especiais podem contribuir para um sabor (mouthfeel) de alta qualidade. O enriquecimento de fibras com Litesse® (polidextrose) ou a redução de açúcar, com nossas enzimas de fermentação Diazyme®, proporcionam oportunidades para se dar à cerveja a imagem positiva que grande parte dos consumidores de hoje em dia prefere.

Suporte técnico

Nossas soluções de valor agregado baseiam-se nas mais recentes tecnologias, todas com total suporte de nossos especialistas. Instalações de aplicação bem equipadas para o desenvolvimento de novos produtos ou para a solução de problemas, bem como conceitos inovadores e inspiradores, fazem parte de nosso pacote completo de serviços.

Sobre a Danisco

Com um portfólio rico e inovador, a Danisco é líder mundial em ingredientes para alimentos, enzimas e soluções de base biológica. Usando matérias-primas naturais, e fundamentando-se na ciência e no conhecimento de seus colaboradores, a Danisco atende às exigências do mercado por produtos mais saudáveis e seguros. Seus ingredientes são utilizados globalmente em uma ampla gama de indústrias – desde panificação, lácteos e bebidas, à alimentação animal, detergentes e bioetanol – oferecendo benefícios funcionais, econômicos e ambientais. Saiba mais em www.danisco.com

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