Tehnologia berii

1

ÎNDRUMAR DE LABORATOR

TEHNOLOGII ŞI UTILAJE ÎN INDUSTRIA FERMENTATIVĂ

Salamon Rozália Veronika

Tehnologia berii

2

1. ANALIZA MATERIILOR PRIME FOLOSITE LA FABRICAREA BERII

1.1. ANALIZA ORZULUI

1.1.1. Analiza fizic ă şi mecanic ă a orzului

Orzul – orzoaica este principala materie primă folosită la fabricarea berii. De

calitatea acestei materii prime depinde într-o mare măsură calitatea produsului finit – berea. Practica a stabilit că, pentru fabricarea malţului este necesară utilizarea unui orz de calitate superioară.

Aprecierea calitativă a orzului pentru bere se face după aspectul exterior al bobului şi după indicii fizico-chimici.

Proprietăţile organoleptice, fizice şi chimice, precum şi metodele de analiză sunt prezentate în standardele da calitate corespunzătoare orzului pentru fabricarea berii, respectiv orzoaica pentru fabricarea berii.

� Examenul organoleptic Se examinează următoarele caracteristici: culoarea şi mirosul bobului, fineţea învelişului, gradul de impurificare, puritatea soiului (după forma şi mărimea bobului, aspectul bazei bobului şi al penei bazale, aspectul ridurilor învelişului şi al nervurilor). Proprietăţile organoleptice ale orzului pentru fabricarea berii sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1 Propriet ăţi organoleptice

Aspect caracteristic seminţelor de orz sănătoase Culoare galben ca paiul, fără pete sau vârfuri negre Miros specific, plăcut, fără miros de încins sau de mucegai Gust specific, dulceag, nici amar, nici acru

Luarea probelor După o apreciere prealabilă, se trece la analiza propriu-zisă a orzului. Aceste analize se efectuează asupra unei probe medii luată din lotul de orz. Pentru a se obţine o probă medie cât mai caracteristică trebuie luate cantităţi mici din diferite părţi ale lotului de orz. Luarea probelor se face cu instrumente speciale (sonde pentru cereale), care permit luarea probelor atât din saci cât şi din straturi mari de orz (silozuri, vagoane). După luarea probelor se efectuează omogenizarea lor, care se păstrează apoi în vase închise (de preferinţă din tablă albă), pentru a nu se modifica umiditatea boabelor. Condiţiile tehnice de calitate pentru orzul/orzoaica pentru fabricarea berii sunt prezentate în tabelul 2. � Determinarea greut ăţii hectolitrice Prin greutate hectolitrică, se înţelege greutatea a 100 litri boabe, determinată în anumite condiţii, cu ajutorul balanţei hectolitrice – Samovar.

Tabelul 2 Propriet ăţi fizice şi chimice

Tehnologia berii

3

Caracteristica Orz Orzoaic ă

Masa (greutatea hectolitrică), kg min. 63 65 Corpuri străine, % max. 4 4 Umiditate, % max. 14 14 Boabe mai mari de 2,5 mm, % min. 70 80 Energie de germinare (după 72 ore), % min. 85 90 Substanţe proteice, % max. 13 12 Infestare cu dăunătorii depozitelor (exemplare adulte vii) lipsă lipsă Principiul metodei Determinarea se bazează pe faptul că amidonul are cea mai mare greutate dintre componentele bobului de orz-orzoaică. Deci, cu cât greutatea hectolitrică este mai mare, cu atât orzul respectiv are un conţinut mai mare de amidon. Descrierea balan ţei Samovar În mod curent se folosesc samovare de 1 litru şi de 0,25 litri. Părţile componente ale balanţei sunt (fig. 1): • balanţă cu platan (1) pentru greutăţi şi un cilindru cu fund perforat (2); • un tub cilindric (3) ce se poate îmbina cu cilindrul perforat (2) la partea

superioară a acestuia; • un cuţit (6) ce serveşte la delimitarea unui volum exact de boabe prin

introducerea lui în fanta de la partea superioară a cilindrului perforat; • o greutate sub formă de disc (5) care se pune deasupra conţinutului şi are rolul

de a elimina aerul din cilindrul perforat prin căderea ei; • un cilindru cu fund plin(4) pentru luarea probelor; • o cutie cu greutăţi.

Fig. 1. Balan ţa Samovar Modul de lucru Înainte de determinarea propriu-zisă, balanţa trebuie verificată dacă platanul pentru greutăţi echilibrează cilindrul perforat şi greutatea căzătoare. Balanţa se instalează pe capacul cutiei. Se fixează vasul cilindric perforat pe capacul cutiei. Se introduce cuţitul în deschizătura vasului cilindric, se aşează pe el greutatea şi se îmbină vasul cilindric cu tubul cilindric. Se umple vasul cilindric ajutător cu cereale din proba luată până la un semn indicator. Cerealele se toarnă într-un jet uniform şi neîntrerupt ţinând cilindrul ajutător pe marginea tubului cilindric. Se trage apoi cuţitul. Greutatea şi cerealele vor trece în cilindrul de măsură (cilindrul perforat). În acest timp se va evita deplasarea sau scuturarea balanţei.

Tehnologia berii

4

Se introduce cuţitul în deschizătura cilindrului pentru a îndepărta surplusul de boabe. Se desprinde balanţa de pe capacul cutiei şi prin înclinarea ei, se îndepărtează surplusul de boabe. Se desface tubul cilindric, se scoate cuţitul, iar cilindrul măsurător cu cereale se ataşează de balanţă. Greutăţile puse pe platan până la echilibrare, dau greutatea a 1 litru sau 0,25 litri boabe. Greutatea hectolitrică se găseşte în tabele, în funcţie de greutatea a 1 litru sau 0,25 litri boabe. Greutatea hectolitrică la orzul pentru bere trebuie să fie cuprinsă între 63 şi 73 kg/hl. � Determinarea masei a 1000 boabe Având în vedere faptul că greutatea hectolitrică a cerealelor nu le poate caracteriza întotdeauna din cauza influenţei pe care o exercită diferiţi factori – forma bobului, umiditatea, prezenţa impurităţilor – este necesară determinarea masei a 1000 boabe. Determinarea se realizează prin numărarea şi apoi cântărirea a 300÷500 boabe sau prin cântărirea a 20÷40 g boabe şi apoi numărarea acestora. Rezultatul se raportează apoi la 1000 boabe. Boabele de orz, prin malţificare, vor da la plămădire cu atât mai mult extract cu cât masa a 1000 boabe este mai mare, însă cu atât mai puţin cu cât conţinutul de azot este mai mare. Masa a 1000 boabe se raportează de obicei la substanţa uscată din orz, cu

ajutorul formulei:

Ga = G×100U-100

unde: Ga – masa absolută a 1000 boabe (fără apă), în g; G – masa a 1000 boabe, în g; U – umiditatea orzului, %. Masa a 1000 boabe de orz variază astfel: • bob mare …………………………..40 g; • bob mijlociu…………………….30÷40 g; • bob mic…………………………sub 30 g.

În funcţie de masa a 1000 boabe şi de conţinutul în proteine al orzului Bishop a dat o formulă pe baza căreia se poate calcula extractul malţului provenit din acest orz:

E = A – 0,85 P + 0,15 G în care: E – conţinutul în extract, % s.u.; A – factor care variază în funcţie de soi; P – conţinutul în proteine al orzului, % s.u.; G – masa a 1000 boabe.

� Determinarea uniformit ăţii boabelor Deoarece boabele de mărimi diferite se comportă diferit, atât la înmuiere cât şi la germinare, este de dorit ca la fabricarea malţului să se utilizeze orz cu bobul mare şi pe cât posibil uniform. Pentru aceasta orzul trebuie în prealabil sortat în laborator; se face la un aparat de sortare care se compune dintr-un vibrator cu 3 site fixate pe el, care au

Tehnologia berii

5

fante dreptunghiulare de diferite lăţimi: prima sită 2,8 mm, a doua 2,5 mm, a treia 2,2 mm. 100 g orz se aşează pe sita superioară a aparatului, apoi se fixează capacul superior şi se pune în funcţiune aparatul timp de 5 minute. Se desfac apoi sitele şi se cântăresc separat boabele rămase pe cele 3 site.

Se consideră ca uniformitate suma valorilor cântărind boabele rămase pe sitele 1 şi 2. Greutatea boabelor rămase pe sita 3 are numai valoare informativă. Uniformitatea se exprimă în procente.

Pentru fabricarea berii se foloseşte orzul de pe sita 1 şi 2 (categoria I-a şi a II-a). Un orz bun pentru bere trebuie să aibă o uniformitate de peste 80%. � Determinarea corpurilor str ăine Principiul metodei: separarea corpurilor străine şi determinarea masei fiecărei componente. Se consideră corpuri străine: - corpurile inerte minerale (praf, pământ, nisip, pietriş); - corpurile inerte organice (paie, frunze, larve, ş.a.); - seminţele de buruieni; - seminţele atacate, încolţite, mucegăite, putrezite; - spărturile mai mici decât jumătatea seminţei şi seminţele la care lipseşte

embrionul; - seminţele golaşe, la care lipseşte mai mult de un sfert din învelişul seminţei, în

zona embrionului. Modul de lucru Se cântăresc la balanţa tehnică 200 g din proba de analizat. Corpurile străine mari se separă cu ajutorul unui ciur. Apoi se separă celelalte categorii de corpuri străine şi se cântăresc la balanţa tehnică. Exprimarea rezultatelor Conţinutul de corpuri străine, pe componente, se exprimă în procente, cu două zecimale. Conţinutul total de corpuri străine rezultă din însumarea tuturor componentelor de corpuri străine. Rezultatul se exprimă, în procente cu o zecimală. La orzul pentru fabricarea berii conţinutul în corpuri străine trebuie să fie de maximum 4%. � Determinarea energiei şi capacit ăţii de germinare Energia de germinare indică procentul de boabe ce germinează după 3 zile, iar procentul de boabe încolţite după 5 zile de germinare reprezintă capacitatea de germinare. Metoda Aubry Pe o placă de sticlă de 20 x 20 cm se aşează o hârtie de filtru, se pun 100 boabe întregi şi sănătoase de aceeaşi mărime, se acoperă cu o altă hârtie de filtru şi se umectează cu apă. Surplusul de apă se îndepărtează prin înclinarea plăcii, apoi se introduce placa într-o casetă închisă ermetic pentru a se evita evaporarea. Zilnic se umezeşte hârtia de filtru, dacă este necesar (în cazul când se usucă). Dacă nu se dispune de o casetă Aubry se poate lucra cu două talere. Pentru a se obţine o valoare medie mai bună se poate lucra cu 300 sau 400 de boabe. Metoda Schönjahn

Tehnologia berii

6

Pe o placă de porţelan, cu găuri speciale, se aşează 100 boabe de orz de analizat, cu embrionul în jos. Deasupra lor se aşterne un strat de nisip curat umezit cu apă. Excesul de apă se scurge prin găurile plăcii. Placa se introduce deasupra unui vas cu apă, astfel încât orzul să ajungă cu embrionul la suprafaţa apei. Deasupra plăcii se aşează un disc pentru a se menţine nisipul umed. Se realizează temperatura de 180C, care se menţine constantă. După 3 zile se scoate placa şi se numără boabele încolţite, de asemeni se poate observa foarte uşor uniformitatea germinării, care constituie avantajul metodei. Ca dezavantaj – metoda poate fi folosită doar pentru o singură probă de 100 boabe. Metoda Schönfeld Se folosesc pâlnii în care se introduc site metalice, iar gâtul pâlniilor se închide cu ajutorul unui tub de cauciuc prevăzut cu o clemă. Se introduc în pâlnie 500 boabe de orz sănătoase, uniforme ca mărime şi se toarnă apă astfel încât să acopere stratul de orz. Se lasă cu apă timp de o oră, apoi se scurge apa din pâlnie şi se lasă boabele timp de 2 ½ pentru aerisire. Se repetă operaţia de înmuiere a boabelor timp de o oră, apoi se scurge apa şi se lasă pâlnia acoperită cu o sticlă de ceas sub care se pune o hârtie de filtru umectată. Se repetă aceste operaţii şi în zilele următoare. După 3 zile, respectiv 5 zile se numără boabele încolţite şi se exprimă rezultatul procentual.

1.1.2. Analiza chimic ă a orzului

În analiza chimică se lucrează de obicei cu făină de malţ care se obţine prin măcinarea orzului cu ajutorul unei mori de laborator. Se obţine mai întâi o făină grosieră, care apoi se transformă în făină cu granulaţie fină, deoarece orzul este dur şi nu se poate obţine direct o făină fină. � Determinarea umidit ăţii Principiul metodei Proba de analizat se usucă la etuvă, în curent de aer şi la presiune atmosferică, în condiţii de temperatură şi durată stabilite. Modul de lucru Din proba de analizat se iau două probe de câte circa 5 g şi se răspândesc repede într-un strat uniform, în două fiole de cântărire, păstrate în exicator şi tarate, apoi se cântăresc fiolele încărcate, la balanţa analitică. Fiolele încărcate cu probe se introduc descoperite, împreună cu capacele lor, în etuva încălzită la 1300C şi se lasă timp de 2 ore la această temperatură După terminarea uscării, fiolele se acoperă repede cu capacele respective, se scot din etuvă şi se introduc pentru răcire în exicator. După răcire fiolele se recântăresc la balanţa analitică. Calculul şi exprimarea rezultatelor Conţinutul în umiditate se calculează cu formula:

Umiditate = 10021 ×−m

mm, [%]

în care:

Tehnologia berii

7

m1 – masa fiolei cu probă, înainte de uscare, în g; m2 – masa fiolei cu probă, după uscare, în g; m – masa probei înainte de uscare, în g. Rezultatele celor două determinări paralele se calculează cu două zecimale, iar ca rezultat final se ia media lor, dacă diferenţa între ele nu depăşeşte 0,20 g pentru 100 g produs. În caz contrar se fac alte două determinări paralele. � Determinarea substan ţelor proteice Principiul metodei Azotul total din produsul analizat este transformat în ioni de amoniu, sub acţiunea catalitică a sulfatului de cupru, în mediu de acid sulfuric şi sulfat de potasiu. După alcalinizare, amoniacul este antrenat cu vapori de apă şi captat într-o soluţie 0,1 n de H2SO4. Excesul de H2SO4 0,1 n este dozat cu NaOH de 0,1 n. Reacţiile care au loc sunt: � Faza I – mineralizarea: N proteic → 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

� Faza a II-a – distilarea: (NH4)2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 NH3 + 2 H2O � Faza a III –a – titrarea excesului de H2SO4 0,1 n: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O Modul de lucru Într-un balon Kjeldahl de 250 ml se introduc 0,4÷0,5 g de produs fin măcinat (din proba de analizat), 0,5 g CuSO4, 10 g K2SO4 şi 20 ml soluţie H2SO4 0,1 n. Balonul se aşează înclinat pe o sită metalică de azbest sub nişă şi se încălzeşte cu flacără mică de la început şi apoi din ce în ce mai mare, timp de 24 ore, până se obţine o soluţie limpede slab verzuie. Se aduce după răcire într-un balon Erlenmeyer de 750 ml cu 250 ml apă distilată peste care se adaugă 100 ml NaOH 0,1 n. Se montează instalaţia de distilare astfel ca alonja să intre în balonul de captare ce cuprinde 25 ml H2SO4 0,1 n cu factor cunoscut şi 2, 3 picături de indicator. Se începe distilarea la flacără mică până când o picătură ce curge prin alonjă nu mai înroşeşte fenolftaleina sol. 1%. Se opreşte distilarea, se scoate alonja din soluţia de acid, se lasă 15 minute, apoi se titrează cu o soluţie de NaOH 0,1 n cu factor cunoscut până la virarea culorii de la roz la verde. Calcul Conţinutul de substanţe proteice totale se calculează cu formula:

N proteic total = ( )

1000014,0 2211 ×

−×g

FVFV, [%]

în care: 0,0014 – masa de azot în grame, corespunzătoare la 1 ml H2SO4 soluţie 0,1 n; V1 – volumul soluţiei de H2SO4 0,1 n introdus în balonul Erlenmeyer colector; F1 – factorul soluţiei de H2SO4 0,1 n; V2 – volumul soluţiei de NaOH 0,1 n folosit pentru titrarea excesului de H2SO4 0,1 n; F2 – factorul soluţiei de NaOH 0,1 n; g – masa produsului în grame, luată în analiză.

Tehnologia berii

8

Pentru a afla conţinutul de substanţe proteice se aplică formula:

% substanţe proteice = % N x 6,25 unde, 6,25 – cantitatea de substanţă proteică în grame corespunzătoare la 1 g de azot. � Determinarea amidonului Se cunoaşte că, aproximativ 80% din extractul orzului este dat de amidon. Orzul conţine în mod normal 57÷67% amidon. Conţinutul în amidon este cu atât mai mare, cu cât orzul este mai sărac în proteine. Pentru determinarea amidonului, orzul trebuie să fie foarte fin măcinat. Făina trebuie să conţină cel puţin 96% făină fină. Pentru determinare se pot folosi metode polarimetrice sau enzimatice. Metoda polarimetric ă Într-un balon cotat de 100 ml se introduc 2,5 g orz foarte fin măcinat şi 5 ml alcool de 960. Se agită conţinutul balonului în care se mai adaugă 50 ml H2SO4 d = 1,40 şi se lasă o oră la 18÷220C, agitând din timp în timp. Se adaugă apoi 10 ml dintr-o soluţie proaspăt preparată de acid fosfowolframic şi se aduce la semn cu acid sulfuric (d = 1,30). Se agită, se filtrează şi se determină unghiul de deviaţie a luminii polarizate la un polarimetru folosind un tub de 20 cm. Rotaţia specifică a amidonului din orz este de 1980 (secara 201,60, grâul 202,60, porumbul 201,50, iar cartofii 204,30, după Lindner). Calcul: Deoarece rotaţia specifică a amidonului din orz este de 1980, înseamnă că o soluţie de 100 g amidon în 100 ml, într-un tub de 1 dm dă o deviaţie de 198 0. Pentru 2,5 g orz, vom avea: 198:40 = 4,950. Deoarece se foloseşte un tub de 2 dm se dublează deviaţia – 9,90. Conţinutul în amidon va fi:

Α = α x 100/9,90, [%] în care: A – conţinutul în amidon al orzului supus analizei; α – unghiul de deviaţie a luminii polarizate.

1.2. ANALIZA APEI – MATERIE PRIM Ă PENTRU INDUSTRIA BERII

Apa este una din materiile prime de bază pentru fabricarea berii, produs în compoziţia căruia intră în medie în proporţie de 88% şi ale cărei calităţi le influenţează. Ştiinţa şi tehnica actuală dau posibilitatea tratării şi corectării apelor ce stau la dispoziţia fabricilor de bere pentru a le putea aduce cât mai aproape de cerinţele apei specifice obţinerii unui anumit tip de bere. Apa pentru fabricarea berii trebuie să fie o apă potabilă, adică să satisfacă cerinţele sanitare privind apa destinată alimentării populaţiei şi preparării băuturilor în general. În procesul tehnologic, apa este folosită la înmuierea orzului, la obţinerea mustului de bere, la spălarea utilajelor tehnologice şi ambalajelor pentru bere. În afară de potabilitate, prezintă importanţă conţinutul în diferiţi ioni care îşi exercită

Tehnologia berii

9

influenţa pozitivă sau negativă, atât pe parcursul procesului tehnologic, cât şi asupra calităţii berii finite. Se ştie că apa potabilă este limpede, incoloră, fără gust şi miros; conţine substanţe minerale dizolvate sub 0,5%. Nu trebuie să conţină săruri de calciu decât în cantităţi mici, de asemenea nici metale grele, azotaţi, hidrogen sulfurat, sulfuri, microorganisme, decât în limitele admise de normele sanitare. În tabelul 3 se prezintă indicatorii de calitate ai apei folosite pentru producerea unor sortimente de bere şi necesarul de apă pentru producerea malţului şi berii.

Tabelul 3 Indicatorii de calitate şu necesarul de ap ă pentru producerea mal ţului şi berii

Indicatorii de calitate

Unităţi de

măsur ă

Sortimente de bere

Pilsen Munchen Dortmund Viena Dublin

Reziduu fix mg/l 51,2 284,2 1110 947,8 312 Oxid de calciu mg/l 11,2 106 367 227,5 100 Oxid de magneziu

mg/l 3,3 30 38 112,7 3,7

Cloruri mg/l 5 2 107 39 15,8 Sulfaţi mg/l 3,2 7,5 240,8 180,3 44,9 Nitraţi mg/l urme Amoniu mg/l 0 Duritate totală 0germ. 1,2 10,6 30 28 14,9 Duritate temporară

0germ. 0,9 10,2 12,2 22 12,2

Oxigen (O2) mg/l 2 Compuşi ai fierului mg/l 0,2÷0,5

Necesarul de apă Etapa procesului tehnologic Consum de ap ă, litri ap ă/litru

bere Înmuierea orzului 7÷8 Obţinerea mustului incluzând spălarea utilajelor 2÷2,5

Răcirea mustului 2÷3 Spălarea tancurilor de fermentare şi a butoaielor

3÷5

Instalaţii de răcire 10÷15 Producerea aburului 20÷25

TOTAL 45÷60

� Determinarea durit ăţii totale Principiul metodei

Metoda constă în complexarea cationilor metalici care formează duritatea, cu sarea disodică a acidului etilendiamintetraacetic (EDTA), la pH = 10, în prezenţa indicatorului eriocrom negru T. Sfârşitul titrării este indicat de virarea culorii soluţiei de la roşu la albastru net.

