Análise quantitativa dos efeitos do tratamento alcalino e de altas temperaturas na isomerização do lúpulo em pellet

Análise quantitativa dos efeitos do
tratamento alcalino e de altas
temperaturas na isomerização do
lúpulo em pellet.
Belcson Henrique Souza Silva
Cláudio Roberto Barbosa Sampaio
Gustavo Quaresimin Cordeiro
João Paulo Silva Freitas
Marcos Aurélio Veloso Linhares
Mário Heleno Junqueira Bela
Patrick dos Santos Bannwart
Wesley Victor dos Santos

RESUMO
O trabalho realizado no CTS-RJ alimentos e bebidas em Vassouras teve
como objetivo obter resultados significativos no que diz respeito a melhores
rendimentos na isomerização do lúpulo de amargor através de um
tratamento alcalino partindo de pesquisas realizadas e com execução de
métodos consolidados no setor de elaboração de mosto cervejeiro. Foi
realizada a isomerização do lúpulo com alta temperatura, com auxílio de
autoclave cuja temperatura chegou a 123 ºC com tempos determinados
para cada amostra utilizada, onde esses tempos variaram entre 5, 10 e 15
minutos, através do acompanhamento dos tempos para esse tratamento,
foi utilizado o ELAB, onde além de checar a temperatura e o tempo foi
possível transmitir os dados para gráficos e sendo assim fortalecendo mais
ainda o trabalho e os resultados. Foi utilizado o lúpulo tratado de diferentes
tempos com o objetivo de verificar qual o melhor resultado em relação à
obtenção de amargor no mosto. Ao fim do trabalho realizado e dos
resultados obtidos, foi possível alcançar rendimentos favoráveis no
tratamento. Através desses valores alcançados foi possível verificar
diferentes rendimentos e o mais favorável em relação à obtenção de
amargor.

OBJETIVOS
 Verificar a influência do tempo de autoclavagem no
rendimento de isomerização do lúpulo pelletizado.
 Verificar o efeito do tratamento alcalino no rendimento
de isomerização do lúpulo pelletizado.
 Analisar o efeito sinergético do tratamento alcalino e do
tratamento térmico (autoclavagem) no rendimento de
isomerização do lúpulo pelletizado.
 Comparar o rendimento de isomerização do lúpulo
pelletizado produzido pelo tratamento de fervura padrão
com os demais pré-tratamentos analisados.

História do Lúpulo
 Primeiro registro de cultivo remete-se ao ano de 736 na
região de Hallertau na Baviera.
 Citações Escandinavas datando de 1000 A.C.
 Extensamente cultivado e utilizado na produção de
cervejas nas regiões: Baviera, Eslovênia e Bohemia,
entre os séculos IX e XII.
 A primeira referência na Inglaterra data do ano 822 em
um edital de um monastério que excluía os monges dos
deveres de moer malte e lúpulo.
 O Primeiro cultivo comercial na Inglaterra ocorreu no
ano de 1524.

 Inicialmente não foi bem aceito nas tradicionais Ales.
 Enrique VIII proibiu a utilização em favor da tradicional
English Ale sem lúpulo.
 Eduardo VI revoga a lei permitindo o uso em 1552.
 O primeiro tratado sobre os lúpulos ingleses foi de
Reynold Scot, Perfite Platforme of a Hop Garden, 1574,
especificações de cultivo.
 Em 1710 maior interesse de cultivo do lúpulo, pois
tornou-se proibido o uso de outras substâncias amargas.
 Primeiro sistema de arames para o cultivo foi
desenvolvido na década de 1860.
 Época favorável para o desenvolvimento de novas
variedades, ex: Fuggle em 1875

 Os imigrantes europeus disseminaram o cultivo do
lúpulo para outras regiões do globo: América do Norte e
Austrália.
 Início do século XVII os colonos ingleses, 1629
Massachessetts Co., porém o cultivo comercial se deu
somente 200 anos mais tarde.
 Inicialmente se limitou a região da Nova Inglaterra.
 Atualmente no oeste: Washington, Oregon e Idaho.
 Início do século XIX Nova Gales do Sul, Austrália e
posteriormente na Ilha Tasmânia e Victoria.

Morfologia da planta
 Humulus lupulus; família Cannabaceae; ordem Rosales.
 Planta dióica, perene, trepadeira, podendo alcançar 6 m
de altura.
 Florescimento entre julho e agosto por toda a Europa e
Ásia Ocidental.
 Preferência para a propagação vegetativa.
 Fecundação: desenvolve apenas uma semente, envolta
por um pericarpo duro rico em resinas amargas porém
com baixo teor de óleos essenciais.
 Variedades desenvolvidas como Target, Northdown e
Challenger, possuem maior intensidade de α-ácidos /
amargor.

Produção de Lúpulo no Mundo
 Maiores produtores: Alemanha, EUA, República Tcheca
e China.
 Redução da área de plantação: 1994 – 86 786 há; 2001
– 58 946. Redução de 32%.
 Demanda mundial 125 mil t, porém a colheita nem
sempre atinge este valor.
Colheita Anual de Lúpulo
150,000
Hectáres

100,000
50,000
0
1990

1992

1994
1989

1991

1993

1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
Ano

Produção de Lúpulo no Mundo
 A demanda de lúpulo é decrescente exceto nas regiões
onde o consumo de cerveja per capta está aumentando;
 Consumo de cerveja estancado ou decrescente;
 Amargor da cerveja reduzido universalmente;
 Utilização de variedades com alto teor de α-ácidos.
 Na China o consumo de cerveja cresce em ritmo
acelerado e proporcionalmente o cultivo.

