în ultimele decenii, optimizarea proceselor și creșterea eficienței au devenit priorități pentru multe companii de fabricare a berii din întreaga lume. Fabricarea berii cu gravitație ridicată este o metodă pentru atingerea acestor obiective.
sectorul manufacturier caută în permanență modalități de reducere a cheltuielilor de capital, a complementului forței de muncă, a utilității și a altor costuri operaționale, asigurându-se, în același timp, că calitatea produselor rămâne constant ridicată. Industria berii nu face excepție de la această tendință și una dintre procedurile utilizate pentru atingerea acestor obiective este fabricarea berii cu gravitate ridicată. În plus, alte inițiative de fabricare a berii în acest domeniu (cunoscute și sub numele de intensificarea proceselor) s-au concentrat pe:
- creșterea ratelor de fermentare și atenuare finală
- viabilitatea și vitalitatea drojdiei de înaltă calitate
- scăderea timpilor de producție, inclusiv tulpinile de drojdie noi
- stabilizarea și filtrarea berii mai eficiente
- calitatea și stabilitatea berii îmbunătățite
fabricarea berii cu gravitație ridicată a fost introdusă progresiv în fabricile de bere din întreaga lume în ultimii 40 de ani. Este o procedură care folosește must (bere nefermentată) la concentrații mai mari decât cele normale și, în consecință, necesită diluare cu apă special tratată (de obicei dezoxigenată) într-o etapă ulterioară a procesului, la gravitatea sau tăria alcoolică dorită. Prin reducerea cantității de apă folosită în fabrica de bere, cererile crescute de producție pot fi satisfăcute fără a extinde instalațiile existente de fabricare a berii, fermentare și depozitare. Prelucrarea unui volum mai mic de must și bere, păstrând în același timp o producție constantă de lichide, duce, de asemenea, la creșterea eficienței în ceea ce privește consumul de energie, Forța de muncă, curățarea și costurile de efluență1. Industria berii utilizează o serie de modalități unice de măsurare a concentrației mustului. O astfel de măsurătoare este plato-ul de la hectar. Este o măsură a conținutului de zahăr al unei soluții derivate din densitatea sa. Metoda se bazează pe greutatea procentuală a zaharozei într-o soluție de 20 de centi C. De exemplu, 12% Platon înseamnă că, dacă tot zahărul din acea soluție ar fi zaharoză, acesta ar cuprinde 12% din greutatea totală a soluției respective. Gravitația ridicată a început în SUA la începutul anilor 1960. apoi s-a răspândit în toată America de Nord, Australia și Africa de Sud. Dificultățile de impozitare și reglementare au împiedicat punerea sa în aplicare într-o serie de țări europene (de exemplu, Germania și Regatul Unit). Cu toate acestea, problemele de reglementare au fost depășite în mare măsură, iar fabricarea berii cu gravitație ridicată poate fi acum implementată la nivel mondial.
avantaje
pe lângă avantajele discutate mai sus, fabricarea berii cu gravitație ridicată oferă, de asemenea, o mare flexibilitate în tipul de bere care poate fi oferit spre vânzare. Dintr-un singur stoc de bere de mare gravitate, un fabricant de bere poate produce o serie de produse diferite, cu diferite extracte originale și niveluri de alcool (de exemplu, beri ușoare și scăzute/ridicate de alcool), fără a fi nevoie să mențină un inventar separat pentru fiecare tip de bere. În plus, odată cu apariția extractelor de hamei produse fie cu dioxid de carbon, fie cu etanol ca solvent, extracte de malț, siropuri și materiale colorante naturale, gama potențială de tipuri de produse comercializabile este extinsă în continuare2.
dezavantaje
procesul de fabricare a berii cu gravitate ridicată are, de asemenea, o serie de dezavantaje. Eficiența materialului fabricii de bere (eficiența de extracție a materialului solubil din malț și alte cereale utilizate în proces) este scăzută ca urmare a pastei mai concentrate. De asemenea, se reduce utilizarea hameiului în timpul fierberii fierbătorului de must; berea diluată finală prezintă o stabilitate redusă a spumei și s-au întâlnit, de asemenea, variații ale aromei berii3. Performanța drojdiei, datorată în mare parte mustului mai concentrat și producției crescute de etanol, poate fi afectată negativ de worturile cu gravitație ridicată și, după cum se va discuta mai târziu, acest lucru poate contribui la o serie de aspecte ale stabilității berii.
