Influência de parâmetros de processo na produção de cerveja de trigo
Ano de defesa: | 2021 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Pernambuco
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41240 |
Resumo: | Tradicional da Alemanha, Cerveja de Trigo é um tipo de cerveja conhecido por sua elevada carbonatação, espuma densa e persistente, turbidez e por características sensoriais únicas de cravo. Para otimizar essas características é fundamental entender sobre todas as etapas do processo produtivo e os parâmetros gerais de controle de qualidade, como a concentração de extrato de sólidos dissolvidos (ESD), o teor alcoólico, a temperatura e o pH. A substância responsável pela sensação desejável de cravo é o 4-viniguaiacol (4VG), um composto fenólico do grupo dos compostos vinílicos aromáticos (CVAs), que é produzido pela reação de descarboxilação do ácido ferúlico (AFC), um tipo de ácido fenólico (AF) presente nos diversos maltes usados para produção de cerveja. Porém, similarmente, o estireno, composto indesejável e dito como possível carcinogênico pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC), é gerado pela descarboxilação do ácido cinâmico (ACC), outro AF presente nos maltes. Portanto, com base em informações escassas obtidas em estudos da literatura, este estudo escolheu e avaliou quatro parâmetros específicos de produção: a proporção de maltes usados, malte de trigo (MT) e malte de cevada (MC), a temperatura de mostura para extração de AFs, a concentração inicial de levedura e a temperatura inicial de fermentação, em relação à eficiência do processo (baseada nos parâmetros gerais de controle) e à formação do 4VG e do estireno. A metodologia experimental foi dividida em três etapas. Na Etapa 01, os parâmetros de brassagem, proporção dos maltes (50/50, 60/40 e 70/30% MT/MC) e temperatura de mostura (40/45/50 °C) foram analisados com o uso de um equipamento de bancada. Na Etapa 02, repetindo os ensaios da etapa anterior, utilizou-se um equipamento de brassagem de maior escala, automatizado e com melhor controle, com a intenção de obter dados mais confiáveis. As análises estatísticas dos dados obtidos tiveram melhores ajustes (R2>89%) e modelos lineares de primeira ordem preditivos. Gráfica e estatisticamente, em relação ao ESD, os dois parâmetros de brassagem foram significativos, sendo a proporção de MT/MC o mais relevante, com 95% de nível de significância. Os ensaios com menores níveis de proporção de MT, geraram mostos com maiores valores de ESD (10,58 ± 0,06 °brix), ou seja, maior eficiência de brassagem. Na Etapa 03, foi avaliada a fermentação com a variação dos parâmetros de concentração inicial de células de levedura (0,5 e 1,0 bilhão de células.brix-1.L-1) e de temperatura inicial de fermentação (18 e 24 °C), cujos resultados foram analisados graficamente em relação ao ESD, ao teor alcoólico e ao pH. Observou-se uma tendência de maior eficiência de fermentação nos níveis superiores (1,0 bilhão de células.brix-1.L-1 e 24 °C). Já, em relação à formação dos CVAs, nas etapas 02 e 03, foi notado um indicativo da presença dos ácidos ferúlico e cinâmico, precursores do 4VG e estireno. Sendo assim, concluiu-se que, na faixa avaliada, a eficiência de mostura aumenta com menores proporções de MT. Em relação a formação dos CVAs (4VG e estireno), este estudo é importante como base científica para futuros projetos acadêmicos sobre Cerveja de Trigo. |
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COSTA, Pedro Augusto Souto Ouremhttp://lattes.cnpq.br/6404643744960977http://lattes.cnpq.br/2299120060172724VINHAS, Glória MariaSANTOS, Andrelina Maria Pinheiro2021-09-30T17:05:14Z2021-09-30T17:05:14Z2021-02-26COSTA, Pedro Augusto Souto Ourem. Influência de parâmetros de processo na produção de cerveja de trigo. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41240Tradicional da Alemanha, Cerveja de Trigo é um tipo de cerveja conhecido por sua elevada carbonatação, espuma densa e persistente, turbidez e por características sensoriais únicas de cravo. Para otimizar essas características é fundamental entender sobre todas as etapas do processo produtivo e os parâmetros gerais de controle de qualidade, como a concentração de extrato de sólidos dissolvidos (ESD), o teor alcoólico, a temperatura e o pH. A substância responsável pela sensação desejável de cravo é o 4-viniguaiacol (4VG), um composto fenólico do grupo dos compostos vinílicos aromáticos (CVAs), que é produzido pela reação de descarboxilação do ácido ferúlico (AFC), um tipo de ácido fenólico (AF) presente nos diversos maltes usados para produção de cerveja. Porém, similarmente, o estireno, composto indesejável e dito como possível carcinogênico pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC), é gerado pela descarboxilação do ácido cinâmico (ACC), outro AF presente nos maltes. Portanto, com base em informações escassas obtidas em estudos da literatura, este estudo escolheu e avaliou quatro parâmetros específicos de produção: a proporção de maltes usados, malte de trigo (MT) e malte de cevada (MC), a temperatura de mostura para extração de AFs, a concentração inicial de levedura e a temperatura inicial de fermentação, em relação à eficiência do processo (baseada nos parâmetros gerais de controle) e à formação do 4VG e do estireno. A metodologia experimental foi dividida em três etapas. Na Etapa 01, os parâmetros de brassagem, proporção dos