Reactivi � acid clorhidric 10%;

Tehnologia berii

10

� clorură de calciu, soluţie: se cântăreşte 1 g CaCO3, uscat în prealabil la etuvă la 1050C timp de 2 ore şi se trece cantitativ într-un balon cotat de 1000 ml; se adaugă, în picătură, acid clorhidric 10%, agitând continuu până la dizolvare, evitându-se excesul de acid. Se aduce la semn cu apă distilată, 1 ml soluţie corespunde la 0,561 mg CaO;

� soluţie tampon de clorură de amoniu: 5,4 g clorură de amoniu se trec într-un balon cotat de 100 ml, se adaugă 35 ml amoniac soluţie 25%, se aduce până la semn cu apă distilată şi se păstrează la rece;

� eriocrom negru T, indicator: 0,1 g eriocrom negru T se amestecă prin mojarare cu 10 g clorură de sodiu;

� EDTA, soluţie 0,01 n: 3,7225 g EDTA se trec cantitativ într-un balon cotat de 1000 ml şi se completează cu apă distilată până la semn.

Factorul soluţiei de EDTA se stabileşte astfel: într-un vas Erlenmeyer de 100 ml se introduc 10 ml soluţie de clorură de calciu, preparată ca mai sus, se adaugă 1 ml soluţie 8% de NaOH, circa 0,1 g amestec indicator şi circa 15 ml apă distilată. Se titrează cu soluţie de EDTA, până când culoarea virează de la roşu la violet.

f = 1V

V

în care: V – volumul soluţiei de clorură de calciu, în ml; V1 – volumul soluţiei de EDTA, utilizat la titrare, în ml. Modul de lucru � Pentru apele care nu con ţin carbona ţi şi bicarbona ţi alcalini:

Într-un balon cu fund plat de 50 ml, se introduc 25 ml apă de analizat, apoi se încălzeşte la circa 500C. Se adaugă 1 ml soluţie tampon de clorură de amoniu pentru a aduce pH-ul soluţiei la 10 şi circa 0,1 g eriocrom negru T. Se titrează cu soluţie de EDTA, până la virarea culorii de la roşu la albastru net. � Pentru apele care con ţin carbona ţi şi bicarbona ţi alcalini:

Într-un balon cu fund plat de 100 ml, se introduc 25 ml apă de analizat, se adaugă 5 ml HCl şi se fierbe 1 sau 2 minute pentru îndepărtarea CO2. Se răceşte, se adaugă soluţie tampon de clorură de amoniu până când pH-ul soluţiei ajunge la 10, circa 0,1 g eriocrom negru T şi se titrează cu soluţie de EDTA, până când culoarea virează de la roşu la albastru net.

Calcul

Duritatea totală(dT) = 100010

561,0 1 ××

××V

fV, [0d]

în care: 0,561- cantitatea de oxid de calciu, în mg, care corespunde la 1 ml soluţie de EDTA 0,01 n; V1 – volumul soluţiei de EDTA, utilizat la titrare, în ml; f – factorul soluţiei de EDTA; V – volumul probei de apă luate pentru determinare, în ml; 10 – cantitatea de oxid de calciu (CaO), în mg, corespunzătoare la 1 grad de duritate. � Determinarea calciului Principiul metodei Metoda constă în complexarea ionului de calciu cu sarea disodică a acidului etilendiamintetraacetic (complexon II). Sfârşitul complexării se constată prin virajul

Tehnologia berii

11

culorii soluţiei de la roşu la violet în prezenţa amestecului de indicator murexid şi verde de naftol B. Reactivi � Complexon II soluţie 0,01 n: 3,7226 g complexon II, se trec într-un balon cotat de

1000 ml şi se aduce la semn cu apă; � Clorură de calciu, soluţie (identic ca la analiza durităţii totale); � Hidroxid de sodiu, soluţie 2 n; � Indicator: 0,2 g murexid şi 0,5 g verde de naftol B se amestecă prin mojarare cu

20 g NaCl. Stabilirea factorului solu ţiei de complexon II Într-un vas Erlenmeyer de 100 ml, se introduc 10 ml soluţie de clorură de calciu, se adaugă 1 ml soluţie de NaOH, circa 0,1 g indicator şi 10÷15 ml apă. Se titrează cu soluţie de complexon II până când culoarea virează de la roşu la violet. V f= — V1 în care: V – cantitatea de soluţie de clorură de calciu, în ml; V1 – cantitatea de soluţie de complexon II, utilizată la titrare, în ml. Modul de lucru

Într-un vas Erlenmeyer de 100 ml, se introduc 25 ml apă de analizat, 1 ml NaOH, circa 0,1 g indicator şi se mai adaugă 25 ml apă. Se titrează cu soluţie de complexon II până când culoarea virează de la roşu la violet.

Calcul

Calciu (Ca) = V

fV ×× 14008,0=

V

fV ×× 18,400, [mg/l]

în care: 0,4008 – cantitatea de Ca, în mg, care corespunde la 1 ml soluţie de complexon II 0,01 n; V1 – cantitatea de soluţie de complexon II utilizată la titrare, în ml; f – factorul soluţiei de complexon II; V – cantitatea de apă luată în analiză. � Determinarea alcalinit ăţii totale “m” Reactivi � Acid clorhidric 0,1 n; � Metiloranj, soluţie: se dizolvă 0,1 g metiloranj în 100 ml apă distilată. Modul de lucru La 100 ml apă de probă, se adaugă 2÷3 picături de soluţie de metiloranj şi se titrează cu acid clorhidric 0,1 n sau cu H2SO4 0,1 n până la viraj galben – portocaliu. 1 ml acid 0,1 n = 1 mval alcalinitate /dm3

Tehnologia berii

12

Alcalinitate, în ml HCl = V x f în care: V – ml acid folosiţi la titrare; f – factorul soluţiei de acid. � Determinarea durit ăţii temporare Duritatea temporară (Dtp) = alcalinitatea “m” x 2,8, în grade de duritate. � Determinarea durit ăţii permanente Se calculează cu relaţia: Duritatea permanentă (Dp) = DT – Dtp, în grade de duritate, în care: DT – duritatea totală, în 0d; Dtp – duritatea temporară, în 0d.

1.3. ANALIZA HAMEIULUI

Aprecierea hameiului se face după analiza fizică şi după compoziţia sa chimică. Analiza fizică constă în aprecierea aspectului conurilor de hamei, umiditatea, culoarea, lupulina şi aroma. În ceea ce priveşte compoziţia chimică interesează în primul rând substanţele amare. Analiza curentă a hameiului are în vedere mai mult determinarea umidităţii şi a substanţelor amare.

1.3.1. Aspectul conurilor

Mărimea conurilor trebuie să fie pe cât posibil uniformă, fiind preferate conurile cu o lungime de 2,5÷3 cm. Axul conului trebuie să aibă o formă regulată şi să fie fin. Codiţa conului trebuie să fie de cel puţin 1 cm pentru ca petalele să se desprindă uşor. Bracteele subţiri cu nervuri fine caracterizează în general un hamei de bună calitate. Prezenţa seminţelor diminuează valoarea unui hamei, deoarece acestea pot avea o influenţă defavorabilă asupra aromei berii.

1.3.2. Culoarea

Hameiul trebuie să aibă o culoare galbenă verzuie, strălucitoare. Prezenţa unei culori verzui indică o maturitate insuficientă, iar a unei culori roşietice sau brun-roşcate indică un hamei prea matur. O culoare galben-pal uniformă şi cu pedunculii verzi poate fi efectul unei sulfitări prea puternice. Petele roşii izolate cu contur precis care apar datorită condiţiilor nefavorabile, nu influenţează valoarea hameiului, spre deosebire de “boala cuproasă” care se manifestă asemănător, dar care este provocată de un păianjen roşu, boală care scade considerabil valoarea hameiului.

1.3.3. Lupulina

Glandele cu lupulină sunt partea cea mai valoroasă a hameiului. Pentru examinarea lor se scutură un con de hamei prin cernere pe o hârtie de culoare închisă şi se privesc boabele de lupulină cu o lupă. Ele trebuie să fie de culoare

Tehnologia berii

13

galbenă aurie uniformă. La hameiul de proastă calitate sau învechite, grăuntele de lupulină are o culoare portocalie - roşcată fără luciu. La hameiul recoltat prea târziu sau uscat la temperaturi ridicate granulele de lupulină prezintă o culoare închisă până la brun.

1.3.4. Aroma

Se apreciază aroma hameiului din punct de vedere al fineţei, intensităţii şi naturii sale. Aroma trebuie să fie caracteristică de hamei, de preferinţă fină. Hameiul nu trebuie să prezinte miros de ceapă sau de mucegai. Hameiul vechi şi prost conservat are de obicei miros de acid valerianic sau butiric. Astfel de hamei trebuie considerat ca neîntrebuinţabil. Pentru ca un hamei de bună calitate să-şi menţină un timp cât mai îndelungat valoarea sa, trebuie să fie presat şi bine ambalat, iar depozitarea lui să fie făcută la temperaturi cât mai apropiate de 00C.

1.3.5. Determinarea umidit ăţii Metoda prin antrenare cu solven ţi Principiul metodei Se distilă proba împreună cu un solvent specific pentru antrenarea apei şi se măsoară volumul apei colectate. Aparatur ă • Aparat de distilare de tipul Dean Stark (fig. 2).

Înainte de întrebuinţare, aparatul se spală cu amestec sulfo-cromic, apoi cu apă distilată şi acetonă, până nu mai rămân picături de apă pe pereţi, după care se usucă într-un curent de aer uscat.

Fig. 2. Aparat de

distilare tip Dean Stark Reactivi � Toluen, xilen, metilciclohexan sau n-heptan de calitate pentru analiză. Solventul

se saturează cu apă distilată, la temperatura camerei, cu cel puţin 8 zile înainte de întrebuinţare, ţinându-se pe stratul de apă, format prin decantare, care se separă în momentul folosirii.

Modul de lucru Din proba de conuri de hamei de analizat se iau circa 10 g, cântărite cu precizie de 0,001 g şi se trec în balonul aparatului de distilare, în care s-au introdus în prealabil 150 g solvent. Se adaugă câteva bucăţele de piatră ponce sau porţelan poros. Se montează balonul la aparat şi se aduce la fierbere, pe baie de nisip sau de ulei, conducând distilarea astfel încât să nu se colecteze mai mult de 2…4 picături pe secundă. Distilarea se opreşte după 90 minute de fierbere când volumul de apă din vasul colector gradat nu mai creşte. Se aduce în vasul colector şi picăturile de apă

Tehnologia berii

14

rămase eventual pe tubul refrigerentului. Se aşteaptă separarea netă a straturilor şi după răcire se citeşte volumul apei colectate.

Apă = 100×m

V, [%]

în care: V – volumul de apă din vasul colector, în cm3; M – masa hameiului luat pentru determinare, în g. Pentru controlul aparatului, se vor face distilări cu volume de apă cunoscute, adăugate solventului saturat cu apă şi se stabileşte eventuala corecţie care trebuie adusă volumului de apă colectată. Metoda prin uscare la etuv ă Principiul metodei Se usucă în etuvă, la temperatura de 105÷1070C, apoi se cântăreşte. Aparatur ă • Etuvă cu temperatură reglabilă. Modul de lucru Din proba de conuri de hamei de analizat, se cântăresc 3÷5 g cu o precizie de 0,001 g, într-o fiolă de metal cu fundul plat, cu diametrul de 7÷10 cm şi înălţimea de 2÷3 cm, cu capac, tarată în prealabil. Se usucă în etuvă la 105÷1070C timp de o oră. Fiola acoperită se răceşte în exicator 20÷40 minute şi se cântăreşte.

Apă = 10012 ×−m

mm, [%]

în care: m2 – masa fiolei cu hamei înainte de uscare, în g; m1 – masa fiolei cu hamei după uscare, în g; m – masa hameiului luat pentru determinare, în g.

1.3.6. Determinarea substan ţelor amare

Determinarea acizilor alfa prin metoda conductometr ică Principiul metodei Se extrag cu solvenţi organici acizii alfa din hamei şi se titrează conductometric cu acetat de plumb. Aparatur ă • Moară de laborator; • Macerator; • Conductometru cu celulă şi electrozi de platină sau de cărbune şi agitator electric; • Pară de cauciuc rezistentă la solvenţi organici. Reactivi

Reactivii trebuie să fie de calitate pentru analiză sau de calitate echivalentă. � Benzen sau toluen; � Alcool metilic;

Tehnologia berii

15

� Acetat de plumb soluţie 4 g/ 100 cm3 alcool metilic: 4 g acetat de plumb [Pb(CH3COO)2 · 3H2O] se dizolvă în 100 cm3 alcool metilic, în care s-a adăugat o picătură de acid acetic glacial. Soluţia se păstrează într-un flacon bine astupat şi se reface la apariţia celei mai mici tulbureli.

Concentraţia soluţiei se verifică zilnic prin titrarea conductometrică cu soluţie de acetat de plumb a unei soluţii de acid sulfuric (4 cm3 acid sulfuric 0,1 n în 40 cm3 alcool metilic) şi se calculează cu formula:

Acetat de plumb(C) = 100007588.0 ×

V, [g/100 cm3]

în care: 0,007588 – conţinutul de acetat de plumb, în g, corespunzător la 4 cm3 acid sulfuric 0,1 n; V – volumul soluţiei de acetat de plumb folosit la titrarea conductometrică, în cm3; � Acid acetic, soluţie 5% vol.: � Acid sulfuric 0,1 n. Modul de lucru Din proba de hamei se macină circa 50 g, având grijă să nu se producă încălzirea produsului. Circa 10 g(m) hamei măcinat se cântăresc cu precizie de 0,01 g, se introduc în macerator şi se adaugă 100 cm3 benzen sau toluen (V). Se macerează prin agitare în 10 reprize de câte 30 de secunde cu pauze de 30 secunde după fiecare repriză. Se lasă în repaos 5÷10 minute acoperind maceratorul. Se filtrează pe hârtie de filtru calitativă cu porozitate mare, cutată, cu diametrul cât mai mic. Filtrul trebuie să fie acoperit, pentru a evita evaporarea solventului. Se iau 10 cm3 din filtrat(V1) se adaugă 10 cm3 alcool metilic şi se agită bine. Se cufundă electrozii în vasul de titrare, astfel ca aceştia să fie cu cel puţin 15 mm sub suprafaţa lichidului şi să se menţină în poziţie verticală. Se începe titrarea cu soluţia de acetat de plumb, adăugând la început câte 0,5 cm3 şi agitând lichidul după fiecare adăugare. Se face citirea la conductometru. Când rezistenţa începe să scadă se adaugă câte 0,2 cm3 soluţie de acetat de plumb până se constată o scădere accentuată. Din acest moment se mai adaugă de 4 sau 5 ori câte 0,2 cm3, făcând de fiecare dată citirea, pentru a avea o curbă suficient de mare. Pe hârtie milimetrică se construieşte curba volum de soluţie de acetat de plumb – valoarea citită la conductometru (conductanţa, rezistenţa). În fig. 3 se dă un exemplu de astfel de curbă, în care pe abscisă sunt reprezentate volumele de soluţie de acetat de plumb (cumulativ) în cm3, iar pe

ordonată conductanţa în µS. Se unesc cu linii drepte punctele de pe cele două ramuri ale curbei. Volumul de soluţie de acetat de plumb folosit la titrare (V2) corespunde punctului de intersecţie al celor două drepte. Se fac două determinări.

Tehnologia berii

16

După titrare electrozii se curăţă cu soluţie de acid acetic 50% vol. în apă sau alcool metilic şi apoi se păstrează în soluţie de acid acetic 5% vol. Înainte de folosire se vor spăla cu apă distilată şi apoi cu alcool metilic. Calcul

Acizi alfa (α) = 100100

9432.0

1

2 ×××

×××Vm

VCV

în care: 0,9432 – cantitatea de acizi alfa, în g, corespunzătoare la 1 g acetat de plumb; V2 – volumul soluţiei de acetat de plumb folosit la titrare (citit pe curbă), în cm3; C – concentraţia soluţiei de acetat de plumb, stabilită; V – volumul de solvent folosit pentru macerare, în cm3; V1 – volumul de filtrat luat pentru determinare, în cm3; m – masa hameiului măcinat luat pentru determinare, în g. Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări paralele, care nu diferă între ele cu mai mult de 0,3 g acizi alfa la 100 g produs. Rezultatul se exprimă cu o zecimală. Raportarea rezultatelor la produsul uscat se face prin înmulţire cu factorul 100/100 – U, în care U reprezintă umiditatea produsului, în procente.

1.3.7. Determinarea r ăşinilor, a acizilor alfa şi a frac ţiunii beta, prin metoda gravimetric ă

Principiul metodei Se extrag prin fracţionare selectivă cu solvent răşinile totale, răşinile moi totale şi acizii alfa (humulona) şi se dozează gravimetric. Aparatura • Moară de laborator; • Recipient cu dioxid de carbon, prevăzut cu regulator de presiune şi manometru; • Aparat pentru distilare, format dintr-un balon de 100÷150 cm3 cu gât larg şi cu

pereţii groşi, prevăzut cu dispozitiv pentru introducerea dioxidului de carbon şi cu refrigerent Liebig;

• Agitator mecanic; • Vas spălător cu acid sulfuric d = 1,84; • Manometru cu mercur. Reactivi � Acetat de plumb, soluţie 1 g/100 ml alcool metilic: 1,07 g [Pb(CH3COO)2· 3H2O]

se dizolvă în 100 ml alcool metilic şi o picătură de acid acetic glacial; � Eter etilic deshidratat cu clorură de calciu, liber de peroxizi. Pentru identificarea

peroxizilor se introduc într-o sticlă mică cu dop rodat cu capacitatea de 12÷14 ml, 10 ml eter împreună cu 1 ml iodură de potasiu soluţie 10%. Sticla se ţine la întuneric şi se agită cât mai des. Lipsa unei coloraţii gălbui sau brune, după 3 ore, indică absenţa peroxizilor;

� Alcool metilic; � Hexan cu punctul de fierbere 69÷710C; � Sulfură de sodiu (Na2S · 9H2O) soluţie 5 g/100 ml apă distilată. Soluţia trebuie

refăcută la 2÷3 luni. Pregătirea probei pentru analiz ă

Tehnologia berii

17

Din proba de hamei se macină circa 50 g, având grijă să nu se producă încălzirea produsului. Circa 10 g hamei măcinat se cântăresc cu precizie de 0,01 g şi se introduc într-o sticlă cu dop rodat de 150÷200 ml. Se adaugă 100 ml eter etilic şi se agită două ore. Se lasă să se decanteze circa 30 minute. Din extractul eteric, se pipetează 50 ml în balonul instalaţiei de distilare şi se distilă pe baia de apă adusă la fierbere în curent slab de dioxid de carbon, evitându-se astfel oxidarea răşinilor. În balonul de distilare, se adaugă 20 ml alcool metilic, se filtrează pe hârtie de filtru calitativă şi se culege filtratul într-un balon cotat de 50 ml. Se spală balonul şi filtrul şi se aduce la semn tot cu alcool metilic. Modul de lucru Dozarea r ăşinilor totale Din soluţia pregătită se iau 10 ml şi se trec în balonul instalaţiei pentru distilare (fig. 4.) tarat în prealabil (m1) şi se distilă pe baia de apă adusă la temperatura de fierbere. Când distilarea este aproape terminată, se face legătura tubului de evacuare cu o trompă de vid şi se introduce dioxid de carbon prin celălalt ajutaj. Vidul trebuie să fie de circa 20 mm Hg. Dioxidul de carbon este trecut în prealabil prin vasul spălător cu acid sulfuric, timp de 5 minute, cu o viteză de 1÷2 bule pe secundă. Se scoate apoi balonul din baie, se aspiră dioxidul de carbon, se lasă 30 minute în exicator şi se cântăreşte (m2).

Fig. 4. Balonul instala ţiei de distilare Dozarea r ăşinilor moi totale Din soluţia pregătită se iau 15 ml, se trec într-o eprubetă de 120÷150 ml şi se adaugă 50 ml hexan. Se amestecă şi se adaugă apoi 25 ml apă distilată, după care se închide cu un dop de cauciuc şi se agită puternic timp de 10 minute. Se lasă să se decanteze 30 minute. Se iau cu pipeta 40 ml din stratul de hexan de la suprafaţă, se introduc în balonul instalaţiei de distilare, tarat în prealabil (m1) şi se distilă hexanul pe baia de apă adusă la fierbere. Când distilarea este aproape terminată, se face legătura la tubul de evacuare cu o trompă de vid şi se introduce dioxid de carbon prin celălalt ajutaj. Vidul trebuie să fie de circa 20 mm Hg. Dioxidul de carbon este trecut în prealabil prin vasul spălător cu acid sulfuric timp de 5 minute, cu o viteză de 1÷2 bule pe secundă. Se scoate apoi balonul din baie, se aspiră dioxidul de carbon, se lasă 30 minute în exicator şi se cântăreşte (m3). Dozarea acizilor alfa Din soluţia pregătită se iau 10 ml şi se trec într-un vas Erlenmeyer de 50 ml. Se aşează vasul pe o baie de apă la 55÷600C şi se adaugă soluţie de acetat de plumb în porţiuni de câte 1 ml. După fiecare adaos de acetat se lasă să decanteze şi se verifică dacă adaosul de soluţie de acetat de plumb este în cantitate suficientă, astfel: se ia o picătură de lichid limpede şi se aşează pe hârtie de filtru lată de 1÷1,5 cm îndoită în două părţi neegale, astfel ca partea cea mai lungă să depăşească pe cealaltă cu circa 1 cm.