morfologia drojdiei
au fost observate modificări ale morfologiei intracelulare a drojdiei, în special în ceea ce privește vacuolul celulei de drojdie. Vacuolul este un corp oval din celulă care există ca o singură organelă sau ca mai multe componente distincte. Este de obicei o treime din lățimea celulei. Acționează ca un rezervor pentru depozitarea nutrienților și a enzimelor specifice, iar volumul său se modifică odată cu faza de creștere și condițiile de mediu. Studiile cu tulpini de drojdie de bere și bere lager au observat mărirea vacuolului atunci când culturile fermentează mustul cu gravitație ridicată (20% Plato) în comparație cu mustul cu gravitație mai mică (12% Plato) (Figurile 1 și 2). Mărirea vacuolului este considerată a fi o reacție la stresul osmotic impus celulelor de mustul cu gravitație ridicată.
apă de diluare
reconstituirea mustului cu gravitație ridicată sau a mustului fermentat cu apă (un proces cunoscut și sub numele de diluare sau tăiere) poate avea loc în aproape orice etapă a procesului de fabricare a berii. Cu cât se produce mai târziu adăugarea de apă, cu atât este mai mare creșterea capacității de preparare. Calitatea apei de diluare utilizată este critică și depinde de punctul de adăugare. Mai târziu în procesul se produce mai mare cerința de calitate. De exemplu, dacă diluarea are loc spre sfârșitul fermentației primare, apa trebuie filtrată cu carbon, cu pH corect și să fie sănătoasă din punct de vedere microbiologic. Cu toate acestea, dacă diluarea are loc cât mai târziu în proces (în etapa de filtrare), trebuie acordată cea mai mare atenție. Apa trebuie să aibă o calitate și o compoziție chimică similare cu cea utilizată pentru fabricarea berii. Trebuie să fie sterilă, să aibă o concentrație de oxigen dizolvat mai mică de 50 PPB, o temperatură de 1 centi C și să fie carbonatată la conținutul de CO2 al berii. Motivul concentrației scăzute de oxigen dizolvat în apa de diluare este că berea ambalată, spre deosebire de majoritatea băuturilor alcoolice, este instabilă. Unul dintre factorii majori care contribuie la această instabilitate este oxigenul2.
stabilitatea berii
stabilitatea (sau instabilitatea) berii poate fi considerată în șase categorii: fizică (coloidală), aromă, spumă, lumină, biologică și țâșnitoare. Primele trei categorii au fost implicate în calitatea berii ca urmare a procedurilor de fabricare a berii cu gravitate ridicată. S-a demonstrat că berile preparate cu gravitație ridicată sunt mai stabile din punct de vedere fizic în comparație cu omologii lor preparați cu gravitație mai mică (Tabelul 1). Dovezile anecdotice ar indica faptul că berile preparate cu gravitate ridicată au, de asemenea, o stabilitate îmbunătățită a aromei. Cu toate acestea, berile preparate la gravități mai mari au o stabilitate mai slabă a capului (spumă) (Tabelul 1 – nibem este o măsură a ratei de colaps a spumei, cu cât numărul este mai mic, cu atât stabilitatea spumei este mai slabă)4. Există un număr de compuși cu spumă pozitivă în bere. Acestea includ polipeptide, acizi izo-alfa, melanoidine și ioni metalici. Polipeptidele joacă un rol important în formarea și stabilitatea spumei de bere. S-a acceptat că polipeptidele cu cel mai mare caracter hidrofob (cele care nu-i plac apa) produc cea mai stabilă spumă. Proprietatea hidrofobicității polipeptidice, mai degrabă decât dimensiunea, este cea mai importantă în producerea unei spume stabile de bere. Nivelul polipeptidelor hidrofobe poate fi determinat folosind tehnici cromatografice5 și s-a constatat că pe parcursul procesului de fabricare a berii există o pierdere mult mai mare a acestor polipeptide în timpul unui proces de fabricare a berii cu gravitație ridicată în comparație cu procedurile de fabricare a berii cu gravitație mai mică (Figura 3). Când berea cu gravitație ridicată a fost diluată la o concentrație de alcool echivalentă cu berea cu gravitație redusă, aceasta conținea un nivel de polipeptidă hidrofobă mai mic de 50% din Berea preparată cu gravitație redusă4. Se poate observa în Figura 3 că fermentația este o etapă cheie în care polipeptidele hidrofobe se pierd în timpul procesului de fabricare a berii. Doi factori principali reprezintă această pierdere. În primul rând, spumarea prematură (în special în vasele cilindro-conice) este cunoscută a fi responsabilă pentru pierderea unei cantități mari de substanțe active din spumă și această problemă este exacerbată în timpul fermentării worturilor cu gravitație ridicată. În al doilea rând, drojdia secretă enzime proteolitice în must de fermentare și aceste enzime au un efect negativ asupra stabilității spumei berii finite, prin hidroliza polipeptidică în timpul fermentării și depozitării. Această secreție de proteinaze este îmbunătățită atunci când condițiile de stres, cum ar fi mustul cu gravitație ridicată, sunt impuse culturilor de drojdie (Figura 4)6.
