Controle Microbiológico em Cervejarias
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Controle Microbiológico em Cervejarias O que os nossos Olhos Não Veem Dra. Gabriela Müller Dra. Gabriela Müller Gabriela Müller MICROBIOLOGIA Mikros = pequeno Bios = vida Logos = ciência estudo A ciência que estuda os microrganismos e suas funções Gabriela Müller Microrganismos na indústria de alimentos – vinagre, chucrute, picles, cerveja, vinho, whisky, saquê, manteiga, queijos, iogurte e pão Micro-organismos com aplicações comerciais – produtos químicos como acetona, ácidos orgânicos, enzimas, álcool e diversas drogas Gabriela Müller A PRODUÇÃO DE CERVEJA É UMA COMBINAÇÃO DE: BOTÂNICA BIOQUÍMICA QUÍMICA MICROBIOLOGIA ENGENHARIA Gabriela Müller O entendimento da produção de cerveja do ponto de vista microbiológico aconteceu a cerca de 160 anos – Louis Pasteur descobriu a natureza química da fermentação alcóolica (1856) MICROBIOLOGIA NA CERVEJARIA Controle microbiológico da produção Controle da qualidade da levedura Gabriela Müller Cerveja – um ambiente hostil para micro-organismos Compostos do lúpulo (17 a 55 ppm iso-α-ácidos) -> tóxico principalmente contra bactérias Gram positivas Queda do pH de 5,0 a 5,2 para 3,8 a 4,0 durante a fermentação Baixo conteúdo de oxigênio (< 0,1 ppm) – produção de CO2 Presença de álcool – 0,5 a 10 % (ABV) Baixa concentração de nutrientes (carboidratos, aminoácidos, minerais, ...) Gabriela Müller MALTE MOSTO LEVEDURAS EQUIPAMENTOS • Contaminação com fungos (causar problemas sensoriais e produzir toxinas) • Carregam uma pequena quantidade de bactérias láticas, acéticas e enterobactérias • Altamente susceptível a contaminação • Rico em nutrientes • pH ideal • Nutrientes para o crescimento de bactérias • Contaminação na coleta e reuso • Desenho higiênico? • Pontos de solda • Pontos cegos ou ponto morto do spray ball Esses micro-organismos só irão aparecer/deteriorar a cerveja no caso de falha de processo: - limpeza e sanitização dos equipamentos - gerenciamento inadequado das leveduras - falha no processo de filtração, envase, pasteurização - armazenamento inadequado de malte Gabriela Müller Fungos filamentosos Leveduras oxidativas Leveduras fermentativas Bactérias ácido láticas Bactérias ácido acéticas Zymomonas Enterobactérias Bactérias anaeróbias Ocorrência de micro-organismos na indústria cervejeira Cevada e malte + + - + + - + - Início de fermentação - + + + - - + - Final de fermentação - - + + + + - - Após a fermentação - + + + + + - + Priest, F.G and Campbell, I. 1996. Brewing Microbiology. Gabriela Müller Pontos críticos em cervejaria AIR Gabriela Müller ibdasiapac.com.au ‘’ MALTE – Principais microrganismos Lactobacillus spp. (1,4 x 104 cel/g) Micrococcus spp. Sporobolomyces spp. Rhodotorula spp. Bacillus spp. Erwinia herbicola Pseudomonas spp Fusarium spp. Aspergillus spp. Penicillium spp. Rhizopus spp. Atividade de água (Aw) e Temperatura Gabriela Müller Defeitos na cerveja • Gushing induzido pela contaminação de fungos no malte – Fusarium spp • Produção de peptídeos de baixo peso molecular e/ou micotoxinas, causam gushing em concentrações abaixo de 0,05 ppm • Alguns fungos como Fusarium, Aspergillus, Rhizopus aumentam a quantidade de nitrogênio solúvel na cerveja, encorajando a contaminação do produto final por bactérias láticas • Algumas espécies do fungo Aspegillus inibem a ação da papaína, enzima utilizada para estabilidade coloidal da cerveja Gabriela Müller Moagem / Resfriamento do mosto BAL • Moagem dos grãos deve ser isolada devido a elevada concentração de micro-organismos deteriorantes no malte • Evitando, principalmente, atingir