Tehnologia berii

18

Picătura se aşează pe faţa exterioară a părţii mai lungi la circa 1 cm de extremitate. Se suprapun cele două părţi. Pe faţa umectată a părţii mai scurte se aşează apoi o picătură de soluţie de sulfură de sodiu şi se examinează culoarea obţinută: � culoarea galbenă arată că mai trebuie adăugată soluţie de acetat de plumb; � culoarea brună arată că s-a adăugat o cantitate suficientă de acetat de plumb; � culoarea brună neagră arată că s-a adăugat un exces de acetat de plumb.

În cazul în care s-a adăugat un exces de acetat de plumb, determinarea se reia. După terminarea adăugării soluţiei de acetat de plumb, se lasă în repaos 30 de minute, după care se filtrează în vid pe creuzet filtrant de sticlă G4, tarat (m4). Se spală creuzetul filtrant de 3 ori cu 5÷10 ml alcool metilic, se usucă o jumătate de oră în etuvă la (103± 20C) se răceşte în exicator, şi după 20 minute se cântăreşte. (m5). Calcul Conţinutul de răşini totale (Rt):

Răşini totale (Rt) = ( )

1021

12 ××−

V

V

m

mm, [%]

în care: V – volumul de eter etilic folosit la pregătirea soluţiei pentru analiză, în ml; V1 – volumul soluţiei luate pentru dozarea răşinilor totale, în ml; m2 – masa balonului cu răşinile totale, în g; m1 – tara balonului, în g; m – masa hameiului măcinat luat pentru determinare, în g. Factorul 102 ţine seama şi de corecţia necesară pentru apa din hamei care trece în alcoolul metilic la pregătirea soluţiei pentru analiză. Conţinutul de răşini moi totale (Rm):

Răşini moi totale (Rm) = ( )

10213

213 ×××

××−VVm

VVmm, [%]

în care: V – volumul de eter etilic folosit la pregătirea probei pentru analiză, în ml; V1 – volumul soluţiei pentru analiză pentru dozarea răşinilor moi totale, în ml; V2 – volumul de hexan folosit pentru extracţie, în ml; V3 – volumul soluţiei hexanice luat pentru distilare, în ml; m3 – masa balonului cu răşinile moi, în g; m1 – masa balonului, în g; m – masa hameiului măcinat luat pentru determinare, în g. Conţinutul de acizi alfa (α):

Acizi alfa (α) =( )

100562,0

1

45 ××

×−×Vm

Vmm, [%]

în care: 0,562 – cantitatea de acizi alfa, în g, corespunzătoare la 1 g humulonat de plumb, în g; V – volumul de eter etilic folosit la pregătirea probei pentru analiză, în g; V1 – volumul soluţiei pentru analiză luat pentru dozarea acizilor alfa, în ml; m4 – masa filtrului, în g; m5 – masa filtratului cu humulonat de plumb, în g;

Tehnologia berii

19

m – masa hameiului măcinat luat pentru determinare, în g. Conţinutul în fracţiunea beta (β):

Fracţiune beta (β) = Rm – α, [%] în care, Rm şi α au semnificaţiile de mai sus. Conţinutul în răşini dure: Răşini dure (γ) = Rt - Rm, [%] Valoarea amară:

Valoarea amară = α +9

β ( unităţi Wollmar-Krauss)

Raportarea rezultatelor la produsul uscat se face prin înmulţire cu factorul 100/100 – U, în care U reprezintă umiditatea produsului, în procente.

1.4. ANALIZA MAL ŢULUI

Malţul reprezintă semifabricatul obţinut prin germinarea artificială a orzului sau a orzoaicei, el determinând nu numai calitatea produsului finit, berea, dar şi tipul acesteia.

La malţul ca produs finit se apreciază în primul rând aspectul, mărimea şi uniformitatea boabelor, culoarea, puritatea, mirosul, gustul şi rezistenţa la spargerea în dinţi. Boabele de malţ mari şi uniforme indică un randament ridicat în extract, în timp ce, prezenţa unor boabe de dimensiuni diferite indică o sortare necorespunzătoare, precum şi o germinare neuniformă. Malţul blond trebuie să aibă o culoare gălbuie uniformă, asemănătoare orzului, folosirea la înmuiere a unor ape cu un conţinut ridicat în fier, cât şi a unor temperaturi prea ridicate la uscare, influenţând nefavorabil asupra culorii malţului.

1.4.1. Indicatorii fizici ai mal ţului

Indicatorii fizici cuprind: masa hectolitrică, masa a 1000 boabe, sticlozitatea, duritatea, uniformitatea, lungimea plumulei şi comportarea la scufundare. Masa hectolitric ă variază între 53÷60 kg, considerându-se ca valori normale 56÷59 kg pentru malţul blond şi 54÷57 kg pentru malţul brun, în cazul instalaţiilor pneumatice de germinare înregistrându-se valori ceva mai ridicate pentru acest parametru. Acest indice ne furnizează puţine informaţii asupra calităţii malţului, mai importantă fiind se pare masa specifică a malţului, care variază între 0,95 şi 1,20, un malţ bine solubilizat trebuind să prezinte o valoare sub 1,12.

Masa a 1000 boabe are valori în intervalul 31÷43 g, malţul brun prezentând valori mai scăzute decât cel blond şi este cu atât mai mică, cu cât pierderile la malţificare au fost mai mari. Este un indicator prin care se poate estima dezagregarea malţului, precum şi respiraţia bobului în timpul germinării, fiind cu atât mai mică, cu cât respiraţia bobului a fost mai mare şi scade proporţional cu gradul de dezagregare a malţului.

Sticlozitatea mal ţului se determină cu farinotomul, observându-se % de boabe sticloase, semisticloase sau care prezintă numai puncte sticloase. O valoare a sticlozităţii medii, între 0÷2,5 indică o solubilizare foarte bună a malţului, în timp ce o valoare peste 10 denotă o solubilizare foarte slabă. Pentru malţul brun, limita inferioară este 20%. Sticlozitatea provine de la germinare, când endospermul bobului nu a fost atacat de enzime, dar şi de la uscarea malţului, ca sticlozitate proteică sau

Tehnologia berii

20

gumoasă. Friabilitatea mai mare se va reflecta pozitiv într-o măcinare mai uşoară şi un randament în extract mai bun, pe când sticlozitatea poate produce dificultăţi la filtrarea şi limpezirea mustului, la fermentarea şi filtrarea berii. Friabilitatea este influenţată hotărâtor de anul de cultură şi de soiul de orz, orzoaică.

Aprecierea solubilizării malţului în funcţie de sticlozitatea medie (%) se face astfel:

Sticlozitate medie Solubilizarea 0 ÷ 2,5 foarte bună 2,5 ÷ 5 bună 5 ÷ 7,5 suficientă 7,5 ÷ 10 insuficientă peste 10 foarte slabă Duritatea mal ţului permite o apreciere mai precisă şi mai obiectivă a gradului

de solubilizare a malţului, fiind în mai bună concordanţă cu alţi indici de solubilizare, ca de exemplu cifra Hartong.

Duritatea – grame Solubilizare 1800 ÷ 2000 foarte bună 2000 ÷ 2200 bună 2200 ÷ 2500 satisfăcătoare 2500 ÷ 3000 insuficientă peste 3000 foarte slabă Sortimentul mal ţului(uniformitatea) ne dă indicaţii asupra modului în care s-

a efectuat sortarea orzului, precum şi despre uniformitatea boabelor de orz, orzoaică. Se recomandă ca malţul de calitatea (I+II), având dimensiunea boabelor mai mare de 2,5 mm, să reprezinte min. 85% din cantitatea de malţ prelucrată. Lungimea plumulei pentru malţul blond, trebuie să fie 3/4 din lungimea bobului de orz, orzoaică, acest indicator oferindu-ne informaţii asupra conducerii procesului de germinare. Pe parcursul germinării, controlul permanent al uniformităţii lungimii radicelelor, conduce la o germinare uniformă, cu implicaţii pozitive asupra calităţii malţului obţinut. La o germinare uniformă există o corelaţie între acest indicator şi solubilizarea malţului; astfel, prin conducerea germinării la temperaturi mai ridicate, plumula creşte mai mult, fără ca solubilizarea bobului să avanseze proporţional; pe de altă parte, se poate inhiba dezvoltarea plumulei prin menţinerea unei atmosfere de dioxid de carbon, sau prin folosirea altor inhibitori ai procesului de germinare, fără a fi împiedicată solubilizarea bobului. Luând în considerare aceste aspecte, se pare că lungimea plumulei nu oferă informaţii prea valoroase cu privire la desfăşurarea procesului de solubilizare, la germinare. Încercarea la scufundare permite aprecierea solubilizării malţului pe baza diferenţei între masa specifică a orzului şi cea a malţului, un malţ bine solubilizat prezentând un % mai mare de boabe care plutesc la suprafaţă, când sunt introduse în apă. Valoarea acestui indice este de cel mult 30÷35% boabe scufundate şi max. 25÷30%, în cazul malţului brun, valori totuşi orientative.

1.4.2. Indicatorii chimici ai mal ţului Compoziţia chimică a malţului depinde, în cea mai mare măsură, de compoziţia chimică a orzului, orzoaicei, din care se fabrică acesta, precum şi de modul în care a fost condus procesul de malţificare. Diferenţele între datele prezentate de unii autori, referitoare la compoziţia chimică a orzului, orzoaicei şi a malţului respectiv, derivă din considerarea influenţelor următorilor factori: � soi; � sol;

Tehnologia berii

21

� condiţii pedoclimatice; � agrotehnică şi tehnologie; � utilajul de malţificare utilizat.

Criteriile analitice recomandate de European Brewing Convention şi datele analitice corespunzătoare acestora sunt prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4 Criteriile analitice recomandate de EBC pentru mal ţ

1 Puritatea soiului % min. 93 2 Sortiment (cal. I +II) % min. 85 3 Masa a 1000 boabe g 28÷36 4 Greutate hectolitrică kg 48÷62

5 Greutate specifică g/cm3

malţ foarte bun 1,10÷1,13 malţ bun 1,13÷1,18 malţ satisfăcător 1,18 malţ nesatisfăcător

6 Boabe plutitoare % 30÷35 pentru malţul bine dezagregat

7 Friabilitate % min. 70 8 Boabe sticloase % max.5 9 Lungimea plumulei - ¾ din lungimea medie a bobului 10 Umiditate % max. 4,5 11 Proteină totală % s.u. max. 12 12 Azot solubil %s.u. 0,55÷0,75 13 Azot formol mg/100 g s.u. 180÷220 14 Azot aminic liber mg/100 g s.u. min. 150 15 Cifra Kolbach % 35÷45

16

Fracţiuni Lundin A B C

% % %

25 15 60

17 Cifra Hartong - 5 18 Activitatea α-amilazică UD 40÷70 19 Activitate diastatică 0WK 200÷300

20

Randament în extract randament convenţional randament Tepral - malţ orz primăvară - malţ orz toamnă

%

% %

79÷83(funcţie de soi) min. 79(funcţie de soi) min. 78( funcţie de soi)

21 Culoare must convenţional Unit. EBC 2,5÷4,5

22 Culoare must după fierbere Unit. EBC 5÷6

23 Vâscozitate must convenţional MPa*sec 1,5÷1,6

24 pH must convenţional - 5,6÷6,0

Umiditatea nu trebuie să depăşească valoarea limită de 5%, deoarece la o umiditate mai ridicată malţul îşi pierde din aromă, îşi modifică gradul de solubilizare în timpul depozitării, provoacă greutăţi la măcinare şi duce la obţinerea unor beri cu

Tehnologia berii

22

însuşiri gustative inferioare şi stabilitate coloidală mai scăzută; în cazul malţului brun se pretinde o umiditate cu circa 1% mai scăzută decât la cel blond. Randamentul în extract variază, de obicei, între 72÷79%, la malţul ca atare şi între 75÷83% exprimat în substanţa uscată, acest indice, însumând totalitatea substanţelor solubile ca: glucide fermentescibile, amidon dextrinizat, proteine, gume şi pentozani, săruri minerale, etc.; nu ne dă prea multe indicaţii asupra calităţii extractului, dar cu cât acest indice va fi mai mare, cu atât randamentul fierberii va fi mai ridicat, dar totodată, se poate ca un malţ să aibă un randament ridicat în extract şi să nu aibă o fermentabilitate corespunzătoare.

Randamentul în extract variază mult în funcţie de soiul de orz, de condiţiile de cultivare, cât şi de parametrii folosiţi la germinare. Astfel, pentru obţinerea unui malţ cu conţinut ridicat în extract, se recomandă folosirea unor soiuri cu înveliş fin, cu conţinut scăzut în proteine (10,0÷10,5%), cu o valoare ridicată a masei a 1000 boabe, sortiment foarte bun, o bună solubilizare a hemicelulozelor şi proteinelor (eventual adaos de giberelline). Odată cu creşterea conţinutului de proteine, scade vizibil randamentul în extract al malţului: la creşterea conţinutului în proteine cu 15%, scade randamentul în extract cu 0,6÷0,8%, iar prin scăderea gradului de solubilizare proteică cu 10%, are loc o diminuare a randamentului în extract cu circa 0,6%. Randamentul în extract, determinat prin metoda convenţională, nu reprezintă un randament maxim, printr-o plămădire intensă şi modificarea pH-ului obţinându-se randamente chiar mai mari. Metoda este în prezent analizată critic, existând propuneri de modificare a sa, atât prin introducerea în diagrama iniţială a unor pauze la temperatura de 630C, cât şi prin epuizarea borhotului prin filtrare sub vid, pentru a aduce metoda de laborator, de determinare a extractului de malţ, cât mai aproape de condiţiile de fabrică. Conform metodelor analitice cunoscute, Kongress şi Tepral, se stabileşte cantitatea de must de concentraţie determinată, care se poate obţine dintr-o anumită cantitate de malţ şi, în acelaşi timp, se pot obţine date cu privire la: compoziţia mustului de malţ; durata de zaharificare; viteza de filtrare a mustului, aspectul plămezii; mirosul mustului de malţ, precum şi ceilalţi indicatori ai mustului, pH-ul, culoarea, aciditatea, vâscozitatea. Con ţinutul de protein ă total ă este cu 0,3÷0,55 mai mic decât cel al orzului, orzoaicei din care a provenit, azotul total nu se pierde în timpul malţificării, ci se modifică numai greutatea moleculară a compuşilor cu azot. La fabricarea berilor blonde şi a berilor de export obişnuite, conţinutul în proteine al malţului nu trebuie să depăşească 11,55% la s.u., pe când la fabricarea berilor de tip Pilsen sau de export de culoare foarte deschisă, se recomandă un conţinut de proteine de 10,5% la s.u. Con ţinutul în azot solubil . Valoarea acestui indicator are o mare importanţă, având în vedere faptul că, numai formele de azot solubile trec în mustul de malţ în timpul operaţiilor de plămădire - zaharificare. Variază, în mod normal, între 580÷600 mg/100 g s.u. malţ, reprezentând 0,5÷0,75% din substanţa uscată a bobului, însă la prelucrarea unor soiuri de orz-orzoaică mai bogate în proteină, poate atinge valori şi mai mari. Frac ţiunile Lundin caracterizează substanţele azotate din malţ ( must de malţ), funcţie de masa moleculară, prezentându-se astfel: � fracţiunea A - substanţe azotate cu masă moleculară mare; � fracţiunea B - substanţe azotate cu masă moleculară medie; � fracţiunea C - substanţe azotate cu masă moleculară mică. Culoarea mustului este un indicator cu multiple influenţe din partea soiului de orz, orzoaică, zona de cultură, condiţiile pedoclimatice, procesul de germinare şi uscare a malţului şi ne poate da indicaţii asupra culorii berii finite. Deoarece, în timpul fierberii cu hamei, are loc o accentuare a culorii, se foloseşte tot mai des termenul de

Tehnologia berii

23

culoare “de fierbere”, care se corelează mai bine cu culoarea berii finite (se determină prin fierberea mustului de laborator, în anumite condiţii, timp de 2 ore, după care se măsoară culoarea în unităţi EBC). Pentru obţinerea unei beri blonde se recomandă folosirea unui malţ de culoare cât mai deschisă, prin respectarea anumitor obiective: � limitarea solubilizării proteice la germinare; � evitarea acumulării dioxidului de carbon în timpul germinării; � îndepărtarea cât mai rapidă a apei, în prima etapă de uscare a malţului; � uscarea la temperaturi mai scăzute; � sulfitarea malţului la uscare.

Culoarea variază între anumite limite, funcţie de tipul de malţ: � la malţurile blonde ……….. …………………………..2,5÷4 unităţi EBC; � la malţurile de culoare medie (vieneze)……………..5,0÷8,0 unităţi EBC; � la malţurile brune………………………………………9,5÷21,0 unităţi EBC.

1.4.3. Indicatorii biochimici ai mal ţului

α-amilaza din malţ joacă rolul cel mai important în hidroliza amidonului, un deficit de α-amilază producând o întârziere mai mare a hidrolizei, decât deficitul de β-amilază. Activitatea α-amilazică a malţului uscat este de circa 50 unităţi ASBC, o unitate ASBC reprezentând cantitatea de amidon dextrinizat de către 1 gram de malţ, în timp de o oră, la 200C, în prezenţa unui exces de α-amilază. O activitate α-amilazică ridicată duce la obţinerea unor musturi caracterizate printr-o fermentare rapidă, astfel încât acest indice este luat tot mai mult în considerare pentru aprecierea calităţii malţului.

Activitatea diastatic ă reprezintă activitatea β-amilazică din malţ, care alături de activitatea α-amilazică, constituie un caracter analitic al malţului, în directă corelaţie cu calitatea berii, unul din cei mai importanţi indicatori de calitate ai malţului, ştiut fiind faptul că un malţ cu un echipament enzimatic optim poate conduce la obţinerea unei beri de calitate superioară, chiar în condiţiile unei slabe dezagregări mecanice. Aceasta se datorează faptului că, majoritatea enzimelor sunt deja formate în malţ, înainte de dezagregarea mecanică.

β-amilaza , a cărei activitate este cuprinsă la determinarea capacităţii amilolitice a malţului după metoda Windisch-Kolbach, în care 1 grad WK reprezintă cantitatea de maltoză formată, sub acţiunea unui extract din 100 g malţ asupra unei soluţii de amidon 2%, în timp de 30 min., la 200C, prezintă o foarte bună corelaţie cu fermentaţia. Malţurile cu activitate β-amilazică ridicată asigură obţinerea unor musturi cu o bună fermentare. Deoarece condiţiile de lucru folosite la determinarea capacităţii amilolitice (pH=4,3 şi temperatura de 200C) nu corespund celor din practică, este posibil ca un malţ cu activitate β-amilazică scăzută să se comporte mai bine la zaharificarea plămezii în fabrică şi invers.

De menţionat este şi faptul că, între activitatea β-amilazei şi cea a α-amilazei nu se poate stabili o paralelă, malţurile cu activitate β–amilazică ridicată putând fi deficitare în α–amilază, explicaţie dată de faptul că, în orz avem deja activitate β–amilazică. Capacitatea amilolitică a malţului blond este de 150÷300 0WK, iar a malţului brun 50÷150 0WK.

Întrucât, la determinarea capacităţii amilolitice este cuprinsă şi activitatea α–amilazei, unii autori recomandă calculul activităţii β–amilazei cu ajutorul formulei:

β-amilaza = 0WK - 1,2 x α-amilaza( ASBC)

în care,

Tehnologia berii

24

0WK – capacitatea amilolitică după metoda Windisch- Kolbach; α-amilaza – unităţi ASBC.

În scopul obţinerii unui malţ cu activitate β- amilazică ridicată, se recomandă folosirea unui orz cu un conţinut ceva mai ridicat de proteine, cu boabe mai mici, un grad de înmuiere şi o aerare corespunzătoare care să asigure o bună încolţire, conducerea germinării la temperatura de 150C ( fără utilizări de aer recirculat sau adaus de giberelline), precum şi reducerea temperaturii finale de uscare.

1.4.4. Analiza fizic ă şi mecanic ă a mal ţului

� Aspectul exterior Malţul trebuie să aibă boabele uniforme ca mărime. Prezenţa unor boabe diferite ca mărime indică o neuniformitate a germinării, care conduce la scăderea randamentului în extract. Culoarea malţului trebuie să fie galbenă, brun-deschis, uniformă, fără nuanţe verzi sau întunecate. În malţ trebuie să se găsească cât mai puţine boabe străine, pietre şi alte corpuri străine. Un malţ bun nu trebuie să prezinte boabe mucegăite, gustul de mucegai putându-se transmite şi în bere. Malţurile bine solubilizate trebuie să se strivească uşor între dinţi. � Greutatea hectolitric ă Determinarea se realizează identic ca la analiza orzului. � Greutatea a 1000 de boabe Determinarea se realizează numărând şi apoi cântărind 300÷500 boabe sau cântărind 20÷40 g şi apoi numărându-le. Se calculează apoi greutatea a 1000 boabe. Greutatea a 1000 boabe se raportează de obicei la s.u. din orz cu formula:

Ga = GU ×−

100

100, [g]

unde, Ga – greutatea absolută a 1000 boabe (fără apă); G – greutatea a 1000 boabe, în g; U – umiditatea malţului, %. � Determinarea sticlozit ăţii Determinarea se efectuează cu farinotomul determinându-se boabele făinoase, sticloase şi semisticloase, se calculează o sticlozitate medie, dacă se notează boabele sticloase cu 1, boabele semisticloase cu 0,5 şi se face suma lor. � Încercarea la scufundare Este o metodă care permite aprecierea calităţii malţului după comportarea la scufundare în apă. Într-un pahar Berzelius se introduce un anumit număr de boabe de malţ şi se examinează repartizarea boabelor în apă. După 3 minute se numără boabele care s-au depus pe fundul paharului, boabele care au rămas la suprafaţa apei şi boabele

Tehnologia berii

25

care au rămas în suspensie în apă. După 10 minute se repetă această numărare şi se face o medie între 2 determinări. Se raportează rezultatul la 100 de boabe. � Determinarea durit ăţii Într-un balon Erlenmeyer se iau 200 boabe de malţ, se fierb câteva minute, până ce se desprinde coaja exterioară. Apoi se îndepărtează învelişul cu un cuţit şi se măsoară plumula. Dacă în loc de apă se foloseşte o soluţie de sulfat de cupru 20% plumula se colorează în verde, pe când bobul nu se colorează, astfel că se observă mai bine plumula. Se numără boabele negerminate, boabele care au plumula ¼, ½, 1 şi peste 1 din lungimea bobului.