aromă de bere
un alt dezavantaj al berii cu gravitație ridicată este că, după diluare, berea nu prezintă același profil al compușilor volatili ca cel găsit în berea produsă folosind worturi cu gravitație normală. După diluare la o concentrație echivalentă de etanol, berea produsă din must de gravitație ridicată conține adesea niveluri ridicate de esteri (Tabelul 2). S-a demonstrat că o serie de factori influențează producția de esteri în timpul fermentării mustului. De exemplu, tulpina și tipul de drojdie (ale sau lager), temperatura și presiunea, rata de pitching, nivelurile de Trub de must, oxigenul dizolvat la începutul fermentației, azotul, dioxidul de carbon, acizii grași, conținutul de aminoacizi și anumiți ioni metalici sunt cunoscuți că afectează nivelul esterilor (și al altor substanțe volatile) produse în timpul fermentației. În plus, zaharurile mustului fermentate vor influența profilurile esterilor de bere. Metabolizarea maltozei produse scade considerabil nivelurile unor astfel de esteri ca acetat de etil și acetat de izoamil decât atunci când glucoza a fost fermentată. Wort a fost produs în fabrica de bere pilot Heriot-Watt 2HL. Au fost preparate worturi adjuvante (gravitație ridicată și joasă) în care siropurile (conținând concentrații mari și mai mici de maltoză) au fost adăugate direct în fierbător. Nivelurile relative de glucoză / fructoză și maltoză/maltotrioză din worts sunt prezentate în Figura 5. S-au efectuat fermentații și probele au fost îndepărtate zilnic până când testele au fost atenuate. Nivelul esterilor produși a fost substanțial mai scăzut în mustul cu gravitație ridicată care conține niveluri crescute de maltoză (Figura 6 – numai acetat de etil prezentat)8. Aceste rezultate ilustrează faptul că utilizarea siropurilor cu conținut ridicat de maltoză oferă fabricantului de bere flexibilitatea de a-și opera fabrica de bere în condiții de producție cu gravitate ridicată pentru a produce bere cu o aromă care se potrivește cu berea produsă la gravități mai mici.
concluzie
fabricarea berii cu gravitație ridicată nu este o tehnică dificilă de preparare, dar drojdia trebuie tratată cu grijă, deoarece se așteaptă să funcționeze într-un mediu mai stresant. Deși există efecte negative (efecte asupra unor aspecte ale stabilității berii, potrivirea aromelor, utilizarea hameiului etc.), aspectele pozitive sunt mai substanțiale (capacitate crescută de preparare, costuri reduse de utilitate, mai mult alcool pe unitatea de extract fermentabil, stabilitate fizică și aromă îmbunătățită).
mulțumiri
recunoștința se datorează Centrului Internațional pentru fabricarea berii și distilării, Suntory Limited, Scottish Courage Brewing Limited, Corn Products Corporation și Heineken International pentru asistență financiară în sprijinul diferitelor aspecte ale cercetării raportate în această lucrare. 
- Stewart, G. G. (1999): gravitație ridicată. Gardianul Berarilor, 128, 31-37.
- Murray, C. R., Stewart, G. G. (1991): experimente cu gravitație ridicată. Birra Malto, 44, 52-64.
- Pratt-Marshall, P. C., Brey, S. E., de Costa, S. D., Bryce, J. H., Stewart, G. G. (2002): fabricarea berii cu gravitație ridicată – un inductor al stresului de drojdie. Gardianul Berarilor, 130, 22-26.
- Cooper, D. J., Stewart, G. G., Bryce, J. H. (1998): câteva motive pentru care berea cu gravitație ridicată are un efect negativ asupra retenției capului. J. Inst. Fabricarea berii, 104, 283-288.
- Bamforth, C. W. (1985): proprietățile spumante ale berii. J. Inst. Fabricarea berii, 91, 370-383.
- Brey, S. E., Bryce, J. H., Stewart, G. G. (2002): pierderea polipeptidelor hidrofobe în timpul fermentării și condiționării gravitației ridicate pe Berea preparată cu gravitație redusă. J. Inst. Fabricarea berii, 108, 424-433.
- Stewart, G. G., Borthwick, R., Bryce, J. H., Cooper, D., Cunningham, S., Hart, C., Rees, E. (1999): evoluții recente în fabricarea berii cu gravitație ridicată. Tech. Quart. Maestrul Brewers Conf. din America, 34, 264-270.
- Younis, O. S., Stewart, G. G. (1999): efectul mustului de malț, mustului de malț foarte gravitational și mustului adjuvant foarte gravitational asupra producției volatile în Saccharomyces cerevisiae. J. Amer. Soc. de chimisti berii, 57, 38-45.