Leveduras não-saccharomyces para produção de cerveja sem álcool

O mercado de cerveja sem álcool cresceu cerca de 20% no mundo nos últimos cinco anos. No Brasil, o interesse também é crescente e, por isso, a necessidade do conhecimento de novos métodos e ingredientes que possibilitem a produção de uma cerveja de qualidade com custos competitivos

Marcelo Barga

O mercado de cervejas com baixo teor alcoólico (low alcoholbeer-LAB) e sem álcool (no alcohol beer-NAB) vem ganhando importância dentro do setor de bebidas desde a década de 90. O aumento da procura por esse tipo de produto está relacionada a vários fatores como a preocupação do consumidor com saúde e bem-estar, que procura opções para diminuir o consumo de álcool, mudanças nas leis de trânsito e proibição de venda de bebidas alcoólicas em alguns locais.

Nos últimos 5 anos, o mercado de cervejas sem álcool cresceu aproximadamente 20% no mundo, sendo que na Alemanha corresponde atualmente por 6,7% de toda a cerveja consumida, segundo a Deutscher Brauer-Bund.Nesse mercado, muitas cervejarias utilizam diferentes estratégias de publicidade focados na saúde do consumidor, como por exemplo, associar as cervejas sem álcool como suplemento para prática de esportes rico em fonte de vitaminas e sais minerais.

Nos últimos 5 anos, o mercado de cervejas
sem álcool cresceu aproximadamente 20% no mundo

Pela legislação brasileira, conforme Lei 8.918/94, regulamentada pelo Decreto 6.871/09 (MAPA), o artigo 12, classifica como bebida não alcoólica a bebida com graduação alcoólica até meio por cento em volume.

Para atender essa demanda, as técnicas de produção foram aperfeiçoadas para fornecer diversidade de estilos. Dentre esses processos, podemos separar em físicos e biológicos.

A remoção do álcool da cerveja acabada por processos físicos pode ser feita por destilação a vácuo para remoção do etanol pelo seu ponto de ebulição ou por peneira molecular, capaz de separar pelo tamanho moléculas em solução. Entretanto, o uso dessas tecnologias envolve maiores investimentos em equipamentos e possui desafios quanto a qualidade sensorial do produto acabado.

No processo biológico a fermentação é controlada para que o produto final não possua mais do que 0,5% (v/v) de álcool. Para isso, podem ser aplicados leveduras Saccharomyces sp.para fermentação interrompida ou contato a frio ou utilizar leveduras não-saccharomyces.

Na fermentação interrompida, o consumo de extrato é monitorado, não podendo exceder um consumo maior do que aproximadamente 1o Plato. Para interromper a fermentação, resfria-se rapidamente o tanque para diminuir a atividade das leveduras e posterior remoção delas do processo. A desvantagem desse método é a dificuldade operacional de se monitorar de perto o consumo de extrato.

O contato a frio, consiste em utilizar uma taxa de inóculo de levedura Saccharomyces sp. cinco a dez vezes superior a taxa recomendada e realizar a fermentação a 0ºC. Nessa temperatura a levedura irá produzir menos álcool e mais glicerol, um dos subprodutos da fermentação, porém, da mesma forma que a fermentação interrompida, deve-se acompanhar a atenuação para então remover a levedura do processo por purgas, filtração ou centrifugação.

No processo biológico a fermentação
é controlada para que o produto final
não possua mais que 0,5% de álcool

Devido essa dificuldade de monitoramento do extrato, o uso de leveduras não-saccharomyces vem ganhando interesse das cervejarias, inclusive algumas espécies já estão disponíveis comercialmente. A principal característica destas leveduras é ser maltose negativa, ou seja, não possuem metabolismo para consumo desse açúcar que é o principal do mosto cervejeiro, consumindo somente açúcares simples como glicose e frutose.

Um exemplo é a levedura Saccharomycodes ludwigii, que está disponível no Brasil através da parceria entre a empresa Bio4 e Siebel Institute of Technology, comercializada pela Cooperativa Agrária, sendo esta espécie uma das mais utilizadas no mundo. Possui vantagem do seu uso direto no processo convencional sem a necessidade adicional de investimento em equipamentos.

Outras espécies de leveduras como Candida spp. Toluraspora delbrueckii, Pichia spp., Zygosaccharomyces spp.também são utilizadas na produção de cervejas com baixo teor alcoólico ou sem álcool.

Saccharomycodes ludwigii

O uso da levedura Saccharomycodes ludwigii vem sendo realizado desde 1929 para a produção de cervejas com baixo teor alcoólico. Nos estudos conduzidos, para obter uma graduação alcoólica abaixo de 0,5%,é recomendado utilizar um mosto com no máximo 7,5o Plato e uma temperatura de fermentação entre 15o C – 25o C. Porém, a produção de diacetil em temperaturas mais baixas de fermentação deve ser levado em consideração.

Experimentos para produção de uma cerveja de trigo foi realizado com mosto de 7o Plato, fermentando a 15oC, obtiveram 0,5% (v/v) de álcool, mas os aromas típicos desse estilo, como acetato de isoamila e 4 vinil guaicol ficaram abaixo do limite de detecção.