1.4.5. Analiza chimic ă a mal ţului

� Brasajul experimental şi randamentul în extract Prin brasaj se înţeleg operaţiile de plămădire, zaharificare şi obţinerea mustului. Pentru plămădire şi zaharificare se foloseşte metoda “Kongress”. 50 g malţ fin măcinat se introduc într-un balon Berzelius de 700 ml tarat în prealabil, se adaugă 200 ml apă distilată încălzită la 450C, se agită bine pentru evitarea cocoloaşelor şi se ţine la temperatura de 450C pe baie de apă timp de 30 minute sub agitare continuă, apoi se ridică temperatura cu 10C pe minut până la 700C. După ce s-a ajuns la această temperatură se mai adaugă 100 ml de apă distilată încălzită la 700C şi din acest moment se măsoară durata de zaharificare. Se menţine timp de o oră la 700C şi apoi se răceşte la temperatura camerei în timp de 10÷15 minute. Se aduce apoi conţinutul balonului la 450 g cu apă distilată. Se agită cu bagheta şi se filtrează printr-un filtru cutat. Primii 100 ml de must se reîntorc pe filtru. Filtrarea se întrerupe după 2 ore şi apoi se determină extractul mustului. � Determinarea extractului mustului cu picnometrul Se determină cu ajutorul unui picnometru. Picnometrul bine curăţit şi tarat se spală înainte de umplere de 2 ori cu câte 10 ml must. Se umple cu must şi se ţine 30 minute pe baie de apă la 200C. Se şterge apoi bine picnometrul în exterior şi se cântăreşte cu precizie. Se calculează densitatea şi se determină în funcţie de aceasta extractul mustului :

d = 12

13

GG

GG

−−

unde, G3 – greutatea picnometrului cu must la 200C; G2 – greutatea picnometrului cu apă distilată la 200C; G3 – greutatea picnometrului, gol, curat şi uscat. � Determinarea extractului dup ă procedeul de extrac ţie complet ă Deoarece procedeul tip Kongress nu indică corect conţinutul de extract al malţului, s-a încercat eliminarea erorii care apare. Astfel, se pregăteşte o plămadă tip Kongress, după procedeul EBC, în continuare cu un aparat adecvat se extrag toate

Tehnologia berii

26

substanţele dizolvate şi se determină greutatea acestora. Metoda se aplică mai ales pentru verificarea randamentelor în secţia fierbere. Aparatura necesară este constituită, pe lângă moara DLFU şi baia de zaharificare şi de aparatul de extracţie Knofler-Bohm cu suport pentru cartuşul de extracţie, cartuşe de extracţie din fibră de sticlă, aparat de încălzire, refrigerent intensiv cu vârf picurător, trompa de apă sau pompă de vid de alt tip. Se procedează la obţinerea plămezii tip Kongress, analog cu metoda EBC, după care, conţinutul vasului de plămădire se transvazează cantitativ în cartuşul de extracţie (durează aprox. 20 minute, iar volumul final este aprox. 250÷300 ml). Se creează vid şi se reglează presiunea astfel încât, mustul în balon să fiarbă la 750C (aprox. 0,6 kg/cm2), iar aportul de căldură se reglează astfel încât sifonarea lichidului de extracţie să se facă la fiecare 10 minute. Durata extracţiei este de 2 ore, iar lichidul de extracţie de la sfârşit trebuie să fie incolor. După extracţie, balonul se demontează, se aduce la 200C, se usucă bine la exterior şi se cântăreşte. Cu picnometrul se determină densitatea relativă la 200C şi conţinutul de extract se citeşte din tabele. Conţinutul de extract al malţului se calculează cu formula:

E = G x P/ME unde, E – conţinutul de extract al malţului, raportat la substanţa uscată ca atare; G – greutatea mustului, în g; P – conţinutul de extract al mustului, în g; ME – măciniş de malţ cântărit, în g. Experienţa a condus la faptul că rezultatele sunt mai mici cu 0,7÷1,5% raportat la substanţa ca atare, faţă de cele obţinute cu metoda de plămădire Kongress. � Calcularea randamentului în extract Randamentul în extract se calculează pe baza extractului găsit mai sus, cu formula:

R = ( )

E

HE

−+×

100

800, [%]

unde: R – randamentul în extract raportat la 100 g malţ uscat în aer, %; H – conţinutul în apă al malţului; E – conţinutul în extract la mustului, %. Randamentul în extract se raportează de obicei la substanţa uscată din malţ cu formula:

R’ = U

R

−×

100

100, [%/s.u.]

� Diferen ţa de randament între m ăcini şul fin şi grosier Alături de randamentul în extract obţinut din măcinişul fin (cu 90% făină) se determină şi randamentul în extract al măcinişului grosier pentru a se aprecia în acest fel solubilizarea malţului. Convenţia Salzburg indică modul de extracţie la determinarea măcinişului grosier: se cântăresc 50 g măciniş şi se procedează ca la măcinişul fin. � Durata de zaharificare

Tehnologia berii

27

La 10 minute după ce s-a ajuns la temperatura de 700C se pune o picătură din plămadă pe o placă de porţelan sau de gips. După ce picătura s-a răcit se pune alături de ea o picătură de soluţie de iod. Se observă culoarea care apare la punctul de contact dintre cele două picături. Se repetă încercarea din 5 în 5 minute până ce soluţia de iod nu-şi mai modifică culoarea în prezenţa picăturii de plămadă. Durata de zaharificare reprezintă timpul din momentul în care plămada a ajuns la temperatura de 700C şi până în momentul când soluţia de iod nu îşi mai modifică culoarea. � Viteza de filtrare Toată filtrarea mustului nu trebuie să dureze mai mult de o oră. În caz contrar se specifică că viteza de filtrare a mustului este scăzută. � Aspectul mustului Se apreciază dacă mustul este limpede, slab opalescent sau tulbure. Se poate măsura exact tulbureala mustului cu ajutorul unui nefelometru. � PH-ul mustului Randamentul în extract depinde în mare măsură de pH-ul plămezii, astfel încât este necesară măsurarea acestuia. PH-ul plămezilor trebuie să fie cuprins între 5,6 şi 6,1. � Determinarea culorii Metoda clasică de determinare a culorii mustului se bazează pe compararea culorii lui cu soluţie de iod. Rezultatul se exprimă în ml I2 0,1 n, care adăugaţi la 100 ml apă distilată dau aceeaşi culoare cu cea a mustului “Kongress” sau a altor musturi. Modul de lucru În două pahare identice ca mărime şi culoare a sticlei se pune într-unul din ele 100 ml must, iar în celălalt 100 ml apă distilată. Dintr-o biuretă se adaugă în paharul cu apă distilată soluţie de I2 0,1 n până se ajunge la o culoare identică cu cea a mustului. Numărul de ml de iod 0,1 n adăugaţi reprezintă culoarea mustului, cu care se calculează apoi culoarea malţului (CM), cu formula:

CM = e

EC ×

în care: CM – culoarea malţului exprimată în ml I2 0,1 n; C – culoarea mustului obţinut din malţ, în ml I2 0,1 n; E – randamentul în extract al malţului raportat la s.u. din malţ, în %; e – extractul mustului din malţ, în %. Măsurarea spectofotometric ă a culorii (metoda EBC) Metoda spectofotometrică este metoda de referinţă pentru determinarea vizuală a culorii, chiar dacă valorile oferite sunt mai mari, această diferenţă fiind acceptabilă pentru analizele comerciale.

Tehnologia berii

28

Principiul metodei constă în măsurarea extincţiei la 430 nm faţă de apă şi multiplicarea cu un factor, exprimarea rezultatului fiind: C = 25 x E430

în care, C – culoarea în unităţi EBC; E430 – extincţia la 430 nm; 25 – factor de multiplicare. � Vâscozitatea (metoda EBC) – must tip Kongress, must fiert şi bere Vâscozitatea mustului tip Kongress indică influenţa gradului de solubilizare a malţului asupra diferenţei de măciniş fin şi dur. În acelaşi timp, este posibilă şi aprecierea, într-o anumită măsură a duratei de filtrare la care ne putem aştepta în secţia de fierbere. În plus, există o corelaţie între vâscozitate şi stabilitatea spumei berii. Pentru mai buna comparare a rezultatelor, se face recalcularea acestora la un anumit conţinut de extract al mustului, respectiv, extract primitiv (iniţial) al berii. Deoarece vâscozitatea musturilor şi a berilor nu este proporţională cu diluarea, ci variază după o funcţie hiperbolică, recalcularea vâscozităţii mustului la un conţinut de extract de 8,6%, respectiv 12% şi pentru bere la un extract iniţial de 12%, se face cu ajutorul unui tabel întocmit de Kolbach. În cazul utilizării vâscozimetrului cu bile Hoppler, se determină durata de cădere a unei bile, între două semne, într-un cilindru umplut cu lichidul de analizat. Formula de calcul este următoarea:

η = K (p1 – p2) x t în care: η – vâscozitatea dinamică (mPa x s); t – durata de cădere a bilei, în secunde; p1 – densitatea bilei, în g/cm3; p2 – densitatea lichidului de analizat, în g/cm3; K – constanta bilei, în mPa x g/cm3/g.

Valori normale: � must tip Kongress (calculat la 9,6%) 1,5÷1,6 mPa x s � must fiert (calculat la 12%) 1,7÷2,2 mPa x s � bere (calculată la 12%) 1,6÷2,0 mPa x s

În cazul determinării vâscozităţii mustului tip Kongress, aceasta trebuie efectuată în decurs de 60 minute de la începerea filtrării, cu o parte exactă din must, în timpul determinării temperatura menţinându-se la 20 ± 0,10C. La vâscozimetrul de rotaţie, se măsoară momentul de rotaţie transmis între un strat de lichid de formă cilindrică în repaus şi unul în mişcare de rotaţie. Cu ajutorul acestei metode se pot înregistra automat şi modificări ale vâscozităţii, care apar de exemplu sub acţiunea α-amilazelor asupra amidonului. Vâscozimetrele cu tub capilar sunt adecvate pentru determinarea vâscozităţii cinematice a lichidelor newtoniene. Cu vâscozimetrele cu bulă sau cu cele de rotaţie, vâscozitatea dinamică se obţine direct, în acest caz însă trebuie calculată pe baza vâscozităţii cinematice şi a densităţii lichidului de analizat. Principiul de măsurare constă în determinarea timpului necesar pentru curgerea printr-o secţiune capilară, a unei cantităţi de lichid definite, între două nivele de măsurare. Rezultatul se exprimă cu următoarea formulă:

η = K x t [mm2/s] în care: K – constanta aparatului, în mm2/s2;

Tehnologia berii

29

t – durata de curgere măsurată sau corectată, în s. Din durata de curgere – în cazul în care duratele sunt relativ scurte – numărul de secunde aferente tubului capilar, aşa cum sunt date în tabel de către producătorul vâscozimetrului, se scade. � Aciditatea titrabil ă Se determină aciditatea titrabilă şi pH-ul mustului de laborator. Determinarea acidităţii titrabile dă un indiciu asupra produselor de degradare care se formează la malţificare, deci asupra solubilizării malţului. La malţul brun aciditatea este influenţată în măsură foarte mare de prezenţa melanoidinelor, care reacţionează acid. � Indicele Hartong Este o sinteză asupra metodelor fizice şi chimice de apreciere a calităţii malţului şi ne dă informaţii asupra modului cum au fost conduse operaţiile principale de la malţificare. Metoda constă în efectuarea a 4 plămezi din făină fină de malţ şi apă, care se ţin timp de o oră la temperaturile de 200C, 450C, 650C şi 800C. Plămezile se răcesc apoi, se filtrează şi se determină extractul cu picnometrul: � extractul la 200C constă mai ales din substanţe solubile în apă persistente în malţ,

activitatea enzimatică la această temperatură fiind neînsemnată; � extractul la 450C constă mai ales din produsele rezultate din acţiunea enzimelor

proteolitice asupra proteinelor din malţ, degradarea amidonului la această temperatură fiind neînsemnată;

� extractul la 650C se apropie foarte mult de extractul mustului “Kongress” şi reprezintă 99÷99,5% din acesta;

� extractul la 800C reprezintă extractul obţinut după anularea activităţilor enzimatice ale malţului la această temperatură.

Se calculează randamentul în extract pentru fiecare probă cu formula utilizată la mustul “Kongress”. Dacă din această medie se scad 60 unităţi în cazul când s-a lucrat cu făină de malţ cu 99% făină fină sau 58 unităţi în cazul când s-a lucrat cu măciniş fin cu 90% făină fină se obţine indicele Hartong. În funcţie de valoarea indicelui Hartong aprecierea solubilizării malţului se face astfel: Cifra Hartong Solubilizarea 0 ÷ 3,5 insuficientă 4 ÷ 4,5 normală 5 ideală 5 ÷ 5, 6 bună pentru berile pasteurizate 6,5 ÷ 10 suprasolubilizare � Cifra propor ţional ă În afară de indicele Hartong se mai determină şi aşa numitele cifre proporţionale la cele 4 temperaturi de mai sus, ca raport procentual între extractul mustului obţinut la temperatura respectivă şi extractul mustului obţinut prin metoda convenţională. Pentru cele 4 temperaturi se pot considera ca valori normale următoarele:

Tehnologia berii

30

� la 200C 24%; � la 450C 36%; � la 650C 99%; � la 800C 94%. � Gradul final de fermentare Se iau 200 ml must de laborator într-un balon Erlenmeyer de 500 ml, se încălzesc la 900C pentru a se distruge amilazele şi pentru a se pasteuriza mustul şi se însămânţează cu o cultură pură de drojdie de bere cu ajutorul unei anse. Se astupă balonul cu un ventil de fermentaţie şi se introduce în termostat la 250C, agitându-se de două ori pe zi puternic. După 3÷4 zile când nu se mai degajă CO2 se iau 75 ml lichid, se distilă şi se determină greutatea specifică a filtratului cu picnometrul. A doua zi se determină în acelaşi mod greutatea specifică. Dacă acest rezultat nu diferă prea mult de primul, se ia ca bază pentru calcularea gradului final de fermentare. În funcţie de greutatea specifică se determină din tabele extractul şi se calculează gradul final de fermentare cu formula:

g = 100' ×−

E

EE, [%]

unde: E – conţinutul în extract al mustului, %; E' – conţinutul în extract al mustului fermentat, %; g – gradul final de fermentare. � Umiditatea (metoda EBC) Umiditatea malţului are o mare importanţă, dacă ţinem seama de câştigul de extract care se realizează la un conţinut mare de apă. Dar, la un conţinut mare de apă, calitatea malţului are de suferit pe timpul depozitării. Principiul metodei: uscarea măcinişului de malţ la o temperatură definită, pe o durată determinată, într-o etuvă cu aer încălzită electric. Trebuie ţinut cont de faptul că, umiditatea malţului se poate modifica în funcţie de umiditatea aerului, din aceste motive, determinarea fiind făcută imediat după măcinare. Temperatura de uscare este 105÷1060C, timp de 3 ore (precizia etuvei fiind 0,50C). Calcul:

Umiditatea = (m0 – m1) x 100/m0 [%] în care: m0 – masa malţului înainte uscare; m1 – masa după uscare. Valorile standard: � Pentru malţ blond: 3 ÷ 5% � Pentru malţ brun: 1 ÷ 4%. � Azotul total La 1,4 g probă de malţ (sau 25 ml bere, probă decarbonatată şi filtrată) se adaugă catalizatori pentru reacţia de mineralizare (oxid de mercur sau mercur metalic; sulfat de potasiu sau sulfat de sodiu anhidru) şi acid sulfuric. Dacă proba

Tehnologia berii

31

depăşeşte o anumită greutate, se creşte cantitatea de acid sulfuric cu 10 ml/1 gram de probă. În continuare, se procedează la încălzirea probei şi apoi fierberea acesteia până la mineralizare completă, după care, proba se răceşte şi se conectează la instalaţia de distilare pentru a colecta amoniacul rezultat la mineralizare într-un vas ce conţine o cantitate determinată de acid sulfuric standard şi câteva picături de indicator. Apoi, se titrează excesul de acid din distilat cu soluţie standard de hidroxid de sodiu. Rezultatul se calculează cu următoarea formulă:

N = ( ml acid 1 n x conc. norm. – ml bază 0,1 n x conc. norm.) x 1,4 x100, [%] Proteină = N[%] x 6,25 Pentru determinarea acestui indice mai putem aminti următoarele metode de determinare: � Metoda prin incinerare după Dumas (metoda EBC); � Spectroscopie prin reflexie în inflaroşu apropiat (NIR); � Spectroscopie de transmisie în inflaroşu apropiat (NIT). � Azotul solubil Prin azot solubil se înţelege cantitatea de substanţe azotoase care trece în soluţie în condiţiile de plămădire Kongress. La 20 ml must Kongress (obţinut din măciniş fin), se adaugă acid sulfuric concentrat şi, în condiţii de evitare a spumării, se evaporă până la consistenţa siropoasă şi se determină azotul prin metoda Kjeldahl. Rezultatul se exprimă cu următoarea formulă:

Azot = (H – B) x 1,4 x F x 50 [mg/l] , în care: H – ml soluţie de acid 0,1 n, consumaţi pentru proba de bază; B – ml soluţie de acid consumaţi pentru proba oarbă; F – factorul soluţiei de acid 0,1 n. Recalcularea în substanţă uscată a malţului:

Azot solubil = N x E x (% s.u.)/K x 10000 [g/100 g substanţă uscată] în care: N – conţinutul de azot al mustului, în mg/l; E – extractul malţului, în % s.u.; K– conţinutul de extract al mustului Kongress, în % (conform tabelelor Goldiner-Klemann-Kampf). Valorile normale trebuie să se încadreze între 0,55÷0,75% azot solubil în substanţa uscată. Azotul solubil se mai poate determina şi prin metoda spectrofotometrică (metoda EBC), respectiv măsurători spectrofotometrice la 215 şi 225 nm. Se pregătesc cel puţin 7 probe de must Kongress (măciniş fin) în care conţinutul de azot solubil este diferit şi cu ajutorul metodei Kjeldahl se determină conţinutul de azot. Se stabileşte punctul zero al spectrofotometrului, cu soluţie de sare de bucătărie, la 215 şi 225 nm. Se măsoară extincţia musturilor Kongress la 215 şi 225 nm (musturile fiind diluate cu soluţie de sare de bucătărie şi aduse la 100 ml). Se stabileşte curba de etalonare şi cu ajutorul unei regresii lineare se calculează dreapta de regresie, la care punctele de pe dreaptă sunt: � Axa “x”: diferenţa de extincţie E215 – E225 nm a probelor de must analizate; � Axa “y”: conţinutul de azot în mg/l al probelor de must, după metoda Kjeldahl.

Calcularea dreptei de regresie se face cu ecuaţia: y = a + bx

Rezultatul se exprimă cu următoarea formulă: Azot = a + b x (E215 – E225), [mg/l] , în care:

Tehnologia berii

32

a = segmentul pe axa “y” al dreptei de regresie; b = panta dreptei de regresie. Pentru precizia metodei, calibrarea spectrofotometrului are o importanţă hotărâtoare, deoarece o abatere de 1 nm duce deja la diferenţe semnificative privind rezultatele analizelor. Musturile tulburi nu influenţează negativ exactitatea rezultatelor. La intervale regulate, metoda trebuie etalonată cu ajutorul procedeului Kjeldahl. � Gradul de solubilizare proteolitic ă ( cifra Kolbach) Gradul de solubilizare a substanţelor proteice indică partea din conţinutul de azot al malţului, care trece în soluţie, în condiţiile de plămădire Kongress. Este o măsură pentru dezagregarea proteolitică a malţului şi un indiciu cu privire la conţinutul de enzime proteolitice al malţului. Semnificaţia cifrei Kolbach este limitată de faptul că depinde de conţinutul de azot total şi de provenienţa orzului şi totdeauna trebuie examinată în corelaţie cu conţinutul de azot total.

Cifra Kolbach = azot solubil (g/100 g malţ) x 100/azot total (%), [%] Valorile normale trebuie să se înscrie în domeniul : 35÷45%. � Frac ţionarea substan ţelor azotoase

Se cunosc numeroase metode pentru fracţionarea substanţelor azotoase, dintre care mai importante sunt: � Metoda Lundin cu tanin şi acid fosfomolibdenic; � Metoda Schjerning-Mytbak cu sulfat de magneziu şi acetat de uranil; � Metoda Bishop.

