Biotehnologii in industria bauturilor

BIOTEHNOLOGII IN INDUSTRIA BAUTURILOR

Industria bauturilor produce (prin metode biotehnologice ) - bauturi spirtoase

- bere

- vin

- ele sunt cunoscutesi preparate inca din antichitate. In prezent , pentru obtinerea acestor produse este utilizata o varietate de materii prime , de MO si enzime.

BIOTEHNOLOGII IN INDUSTRIA BAUTURILOR SPIRTOASE

Materia prima - Materiile amidonoase - cereale (cu un continut de 40-60 % amidon) si

- cartofii (cu un continut de 18-20 % amidon)

- Materii zaharoase - melasa sau

- fructe.

Bauturi spirtoase obtinute din materii amidonoase: Whisky (orz), Vodka (cartofi, secara , grau), Sake(orez), Bourbon(porumb, secara), Aquavit(cartofi, orz).

Bauturi spirtoase obtinute din materii zaharoase: -Rom ,Coniac (melasa), Brandy (pere),Slibovita( prune) , Sherry (cirese), Techila(agave).

La baza obtinerii alcoolului etilic sta fermentatia alcoolica (anaeroba)a glucidelor sub actiunea drojdiilor , utilizand tulpini selectionate de Saccharomyces cerevisiae.

In urma fermentatiei alcoolice se formeaza , ca compusi principali , alcoolul etilic si CO₂ .

C₆ H₁₂ O₆ - 2C₂H₅- OH +2CO₂

Procedeul industrial de obtinere a bauturilor spirtoase cuprinde 2 etape majore:

obtinerea alcoolului etilic si

distilarea acestuia

OPERATII DE BAZA ALE PRODUCERII ALCOOLULUI ETILIC.

- Amidonoase (cereale , cartofi)-Precuratire , cantarire, macinare-Lichefierea enzimatica a amidonului-- racire

-- Zaharificare -Glucoza - Acidulare, racire-Insamantare cu drojdii - Fermentare-alcool etilic  -

Distilare --Borhot

-- Alcool brut - Rafinare-Depozitare.

Etapa de lichefiere a amidonului reprezinta etapa de obtinere a maltodextrinelor (compusi cu masa moleculara mai mica decat a amidonului).

Enzimele care actioneaza :

α - si β- amilaze , glucoamilaze, glucozidaze etc. sursa :maltil verde (orzul incoltit)

enzimele microbiene adaugate (provenite de la bacteriile : Bacillus licheniformis , Bacillus subtilis sau provenite de la fungi : Aspergillus oryzae).

In etapa de zaharificare dextrinele obtinute prin lichefierea amidonului sunt hidrolizate (transformate ) in maltoza si in final in glucoza.

Enzimele necesare sunt: enzime de zaharificare (Aspergillus niger). Tot in aceasta etapa se utilizeaza acizi minerali (ac. sulfuric)in cantitati foarte mici.

Insamantarea cu drojdii cu tulpini de Saccharomyces cerevisiae si S. Bayanus . Durata fermentarii este de 48-72 de ore , in functie de temperatura. In urma fermentarii rezulta alcoolul etilic si CO₂.In cazul obtinerii alcoolului din melasa , cantitatea de drojdii folosita pentru fermentare este mai mare.

BIOTEHNOLOGII IN INDUSTRIA BERII

Istoric: Fabricarea berii este cunoscuta de mii de ani , studiile demonstrand faptul ca babilonienii si sumerienii au fost primii care au pus in practica fabricarea acesteia.

In prezent : Berea este o bautura foarte apreciata , existand pe piata de consum o varietate mare de tipuri de bere , blonda si bruna , cu continut mare sau redus de alcool. Exista de asemenea si berea fara alcool. Anual se fabrica pe glob aprox. 700 miliarde hl de bere.

Materia prima pentru fabricarea berii :

in Europa : orzul sau orzoaica

in Asia (India) : orezul

in Africa : sorgul (bogat in substante nutritive)

Etapele majore in obtinerea berii sunt:

producerea maltului

prelucrarea maltului

Operatii de baza ale producerii berii

Malt maturat-Curatire , macinare-Brasaj-filtrare -Borhot

-- Must-adaugare hamei -Fierbere - Filtrare-Racire-Insamantare drojdii-Fermentare-Racire, maturare,filtrare-Bere -Pasteurizare, imbuteliere.

PREPARAREA MALTULUI

este etapa in care se realizeaza germinarea orzului sau orzoaicei (materie prima).

Este etapa in care sunt sintetizate α - si β- amilazele , glucanazele, proteinazele, prptidazele,fosfatazele.

Procedeu:

-orzul inmuiat este expus la aer 4-6 zile pentru germinare , la max.25⁰ C si se obtine maltul verde.

- sub actiunea enzimelor are loc solubilizarea orzului , respectiv degradarea amidonuli , a hemicelulozei si proteinelor.

- maltul verde obtinut se usuca la 80⁰ C.

Important : - cand maltul este insuficient solubilizat proteic sau supra solubilizat , pot aparea defecte calitative ale berii.

- daca mai mult de 8% din cantitatea de orz nu germineata se impune adaugarea unor preparate enzimatice microbiene (β - glucanaze ,α - amilaze , celulaze, proteaze peovenite de la Bacillus licheniformis , B. subtilis, Aspergillus oryzae , A.niger).

Brasajul este procesul de obtinere a mustului , prin plamadire si zaharificare.

Procedeu: - maltul finit este mixat cu apa fierbinte(55-65 ⁰ C), obtinandu-se o plamada in care vor activa enzimele proprii ti cele adaugate.

Rezultat:

in aceasta etapa amidonul se zaharifica rezultand maltodextrine si apoi glucoza si fructoza.

compusii proteici sunt degradati la peptide si aminoacizi. Compusii proteici cu mase moleculare medii au importanta la formarea spumei berii , iar cei cu mase moleculare mici constituie sursa de azot a drojdiilor (in etapa de fermentare).

gliceridele sunt degradate la glicerina si acizi grasi iar cele nehidrolizate pot modifica gustul berii si stopeaza spumarea.

plamada zaharificata se filtreaza si se separa mustul de borhot. Se introduce hameiul si se feirbe mustul. Se separa coagulii obtinuti.

Fermentatia (principala ) - etapa in care drojdiilor selectionate transforma glucidele simple in alcool etilic si dioxid de carbon.

Drojdii inoculate in must:

Saccharomyces cerevisiae : fermenteaza la 20-28 ⁰ C . rezultat: obtinerea berii tari , alcoolizate (Anglia)

Saccharomyces uvarum :fermenteaza la 10-15 ⁰ C . rezultat: obtinerea berii slabe (lager beer in Europa)

Important: Multe drojdii utilizate in industria berii sunt manipulate genetic!

Maturarea berii - etapa in care se depun drojdiile , dispare tulbureala si se dezvolta aroma berii. Procedeu: - racirea berii are loc la 0 ⁰ C si pastrarea , timp de 1-3 saptamani in tancuri de maturare. Rezultat: - are loc fermentarea secundara , cand se continua lent fermentarea glucidelor iar berea se satureaza in dioxid de carbon. Important: - continutul in alcool etilic poate sa ajunga la 4-7 % vol . !

Pasteurizarea berii. Procedeu - dupa filtrare (indepartarea drojdiilor ), se inactiveaza microorganismele prin pasteurizare.

Imbutelierea . Procedeu: se face in sticle , cutii sau butoaie. NERESPECTAREA BIOTEHNOLOGIEI PROVOACA APARITIA UNOR DEFECTE (GUST DE UNT , DE DROJDII ETC.).