as áreas de fermentação e envase • Limpeza do trocador de calor -> teste de atenuação do mosto • Integridade do trocador de calor / placas para que não exista o contato do mosto com água potencialmente contaminada • Esterilidade da linha de mosto • Esterilidade do ar para aeração do mosto resfriado Gabriela Müller Bacillus Micrococcus ÁGUA- Principais micro-organismos • Filtros não são eternos – devem ser trocados • Cuidado com água de poço Fungos: Candida albicans: levedura que causa infecções da pele e mucosas Geotrichum: fungo dermatófito Protozoários: Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro Entamoeba histolytica: amebíase (doença intestinal) Vírus: Hepatites A e B Gastroenterite infecciosa não bacteriana Gabriela Müller Envase – tanque de água próprio com regime de limpeza regular Evitar a formação de muco / biofilme nas tubulações e equipamentos Porque tratar a água em uma cervejaria? Está associado a mau cheiro, possível corrosão e problemas de saúde Gabriela Müller Túneis de pasteurização – diminui a eficiência da pasteurização EQUIPAMENTOS Mangueira de nível Borracha da escotilha (previamente lavada a mão) Parede da escotilha Desenho higiênico adequado Polimento interno / pontos de solda Gabriela Müller Pontos mortos ou pontos de sombra do CIP FERMENTAÇÃO • A fermentação, por si só, não necessita de muita preocupação quanto a presença de micro-organismos, devido ao metabolismo das leveduras que geram uma proteção contra micro-organismos deteriorantes Limpeza do fermentador Pureza do ar injetado ao mosto Pureza da levedura de inoculo Gabriela Müller LEVEDURAS • Dois aspectos na cervejaria: • Se estão viáveis / saudáveis – azul de metileno • Se estão puras – testes microbiológicos • Contaminações simplesmente aparecem em reuso de leveduras e aumentam conforme o número de reuso • Testes microbiológicos rotineiros e avaliações sensoriais irão ajudar a constatar quando essa contaminação estiver em níveis muito elevados • Indicação de pasteurização eficiente, ou não Gabriela Müller LEVEDURA – Principais micro-organismos Lactobacillus spp. • Ácido lático • Turbidez na cerveja • • • • • • Pediococcus spp. • Diacetil • Ropiness (doença da Sarcina) Sacch. non-cerevisiae Non-Saccharomyces Acetaldeido Ésteres Fenóis Álcool superior Turbidez Super atenuação O. proteus • Causam atenuação lenta • Cervejas com elevado pH. • Sabores/aromas frutados. Acetobacter spp. • Ácido acético Gabriela Müller CLARIFICAÇÃO • Filtros de celulose ou terra diatomácea – não são utilizados para “esterilizar” a cerveja ou gerar estabilidade microbiológica • A operação desses filtros próximo a zero graus atua positivamente no controle da proliferação de micro-organismos • A pasteurização é necessária para aumentar o tempo de prateleira do produto • Filtros de membrana -> poros 0,45 µm -> retém bactérias, leveduras e partículas inertes • Desvantagem é que satura rapidamente -> utilização de 2 filtros • Elimina a pasteurização Gabriela Müller ENVASE • A contaminação da cerveja durante o envase é conhecida com contaminação secundária, enquanto que a primária ocorre na fase de produção da cerveja Problemas causado a cerveja • • • • • • Aumento da turbidez Formação de partículas flutuantes ou sedimento Geração de off-flavors Acidificação Aumento da pressão (geração de CO2) Deformação do reservatório da bebida Gabriela Müller ENVASE • O ambiente de envase/envasadora é muito importante para o controle microbiológico • Todos os tipos de microrganismos são encontrados no processo de envase • • • • • • Pelo ar movimentado durante a movimentação das garrafas / latas Fluxo natural