Metoda Lundin are ca principiu precipitarea azotului macromolecular cu tanin, precipitare care depinde foarte mult de : � aciditate; � conţinutul de substanţe azotoase; � temperatură.

De aceea trebuie să se lucreze în condiţii bine stabilite. Se ia o anumită cantitate de must care să conţină aprox. 80 mg azot (125÷130

ml must), peste care se adaugă acid sulfuric şi o soluţie de tanin. Temperatura nu trebuie să difere prea mult de 200C, precipitarea fiind sensibilă la temperatură. În continuare, se realizează filtrarea amestecului, până când rezultă un filtrat limpede şi se determină azotul neprecipitat din filtrat (la fel ca la azotul solubil). Substanţele azotoase precipitabile cu tanin au fost denumite fracţiune A şi reprezintă ceva mai mult decât azotul coagulabil. Pentru fracţionarea în continuare a substanţelor azotoase din must, se foloseşte molibdat de sodiu în soluţie de acid sulfuric. Acidul sulfuric transformă molibdatul de sodiu în acid molibdenic, iar fosfaţii din must în acid fosforic şi astfel ia naştere acidul fosfomolibdenic. În continuare, se procedează la fel ca la fracţiunea A, adică se ia o cantitate de must care să conţină circa 80 mg azot, la care se adaugă molibdat de sodiu şi apoi acid sulfuric (se asigură temperatura de 200C) şi se determină azotul solubil din 60 ml de filtrat. Diferenţa dintre substanţele azotoase precipitabile cu acid fosfomolibdenic şi cele precipitabile cu tanin a fost denumită fracţiunea B şi reprezintă produsele de degradare a proteinelor cu greutate moleculară mijlocie (peptone şi peptide). Substanţele azotoase neprecipitabile cu acid fosfomolibdenic au fost denumite fracţiunea C şi este reprezentată de aminoacizi şi polipeptide. Această fracţiune este

Tehnologia berii

33

mai mare decât azotul formol, în mod considerabil, însă ea variază paralel cu azotul formol. � Azotul aminic liber (FAN) – metoda EBC Se pregăteşte proba prin decarbonatare şi filtrare, se diluează 1 ml de probă cu 50 ml apă distilată şi se transferă în 3 tuburi de analiză (16 x 50 nm) peste care se adaugă 2 ml soluţie standard de glicină. În probele martor se pun 2 ml apă. Se adaugă 1 ml reactiv de culoare – ninhidrină, tuburile se etanşează (pentru a reduce evaporarea) din A probă şi A soluţie standard, rezultatul exprimându-se cu ajutorul formulei: Azot aminic liber/l = A net sol. probă x 2 x diluţia/A net sol. standard [%] � Azotul formol Determinarea azotului formol indică gradul de degradare a substanţelor proteice şi are ca principiu de lucru blocarea grupărilor aminice de către formol şi titrarea în continuare a grupărilor libere “-COOH”, cu alcalii până la un pH = 9,0 (metoda Sorensen). La acest pH însă, se titrează şi alte substanţe din must ca: fosfaţi, anumiţi acizi organici, de aceea se impune îndepărtarea acestora prin tratare cu Ba(OH)2 în soluţie alcalină. O altă dificultate este reprezentată de faptul că grupările “- COOH” sunt parţial titrabile până la pH = 9,0, chiar şi fără adaos de formol. Din această cauză, după precipitare se adaugă BaCl2 până la pH = 7,07, apoi se adaugă formol şi se titrează până la pH = 9,0. Formolul comercial conţine adesea acid malic şi de aceea trebuie neutralizat; se face o probă oarbă cu formol care se scade din proba principală. � Capacitatea amilolitic ă a mal ţului

Se poate determina prin metoda Lintner sau metoda Windisch – Kolbach. Metoda Lintner – foloseşte un extract de malţ care este pus să acţioneze asupra unei soluţii de amidon solubil. Se determină cantitatea minimă de extract care poate reduce o anumită cantitate de soluţie Fehling. Metoda Windisch – Kolbach – capacitatea amilolitică se exprimă prin numărul de grame de maltoză format prin acţiunea extractului din 100 g malţ, în condiţii şi timp determinate asupra unei soluţii de amidon 2%. Modul de lucru

20 g malţ blond măcinat se plămădesc într-un balon Berzelius tarat, cu 480 ml apă distilată timp de o oră la 400C. După ce se răceşte se aduce conţinutul balonului la greutatea de 520 g prin adăugare de apă distilată şi se filtrează prin filtru cutat. Primii 200 ml filtrat se îndepărtează, iar următori 50 ml sunt folosiţi pentru determinare. Se iau 4 baloane cotate de 200 ml în care se introduc câte 100 ml soluţie de amidon solubil 2%. În primele 2 baloane destinate determinării principale se adaugă câte 5 ml soluţie tampon (amestec a două părţi de acid acetic şi o parte de acetat de sodiu 0,5 n care corespunde la un pH = 4,3), apoi se introduc toate cele 4 baloane într-o baie de apă la 200C timp de 20 minute. După aceea, în primele 2 baloane se adaugă cu o pipetă câte 5 ml din extractul de malţ preparat mai sus.

Tehnologia berii

34

După 30 minute de la adăugarea extractului de malţ se adaugă în aceste două baloane câte 4 ml NaOH 1 n. În celelalte 2 baloane care nu conţin amestec tampon, se adaugă câte 0,65 ml NaOH 1 n şi câte 5 ml extract de malţ, astfel încât activitatea enzimatică să fie inhibată. Se adaugă în toate baloanele câteva picături de fenolftaleină 0,5% şi apoi se aduce conţinutul tuturor baloanelor la semn cu apă distilată. Dozarea zahărului se face iodometric: se iau 50 ml de lichid din fiecare din cele 4 baloane, care se pun în pahare Erlemnmeyer cu dop rodat de 150 ml, se adaugă câte 25 ml soluţie de iod 0,1 n şi câte 3 ml de NaOH 1 n. Se lasă în repaos 15 minute, apoi se acidifică cu câte 4,5 ml H2SO4 1 n şi se titrează iodul rămas în exces cu o soluţie de Na2S2O3 0,1 n până la dispariţia coloraţiei albastre. Calcul:

0WK = (V1 – V2) x 0,0171 x 200 x U−100

1000

unde: V1 – ml iod consumaţi la proba de analizat; V2 – ml iod consumat la proba martor; 0,0171 – g maltoză ce corespunde la 1 ml I2 0,1 n; 200 – diluţia; U – umiditatea.

1.4.6. Malţul caramel şi mal ţul culoare

� Determinarea puterii de colorare Este cea mai importantă determinare. Ea se determină prin metoda empirică a lui Lintner. La mal ţul caramel Se prepară o soluţie etalon prin dizolvarea a 4 g alaun feriamoniacal [FeNH4(SO4)2 · 12H2O] în apă şi 20 ml H2SO4 0,1 n şi aducerea la 100 ml cu apă distilată. Soluţia se păstrează într-o sticlă brună la întuneric, până la maxim 4 luni. 25 g malţ caramel fin măcinat se fierb timp de 10 minute în 400 ml apă distilată, se răceşte, se trece cantitativ într-un balon cotat de 500 ml şi se aduce la semn cu apă distilată. Se foloseşte un colorimetru Lintner care este compus din 2 cuve de sticlă de aceeaşi lăţime care se introduc într-un comparator. Într-o cuvă se introduce soluţia etalon, iar în cealaltă 10 ml extract de malţ caramel. În ultima se adaugă cu o biuretă apă distilată încât să se ajungă la aceeaşi culoare a soluţiilor din cele 2 cuve (dacă culoarea soluţiei etalon este mai închisă - în cazul malţului caramel deschis - trebuie să se dilueze soluţia etalon). O culoare de 10 Lintner este atunci când extractul provenit din 100 g malţ şi adus la 500 ml are aceeaşi culoare ca şi soluţia etalon. Exemplu: La 10 ml extract din 25 g malţ la 500 ml s-au adăugat 31 ml de apă distilată pentru a se ajunge la aceeaşi culoare ca la proba de comparaţie. Deci extractul s-a diluat de:

Tehnologia berii

35

10

3110+ = 4,1 ori

Deoarece s-a lucrat cu 25 g malţ, rezultatul se multiplică cu 4. Puterea de colorare va fi :4,1 x 4 = 16,40 Lintner. La mal ţul brun Se utilizează altă soluţie de comparaţie: 1 g alaun feri-amoniacal se dizolvă cu 7 ml acid acetic 32 % şi se aduce cu apă la 100 ml. Deoarece extractul care se obţine din malţul brun este mai închis la culoare, se diluează de 10 ori şi apoi se introduce în comparator. De această diluţie trebuie să se ţină cont la calcul. În rest se lucrează ca la malţul caramel. Soluţiile de comparaţie ale lui Lintner nu sunt stabile, culoarea lor depinde de temperatura laboratorului. Din această cauză este mai bine să se folosească sticlele colorate ale comparatorului Hellige. Metoda A.S.B.C. utilizează un colorimetru Lovibond. Malţul brun normal are 140 până la 1600 Lintner.

Tehnologia berii

36

2. ANALIZA MUSTULUI

Cele mai importante determinări care se fac la mustul fiert cu hamei şi răcit sunt următoarele:

� Con ţinutul în extract

Conţinutul în extract reprezintă extractul mustului primitiv al berii şi serveşte ca bază pentru calcularea randamentului în extract al malţului. În practică se determină cu ajutorul zaharometrului. � Culoarea mustului

Se determină în acelaşi mod ca şi la mustul de laborator. � Gradul final de fermentare (Metoda Bishop)

8 ml must cu greutatea specifică de 1,025 (circa 65% extract) se amestecă bine într-un balon cotat de 100 ml cu pereţi subţiri cu 1 ml soluţie de acid citric 50%. Balonul se introduce 18 minute într-o baie de apă care fierbe şi se răceşte conţinutul în curent de apă. Se aduce conţinutul balonului la 100 ml şi se determină zahărul reducător prin metoda Lane –Eynon. Rezultatul se exprimă în grame maltoză la 100 ml must şi apoi se calculează la greutatea specifică de 1,025. 25 ml must cu densitatea de 1,025 se introduc într-un tub de centrifugă de 100 ml, se adaugă 30 ml acetonă. Se agită bine, se ţine timp de o oră la 150C, se centrifughează şi se determină polarizaţia lichidului limpede. Valoarea astfel obţinută a fost denumită “aceton angle” (A. A.) Cu ajutorul acestei mărimi se calculează conţinutul procentual al mustului în substanţe fermentescibile cu formula:

(M.F.) = - 30,4 + 8 (A.A.) + 12 (S.R.T.) unde: M.F. – conţinutul procentual al extractului de must în substanţe fermentescibile; A.A. – aceton angle; S.R.T. – g zahăr total reducător exprimat în maltoză la 100 ml must cu greutatea specifică de 1,025. Valoarea găsită pentru substanţele fermentescibile reprezintă gradul final de fermentare al mustului. Pentru a se transforma în grad final de fermentare aparent rezultatul se împarte prin 0,819. � Determinarea substan ţelor azotoase Azotul coagulabil Un must bine fiert nu trebuie să conţină mai mult de 1÷2 %, azot coagulabil. 100 ml de must se diluează cu 500 ml mediu nutritiv preparat astfel: 0,7 g MgSO4; 1 g KH2PO4; 0,5 g NaCl; 0,4 g CaCl2; 0,5 ml FeCl3 1% şi 100 g zaharoză se aduce cu apă distilată la 1 litru. Mustul diluat astfel de 6 ori se însămânţează cu drojdie fără a se steriliza în prealabil, deoarece s-ar coagula o parte din azot influenţând astfel rezultatul. După 4÷5 zile se ia o probă din lichidul în fermentaţie, se centrifughează 5 minute la 3000 tur/minut şi se determină azotul în lichidul limpede. Această determinare se repetă la 2 zile până ce conţinutul în azot nu mai scade. Conţinutul cel mai scăzut de azot găsit se scade din azotul iniţial al mustului,

Tehnologia berii

37

iar diferenţa obţinută care reprezintă azotul asimilabil se raportează la azotul iniţial al mustului. Conţinutul în azot asimilabil variază între 37 şi 60 % din azotul total al mustului. � Măsurarea trubului

Trubul la rece al mustului joacă un rol important la fabricarea berii. Se poate utiliza metoda nefelometrică sau metoda Helm. Într-o eprubetă se introduce mustul răcit 48 ore la 00C, iar în altă eprubetă de aceleaşi dimensiuni se adaugă acelaşi must însă nerăcit care nu prezintă trub. În acest must limpede se adaugă cu picătura o soluţie de BaSO4 până se ajunge la aceeaşi tulbureală ca şi în proba de must răcită. La o picătură de BaSO4 corespunde 10 unităţi de trub. � Aciditatea mustului

Aciditatea mustului prezintă importanţă atât pentru fierberea cu hamei, cât şi pentru puritatea fermentaţiei şi pentru stabilitatea berii finite. Uneori când mustul nu prezintă un pH normal, acesta trebuie corectat prin adăugare de HCl sau acid lactic. � Capacitatea reduc ătoare a mustului

Determinarea capacităţii reducătoare a mustului se bazează pe decolorarea unor coloranţi pe seama substanţelor reducătoare prezente în must. Dintre indicatori se folosesc: 2,6 – diclorfenolindofenolul şi 2,6 – dibromfenolindofenolul. Timpul în secunde în care 10 ml de must sau de bere decolorează indicatorul 2,6 diclorindofenol la 1/5 din culoarea sa iniţială se numeşte “indicator de timp” (indice time test = I.T.T.). Reactivi � Soluţie de 2,6 – diclorindofenol (1,21 mg indicator la 100 ml apă); � Soluţie tampon cu pH = 4,6. Modul de lucru Deoarece timpul de decolorare variază cu pH-ul, se coboară pH-ul mustului de analizat până la pH-ul berii normale. Pentru aceasta se titrează o cantitate măsurată de must cu HCl 0,1 n, în prezenţă de metilorange până la începutul virajului indicatorului. Apoi se ia aceeaşi cantitate de must peste care se adaugă cantitatea corespunzătoare de HCl 0,1 n şi din acest must se iau 10 ml pentru determinarea I.T.T. –ului. În cele patru eprubete ale unui comparator se pun soluţii după cum urmează: În I: 10 ml apă distilată I II În II: 10 ml must III IV În III: 10 ml must

În IV: 10 ml soluţie tampon cu indicator pregătită astfel: 10 ml soluţie tampon pH = 4,6 şi 0,25 ml indicator se aduce la semn cu apă distilată într-un balon cotat de 50 ml.

Se adaugă apoi în eprubeta III 0,25 ml soluţie de indicator, se agită cu o baghetă de sticlă şi se cronometrează timpul (în secunde) până ce privind prin comparator se observă aceeaşi culoare pe ambele laturi.

Tehnologia berii

38

Observa ţii: � viteza de colorare este influenţată de temperatură, de aceea este bine să se ţină

eprubeta III într-o baie de apă la 200C şi din când în când să se introducă în comparator prin comparare;

� mustul sau berea de analizat nu trebuie ţinute în aer înainte de determinare, deoarece substanţele reducătoare se oxidează.

Valoarea I.T.T. – ului pentru musturile normale este de circa 500 (secunde), iar pentru bere este mult mai scăzută. � Oxigenul dizolvat în must

Mustul trebuie să conţină oxigen dizolvat necesar înmulţirii drojdiei. Rotschild şi Stone au elaborat o metodă de determinare a oxigenului dizolvat

în must. Ei adaugă în must un exces dintr-un indicator redox (indigosulfonat) în forma redusă. Acest indicator este incolor în formă redusă şi albastru în formă oxidată. Ei măsoară cantitatea de indicator care se colorează sub influenţa oxigenului dizolvat colorimetric.

Prepararea solu ţiei de indigodisulfonat Doi atomi de oxigen oxidează o moleculă din acest indicator a cărui greutate moleculară este 466, deci 32 g oxigen vor oxida 466 g indicator. Se foloseşte o asemenea concentraţie a indicatorului încât 1 ml din soluţia colorată să corespundă exact la 1 ml oxigen la 1 litru must analizat. Acest volum de must depinde de volumul sticlei folosită la colorimetrare, deoarece sticla trebuie umplută cu must pentru a evita accesul aerului. Astfel dacă sticla are până la dop un volum de 90 ml se vor adăuga 5 ml soluţie indicator şi 85 ml must. Deoarece 466 g indicator corespund la 32 g oxigen, pentru un volum de 1 litru se va cântări 466/3200 = 0,01456 g indicator astfel încât la 1 ml soluţie să corespundă 1 mg oxigen. Dacă se lucrează numai cu 85 ml must se va cântări 0,0146 x 85/1000 = 0,00124 g indicator. În acest caz se dizolvă 124 mg indigodisulfonat pur şi uscat şi se aduce la 100 ml. Reducerea indicatorului Pentru a evita absorbţia oxigenului din must, indicatorul se reduce cu o soluţie de hidrosulfit de sodiu 2,5%. Cantitatea de soluţie de indicator necesară determinării se pune într-un vas mic şi se acoperă cu un strat de 1 cm de parafină lichidă, pentru a se evita contactul de aerul. Soluţia de hidrosulfit de Na, proaspăt preparată, se introduce cu ajutorul unei pipete sub stratul de parafină până ce culoarea indicatorului devine galbenă. Modul de lucru Pentru determinare se utilizează aparatura din figura alăturată. Înainte de umplerea sticlei se îndepărtează aerul prin scoaterea dopului, proba de analizat se aduce în sticla B şi se trece mustul în A sub presiune de CO2 până ce se ajunge sub pâlnia 1. Se adaugă apoi un strat de 1 cm ulei de parafină. Se introduc apoi 10 ml soluţie de indicator în sticla A (la bere numai 5 ml), se agită şi se ţine o oră pe baie de apă la 250C. Lichidul se va colora cu atât mai mult cu cât

Tehnologia berii

39

mustul va conţine mai mult oxigen. Sticla se aşează în comparatorul Lüers, iar în altă sticlă se introduce aceeaşi cantitate de must căreia i se adaugă o cantitate de soluţie indicatoare neredusă până când se obţine aceeaşi culoare în ambele sticle. Cantitatea adăugată de indicator în ml reprezintă cantitatea de oxigen dizolvat în mg/ml. Un must bine aerat trebuie să conţină 4,5 până la 5,5 ml oxigen, adică 6,4 până la 7,8 mg/l. Măsurarea coloraţiei se poate face şi la un spectrofotometru, la 600 nm. � Substan ţele tanante

Substanţele tanante ale malţului şi hameiului se combină cu substanţele azotoase ale mustului şi formează cu ele trubul la rece care precipită. Substanţele tanante totale din must sau bere se pot determina colorimetric prin metoda lui De Clerck, Descamps şi Vandermeersch sau spectrofotometric prin metoda după Owades, Rubin şi Brenner. Prima metodă constă în alcalinizarea malţului sau a berii la pH = 10 şi adăugarea unei soluţii de clorură ferică ca care taninul dă o coloraţie roşie-brună care se compară cu coloraţia dată de acidul tanic utilizat ca etalon de comparaţie. Cea de-a doua metodă constă în extragerea din must sau bere a substanţelor tanante cu izooctan şi acetat de etil şi măsurarea densităţii optice la 270 nm. � Determinarea puterii antiseptice a r ăşinilor în must

Această metodă a fost elaborată de Walker şi colaboratorii săi şi se bazează pe următorul principiu: Se cunoaşte că la multiplicarea microorganismelor se întâlnesc trei faze: faza latentă, faza logaritmică şi faza de încetinire a creşterii. În timpul fazei logaritmice există o corelaţie strânsă între curba de multiplicare şi formarea produselor de metabolism. Se foloseşte o cultură de Bacillus bulgaricus. Se însămânţează 10 ml must nehameiat de 12%, cu o cultură de Bacillus bulgaricus şi se ţine 18 ore în termostat la 300C. În 8 baloane de 250 ml se iau câte 200 ml must nehameiat de 12%. Se sterilizează în autoclav şi se introduc în termostat la 300C. Când mustul a ajuns la această temperatură se adaugă aseptic în fiecare balon câte 1 ml din cultura pregătită. După 6 ore de multiplicare, aceste culturi ajung în faza logaritmică. Mustul de analizat se aduce la pH = 5,0. Se prepară o soluţie de fenol 5% cu pH = 5,0. În cele 8 baloane se introduc: - în două baloane câte 10 ml din mustul de analizat cu pH = 5,0; - în două baloane câte 4 ml soluţie de fenol 5% cu pH = 5,0; - în două baloane câte 8 ml soluţie de fenol 5% cu pH = 5,0; - ultimele două baloane rămân fără nici un adaos.

Se introduc toate baloanele în termostat la 300C. După 16÷19 ore de la însămânţare se iau din fiecare balon câte 100 ml şi se titrează acizii până la pH = 5,0. Puterea antiseptică a mustului se exprimă în mg de fenol.

Tehnologia berii

40

3. ANALIZA BERII CA PRODUS FINIT

Berea dată în consum, îmbuteliată sub diverse forme sau livrată în recipiente mari, se caracterizează prin proprietăţi oarecum tipizate, standardizându-se într-o anumită măsură însuşirile senzoriale şi cele fizico-chimice, specifice fiecărui produs. După însuşirile senzoriale şi fizico-chimice, berea se clasifică în următoarele categorii: � bere blondă; � bere brună; � bere specialitate.

