BRPI0708334A2 - método para produzir uma cerveja, e, uso de composição de enzima - Google Patents
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Abstract
MéTODO PARA PRODUZIR UMA CERVEJA, E, USO DE COMPOSIçãO DE ENZIMA A presente invenção refere-se a um método de fermentação de cerveja compreendendo adição de uma composição de enzima compreendendo catalase sem, ou essencialmente sem, glicose oxidase de modo a melhorar o flavor e/ou a estabilidade de flavor da cerveja acabada.
Description
"MÉTODO PARA PRODUZIR UMA CERVEJA, E, USO DECOMPOSIÇÃO DE ENZIMA"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um método de fermentação decerveja compreendendo adição de uma composição de enzimacompreendendo catalase sem, ou essencialmente sem, glicose oxidase demodo a melhorar o flavor e/ou a estabilidade de flavor da cerveja acabada.
FUNDAMENTOS
É conhecida a aplicação de composições de enzimacompreendendo catalase e glicose oxidase em processos de fermentação como objetivo de melhorar a estabilidade de flavor da cerveja. Contudo, osresultados obtidos com composições de catalase - glicose oxidase não têmsido inteiramente bem sucedidos e tem sido sugerido que glicose oxidase esulfito poderiam ser uma alternativa atrativa (Blockmans et al. ASBC Journal1987, vol. 45, 85-90). Assim há uma necessidade de outros métodos paramelhorar a estabilidade de flavor da cerveja.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Os presentes inventores têm agora descoberto que o efeito dotratamento de enzima pode ser grandemente melhorado pela aplicação de umacomposição de catalase sem glicose oxidase. Conseqüentemente, a invençãoproporciona um método de fermentação de cerveja, compreendendo adição deuma composição de catalase (E.C. 1.11.1.6) sem, ou essencialmente semglicose oxidase no malte, no mosto de fermentação ou na cerveja fermentadade modo a melhorar o flavor e/ou a estabilidade de flavor da cerveja acabada.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
O processo de fermentação de cerveja é bem conhecido pelapessoa experiente na arte. Um procedimento convencional pode ser esboçadona seguinte maneira: o material inicial é cevada maltada (i.e., umedecida,germinada e subseqüentemente seca) e/ou adjuntos não maltados, chamadosde grãos. Durante a maltagem, onde os grãos são moídos e misturados comágua, aquecidos e agitados, os carboidratos são degradados para açúcaresfermentáveis pelo auxílio de enzimas naturalmente presentes no malte. Após amaltagem, é necessário separar o extrato líquido (o mosto) dos sólidos (osadjuntos e as partículas de grão consumidos) com o objetivo de se obtermosto límpido. A filtração do mosto é importante porque os sólidos contêmquantidades grandes de proteína, amido insatisfatoriamente modificado,material graxo, silicatos, e polifenóis (taninos) e proteínas. Após adição delúpulo, o mosto é fervido. Deste modo ocorrerá uma precipitação dospolifenóis. Após esfriamento e remoção dos precipitados, o mosto de cervejaacabado (a) é aerado e a levedura é adicionada. Após uma fermentaçãoprincipal, durando 5-10 dias, a maior parte da levedura é removida e adenominada cerveja "verde" (b) é armazenada em uma temperatura baixa,tipicamente a 0-5°C por uma a 12 semanas. Durante este período a levedurarestante precipitará junta com os polifenóis. Para remover os polifenóis emexcesso restantes é realizada uma filtração. A cerveja fermentada (c) podeagora ser carbonatada antes do engarrafamento. Dióxido de carbono nãoapenas contribui para o "corpo" ou o "volume" percebido e como umintensificador de flavor, mas também atua para intensificar o potencial deespumação e desempenha um papel importante na extensão da vida deprateleira do produto.
Sem estar ligado à teoria, é crido que processos de oxidaçãodurante a maltagem e a maltagem são a causa principal de flavoresdesagradáveis e de instabilidade de flavor na cerveja engarrafada. Os produtosde oxidação mais importantes são DMS (Dimetil-sulfeto), Trans-2-nonenal(T2N). DMS e T2N são flavores desagradáveis importantes na cerveja. Acausa de oxidação e a formação de oxigênio ativado são devido à lipoxigenaseformada durante o processo de maltagem e oxidação não-enzimática do ferroe do Cobre (Cu+) não reativos, um mecanismo que leva à formação deradicais livres e peróxido de hidrogênio. Catalase de malte nativa reduz onível de radicais de oxigênio no malte. Contudo a catalase nativa é facilmenteinativada durante a maltagem e a etapa inicial de maltagem. Aplicação decatalase nos processos de fermentação é bem conhecida na arte (EP1122303).