de ar no local de envase Movimentação das esteiras Empilhadeiras Pelo próprio operador Restos de cerveja nas esteiras, chão e envasadora A única forma de prevenir a contaminação durante o envase é limpando a máquina e o local de envase após cada ciclo de utilização!! EVITE A FORMAÇÃO DE BIOFILME NA SUA ENVASAORA Gabriela Müller Exemplo1 Bacillus • Bacilos Gram positivos formadores de esporos (resistentes a pasteurização) • Produz ácido lático Exemplo 2 Fungos filamentos • Gushing • Sabor mofo – TCA • Esporos resistentes a pasteurização Gabriela Müller ENVASE – outras bactérias perigosas... • ...Mas só irão aparecer se envase for bem executado – ausência total de O2 Pectinatus Megasphaera Morfologia de cocos, isolados ou em pares e ocasionalmente formam cadeias curtas Bacilos móveis com flagelos, não formadores de esporos Anaeróbio estrito Anaeróbio aerotolerante Responsável por 3 a 7 % dos incidentes com bactérias Responsável por 20% dos incidentes com bactérias Deixa a cerveja completamente turva Durante seu crescimento produz ácido propiônico, ácido acético, ácido succíno, ácido lático e acetoína Produz altas concentrações de ácido butírico e em menor quantidade ácido acético, isovalério, valérico, capróico e acetoína Confere o característico gosto de ovo podre à cerveja pela combinação de ácidos graxos, H2S e metil mercaptanos M. cerevisiae P. cerevisiiphilus e P. frisingensis Gabriela Müller PASTEURIZAÇÃO • Aumenta o tempo de prateleira e a estabilidade microbiológica da cerveja • Existem micro-organismos resistentes a pasteurização Efeito de diferentes temperaturas nas UP UP típicas para diferentes produtos Gabriela Müller PASTEURIZAÇÃO Micro-organismo Unidades de pasteurização Tempo a 60 °C Leveduras de cerveja 01 UP 01 minuto Pediococcus 01 UP 01 minuto Lactobacillus 05 UP 05 minutos Leveduras contaminantes 10 UP 10 minutos Micrococcus kristinae 81 UP 81 minutos Micrococcus Cocos Gram positivos, aeróbios, sensíveis a lúpulos Encontrados nas esteiras de envaze não lavadas frequentemente M. kristinae – cresce na ausência de O2 – confere sabor frutado atípico Gabriela Müller PASTEURIZAÇÃO Gabriela Müller Programa de qualidade microbiológico • Em casos de condições normais na fábrica • A cada produção: teste de esterilidade do mosto, teste de atenuação limite do mosto, teste de leveduras para inoculo e solução de priming • A cada semana: teste dos tanques de fermentação e maturação, teste de pasteurização, envase, tanque de água • A cada produto finalizado: teste de tempo de vida (estabilidade de prateleira), teste de filtração de cerveja finalizada • Após cada CIP: teste do swab • Em casos de contaminação (detecção pelo programa de CQ ou em painéis sensoriais) os ensaios a seguir são descritos como “extremamente necessários” • Envio da placa contendo o meio de cultura com os mo recuperados na fábrica para um laboratório especializado • Realizar um “pente fino” na fábrica para descobrir de onde vem a contaminação Gabriela Müller Amostragem para microbiologia • Se não for realizada adequadamente os testes não serão válidos 1° - Passar álcool 70 % na torneira de amostragem 2° - Usar uma chama para eliminar os microorganismos da torneira ou limpar com swab (cotonete / algodão) embebido em álcool 70 % 3 ° - Deixar a torneira totalmente aberta por 30 segundos 4 ° - Coletar a amostra assepticamente em um frasco esterilizado. Analisar imediatamente SEMPRE USAR LUVAS Gabriela Müller Utilização de meios de cultura Gabriela Müller E as leveduras? Gabriela Müller ATÉ QUANDO CONTINUAREMOS CEGOS EM NOSSAS CERVEJARIAS?? Gabriela Müller OBRIGADA PELA ATENÇÃO! Gabriela Müller