Colheita Secagem e Estabilização
 Quando o estróbilo amadurece, final de agosto, solta-se
a planta dos arames de sustentação e corta-se a base.
 Recolhe-se apenas os estróbilos através de máquinas
colheitadeiras específicas.
 Após a colheita os cones possuem 75 – 80% de água.
 Secagem: 50º C, redução da umidade 8 – 12%.
 Compactação em fardos e armazenagem, perda de
qualidade devido a oxidação, umidade e temperaturas
elevadas.
 Para obter uma maior estabilidade converte em extrato e
pellets.

Composição e Propriedades dos Componentes
Componentes % de Composto
Água 10,0
Resinas Totais 15,0
Óleos essenciais 0,5
Taninos 4,0
Pectina 2,0
Lipídeos 3,0
Monossacarídeos 2,0
Proteínas (Nx6,25) 15,0
Aminoácidos 0,1
Celulose e Lignina 40,4
Teor de Cinzas 8,0

α-Ácido Porcentagem Encontrada
Humulona 35-70
Cohumulona 20-55
Adhumulona 10-15
Prehumulona 1-10
Posthumulona 1-5
As resinas amargas são analisadas por técnica de fracionamento por
solventes :
- Fração a, α-ácidos ou humulonas: solúveis em hexano, precipitáveis ao
Acetato de Chumbo (PbAc);
- Fração b: solúveis em hexano, não precipitam ao PbAc. Incluem nesse
grupo: β-ácidos (ou lupulonas) + α e β -resinas brandas. (A diferença é que as
α e β -resinas brandas (ou resinas brandas) são solúveis em metanol e
precipitáveis ao PbAc);
- Fração c ou resinas duras são insolúveis em hexano.

 Os óleos essenciais: aroma e bouquet, formação ocorre
principalmente nas fases finais do amadurecimento.
 Divide-se em 3 grupos: Hidrocarbonada, 50 – 80%;
Fração quimicamente ligada ao oxigênio, 20 – 50%;
Fração quimicamente ligada ao enxofre, menos de 1%.
 Os métodos químicos mais modernos permite extrair
mais de 300 compostos dos óleos essenciais.
 Principais hidrocarbonetos: monoterpenos e
sesquiterpenos. Em torno de 40 substâncias dessa
natureza.
 Mirceno componente abundante porém indesejável.
 Os hidrocarbonetos não resistem ao processo de fervura
prolongado.

Lúpulo Magnum
• Variedade de Huell, região de Hallertauer, Alemanha
• Desenvolvido: Instituto de Pesquisa do Lúpulo em Huell, 1993
• Alto teor de ácidos alfa ( 11,0 a 16,0 %)
• Boa resistência a doença
• Cones grandes e pesados
• Boa estabilidade de armazenagem
• Aroma não distinto

Produtos e Extratos de Lúpulo

• In Natura
• Pellets
• Etanol
• CO2 Líquido
• CO2 + Isomerizado
• Tetrahidro-iso
• Isomerizado alcalino

Método de Isomerização Utilizado no
Projeto
Passo 1 - Alcalinização

Método de Isomerização Utilizado no
Projeto
Passo 2 – Tratamento Térmico

Analise UV Substancias Amargas na Cerveja

Preparação para os testes

 Mini brassagem;
 5,5Kg de malte pilsen(moagem 1mm);
 Água prim. = 16L;
 10 min  45ºC; 10 min  65ºC; 30 min  72ºC; 5 min
 78ºC;
 Extrato = 12ºP
 3L para fervura(erlenmeyer) de 70 minutos;
 30mL ou 1 g de lúpulo em pellet = 15mg iso alfa ácido;

Tratamentos
Tratamentos Momento da adição

Padrão T0 Início de fervura

Alcalino, autoclavagem (5min) T1 10 minutos finais de fervura



Alcalino, autoclavagem (10min) T4 Início de fervura

Autoclavagem (10min) T5 10 minutos finais de fervura

Autoclavagem (10min) T6 Início de fervura

Alcalino T7 Início de fervura

Alcalino T8 10 minutos finais de fervura

Análise de isocompostos
 0,5mL de ácido clorídrico 6N, 10mL de amostra,
20mL de isoctano.

 Agitação (30min);

 Centrífuga (2500rpm) por 10 min;

 Espectrofotômetro (275nm);

 Sobrenadante (isoctano/iso-compostos);

Resultados
Tratamentos Fator Amargor(BU) Ganho %

Padrão T0 50 31,40 0

Alcalino, autoclavagem (5min, F) T1 70 35,07 12



Alcalino, autoclavagem (10min, I) T4 70 36,09 15

Autoclavagem (10min, F) T5 50 31,15 -1

Autoclavagem (10min, I) T6 50 26,98 -14

Alcalino I T7 70 47,25 50

Alcalino F T8 70 43,58 39

Referências bibliográficas
 [1] KUNZE, Wolfgang, Tecnología para cerveceros y
malteros, primeira edição, traduzido por Bauer C.R.,
Buenos Aires, Argentina, VLB, Berlin,2006.
 [2] HAAS J. I, et al, Guia de Lúpulos Barth-Hass,
Washington DC, EUA.
 [3] HORNSEY I.S., Elaboración de Cerveza
Microbiología, bioquímica y tecnologia,traduzido por
BARRADO A. M., Editora Acribia S.A., 1999, Zaragoza,
Espanha.
 [4] BRIGGS D.E, et al, Brewering Science and Practice,
editor Woodhead Publishing Limited, 2004, Abginton
Cambridge, Inglaterra.

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