Contudo, aplicações da arte anterior compreendem o uso de composições deenzima compreendendo catalase bem como glicose oxidase. Pelo uso decomposições de enzima compreendendo catalase sem, ou essencialmente semglicose oxidase é alcançado um efeito positivo aumentado sobre o flavor e/oua estabilidade de flavor. Sem estar ligado à teoria é crido que o aumento emefeito sobre a estabilidade de flavor alcançado pelo processo da presenteinvenção pode ser explicado pela quantidade reduzida de produtos deoxidação devido ao H2O2 formado pela glicose oxidase.
No contexto da presente invenção o termo "essencialmentesem glicose oxidase" é entendido que a razão de atividade de glicose oxidasepara atividade de catalase GODU/CIU em composição de enzima é menor doque 1, preferivelmente menor do que 0,75, tal como menor do que 0,50,menor do que 0,25, menor do que 0,10, menor do que 0,50, menor do que0,25, menor do que 0,10, menor do que 0,05, menor do que 0,01, menor doque 0,001, menor do que 0,0001, e mais preferivelmente menor do que0,00001. Preferivelmente a atividade de glicose oxidase está abaixo do nivelode detecção.
De acordo com a invenção uma composição de enzimacompreendendo uma catalase é adicionada durante o processo defermentação. A composição de enzima deve compreender nenhuma, ouessencialmente nenhuma glicose oxidase. A composição de enzimacompreendendo catalase pode ser adicionada em qualquer etapa durante oprocesso, e.g. no malte, no mosto de cerveja, na cerveja "verde", e/ou nacerveja fermentada. Preferivelmente a composição de enzima compreendendocatalase é adicionada antes de e/ou durante a etapa de maltagem. Acomposição de enzima compreendendo catalase é preferivelmente adicionadana mistura de grão e água, o malte. A catalase pode ser adicionada naquantidade de 0,02-200 mg de proteína enzima (EP)/kg de malte,preferivelmente 0,2-20 mg de proteína enzima (EP)/kg de malte, maispreferivelmente 1-10 mg de proteína enzima (EP)/kg de malte. A catalasepode ser adicionada na quantidade de 1 CIU a 0,01 ClU/kg de malte,preferivelmente 10 CIU a 0,001 ClU/kg de malte, mais preferivelmente 100CIU a 0,0001 CIU/kg de malte, e ainda mais preferivelmente 1000 CIU a1000 CIU/kg de malte.
Preferivelmente a catalase é uma catalase microbiana, tal comouma catalase isolada de um fungo ou de uma bactéria. Preferivelmente acatalase é derivada de uma cepa de Scytalidium sp., preferivelmente S.thermophilum, uma cepa de Aspergillus sp., preferivelmente A. niger, umacepa de Micrococcus sp., preferivelmente M luteus.
Preferivelmente a composição de enzima compreendendocatalase sem, ou essencialmente sem glicose oxidase é uma composição demonocomponente resultante da purificação de uma composição de enzimaderivada de uma cepa de produção não-recombinante. Métodos para apurificação de polipeptídeos incluindo enzimas são bem conhecidos pelapessoa experiente na arte.
Mais preferivelmente a composição de enzima compreendendocatalase é produzida por técnicas recombinantes. Por técnicas recombinantespode ser obtida uma composição de enzima compreendendo catalaseessencialmente pura, tal como uma composição sem, ou essencialmente semglicose oxidase. Métodos para produção recombinante de polipeptídeosincluindo enzimas são bem conhecidos pela pessoa experiente.
Composições de enzima comerciais preferidas produzidas portécnicas recombinantes estão disponíveis como Terminox Ultra ™ daNovozymes A/S e como Fercolase da Genencor Int. Uma composição deenzima de monocomponente comercial preferida derivada de Aspergillusniger está disponível como Catazyme da Novozymes A/S.
Em uma modalidade preferida a composição de enzimatambém compreende uma lacase.
A cerveja produzida pelos processos da invenção pode ser dequalquer tipo de cerveja. Tipos de cerveja preferidos compreendem ales, alesfortes, cervejas pretas fortes, cervejas pretas, lagers, bitters, cervejas deexportação, licores de malte, happoushu, cerveja com alto teor de álcool,cerveja com baixo teor de álcool, cerveja de baixa caloria ou cerveja leve.
Os processes podem incluir adição de hidrogel de sílica,kieselguhr e/ou poli(vinil-pirrolidona) (PVPP) no mosto fermentado efiltração para formar a cerveja brilhante.