Cele trei categorii de bere se clasifică, la rândul lor, în tipurile prezentate în tabelul următor:

Categorie de bere Tip de bere

Bere blondă

Slab alcoolică Uşoară Obişnuită Superioară Pils

Bere brună Obişnuită Superioară Porter

Bere specialitate

Slab alcoolică Dietetică Nutritivă Fără alcool Caramel

Berea poate fi livrată: � nepasteurizată; � pasteurizată; � superfiltrată (sterilizată la rece).

În cadrul fiecărei categorii şi fiecărui tip de bere se fabrică diferite sortimente comerciale, cu respectarea condiţiilor minime de calitate prevăzute în standardele în vigoare.

3.1. CONDIŢII TEHNICE DE CALITATE

Berea se fabrică după instrucţiunile tehnologice aprobate prin licenţă de fabricaţie, cu respectarea dispoziţiilor legale sanitare în vigoare. Materiile prime şi auxiliare folosite la fabricarea berii trebuie să corespundă standardelor de stat sau normelor tehnice interne, precum şi dispoziţiilor legale în vigoare. La fabricarea berii nu se admit adaosuri de substanţe îndulcitoare sintetice, neutralizante, antiseptice şi coloranţi sintetici. La fabricarea berii se admit adaosuri de orz sau alte cereale şi zahăr, în proporţie de maximum 30% din cantitatea totală de materie primă folosită, cu excepţia berii caramel, la care adaosurile admise sunt de maximum 60%.

Tehnologia berii

41

3.2. PROPRIETĂŢI ORGANOLEPTICE

Tipul Bere blond ă şi bere brun ă Bere specialitate

Aspect Lichid limpede, fără sediment sau impurităţi; spumă albă şi perlaj de dioxid de carbon

Lichid limpede, cu luciu caracteristic, fără sediment sau impurităţi. Berea caramel: lichid opalescent, cu sediment provenit din depunerea drojdiei

Culoare Berea blondă – galben-pai până la galben Berea brună - brun

Galben sau brun, specifică fiecărui sortiment

Miros Caracteristic fiecărui tip, plăcut fără miros străin (de mucegai, de acru, ş.a.), cu aromă de hamei şi malţ

Gust Caracteristic fiecărui tip, plăcut, amărui, plăcut, fără gust străin

Dulce-amărui, plăcut, fără gust străin

Spumă Albă, densă, cu grosimea de 30÷40 mm, persistentă timp de minimum 3 minute, însoţită de perlaj constant. După dispariţie, lasă pe pahar o urmă albă, dantelată

3.3. PROPRIETĂŢI FIZICE ŞI CHIMICE

Categoria Blond ă

Tipul slab alcoolic ă Uşoară Obişnuit ă Superioar ă Pils

Concentraţia mustului primitiv, % min. 6÷7 7÷11 11÷17 12÷17 11÷12

Concentraţia alcoolică, % max. 1,5 min.2,4 min.3,0 min.3,4 min.3,6 Aciditate totală, ml NaOH soluţie 1 n la 100 ml, max.

2,2 2,6 3,0 3,0 2,8

Culoare, ml iod soluţie 0,1n /100 ml

max.0,55 max. 1,3 max.1,4 max.1,2 max. 0,8

Culoare, unităţi EBC max. 8,8 max.19,0 max. 20,0 max. 17,0 max. 12,3

Dioxid de carbon, g / 100 ml, min. 0,31 0,33 0,33 0,34 0,36

Valoare amară, BE, min. 12,0 16,0 22,0 24,0 27,0

Categoria Brun ă Tipul obişnuit ă superioar ă Porter

Concentraţia mustului primitiv, % min.

12,0÷14,0 14,0÷16,0 20,0±0,30

Concentraţia alcoolică, % min. 3,3 min. 3,7 min. 5,4 Aciditatea totală, ml NaOH soluţie 1 n la 100 ml, max.

3,2 4,0 4,6

Culoare, ml iod soluţie 0,1 n/100ml min. 3,0 min. 3,8 min. 4,0

Culoare, unităţi EBC min. 36,0 min. 42,0 min. 44,5 Dioxid de carbon, g / 100 ml, min 0,32 0,32 0,34

Valoare amară, BE, min. 22,0 22,0 26,0

Tehnologia berii

42

Categoria Specialitate

Tipul Slab alcoolic ă, dietetic ă, nutritiv ă Fără alcool Caramel

Concentraţia mustului primitiv, % min.

6,0÷12,0 6,0÷12,0 12,0±0,30

Concentraţia alcoolică, % max. 1,80 max. 0,50 max. 1,80 Aciditatea totală, ml NaOH soluţie 1 n la 100 ml, max. 2,4 2,4 2,8

Culoare, ml iod soluţie 0,1 n/100ml max. 1,4 max. 1,4 min. 4,0

Culoare, unităţi EBC max. 20,0 max. 20,0 min. 44,5 Dioxid de carbon, g / 100 ml, min 0,32 0,32 0,32

Valoare amară, BE, min. 18,0 18,0 -

3.4. METODE DE ANALIZĂ

Analiza berii cuprinde cinci grupe de determinări: 1) Determinări legate de însuşirile organoleptice ale berii: conţinutul în acid

carbonic, în acizi volatili, în esteri, în alcooli superiori, culoarea, capacitatea de spumare, densitatea şi persistenţa spumei.

2) Determinări legate de stabilirea extractului mustului primitiv, cum ar fi: extractul aparent, extractul real, conţinutul în alcool.

3) Determinări legate de compoziţia chimică a berii şi de valoarea sa nutritivă: conţinut în azot, în zahăr, în dextrine, gradul final de fermentare, ş.a.

4) Determinări legate de stabilitatea berii, cum ar fi: conţinutul în oxigen, truburile şi identificarea lor, examenul microbiologic al berii, ş.a.

5) Determinări legate de identificarea tratamentelor speciale şi ale falsificărilor: identificarea pasteurizării, a substanţelor îndulcitoare, a substanţelor colorante şi a dezinfectanţilor.

3.5.1. Determin ări legate de însu şirile organoleptice ale berii

� Verificarea propriet ăţilor organoleptice Probele de bere recoltate trebuie ţinute timp de o oră la întuneric, la temperatura de 10÷120C. Degustarea probelor se face în camere speciale, fără miros străin şi cu lumină de slabă intensitate. Pentru examenul organoleptic berea se toarnă, imediat după decapsulare, în pahare de sticlă incoloră, bine spălate, cu capacitatea de circa 250 ml. Pentru aprecierea aspectului, mirosului şi gustului berea se toarnă fără spumă. Degustarea se face imediat după turnarea berii în pahare; se bea normal circa 100 ml de produs. � Verificarea spumei Pentru verificare se foloseşte un pahar de sticlă subţire, incoloră, bine spălat şi degresat, având forma şi

Tehnologia berii

43

dimensiunile indicate în figura alăturată. Berea răcită la temperatura de 10÷120C se toarnă în pahar, astfel încât jetul să cadă aproximativ pe axa acestuia, de la o înălţime de 30 mm faţă de marginea superioară a paharului. Se porneşte cronometrul. Se măsoară, cu rigla gradată, coloana de spumă formată şi cu cronometrul, timpul cât aceasta persistă. Spuma se consideră corespunzătoare dacă imediat după turnarea berii, are o înălţime de 30÷40 mm, iar durata până la dispariţia ei totală este de min. 3 minute. � Determinarea culorii

Culoarea berii se poate determina prin: � metoda vizuală care utilizează soluţie de iod; � metoda vizuală care utilizează comparator de culoare; � metoda spectrofotometrică. Metoda vizual ă care utilizeaz ă solu ţie de iod Principiul metodei Se compară cu ochiul liber culoarea probei de analizat cu aceea a unei soluţii de iod de concentraţie cunoscută. Reactivi � Iod, soluţie 0,1 n Modul de lucru Într-un pahar de laborator de 150 sau 200 ml se introduc 100 ml probă de bere de analizat. Într-un pahar identic se introduc 100 ml apă, în care se lasă să picure dintr-o biuretă, picătură cu picătură, soluţie de iod, agitând mereu cu o baghetă. Soluţia de iod se adaugă până când culoarea din cele două pahare devine identică. Volumul soluţiei de iod 0,1 n întrebuinţat indică culoarea berii. Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări paralele. Când berea este prea închisă la culoare, se va dilua proba, iar la stabilirea rezultatului se va ţine seama de factorul de diluţie. Exprimare rezultate Culoarea berii se exprimă în mililitri iod, soluţie 0,1 n, folosiţi pentru a obţine o coloraţie identică cu cea a probei de analizat. Exprimarea culorii berii în unităţi EBC, în funcţie de culoarea berii se face utilizând tabelul 5. Metoda vizual ă care utilizeaz ă comparator de culoare Principiul metodei Măsurarea culorii probei de analizat, cu ajutorul unui comparator prevăzut cu discuri de sticlă colorată, corespunzătoare unei coloraţii de 2 unităţi EBC÷27 unităţi EBC. Aparatur ă şi materiale • Comparator de culoare, care permite fixarea discurilor şi compararea coloraţiei

sticlei, cu cea a probelor de bere din cuve; • Discuri de sticlă colorată (2 unităţi EBC÷27 unităţi EBC);

Tehnologia berii

44

• Cuve cu drum optic de 5 mm, 10 mm, 25 mm, 40 mm; • Filtru cu membrană, cu porozitate de 0,45 µm; • Kieselgur de puritate analitică; • Bicromat de potasiu; • Nitroprusiat de sodiu dihidratat.

Tabelul 5 Corela ţia dintre culoarea berii, exprimat ă în ml iod, solu ţie 0,1 n şi culoarea

berii, exprimat ă în unit ăţi EBC

ml iod, sol. 0,1n, la 100 ml bere

Culoare, unit ăţi EBC

ml iod, sol. 0,1n, la 100 ml bere

Culoare, unit ăţi EBC

ml iod, sol. 0,1n, la 100 ml bere

Culoare, unit. EBC

0,06 1,0 0,38 6,2 0,70 11,0 0,08 1,4 0,40 6,6 0,72 11,2 0,10 1,8 0,42 6,9 0,74 11,5 0,12 2,1 0,44 7,2 0,76 11,8 0,14 2,4 0,46 7,5 0,78 12,0 0,16 2,8 0,48 7,8 0,80 12,3 0,18 3,2 0,50 8,2 0,82 12,5 0,20 3,4 0,52 8,4 0,84 12,8 0,22 3,8 0,54 8,7 0,86 13,0 0,24 4,2 0,56 9,0 0,88 13,3 0,26 4,4 0,58 9,2 0,90 13,6 0,28 4,8 0,60 9,6 0,92 13,8 0,30 5,0 0,62 9,8 0,94 14,1 0,32 5,4 0,64 10,0 0,96 14,3 0,34 5,6 0,66 10,3 0,98 14,6 0,36 6,0 0,68 10,7 1,00 14,8

Mod de lucru Măsurările se efectuează la lumină artificială. Comparatorul de culoare se utilizează astfel încât analistul să nu fie expus unei lumini intense. Utilizarea cuvelor în funcţie de culoarea berii În cazul probelor de bere blondă, cu valori ale culorii de 10 unităţi EBC÷20 unităţi EBC, se folosesc cuve cu lungimea drumului optic de 25 mm sau 40 mm. În cazul probelor de bere intens colorată, se folosesc cuve cu lungimea drumului optic de 5 mm sau 10 mm sau se diluează proba de bere şi se folosesc aceleaşi cuve ca şi pentru probele de bere blondă, astfel încât valoarea înregistrată pentru culoare să se încadreze în intervalul 2 unităţi EBC÷27 unităţi EBC. Efectuarea săptămânală a controlului culorii, cu ajutorul unei soluţii etalon Prepararea soluţiei etalon: se dizolvă, în apă distilată 0,100 g bicromat de potasiu şi 3,5 g nitroprusiat de sodiu. Se aduc la semn în balon cotat de 1000 ml. Înainte de prepararea soluţiei, sticlăria se curăţă cu amestec oxidant, pentru a îndepărta eventualele urme de substanţe organice. Soluţia se lasă în repaus timp de 24 h, la întuneric. În aceste condiţii, soluţia este stabilă timp de o lună. Se efectuează determinarea culorii pentru soluţia etalon, în cuva cu lungimea drumului optic de 40 mm. Valoarea înregistrată trebuie să fie de 15 unităţi EBC. În cazul în care valoarea înregistrată pentru soluţia etalon nu este de 15 unităţi EBC,

Tehnologia berii

45

rezultatele corespunzătoare probelor de bere analizate se corectează în funcţie de abaterea de la această valoare. Calcul şi exprimare rezultate Culoarea berii, C, exprimată în unităţi EBC, se calculează cu relaţia:

C = l

dCm ×× 25, [unităţi EBC]

în care: Cm – culoarea măsurată, în unităţi EBC; 25 – factor de multiplicare dat; d – factor de diluţie; l – lungimea drumului optic al cuvei, în centimetri. În cazul valorilor mai mici de 10 unităţi EBC, rezultatul se exprimă în unităţi EBC, cu o zecimală, din 0,5 în 0,5 unităţi EBC. În cazul valorilor mai mari de 10 unităţi EBC, rezultatul se exprimă în unităţi EBC, ca numere întregi. Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări efectuate în paralel. Metoda spectrofotometric ă Principiul metodei Măsurarea absorbanţei probei de bere, la lungimea de undă de 430 nm şi exprimarea culorii în unităţi EBC, prin înmulţirea valorii absorbanţei cu un factor de multiplicare dat. Aparatur ă şi materiale • Spectrofotometru, cu capacitate de măsurare la 430 nm, cu precizie de reglare de

±0,5 nm, având în dotare cuve cu lungimea drumului optic de 10 mm; • Filtru cu membrană, cu porozitate de 0,45 µm; • Kieselgur de puritate analitică. Pregătire eşantion pentru analiz ă Eşantionul pentru analiză se filtrează prin membrană. Dacă este necesar, înainte de filtrarea prin membrană, se tratează cu kieselgur, în raport de 0,1% faţă de cantitatea de bere şi se prefiltrează Gradul de limpezire a probei de bere se poate aprecia prin măsurarea absorbanţei la lungimea de undă de 700 nm şi de 430 nm. Proba de analizat respectivă este considerată limpede, când este îndeplinită condiţia următoare: A700 ≤ 0,039 x A430

în care: A700 – absorbanţa la 700 nm; A430 – absorbanţa la 430 nm. În cazul în care această condiţie nu este îndeplinită, se repetă filtrarea prin membrană până se obţine rezultatul dorit. În vederea analizei, proba de bere limpede se diluează, astfel încât absorbanţa la lungimea de undă de 430 nm să aibă valoarea de max. 0,800. Mod de lucru Cuvele spectrofotometrului se clătesc, în prealabil, cu probă de analizat, respectiv cu apă. Se măsoară absorbanţa probei de analizat la 430 nm, faţă de apă distilată. În cazul berii intens colorate, proba de analizat se diluează corespunzător, iar la exprimarea culorii se ţine seama de factorul de diluţie.

Tehnologia berii

46

Calcul şi exprimare rezultate Culoarea berii, C, exprimată în unităţi EBC, se calculează cu relaţia: C = 25 x d x A430 , [unităţi EBC] în care: 25 – factorul de multiplicare dat; d – factorul de diluţie; A430 – absorbanţa la 430 nm. Rezultatul se exprimă în unităţi EBC, cu o zecimală. Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări efectuate în paralel. � Determinarea acidit ăţii totale

Aciditatea totală a berii se determină prin: � titrare în prezenţa fenolftaleinei ca indicator; � titrare potenţiometrică. Titrare în prezen ţa fenolftaleinei ca indicator Principiul metodei Se titrează aciditatea probei de analizat cu o soluţie de hidroxid de sodiu cu titru cunoscut, în prezenţa fenolftaleinei ca indicator. Reactivi � Hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 n; � Fenolftaleină, soluţie 1% în alcool etilic 70% vol. Pregătirea probei pentru analiz ă Pentru analiza fizică şi chimică (cu excepţia determinării dioxidului de carbon) în prealabil se elimină din proba de laborator dioxidul de carbon, astfel: într-un balon cu fund plat se toarnă 250÷400 ml, se aduce la temperatura de 200C şi se agită până ce nu se mai simte presiunea gazului din interiorul balonului, când se astupă gura acestuia cu palma. Apoi berea se filtrează. Primii 50 ml din berea filtrată se îndepărtează. Modul de lucru Într-un vas conic, se introduc 250 ml apă distilată şi se aduc la fierbere, continuând fierberea timp de 2 minute. Se adaugă, cu o pipetă, 10 ml bere de analizat, în prealabil pregătită. Se continuă încălzirea încă 1 minut. Sursa de căldură se va regla astfel încât, pe parcursul ultimelor 30 secunde, conţinutul vasului conic să fiarbă. Se îndepărtează sursa de căldură, se agită vasul conic timp de 5 secunde, apoi se răceşte rapid la temperatura camerei. Se adaugă 1 ml fenolftaleină şi se titrează cu hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 n, până la apariţia culorii roz care trebuie să persiste timp de 1 minut. Pentru o apreciere corectă a virajului culorii, titrarea se face comparativ cu o probă martor, constituită din acelaşi volum de bere, prelevat din eşantionul pregătit, care s-a adăugat în 250 ml apă distilată. Calcul şi exprimare rezultate Aciditatea totală, exprimată în mililitri hidroxid de sodiu, soluţie 1 n, la 100 ml bere, se calculează cu relaţia:

Tehnologia berii

47

Aciditatea totală = 1001,0

2

1 ×××

V

fV, [ml NaOH soluţie 1 n la 100 ml]

în care: V – volumul soluţiei de hidroxid de sodiu 0,1 n folosit la titrare, în ml; 0,1 – factor pentru transformarea volumului de hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 n; V2 – volumul de bere de analizat luat în lucru, în mililitri; f – factorul soluţiei 0,1 n de hidroxid de sodiu. Rezultatul se exprimă cu o zecimală. Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări efectuate în paralel. Titrare poten ţiometric ă Principiul metodei Titrarea potenţiometrică a probei de bere de analizat, cu o soluţie de hidroxid de sodiu de titru cunoscut. Aparatur ă şi materiale • PH- metru, care să permită măsurarea valorii pH cu exactitate de 0,05 unităţi de

pH, prevăzut cu electrod de sticlă. În timpul măsurărilor, pH-metrul trebuie să fie protejat de efectele de inducţie, care provin de la sarcinile electrice exterioare;

• Vas pentru titrare, de mărime suficientă pentru a permite introducerea probei de bere, a electrodului pH-metrului, a capătului biuretei şi a paletei agitatorului;

• Agitator mecanic sau electromagnetic; • Microbiuretă; • Termometru. Reactivi � Hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 n, lipsită de dioxid de carbon; � Soluţie tampon, cu pH cunoscut, pentru calibrarea pH-metrului conform

instrucţiunilor producătorului. De exemplu, o soluţie cu pH =7,0 se prepară astfel: la 50 ml fosfat monopotasic, soluţie 0,1 m (13,62 g KH2PO4 la 1 l apă), se adaugă 29,63 ml hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 n se aduc la 100 ml cu apă distilată.

Mod de lucru Etalonare pH-metru Se aduce aparatul la zero, conform instrucţiunilor de folosire. Se aduce soluţia tampon la 200C şi se reglează aparatul pentru această temperatură, folosind butonul destinat acestei operaţiuni. Se introduce electrodul în soluţia tampon cu pH cunoscut şi se menţine timp de 1 min. ÷ 5 min. Se citeşte valoarea pH-ului pe scara aparatului. Se scoate electrodul din soluţia tampon şi se clăteşte cu apă distilată, apoi se tamponează uşor cu hârtie de filtru. Determinare Se adaugă, cu pipeta, în paharul pentru titrare, un volum de probă de analizat corespunzător capacităţii vasului pentru titrare. Se introduce electrodul în proba de bere. Se porneşte agitatorul şi se titrează cu hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 n, până la valoarea de pH = 8,2. Hidroxidul se adaugă în porţiuni de circa 1,5 ml, până la pH = 7,6, apoi în porţiuni mai mici, de circa 0,1 ml, până se atinge, cu exactitate, valoarea de pH = 8,2.

Tehnologia berii

48

Înainte să se efectueze citirea la pH = 8,2, echilibrul de pH atins trebuie să fie stabil. După fiecare determinare, se spală electrodul cu apă distilată, apoi se imersează în apă distilată. � Determinarea dioxidului de carbon Principiul metodei Dioxidul de carbon liber se fixează sub formă de bicarbonat de sodiu prin tratare cu carbonat de sodiu soluţie. Excesul de carbonat de sodiu se titrează cu acid clorhidric. Reactivi � Acid clorhidric 0,2 n; � Carbonat de sodiu, soluţie 0,2 n; � Fenolftaleină soluţie 1% în alcool etilic 96% vol. Modul de lucru Proba de analizat se răceşte în prealabil, în gheaţă cu sare, la temperatura de circa 00C. Într-un pahar de laborator de 600 ml se introduc 50 ml soluţie de carbonat de sodiu şi se adaugă cu o pipetă 25 ml bere răcită, ţinând vârful pipetei în soluţia de carbonat de sodiu. Se adaugă 400 ml apă distilată fiartă şi răcită, se omogenizează, se adaugă 1 ml soluţie de fenolftaleină şi se titrează cu acid clorhidric până la decolorarea completă a soluţiei. Într-un pahar de laborator se introduc 25 ml bere răcită, se adaugă 100 ml apă distilată, se fierbe câteva minute şi se răceşte în amestec de gheaţă cu sare. Se adaugă 400 ml apă distilată fiartă şi răcită şi se titrează cu soluţie de carbonat de sodiu, în prezenţa fenolftaleinei ca indicator. Calcul Conţinutul de dioxid de carbon (CO2), exprimat în g la 100 ml, se calculează cu formula:

Dioxid de carbon (CO2) = ( )[ ]

10025

0044,0250 21 ××−− VV

, [g/100 ml]

în care: V1 – volumul de acid clorhidric 0,2 n folosit la prima titrare, în ml; V2 – volumul de carbonat de sodiu 0,2 n folosit la a doua titrare, în ml; 0,0044 – cantitatea de dioxid de carbon, în g, corespunzătoare la 1 ml carbonat de sodiu soluţie 0,2 n. Conţinutul de dioxid de carbon al berii trebuie să fie cel puţin 0,28 g la 100 ml. � Determinarea pH-ului La bere determinarea pH-ului este foarte importantă deoarece de valoarea acestuia depinde în mare măsură predispoziţia acesteia la formarea tulburărilor biologice şi coloidale. PH-ul normal pentru bere este de 4,0 ÷ 4,2. Pentru determinarea pH-ului se utilizează două metode: � Metoda colorimetrică; � Metoda electrometrică.

