Controle Microbiológico em Cervejarias -

O que os nossos Olhos Não Veem

Dra. Gabriela Müller

Dra. Gabriela Müller

Gabriela Müller

MICROBIOLOGIA

A ciência que estuda os microrganismos e suas funções

Mikros = pequenoBios = vida

Logos = ciência estudo

Gabriela Müller

Micro-organismos com aplicações comerciais –

produtos químicos como acetona, ácidos orgânicos, enzimas,

álcool e diversas drogas

Microrganismos na indústria de alimentos –vinagre, chucrute, picles, cerveja, vinho, whisky,

saquê, manteiga, queijos, iogurte e pão

Gabriela Müller

BOTÂNICA BIOQUÍMICA

QUÍMICA

ENGENHARIA

MICROBIOLOGIA

A PRODUÇÃO DE CERVEJA É UMA COMBINAÇÃO DE:

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

• Contaminação com fungos (causar problemas sensoriais e produzir toxinas)

• Carregam uma pequena quantidade de bactérias láticas, acéticas e enterobactérias

MALTE

• Altamente susceptível a contaminação

• Rico em nutrientes

• pH idealMOSTO

• Nutrientes para o crescimento de bactérias

• Contaminação na coleta e reusoLEVEDURAS

• Desenho higiênico?

• Pontos de solda

• Pontos cegos ou ponto morto do spray ballEQUIPAMENTOS

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

Ocorrência de micro-organismos na indústria cervejeira

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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

ibdasiapac.com.auGabriela Müller

MALTE – Principais microrganismos

Lactobacillus spp.(1,4 x 104 cel/g)Micrococcus spp.

Bacillus spp.

Erwinia herbicola

Pseudomonas spp

‘’

Sporobolomyces spp.

Rhodotorula spp.

Fusarium spp.Aspergillus spp.Penicillium spp.

Rhizopus spp.

Atividade de água (Aw) e TemperaturaGabriela 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

• 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

BAL

BacillusMicrococcus

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ÁGUA- Principais micro-organismos • Filtros não são eternos – devem ser trocados

• Cuidado com água de poçoFungos:

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

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Porque tratar a água em uma

cervejaria?

Envase – tanque de água próprio com regime de

limpeza regular

Túneis de pasteurização – diminui a eficiência da

pasteurização

Está associado a mau cheiro, possível corrosão

e problemas de saúde

Evitar a formação de muco / biofilme nas

tubulações e equipamentos

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EQUIPAMENTOS

Desenho higiênico adequado

Polimento interno / pontos de solda

Pontos mortos ou pontos de sombra do CIP

Mangueira de nível

Borracha da escotilha (previamente lavada a mão)

Parede da escotilha

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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)

Acetobacter spp.• Ácido acético

O. proteus• Causam atenuação lenta• Cervejas com elevado pH.• Sabores/aromas frutados.

Sacch. non-cerevisiaeNon-Saccharomyces

• Acetaldeido• Ésteres• Fenóis• Álcool superior• Turbidez• Super atenuação

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 pasteurizaçãoGabriela 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

• 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

Problemas causado a

cerveja

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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 ENVASAORAGabriela Müller

Exemplo1 Exemplo 2

Bacillus• Bacilos Gram positivos formadores de

esporos (resistentes a pasteurização)• Produz ácido lático

Fungos filamentos• Gushing• Sabor mofo – TCA• Esporos resistentes a pasteurização

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ENVASE – outras bactérias perigosas...• ...Mas só irão aparecer se envase for bem executado – ausência total de O2

Pectinatus

Bacilos móveis com flagelos, não formadores de

esporos

Anaeróbio aerotolerante

Responsável por 20% dos incidentes com bactérias

Durante seu crescimento produz ácido

propiônico, ácido acético, ácido succíno, ácido

lático e acetoína

Confere o característico gosto de ovo podre à

cerveja pela combinação de ácidos graxos, H2S e

metil mercaptanos

P. cerevisiiphilus e P. frisingensis

Megasphaera

Morfologia de cocos, isolados ou em pares e

ocasionalmente formam cadeias curtas

Anaeróbio estrito

Responsável por 3 a 7 % dos incidentes com bactérias

Deixa a cerveja completamente turva

Produz altas concentrações de ácido butírico e em

menor quantidade ácido acético, isovalério, valérico,

capróico e acetoína

M. cerevisiae

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

PASTEURIZAÇÃOMicro-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

Gabriela Müller

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

PASTEURIZAÇÃO

Gabriela Müller

Programa de qualidade microbiológico

Gabriela Müller

• 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

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 micro-organismos 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

Gabriela Müller

ATÉ QUANDO CONTINUAREMOS CEGOS EM NOSSAS CERVEJARIAS??

OBRIGADA PELA ATENÇÃO!

Gabriela Müller