Comparando a S. ludwigii com 5 cepas diferentes de não-saccharomyces, essa levedura produziu 0,5% (v/v) de álcool a partir de um mosto de 6,6o Plato e temperatura de fermentação de 25oC. A produção de ésteres, álcool superior e diacetil foram abaixo do limite de detecção, com perfil sensorial de cereal e pão, por isso, seu uso é indicado para estilos onde se quer valorizar o aroma do malte e lúpulo.

Candida spp.

As duas espécies dessa levedura foram isoladas de uvas e identificadas como Candida zemplinina e outra como Candida shehatae. As fermentações com a C. zemplinina foram em mosto de 12o Plato e temperatura de 18o C, obtiveram uma concentração final de etanol de 1,5%-1,85% (v/v). Infelizmente, nenhum estudo sensorial foi publicado com essa espécie.

A patente que utilizou a C. shehatae, produziu uma cerveja sem álcool em um mosto de 9o Plato e temperatura de fermentação de 14o C. A cerveja final possuía 0,47% (v/v) de álcool e diacetil de 0,05 mg/L, alta produção de éster e ausência de sabor de mosto.

Para atender a demanda, as técnicas de produção foram aperfeiçoadas para fornecer diversidade de estilos. Dentre os processos, podemos separar em físicos e biológicos

Toluraspora delbrueckii

A T. delbrueckii é uma levedura que foi caracterizada em vários estudos como POF -, ou seja, não possui capacidade de produzir compostos fenólicos na fermentação e além disso, não possui metabolismo para consumo de maltose, nem maltotriose, sendo promissora para produção de cervejas sem álcool.

Em mosto com 6,6o Plato, fermentado a 25oC, com uma taxa de inóculo de 8×106 cel/mL, apresentou perfil sensorial de mosto e pão, com um teor alcoólico de 0,5% (v/v) e baixa produção de diacetil.

Para atender a demanda, as técnicas de produção
foram aperfeiçoadas para fornecer diversidade
de estilos. Dentre os processos, podemos
separar em físicos e biológicos

Pichia spp.

Testes utilizando diferentes linhagens de Pichia kluyveri foram realizados em mosto com 8,3o Plato (62% cevada, 38% trigo) com uma taxa de inóculo de 5×106 cel/mL, temperatura de fermentação em 20oC por três semanas e extrato de lúpulo para armagor. As cervejas finais tiveram entre 0,1% e 0,2% (v/v) de álcool.

Com relação aos compostos aromáticos, as cervejas sem álcool produzidas com P. kluyveri, quando comparadas com cervejas comerciais, possuíam concentrações semelhantes de álcool isoamílico, hexanoato de etila, octanoato de etila e uma maior concentração de acetate de isoamila em comparação com outras cervejas sem álcool. A produção de diacetil se mostrou menor que em cervejas comerciais com 4,5% – 5% (v/v) que utilizaram Saccharomyces spp.

Comparando as leveduras P. kluyveri e S. ludwigii, utilizadas na fermentação de mosto de extrato de malte pilsen a 7o Plato, foram obtidos 0,1% e 0,3% (v/v) de álcool respectivamente. AP. kluyveri foi capaz de produzir mais ésteres de fermentação como acetate de isoamila e acetate feniletil, ideal para cervejas que necessitam de uma maior produção desses compostos aromáticos de fermentação, como estilos belgas e de trigo.

Na fermentação interrompida, o consumo de extrato é monitorado, não podendo exceder um consumo maior do que aproximadamente 1º Plato

Zygosaccharomyces spp.

Dentro das espécies de Zygossacharomyces, a Z. rouxii foi utilizada para fermentação de um mosto a 6o Plato, onde variou-se a temperatura de fermentação e a taxa de inóculo. Para a fermentação a 24oC, taxa de inóculo 4×107 cel/mL, foi obtido 0,4% (v/v) de etanol. Porém, nas avaliações sensoriais das cervejas produzidas com Z. rouxii houve pouca aceitação.

Outras duas espécies, Z. bailii e Z. kombuchaensis, fermentando um mosto a 6,6o Plato a 25oC, foram obtidos 0,42% e 0,48% (v/v) de etanol respectivamente. Sensorialmente, as duas apresentaram na avaliação sensorial aroma de mosto e mel, mas a Z. bailii apresentou também aromas frutados e vínicos. Em ambos os casos a produção de álcoois superiores e diacetil foi abaixo do limite de detecção.

Leitura complementar

Bellut, K. & Arendt, E. K. Chance and Challenge: Non-Saccharomyces Yeasts in Nonalcoholic and Low Alcohol Beer Brewing – A Review. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 2019.
Capece, A.;Romaniello, R.;Siesto, G.;eRoman, P.; Conventional and Non-Conventional Yeasts in Beer Production. Fermentation, 2018.
Gschaedler, A. Contribution of non-conventional yeasts in alcoholic beverages. Food Science, 2017.
Ivanov, K.; Petelkov, I.;Shopska, V.;Denkova, R.;Gochey, V.; Kostov, G. Investigation of mashing regimes for low-alcohol beer production.Institute of Brewing and Destilling, 2016.
Marcelo Barga
Diretor, Bio4 Leveduras

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