Tehnologia berii

49

Metoda colorimetric ă Are la bază modificarea culorii unor indicatori folosiţi la diferite intervale de pH, care îşi modifică culoarea în funcţie de concentraţia soluţiei în ioni de hidrogen. Una din metodele colorimetrice este cea care foloseşte comparatorul Hellige. Aparatul permite compararea cu ajutorul discurilor cu filtre de sticlă colorată. Culoarea filtrelor de sticlă din acelaşi disc corespunde unui anumit tip de indicator, care variază între anumite limite de pH şi fiecare culoare a filtrului de sticlă corespunde unui anumit pH. Metoda prezintă avantajul de a nu folosi pentru comparaţie amestec de soluţii tampon cu pH determinat. Aparatul este prevăzut cu 2 cuve identice marcate la volumul de 5 ml. În cele 2 cuve se introduc câte 5 ml din berea de analizat, iar în cuva din dreapta se mai adaugă o picătură din indicatorul corespunzător discului. Se roteşte discul comparatorului până se obţine aceeaşi coloraţie pe ambele laturi ale comparatorului şi se citeşte apoi valoarea pH-ului, care apare într-o mică deschidere laterală. În vederea obţinerii unui rezultat bun, operaţia se repetă de 2÷3 ori. Metoda electrometric ă Se bazează pe determinarea diferenţei de potenţial dintre un electrod de referinţă şi lichidul în care el este introdus în anumite condiţii de lucru. Dintre electrozii de referinţă cel mai utilizat este electrodul de calomel, care este format din mercur şi calomel (clorură de mercur) în soluţie de clorură de potasiu. Există foarte multe tipuri de pH-metre care permit măsurarea pH-ului cu o precizie foarte mare.

3.5.2. Determin ări legate de stabilirea extractului mustului primit iv

Prin extractul mustului primitiv se înţelege conţinutul în substanţă uscată al mustului din care a fost fabricată berea analizată, exprimat în procente de masă. Balling a fost primul care a găsit o corelaţie între compoziţia berii şi extractul mustului primitiv. Extractul real este determinat în bere după îndepărtarea alcoolului prin distilare, exprimat în procente de masă. Extractul aparent al berii se determină din tabele în funcţie de greutatea specifică a berii decarbonatate la 200C, care a fost determinată precis cu un picnometru. � Determinarea concentra ţiei alcoolice

Concentraţia alcoolică a berii se determină prin: � metoda prin distilare; � metoda refractometrică; � metoda cu analizoare automate. Metoda prin distilare Principiul metodei Se determină cu picnometrul densitatea relativă a distilatului obţinut din proba pentru analiză şi se deduce concentraţia alcoolică cu ajutorul unui tabel. Aparatur ă • Aparat de distilare de construcţie obişnuită, având un balon de distilare cu

capacitatea de circa 500 ml; • Picnometru conform fig. 5, cu capacitatea de min. 25 ml, etalonat la 200C;

Tehnologia berii

50

• Termostat sau baie de apă, pentru menţinerea temperaturii constante la 20±0,10C;

• Termometru cu valoarea diviziunii de 0,10C. Modul de lucru În balonul de distilare, în prealabil tarat, se cântăresc cu precizie de 0,01 g, 100 g probă de bere, pregătită ca la determinarea acidităţii totale, la care se adaugă 50 ml apă distilată, pentru evitarea caramelizării probei. Se distilă colectând distilatul în vasul conic în care se introduc circa 5 ml apă. Se distilă încet până când se obţin circa 85÷90 ml distilat, agitând des vasul în care se prinde distilatul şi lăsându-l treptat din ce în ce mai jos, în cursul distilării, pe măsură ce se umple cu distilat, astfel încât tubul prelungitor al refrigerentului să nu pătrundă decât puţin în distilat. Se recomandă ca vasul de colectare să fie introdus într-un vas mai mare cu apă şi gheaţă, pentru a se evita pierderile prin evaporare. Se scoate apoi tubul prelungitor al refrigerentului din lichid şi se continuă distilarea pentru spălarea refrigerentului. Tubul prelungitor şi tubul refrigerentului se spală bine cu apă prinzând în vasul de colectare apele de spălare. Se aduce conţinutul vasului de prindere la 100 g ±0,1 g, cu apă distilată, şi se omogenizează. Determinarea cifrei de ap ă a picnometrului Cifra de apă a picnometrului reprezintă masa apei conţinută până la reper în picnometrul închis cu dopul său şi având temperatura de 200C.

Fig. 5. Tipuri de picnometre Înainte de a se determina cifra de apă, picnometrul şi dopul trebuie să fie curăţate cu amestec oxidant, spălate cu apă distilată şi apoi cu alcool etilic 96% vol. şi uscate cu un curent de aer. Picnometrul astfel pregătit se lasă să stea la temperatura camerei, apoi se închide cu dopul şi se cântăreşte cu precizie de 0,0002 g. După ce a fost cântărit, picnometrul se umple complet cu ajutorul unei pipete curate şi uscate cu apă distilată fiartă şi răcită la 18÷200C, observând să nu rămână bule de aer pe partea interioară a peretelui picnometrului, apoi se şterge la exterior

Tehnologia berii

51

cu hârtie de filtru şi se introduce în termostat (sau baie de apă) unde se menţine la 20±0,10C, circa 30 minute. După ce conţinutul picnometrului atinge temperatura de 200C, excesul de apă de deasupra reperului se îndepărtează cu ajutorul unei fâşii subţiri de hârtie de filtru sau al unei pipete capilare, menţinând picnometrul în termostat (sau în baia de apă). După aceea picnometrul se şterge perfect la exterior, se lasă să ia temperatura camerei, se închide cu dopul şi se cântăreşte cu precizie de 0,0002 g. Ca masă a picnometrului plin se ia media a două determinări ale căror valori nu trebuie să difere între ele cu mai mult de 0,0002 g. Picnometrul pregătit pentru determinare se manipulează numai cu ajutorul unui inel de hârtie de filtru, fără a fi permisă apucarea acestuia cu degetele. Cifra de apă a picnometrului (m) se calculează cu formula:

m = m2 – m1 , [g] în care: m1 – masa picnometrului gol, curat şi uscat la 200C; m2 – masa picnometrului cu apă la 200C, în g. Determinarea densit ăţii relative a distilatului cu picnometrul Picnometrul cântărit, uscat şi în prealabil spălat de 3 sau 4 ori cu distilatul obţinut se umple cu acesta, adus în prealabil la temperatura de 200C. Picnometrul se introduce în termostat (sau în baia de apă) şi se menţine la 20 ± 0,10C circa 30 minute. Se aduce la reper cu distilat, se şterge şi se cântăreşte. Se efectuează două determinări paralele pe acelaşi distilat. Calculul şi exprimarea rezultatului Densitatea relativă a distilatului la temperatura de 200C în raport cu apa la 200C, fără corecţie de vid, se calculează cu formula:

Densitatea relativă a distilatului = m

mm 13 −

în care: m – cifra de apă a picnometrului, în g; m1 – masa picnometrului, gol, curat şi uscat, în g; m3 – masa picnometrului cu distilat la 200C, în g. Stabilirea concentra ţiei alcoolice Concentraţia alcoolică (A) a distilatului, exprimată în procente de masă (%), se stabileşte din tabele. Concentraţia alcoolică a berii, în procente de masă, este aceeaşi cu concentraţia alcoolică a distilatului. Metoda refractometric ă Principiul metodei Determinarea, cu picnometrul, a densităţii relative a probei de bere, determinarea, cu refractometrul, a coeficientului de refracţie al aceleiaşi probe, la 200C şi aflarea concentraţiei alcoolice, din nomogramă. Aparatur ă şi materiale • Refractometru cu imersie, dotat cu o baie de apă termostatată şi cu nomogramă. Mod de lucru

Tehnologia berii

52

Determinarea densităţii relative a berii Se determină densitatea relativă a berii identic ca la prima metodă, utilizând în loc de distilat proba de bere decarbonatată şi filtrată. Determinarea coeficientului de refracţie al berii După stabilirea temperaturii termostatului la 200C, se menţin apa şi berea din cuvele de sticlă, ce sunt amplasate pe suportul circular al băii, până la atingerea temperaturii de 200C. Privind prin ocularul refractometrului, se vede o parte a câmpului luminată şi una întunecată. Un compresor plasat în interiorul aparatului permite reglarea netă a liniei de demarcaţie. Înainte de efectuarea măsurării, se reglează aparatul cu apă distilată, la valoarea coeficientului de refracţie de 15. După verificarea şi, eventual, ajustarea refractometrului cu apă distilată, se face citirea coeficientului de refracţie al probei de bere de analizat, verificând încă o dată, cu atenţie, temperatura probei şi a băii. Se citeşte, pe scară, valoarea coeficientului de refracţie pentru proba de bere de analizat. Stabilirea concentraţiei alcoolice Se uneşte, cu ajutorul unei rigle, valoarea densităţii relative a berii şi valoarea coeficientului de refracţie pentru proba de bere luată în analiză pe nomogramă, citindu-se direct valoarea concentraţiei alcoolice a probei de analizat, exprimată în procente de masă. Concentraţia alcoolică a berii, exprimată în procente de masă, se poate calcula utilizând şi relaţia polinomială:

Am/m = 517,4 ( ) ( ) ( )32020

22020

2020 133503150841 ddd −+−+− , [% (m/m)]

în care: 2020d - densitatea relativă a distilatului.

Concentraţia alcoolică a berii (Av/v), exprimată în procente de volum, se calculează utilizând relaţia:

Av/v = 791,0

2020/ dA mm ×

, [% (v/v)]

în care: 2020d - densitatea relativă a berii filtrate;

0,791 – densitatea alcoolului etilic absolut la 200C. Metoda cu analizoare automate Principiul metodei Determinarea concentraţiei alcoolice a probei de bere, utilizând analizoare automate, care au la bază următoarele principii: - principiul refractometric; - măsurarea vitezei sunetului, care este direct proporţională cu concentraţia

alcoolică a probei, între două suprafeţe paralele, aflate la o distanţă determinată; - arderea catalitică a alcoolului etilic din probă, în curent de aer, pe suprafaţa unui

senzor şi măsurarea căldurii degajate în urma arderii, care este direct proporţională cu concentraţia alcoolică a probei.

Aparatur ă şi materiale • analizor automat de bere;

Tehnologia berii

53

• sticlărie şi materiale uzuale de laborator. Mod de lucru Se porneşte programul de lucru, se spală traseul prin care urmează să treacă proba de bere şi se calibrează analizorul, cu apă distilată şi soluţii de calibrare, conform instrucţiunilor producătorului aparatului. Se introduce în aparat proba de bere din eşantionul în prealabil pregătit. După derularea programului, se citeşte concentraţia de alcool etilic a probei de bere, tipărită la imprimantă sau afişată pe monitorul analizorului, exprimată în procente de masă. Diferenţa dintre rezultatele a două determinări paralele, efectuate de acelaşi analist, pe probe provenite din acelaşi eşantion, în aceleaşi condiţii de lucru, nu trebuie să fie mai mare de 0,4%. � Determinarea concentra ţiei alcoolice în berea f ără alcool şi în berea slab

alcoolic ă Principiul metodei Oxidarea alcoolului etilic la aldehidă acetică, de către nicotinamid-adenin-dinucleotid (NAD), în prezenţa enzimei alcool-dehidrogenaza (ADH), urmată de oxidarea aldehidei acetice la acid acetic, în prezenţa enzimei aldehid-dehidrogenază (Al-DH), conform reacţiilor: Alcool etilic + NAD+ ADH Aldehidă acetică + NADH + H+ Aldehidă acetică + NAD+ + H2O Al-DH Acid acetic + NADH + H+ Concentraţia NADH rezultată în urma reacţiilor de mai sus este proporţională cu concentraţia alcoolului etilic din produs şi se determină spectrofotometric, prin măsurarea absorbanţei la lungimea de undă de 340 nm. Pregătirea probei Proba de bere de analizat se diluează, astfel încât cantitatea de alcool corespunzătoare unei determinări să fie de 0,5÷0,6 µg. Aceste cantităţi de alcool etilic, raportate la conţinutul cuvei spectrofotometrului, corespund unei concentraţii de alcool etilic în proba de bere de 5÷60 mg/l [0,00063÷0,0076% (v/v)]. În cazul în care concentraţia de alcool etilic a probei de bere de analizat este mai mică de 0,01 g/l, volumul de probă pipetat în cuvă trebuie mărit la 2 ml. Corespunzător, trebuie micşorat volumul de apă pipetat, astfel încât volumul total în cuve să fie identic. În tabelul 6 este prezentat modul de diluare a probei de bere de analizat.

Tabelul 6 Concentra ţia de alcool etilic Diluare cu ap ă

(în volume) Factor de dilu ţie g/l % (v/v) <0,06 <0,0076 - 1

0,06÷0,6 0,0076÷0,076 1 la10 10 0,6÷6 0,076÷0,76 1 la 100 100

Aparatur ă şi materiale • PH-metru; • Spectrofotometru, cu posibilitate de măsurare la 340 nm;

Tehnologia berii

54

• Cuve de sticlă optică sau de material plastic, cu lungimea drumului optic de 10 mm.

Reactivi � Nicotinamid-adenin-dinucleotid, (NAD), soluţie circa 49 nM/l: 103 mg NAD se

dizolvă în 3 ml apă. Soluţia se poate păstra timp de o lună la temperatura de +40C;

� Aldehid-dehidrogenază, (Al-DH), soluţie circa 75 U/ml: 1 g enzimă sub formă de liofilizat, cu activitate de circa 40U, se dizolvă în 0,5 ml apă distilată. Soluţia se poate păstra timp de 8 h la temperatura de +40C sau două zile în camera frigorifică;

� Alcool-dehidrogenază, (ADH), soluţie 30 mg/ml: se poate utiliza sub formă de suspensie sau se diluează, în 0,5 ml apă distilată, cantitatea de liofilizat corespunzătoare la 15 mg enzimă. Suspensia se poate păstra timp de şase luni la temperatura de +40C, iar soluţia apoasă, timp de o săptămână, la aceeaşi temperatură;

� Difosfat de potasiu (K4P2O7), soluţie tampon cu pH = 9,0:5,0 g difosfat de potasiu se dizolvă în circa 40 ml apă distilată. Se fixează pH-ul soluţiei la valoarea 9,0, cu acid clorhidric, soluţie 1 m. Se aduce la 50 ml, cu apă. Soluţia se poate păstra timp de două luni, la temperatura de +40C;

� Acid clorhidric, soluţie 1 m; � Alcool etilic, soluţie etalon (0,5 g/l): se prepară prin diluare cu apă, la concentraţia

de 0,5 mg/ml, corespunzătoare concentraţiei de 0,063% (v/v) sau 0,05% (m/m). Diluarea se face numai în momentul determinării.

Mod de lucru În vederea determinării, soluţiile pentru spectrofotometru se prepară direct în cuvele spectrofotometrului. Componentele soluţiilor se introduc în cuve cu ajutorul unor micropipete şi se omogenizează cu o baghetă foarte curată sau prin pipetare repetată, de trei până la şase ori, a ultimului reactiv În tabelul 7 este prezentat modul de preparare al celor trei soluţii.

Tabelul 7 Reactiv Soluţia de probă Soluţie etalon Soluţie martor

Soluţie tampon pH 9,0 (6,4) 1,00 ml 1,00 ml 1,00 ml Soluţie NAD 0,10 ml 0,10 ml 0,10 ml Probă de analizat 0,10 ml - - Soluţie etalon de alcool etilic - 0,10 ml - Al-DH 0,02 ml 0,02 ml 0,02 ml Apă distilată 1,90 ml 1,90 ml 2 ml

După 3 min. se măsoară absorbanţele soluţiilor, faţă de apă, care se notează astfel: Ap1 pentru proba de bere de analizat, AM1 pentru proba martor şi As1 pentru soluţia etalon. Peste amestecul din cele trei cuve se adaugă, cu o micropipetă, 0,02 ml ADH. Se omogenizează amestecul nou format (volumul total: 3,14 ml). După circa 6÷8 minute se măsoară absorbanţele soluţiilor, faţă de apă distilată, care se notează, respectiv Ap2, AM2, As2. În timpul perioadei de repaus, cuvele spectrofotometrului trebuie acoperite cu un capac sau cu un film de material plastic. În momentul determinării, toate componentele soluţiilor care se supun analizei trebuie aduse la temperatura de 20÷250C

Tehnologia berii

55

Calcul şi exprimare rezultate Se calculează diferenţele dintre valorile absorbanţelor pentru proba de analizat, soluţia etalon şi soluţia martor, astfel: ∆Ap = Ap2 – Ap1

∆AM = AM2 – AM1 ∆As = As2 – As1

Se scade diferenţa de absorbanţă pentru proba martor (∆AM), din diferenţa de absorbanţă pentru proba de analizat (∆Ap), respectiv pentru soluţia etalon (∆As): ∆P = ∆Ap – ∆AM ∆S = ∆As – ∆AM

Exactitatea metodei se verifică prin măsurarea concentraţiei soluţiei etalon de alcool etilic şi compararea ei cu concentraţia stabilită prin prepararea acesteia. În cazul în care concentraţia soluţiei etalon nu este corespunzătoare proba de bere trebuie reanalizată. Concentraţia alcoolică a berii, (Am/v), exprimată în grame alcool la litru bere, se calculează cu relaţia:

Am/v = 21,0

7,4614,3

××××∆××

l

dX

ε , [g/l]

în care: 3,14 – volumul de amestec de reacţie, în mililitri; 46,07 – masa molară a alcoolului etilic; ∆X – diferenţa dintre absorbanţa finală a probei de bere (∆P) şi cea a soluţiei etalon (∆S); d – factorul de diluţie al berii; ε – coeficientul de absorbţie molară al NADH, în litri pe mol şi centimetru; l – lungimea drumului optic al cuvelor, în centimetri; 2 – numărul de moli de NADH formaţi, pornind de la 1 mol alcool etilic; 0,1 – volumul de probă ca atare sau diluată, în mililitri. Valoarea coeficientului de absorbţie molară al NADH (ε), la lungimea de undă de 340 nm este de 6300 l/mol •cm. Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări. Pentru convertirea concentraţiei alcoolice a berii Am/v, exprimată în grame alcool la 1 l bere, în concentraţie alcoolică a berii, Av/v, exprimată în mililitri alcool la 100 ml bere, se aplică următoarea relaţie:

Av/v = 1078816,0

/

×vmA

, [%(v/v)]

în care: 0,78816 – densitatea alcoolului etilic la 200C, în grame la litru; 10 – factor pentru trecere de la 1 l la 100 ml. Pentru convertirea concentraţiei alcoolice a berii Am/v, exprimată în grame alcool la 1 l bere, în concentraţie alcoolică a berii, Am/m, exprimată în grame alcool la 100 g bere, se aplică următoarea relaţie:

Am/m = D

A vm

××1099715,0/ , [%(m/m)]

în care: 0,99715 – densitatea apei la 200C, în grame pe mililitru; 10 – factor pentru trecere de la 1000 g la 100 g; D – densitatea relativă a berii. Rezultatul se exprimă cu două zecimale, pentru probele de bere având concentraţia alcoolică mai mare de 0,05% (v/v) şi cu trei zecimale, pentru probele de bere având concentraţia alcoolică mai mică sau egală cu 0,05% (v/v).

Tehnologia berii

56

Diferenţa dintre rezultatele a două determinări paralele, efectuate de acelaşi analist, pe acelaşi eşantion de bere, în aceleaşi condiţii de lucru, nu trebuie să fie mai mare de 5% din media aritmetică a celor două determinări. � Determinarea concentra ţiei mustului primitiv (extractului primitiv)

Concentraţia mustului primitiv se determină prin: � Metoda prin distilare; � Metoda refractometrică; � Metoda cu analizoare automate. Metoda prin distilare Principiul metodei Determinarea, cu picnometrul, a densităţii relative ( 20

20d ), a reziduului obţinut după distilarea probei de bere, adus la masa iniţială, cu apă, şi stabilirea extractului real, cu ajutorul unor tabele. Determinarea extractului real (E r) Peste reziduul rămas în balonul de distilare se adaugă apă distilată până când lichidul are masa de 100 g. Se omogenizează şi se determină densitatea relativă cu picnometrul, la temperatura de 200C, în funcţie de care, din tabele se găseşte extractul real al berii. Calculul concentra ţiei mustului primitiv (extract primitiv) Concentraţia mustului primitiv se calculează cu formula:

Concentraţia mustului primitiv (Ep) = 1000665,1100

0665,2×

×++×

A

EA r , [ %(m/m)]

în care: A – concentraţia alcoolică determinată, în procente de masă; Er – extractul real determinat, în procente; 2,0665 – cantitatea de extract primitiv, în g, necesară pentru obţinerea prin fermentare a unui gram de alcool etilic (factor stabilit experimental); 1,0665 – cantitatea de substanţe (dioxid de carbon şi drojdie), în g, rezultate la obţinerea prin fermentarea unui gram de alcool etilic (factor stabilit experimental. Diferenţa dintre rezultatele a două determinări paralele, efectuate de acelaşi analist, pe probe provenite din acelaşi eşantion, în aceleaşi condiţii de lucru, nu trebuie să fie mai mare de 0,04% (m/m). Metoda refractometric ă Principiul metodei Determinarea, cu picnometrul, a densităţii relative a probei de bere, determinarea, cu refractometrul, a coeficientului de refracţie al aceleiaşi probe, la 200C şi aflarea concentraţiei mustului primitiv, din nomogramă. Mod de lucru Se determină densitatea relativă a berii şi coeficientul de refracţie al berii identic ca la determinarea concentraţiei alcoolice a berii.