A catalase aplicada durante os processos da presente invençãotêm um efeito redutor sobre a concentração de compostos ocasionadores deflavor desagradável importantes. Preferivelmente a concentração de DMS domosto e/ou da cerveja é reduzida, comparada com o nível em um mosto ouuma cerveja produzido(a) por um procedimento de maltagem convencional,tal como em pelo menos 10%, pelo menos 20%, pelo menos 30%, pelo menos40%, pelo menos 50%, ou pelo menos 60% em relação ao nível emrespectivamente um mosto ou uma cerveja produzido(a) por procedimento demaltagem Congress padrão. Preferivelmente a concentração de T2N do mostoou da cerveja é reduzida, comparada com o nível em respectivamente ummosto ou uma cerveja por um procedimento convencional, tal como reduzidaem pelo menos 10%, pelo menos 20%, pelo menos 30%, pelo menos 40%,pelo menos 50%, ou pelo menos 60%.
Atividade de catalase
Atividade de catalase pode ser medida em CIU. Catalasecatalisa a reação de primeira ordem:
<formula>formula see original document page 6</formula>A degradação de peróxido de hidrogênio é monitorada usandoespectrofotometria em 240 nm. O tempo demorado para um decréscimoespecífico em absorbância em uma concentração de H2O2 especificada é umaexpressão de atividade de catalase. Uma CIU é definida como a atividade deenzima que degradará um μΜ de H2O2 por minuto em pH 7,0 e 25°C,reduzindo a concentração de H2O2 de 10,3 para 9,2 mM.
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Uma descrição detalhada do método padrão de CIU (EB-SM-0250.02/01) está disponível sob solicitação na Novozymes A/S
Atividade de glicose-oxidase
Unidade de glicose-oxidase (GODU) é a quantidade deenzima, que oxida 1 μηιοί de beta-D-Glicose por minuto. Glicose-oxidase(beta-D-glicose: oxigênio-1-óxido-redutase, EC 1.1.3.4.) oxida beta -D-glicose na presença de oxigênio em delta-glicono-lactona e peróxido dehidrogênio. O peróxido de hidrogênio gerado oxida ABTS-R (2,2-Azino-di-25 (3etil-benztiazolina)-6-sulfonato) na presença de peroxidase (POD). Isto gerauma cor "verde"-azul, que é medida fotometricamente em 405 nm.
<formula>formula see original document page 7</formula>
Condições de reação<table>table see original document page 8</column></row><table>
Uma descrição detalhada do método padrão de GODU (EB-SM-0244.02) está disponível sob solicitação na Novozymes A/S
MATERIAL e MÉTODOS
Espectroscopia de ressonância de spin de elétrons (ESR)
Para o prognóstico da estabilidade de flavor de cervejaespectroscopia de ressonância de spin de elétrons (ESR) tem sido usada agorahá vários anos, para determinar o denominado tempo Iag de uma cerveja viaenvelhecimento acelerado de cerveja em temperaturas elevadas (60°C). Valorde tempo Iag determinado por este método é visto como um critério para opotencial antioxidativo endógeno de uma cerveja, que é primariamentebaseado nos compostos redutores (e.g. SO2, ácido ascórbico), e ele mesmoestá diretamente ligado à estabilidade oxidativa da cerveja.
O tempo Iag medido por espectroscopia de ESR baseia-se nadetecção indireta da geração de radical livre em cerveja durante oenvelhecimento acelerado de cerveja. Os radicais livres de vida curtaformados podem ser monitorados por aprisionamento com armadilhas de spine pela detecção dos adutos de spin de vida longa usando espectroscopia de ESR.
Por um certo período de tempo, a geração de radical pode serretardada pela atividade antioxidativa da cerveja (fase lag). Após a fase Iag aquantidade de radicais começa a aumentar rapidamente com o tempo.
Potencial Antioxidante Endógeno (EAP) é a capacidadenatural da amostra de cerveja para extinguir os radicais formados quandoaquecida para 63°C e exposta ao oxigênio atmosférico. Quanto mais longa afase lag no sinal de ESR, mais alto o EAP na cerveja. Segundo este ponto osradicais serão formados naturalmente na cerveja. Com o propósito decomparar cervejas diferentes, o sinal de ESR total (T300-700) em um dadotempo é equivalente à quantidade de radicais sendo formados em um certoinstante de tempo ainda a 630C e exposto ao ar atmosférico. Quando menor osinal menos radicais estão sendo formados na amostra de cerveja.
índice Antioxidante de Bebida (BAX) definido como BAX(sp)= valor-EAP / conteúdo-AS02 [min*l / mg ] mede a influência de SO2adicionado na cerveja, e a interação com antioxidantes naturais presentes nacerveja.
EAP alto bem como BAX alto estão correlacionados com amelhor estabilidade de armazenagem da cerveja (Uchida et al. 1996,J.Am.Brew.Chem. 54 205-211, Andersen et al. 1998. J. Agric. Food Chem.1998, Vol 46, pp.1272-1275, Andersen et. al. 2000. J. Agric. Food Chem.2000, Vol 48, pp.3106-3111).