maltes (50/50, 60/40 e 70/30% MT/MC) e temperatura de mostura (40/45/50 °C) foram analisados com o uso de um equipamento de bancada. Na Etapa 02, repetindo os ensaios da etapa anterior, utilizou-se um equipamento de brassagem de maior escala, automatizado e com melhor controle, com a intenção de obter dados mais confiáveis. As análises estatísticas dos dados obtidos tiveram melhores ajustes (R2>89%) e modelos lineares de primeira ordem preditivos. Gráfica e estatisticamente, em relação ao ESD, os dois parâmetros de brassagem foram significativos, sendo a proporção de MT/MC o mais relevante, com 95% de nível de significância. Os ensaios com menores níveis de proporção de MT, geraram mostos com maiores valores de ESD (10,58 ± 0,06 °brix), ou seja, maior eficiência de brassagem. Na Etapa 03, foi avaliada a fermentação com a variação dos parâmetros de concentração inicial de células de levedura (0,5 e 1,0 bilhão de células.brix-1.L-1) e de temperatura inicial de fermentação (18 e 24 °C), cujos resultados foram analisados graficamente em relação ao ESD, ao teor alcoólico e ao pH. Observou-se uma tendência de maior eficiência de fermentação nos níveis superiores (1,0 bilhão de células.brix-1.L-1 e 24 °C). Já, em relação à formação dos CVAs, nas etapas 02 e 03, foi notado um indicativo da presença dos ácidos ferúlico e cinâmico, precursores do 4VG e estireno. Sendo assim, concluiu-se que, na faixa avaliada, a eficiência de mostura aumenta com menores proporções de MT. Em relação a formação dos CVAs (4VG e estireno), este estudo é importante como base científica para futuros projetos acadêmicos sobre Cerveja de Trigo.Traditional from Germany, Wheat Beer is a type of beer known for its high carbonation level, dense and persistent foam, turbidity, and unique sensorial clove characteristic. To optimize these characteristics, it is essential to understand every step of the process and the general parameters used for quality control, such as dissolved solids extract (ESD), alcohol content, temperature, and pH. The substance responsible for the desirable clove-like characteristic is 4-vinyguaiacol (4VG), a phenolic compound of the group vinyl aromatic compounds (CVAs), produced by the decarboxylation reaction of ferulic acid (AFC), a type of phenolic acid (AF) found in the various types of malts used in beer production. However, similarly, styrene, an undesired compound and described as a possible carcinogen by the International Agency for Research on Cancer (IARC) (2018), is formed by the decarboxylation of cinnamic acid (ACC), obtained from the same malts. Therefore, according with scarce information’s from studies on the literature, this project chose and evaluated four specific production parameters: proportion of malts used, barley malt (MC) and wheat malt (MT), mashing temperature for phenolic acids (AFs) extraction, initial yeast concentration and initial fermentation temperature, in relation to the process efficiency (based on the general quality control parameters) and to 4VG and styrene formation. The experimental methodology was divided in three steps. In step 01, the brewing parameters, malt proportion (50/50, 60/40 e 70/30% MT/MC) and mashing temperature (40/45/50 °C) were analyzed using a bench brewing equipment. In step 02, repeating the essays of the last step, it was used an automatized larger-scale brewing equipment with the goal to obtain more reliable results. The statistics analyzes of the data of this step generated better adjustment (R2>89%) and predictive first order linear models. Graphically and statistically, in relation to ESD, both parameters were significant, but the parameter of MT/MC proportion was noted to be more significant, with 95% of confidence level. The assays with less wheat malt proportions had mashes with higher ESD (10,58 ± 0,06 °brix), in other words, with higher brewing efficiency. In step 03, the fermentation was evaluated with the variation of the parameters of initial yeast concentration (0,5 e 1,0 billion cells.brix- 1.L-1), and initial fermentation temperature (18 e 24 °C), which were analyzed graphically in relation to ESD, alcohol content, and pH. It was observed a tendency of higher fermentation efficiency in the superior levels of the parameters (1,0 billion cells.brix-1.L-1 and 24 °C). Thus, in relation to CVAs formation, in steps 01 and 02, it was noted an indicative of the presence of ferulic and cinnamic acids, which are precursors of 4VG and styrene, respectively. Therefore, it was concluded that, in this studied range, the mashing efficiency increases with lower proportion of wheat malt. Regarding to the CVAs formation (4VG and styrene), this study is important as a scientific resource for future Wheat Beer academic projects.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia QuímicaCervejas artesanaisEficiência de processoIndicativo da presença de ácidos fenólicosInfluência de parâmetros de processo na produção de cerveja de trigoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Pedro Augusto Souto Ourem Costa.pdfDISSERTAÇÃO Pedro Augusto Souto Ourem Costa.pdfapplication/pdf2552538https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41240/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Pedro%20Augusto%20Souto%20Ourem%20Costa.pdf140e2463a0d500dd23ff3ed6f0854d57MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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