Tehnologia berii

57

Se uneşte, cu ajutorul unei rigle, valoarea densităţii relative şi valoarea coeficientului de refracţie pentru proba de bere luată în analiză, pe nomogramă, citind direct valoarea concentraţiei mustului primitiv, exprimată în procente de masă. Extractul real al berii (Er), exprimat în procente de masă, se poate calcula utilizând şi relaţia polinomială: Er = - 460 •234 + 662•649 dr - 202•414 2

rd , [% (m/m)] în care: dr – densitatea relativă 20

20d a reziduului de la distilare. Diferenţa dintre rezultatele a două determinări paralele, efectuate de acelaşi analist, pe probe provenite din acelaşi eşantion, în aceleaşi condiţii de lucru, nu trebuie să fie mai mare de 0,08% (m/m). Metoda cu analizoare automate Metoda este identică cu cea de la determinarea concentraţiei alcoolice a berii, cu deosebirea că, după derularea programului, se citeşte concentraţia mustului primitiv al probei de bere, tipărită la imprimantă sau afişată pe monitorul analizorului, exprimată în procente de masă. Diferenţa dintre rezultatele a două determinări paralele, efectuate de acelaşi analist, pe probe provenite din acelaşi eşantion, în aceleaşi condiţii de lucru, nu trebuie să fie mai mare de 0,04% (m/m).

3.5.3. Determin ări legate de compozi ţia chimic ă a berii şi de valoarea sa nutritiv ă

� Determinarea gradului final de fermentare Gradul final de fermentare, care se mai numeşte şi atenuare reprezintă procentul din extract care a dispărut în timpul fermentării şi se calculează cu formula:

F = Ep – e/Ep x 100 în care: Ep – extractul mustului primitiv, %; e – extractul berii, %. Dacă în formulă se foloseşte extractul aparent al berii se obţine un grad aparent de fermentare, iar dacă se foloseşte extractul real al berii se obţine un grad real de fermentare. � Determinarea zah ărului reduc ător Zahărul reducător din bere se determină prin reducerea soluţiei Fehling după metoda Bertrand şi se calculează ca maltoză, care reprezintă circa 20÷30% din extractul berii. În acest scop se iau 20 ml de bere şi se diluează cu apă la 200 ml într-un balon cotat. Din soluţia obţinută se determină maltoza prin metoda Bertrand: Într-un balon Erlenmeyer de 300 ml se introduc 20 ml soluţie Fehling I şi 20 ml soluţie Fehling II. Se încălzeşte balonul pe sita de azbest la fierbere, apoi se adaugă 20 ml din soluţia de analizat. Se fierbe exact 3 minute, astfel ca soluţia să nu se concentreze. În acest timp are loc reducerea soluţiei cuprice de către zaharurile reducătoare la oxid cupros, precipitat care se lasă să se depună.

Tehnologia berii

58

Se filtrează lichidul printr-un filtru cu placă poroasă montat la un vas de trompă. În tot timpul filtrării precipitatul trebuie să fie acoperit cu lichid pentru a împiedica oxidarea. Se spală apoi precipitatul de 2÷3 ori cu câte 10÷15 ml apă fierbinte. Se demontează apoi vasul de trompă, se aruncă conţinutul şi se montează din nou. Precipitatul rămas în balonul Erlenmeyer se dizolvă cu 20 ml soluţie ferică, agitându-se cu o baghetă. Soluţia colorată în verde se trece cantitativ pe filtru, pentru a se dizolva şi precipitatul de oxid cupros care a fost antrenat în operaţiile preliminare. Se filtrează încet, se spală cu apă fierbinte balonul Erlenmeyer şi filtrul şi se titrează imediat filtratul cu KMnO4 0,1 n. până la roz. Calcul La 1 ml KMnO4…………………..6,357 mg cupru Se înmulţeşte numărul de ml de KMnO4 0,1 n folosiţi la titrare cu 6,357 obţinându-se mg de cupru în funcţie de care din tabelele Bertrand se găseşte cantitatea de maltoză din proba analizată, care se raportează apoi la 100 ml de bere, cât şi la 100 g extract din bere. � Determinarea dextrinelor Se poate realiza prin metoda enzimatică (cu amilază) sau prin metoda de hidroliză cu acizi. Prin prima metodă se obţine o cantitate mai mică de dextrine, deoarece prin metoda de hidroliză cu acizi se determină şi zaharoza, maltoza (parţial) şi pentozanii ca dextrine, substanţe care prin hidroliză dau şi ele glucoza sau alte zaharuri reducătoare. Metoda prin hidroliz ă Într-un balon Erlenmeyer de 600 ml prevăzut cu refrigerent ascendent se iau 50 ml de bere, se adaugă 150 ml apă distilată şi 15 ml HCl (d = 1,125). Balonul se menţine timp de 2 ore pe baie de apă în fierbere, se răceşte lichidul, se neutralizează cu NaOH 35% în prezenţă de fenolftaleină ca indicator, se aduce cantitativ într-un balon cotat de 500 ml şi se completează cu apă distilată până la semn. Din soluţia bine amestecată se iau 20 ml şi se determină glucoza prin metoda Bertrand. Cantitatea de dextrine se calculează scăzând din glucoza obţinută cantitatea de maltoză aflată în bere. Diferenţa obţinută reprezintă glucoza corespunzătoare dextrinelor din bere care amplificată cu factorul 0,9 dă cantitatea de dextrine, care se raportează apoi la 100 g de bere, cât şi la 100 g extract din bere. � Determinarea substan ţelor azotoase Dintre substanţele azotoase, determinarea substanţelor macromoleculare este cea mai importantă, deoarece dau un indiciu asupra truburilor coloidale. Metodele de determinare a substanţelor azotoase au fost prezentate la analiza mustului de laborator. � Determinarea valorii nutritive a berii Dacă se cunoaşte conţinutul în azot, extract şi alcool al berii se poate calcula valoarea sa nutritivă, astfel: � la 1 g extract corespund 3,8 cal.; � la 1 g alcool corespund 7,1 cal.

Tehnologia berii

59

Exemplu: O bere cu 5,2% extract real şi 3,1% alcool va avea o valoare nutritivă de: (5,2 x 3,8) + (3,1 x 7,1) = 41,77 cal./100 g

3.5.4. Determin ări legate de stabilitatea berii

� Determinarea tulburelii berii Pentru determinarea tulburelii berii se procedează identic ca pentru determinarea tulburelii mustului. Gradul de tulburare a berii se poate aprecia astfel: o bere este considerată strălucitoare dacă tulburarea nu depăşeşte 0,2 unităţi EBC, limpede dacă tulburarea este cuprinsă între 0,2÷1 unităţi EBC, voalată între 1÷4 unităţi EBC şi tulbure, peste 4 unităţi EBC. � Determinarea rezisten ţei berii la tulbur ări coloidale Hartong a propus un test de determinare a duratei de rezistenţă la formarea tulburărilor coloidale prin determinarea pragului de precipitare cu o soluţie saturată de sulfat de amoniu. Într-o serie de eprubete se introduc câte 10 ml bere de analizat şi se adaugă doze crescânde de sulfat de amoniu soluţie saturată (75,4 g sulfat de amoniu + 100 g apă distilată variind între 0,5 şi 2,5 ml din 0,25 în 0,25 ml. Se agită şi se observă eprubetele după 15 minute. Hartong numeşte prag de precipitare la sulfat de amoniu, volumul minim de soluţie de sulfat de amoniu necesar pentru a produce voalarea berii. Berea va rezista cu atât mai mult la tulburarea la rece cu cât pragul de precipitare este mai ridicat. Valorile sunt cuprinse în general între 0,5÷2,5 ml. � Determinarea oxigenului dizolvat în bere Se face prin metoda colorimetrică a lui Rothchild şi Stone, care a fost descrisă la analiza mustului. � Determinarea rH-ului berii Această determinare poate să prezinte interes la controlul sensibilităţii berii la formarea truburilor biologice sau a truburilor coloidale. La berea în sticle rH-ul nu este o mărime constantă. El depinde de aerul prezent care conduce la mărirea rH-ului şi de conţinutul în substanţe reducătoare a berii. Din această cauză el nu se determină în mod curent ci numai în anumite cazuri. Determinarea rH-ului se poate face colorimetric folosind o soluţie de albastru de metilen 0,3%, care la un rH>15 este albastră, iar la un rH< 13 devine incoloră. Pentru aceasta într-o sticlă incoloră se introduce cantitatea de indicator (câte 1 ml soluţie 0,3% pentru fiecare 100 ml de bere) şi apoi se introduce berea. După un anumit număr de zile indicatorul începe să se decoloreze datorită substanţelor reducătoare din bere, trecându-se prin intervalul de rH de mai sus. Se poate măsura culoarea şi prin comparare cu soluţii de albastru de metilen diluate ca la metoda lui Rothchild şi Stone de determinare a oxigenului dizolvat. Pentru determinări mai precise se foloseşte metoda electrometrică care necesită însă o aparatură mai complicată.

Tehnologia berii

60

� Determinarea puterii reduc ătoare a berii Aceasta este o determinare foarte importantă, atât la must cât şi la bere şi decurge identic ca la analiza mustului. Valorile ITT-ului berii se pot interpreta astfel: � < 100 foarte bune; � 100÷500 bune; � 500÷1000 satisfăcătoare; � > 1000 proaste. � Identificarea naturii truburilor Limpiditatea este una din caracteristicile principale ale berii. Dacă o bere este tulbure, aceasta apare suspectă consumatorului, deoarece acesta aşteaptă întotdeauna un produs cât mai limpede. Deoarece sunt foarte mulţi factori care pot produce tulburarea berii este necesar să se stabilească natura tulburelii pentru a se lua măsuri de prevenire sau de remediere dacă este posibil a acestui neajuns. În primul rând se studiază fineţea tulburării: într-o eprubetă se introduce o cantitate mică de bere şi se priveşte în lumină. Se poate astfel stabili uşor dacă tulburarea se datorează unor particule grosiere care sunt în suspensie în berea limpede sau unor particule foarte fine care dau berii un aspect opalescent. Este necesar apoi să se filtreze berea printr-un filtru obişnuit, precum şi un examen microbiologic. În bere se disting două categorii de tulburări: � tulburări biologice – datorate dezvoltării unor microorganisme în bere (drojdii,

bacterii); � tulburări coloidale – datorate floculării coloizilor din bere sub influenţa mai multor

factori. Tulbur ări biologice Sunt provocate de microorganisme care au posibilitatea să se dezvolte în berea finită, aşa cum sunt unele drojdii şi bacterii. În berile contaminate este necesar să se stabilească natura microorganismelor responsabile de tulburare. Tulbur ări coloidale Aceste tulburări se datorează în majoritatea lor coagulării coloizilor din bere sub influenţa diverşilor factori: temperatura, pH-ul, agitarea, lumina, oxidarea, taninul, metalele grele, răşinile din hamei, formolul, oxalatul de calciu, ş.a. În unele cazuri pot apărea tulburări care nu sunt de natură coloidală, aşa cum este tulburarea care se produce datorită amidonului nezaharificat. După structura şi particularităţile lor, tulburările coloidale s-au împărţit în mai multe categorii: � tulburări la rece; � tulburări de oxidare; � tulburări de metale; � tulburări produse de formol; � tulburări provocate de răşinile din hamei; � tulburări date de oxalatul de calciu; � tulburări provocate de sărurile cuaternare de amoniu. Tulbur ări la rece

Tehnologia berii

61

Aceste tulburări se produc atunci când berile sensibile la frig sunt puternic răcite. Tulbureala este constituită din particule fine care sedimentează foarte greu şi care dau un aspect voalat berii. Caracteristic pentru tulburarea la rece este faptul că prin încălzirea berii la 620C ea se solubilizează complet, berea redevenind limpede. La o nouă răcire apare din nou, astfel încât a fost numită tulburarea reversibilă. Prin încălziri şi răciri repetate ea devine ireversibilă trecând în tulburare de durată (de oxidare). Identificarea truburilor la rece se face prin “proba încălzirii”, care constă în încălzirea berii tulburi într-un mic balon Berzelius până la 620C şi compararea trubului cu o bere neîncălzită. Dacă tulburarea dispare, înseamnă că în bere avem un trub la rece. Tulbur ări de oxidare Aceste tulburări apar de cele mai multe ori sub forma unor particule grosiere insolubile la cald, tulburare însoţită de modificări de gust şi culoare. Identificarea tulburării de oxidare se poate face prin adaos de hidroxid de sodiu. La 100 ml de bere se adaugă 5 ml NaOH 10%. Dacă tulbureala dispare înseamnă că berea prezintă tulburare de oxidare. Tulbur ări de metale Aceste tulburări au drept cauză combinarea proteinelor cu metalele. Ele apar de cele mai multe ori sub formă de voaluri, care nu dispar prin încălzirea berii. Identificarea acestei tulburări se face prin adaos de acizi astfel : la 100 ml de bere se adaugă 5 ml HNO3 concentrat. Dacă tulburarea dispare ea este produsă de cele mai multe ori de prezenţa metalelor (zinc, fier, cupru, ş.a.). Tulbur ări produse de formol

Sunt cauzate de urmele de formol rămase pe utilaje şi conducte după efectuarea operaţiilor de spălare şi circuite tehnologice în care se foloseşte această substanţă, care dă precipitate prin combinarea lui cu antocianogenele din bere.

Pentru identificarea tulburării produsă de formol se procedează astfel: se distilă 100 ml de bere şi se prind primii 10 ml de distilat. Într-o eprubetă se iau 5 ml de distilat peste care se adaugă 5 ml NaOH concentrat şi 0,05 g rezorcină şi se încălzeşte la fierbere. Apariţia unei coloraţii roz - roşie până la roşu indică prezenţa formolului în bere.

Tulbur ări provocate de r ăşinile din hamei Răşinile din hamei se găsesc în bere în soluţie saturată. La răcire puternică sau la agitare, ele ies din soluţie sub formă de picături şi se adsorb pe coloizi pe care îi precipită. Aceste tulburări apar atunci când din cauza unui pH ridicat, nu s-au eliminat bine răşinile la fierberea mustului. Berea care conţine o asemenea tulburare se limpezeşte prin agitare cu eter etilic. Tulbur ări de oxala ţi Oxalatul de calciu, când se găseşte în cantitate mare, poate provoca tulbureala berii, deoarece ionii de oxalat se adsorb pe coloizi. Aceştia cu timpul îşi micşorează gradul de dispersie, iar ionii de oxalat se concentrează şi formează centre de cristalizare. Cristalele se observă foarte bine la microscop. Dacă se adaugă H2SO4 concentrat se formează cristale de sulfat de calciu sub formă de ace. De obicei oxalatul de calciu se depune sub formă de piatră pe suprafaţa aparatelor şi conductelor.

Tehnologia berii

62

Tulbur ări provocate de s ărurile cuaternare de amoniu Aceste tulburări se pot identifica astfel: se pipetează 10 ml de bere într-o mică pâlnie de decantare, se adaugă 10 ml soluţie de albastru de bromfenol 0,4% în apă, 10 ml citrat de sodiu 25%, 2 g bicarbonat de sodiu sub formă de pudră şi 5 ml cloroform şi se agită. În prezenţa sărurilor cuaternare de amoniu stratul de cloroform se colorează în albastru. � Stabilizarea berii Pentru prelungirea duratei de păstrare berea se poate stabiliza din punct de vedere biologic şi coloidal. Stabilizarea berii din punct de vedere biologic se poate face prin pasteurizare, umplere la cald sau filtrare sterilizantă. Stabilizarea berii din punct de vedere coloidal se poate realiza prin tratare cu tanin, kiselgur, bentonită, pulberi poliamidice, enzime proteolitice, acid ascorbic, ş.a. Pasteurizarea berii Este metoda de conservare a berii cea mai autorizată şi preferată tuturor celorlalte metode care folosesc conservanţi. Pasteurizarea berii se realizează de obicei prin încălzirea berii în sticle, 10C pe minut până la temperatura de pasteurizare care este de circa 60÷700C, temperatură care se menţine timp de 20÷30 minute, urmând apoi să se facă o răcire lentă pentru a se evita spargerea sticlelor. Stabilizarea coloidal ă a berii Berea fermentată şi maturată se poate trata prin diferite procedee în scopul măririi limpidităţii ei, a creşterii rezistenţei la formarea tulburărilor coloidale şi uneori în scopul eliminării unor gusturi neplăcute. Aceste tratamente sunt următoarele: � tratarea cu clei (clei de peşte şi agar) în cantităţi de 6,5÷8 g/hl care se adaugă în

tancuri în scopul limpezirii berii; � tratarea cu tanin cu câteva zile înainte de tragere la sticle pentru precipitarea

proteinelor care pot da mai târziu tulburări în bere. Taninul în exces conferă berii un gust astringent, el neinfluenţând asupra spumei berii;

� tratarea cu bentonită în cantităţi de 50÷250 g/hl care se adaugă în bere cu câteva zile înainte de filtrare. Acest adaos nu este permis în general, el înrăutăţind calitatea berii;

� tratarea cu silicagel în cantităţi de 50÷200 g/hl în scopul precipitării unor substanţe proteice. Silicagelul reţine însă şi substanţe amare din bere şi are o influenţă negativă asupra spumei;

� tratarea cu cărbune activ în doze de 25÷50 g/hl; se tratează în special berile care au un gust străin (de fenoli);

� tratarea cu preparate enzimatice (enzime proteolitice) în cantităţi de 2÷4 g/hl. Adaosul se face cu câteva zile înainte de tragerea berii la sticle. Se poate utiliza papaină, pepsina, ş.a.

3.5.5. Determin ări legate de identificarea tratamentelor speciale şi a

falsific ărilor

� Testul de pasteurizare Principiul metodei

Tehnologia berii

63

Se bazează pe faptul că invertaza găsită în toate berile nepasteurizate este distrusă prin pasteurizare. Pentru a o determina ca prezentă în bere se adaugă zaharoză în berea ca atare şi apoi în berea fiartă în laborator pentru distrugerea invertazei. Modul de lucru Se iau câte 20 ml bere în două baloane cotate de 50 ml din care unul îl aducem la fierbere şi apoi îl răcim sub jet de apă (fierbem până dispare spuma). Proba fiartă este proba martor. Se adaugă în fiecare balon 20 ml soluţie de zaharoză 20%, se agită conţinutul baloanelor şi se introduce într-o baie de apă unde se menţin la 550C timp de 1h. Se scot după o oră şi se răcesc la 200C. Se completează cu apă distilată până la semn. În două eprubete, se pun 2,5 ml soluţie Fehling I şi 2,5 ml soluţie Fehling II. Se agită până se obţine o soluţie albastră. Se ia câte 1 ml din fiecare balon şi se introduc în eprubetele pregătite însemnate. Se iau eprubetele şi se încălzesc pe baie de apă. Se fierb 10÷15 minute. După fierbere se agită eprubetele şi se observă culoarea soluţiei respective. Dacă au aceeaşi culoare bleo-roşiatică berea a fost bine pasteurizată – test bun. Dacă culoarea este uşor schimbată sau are un precipitat puternic berea este nepasteurizată. Eprubeta se examinează pe o coală de hârtie albă.

4. OBŢINEREA BERII ÎN CONDIŢII DE LABORATOR Reţetă pentru 10 litri de bere � 500 g orz � 500 g zahăr � 15 g hamei � 50 g drojdie � 8÷10 l apă Modul de lucru Orzul se prăjeşte, asemănător cafelei şi apoi se macină. Într-un vas se introduce apa la care se adaugă orzul astfel pregătit; se fierbe timp de o oră şi apoi se strecoară. Se adaugă zahărul şi se mai fierbe 20 minute, după care se introduce hameiul şi se continuă fierberea 10÷15 minute. După răcire se adaugă drojdie de bere, care se amestecă bine, apoi se filtrează produsul obţinut, care se trece în sticle de şampanie sau chiar de bere, închise ermetic, fie într-un vas de alamă sau zincat, bine închis. Sticlele sau vasul se ţin la temperatura de 0÷40C timp de 8÷10 zile, după care berea se poate consuma. Pentru a obţine un produs de calitate, prin procedeul de laborator, este necesar să se folosească apă, hamei şi drojdie care să întrunească proprietăţile fizico-chimice optime, recomandate pentru berea obţinută industrial. Se recomandă să se folosească orzoaică şi nu orz, cu un conţinut de substanţe proteice sub 12%, iar hameiul să aparţină soiurilor de cultură şi nu din flora spontană.