Exemplo 1
Um mosto de cerveja foi produzido a partir de um grãocompreendendo 35% de malte (Esperanza Riego), 15% de cevada nãomaltada e 50% grãos de milho. O grão foi mosturado com 0 ppm de catalase(controle, 2 ppm de catalase (como mg/kg DS) e 10 ppm de controle. Acatalase foi uma catalase elevadamente purificada de Aspergillus nigerpossuindo uma atividade de 132000 ClU/ml e sem atividade de glicoseoxidase detectável. O mosto foi fermentado com levedo de cervejeiro parauma cerveja lager. Na transferência do resto da fermentação os seguintesaditivos foram adicionados na cerveja "verde": 34 g/Hl de Britesorb e 2 g/Hlde eritorbato de sódio.
Mosto e cerveja foram analisados; os resultados são mostradosem tabelas 1 e 2.
Tabela 1. Análise de mosto do grãos mosturados com O ppm de catalase(controle), 2 ppm de catalase (como mg/kg DS) e 10 ppm de controle.
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Tabela 2. Análise de cerveja a partir de grãos mosturados com 0 ppm decatalase (controle), 2 ppm de catalase (como mg/kg DS) e 10 ppm decontrole.
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A cerveja foi submetida à análise sensorial realizada por umpainel de teste de flavor treinado. O procedimento para o teste de estabilidadeforçada foi o seguinte: 24 horas sob agitação e 3 dias a 38°C. A escala para aestabilidade de flavor vai de 1 a 7. 1 indica nenhum flavor de oxidação e 7 é acerveja com o grau alto de oxidação. Os resultados são mostrados em tabela3.
Tabela 3. Estabilidade de flavor. A escala para a estabilidade de flavor vai de1 a 7, na qual 1 indica nenhum flavor de oxidação e 7 é a cerveja com o graualto de oxidação.
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Exemplo 2
Uma cerveja alemã clássica do tipo pilsner foi fermentadausando 100% de malte pilsner de cevada. As enzimas foram adicionadasdurante a etapa de maltagem seguida por ebulição do mosto, maturação eengarrafamento. As enzimas usadas foram uma composição de catalase de A.niger compreendendo atividade secundária de glicose oxidase (Catazyme®),e uma composição de catalase de Scytalidium thermophilum sem atividadesecundária de glicose oxidase (Terminox Ultra ®).
A cerveja engarrafada foi armazenada a 20°C e analisada após4 e 12 semanas.
<table>table see original document page 11</column></row><table>
Exemplo 3
Uma cerveja de tipo pilsner foi fermentada usando maltepilsner de cevada e adjunto de amido de milho. As enzimas foram adicionadasdurante a etapa de maltagem seguida por ebulição do mosto, maturação eengarrafamento. As enzimas usadas foram uma composição de catalase de A.niger compreendendo atividade secundária de glicose oxidase (Catazyme®),uma amostra purificada da composição de catalase de A. niger sem atividadede glicose oxidase, e uma composição de catalase de Scytalidiumthermophilum sem atividade secundária de glicose oxidase (TerminoxUltra®).
A cerveja engarrafada foi armazenada a 20°C e analisada após120 dias.
Tabela 5. índice Antioxidante de Bebida (min*l/mg SO2) e ESR total (sinal total) após 120 dias de armazenagem a 20°C.
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1: Contém 3870 GODU/g (unidades de glicose oxidase);2: Nível abaixo do nível de detecção de 1,5 GODU/g;3: Nível abaixo do nível de detecção de 1,5 GODU/g
Claims (7)
1. Método para produzir uma cerveja, caracterizado pelo fatode compreender adição de uma composição de catalase no malte, no mosto defermentação, na cerveja "verde" e/ou na cerveja fermentada de modo amelhorar o flavor e/ou a estabilidade de flavor da cerveja acabada, a citadacomposição de catalase estando sem, ou essencialmente sem glicose oxidase.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a catalase é uma catalase microbiana, tal como derivável de umabactéria ou de um fungo.
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--2, caracterizado pelo fato de que a catalase microbiana é derivável de umfungo, em particular de um fungo pertencente a Scytalidium sp.,preferivelmente S. thermophilum, Aspergillus sp., preferivelmente A. niger,e/ou Micrococcus sp., preferivelmente M. luteus.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a catalase é produzida por técnicas recombinantes.
5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que a composição de enzima adicionalmente compreende uma lacase.
6. Uso de composição de enzima, compreendendo catalasesem, ou essencialmente sem glicose oxidase, caracterizado pelo fato de ser emum processo para produzir uma cerveja.
7. Uso de composição de enzima de acordo com areivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que uma lacase estápresente.
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