Study of processing variables impact on craft beer quality parameters during shelf-life

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (área de especialização em Tecnologia Química e Alimentar)Em Portugal, a procura de cerveja artesanal tem aumentado consideravelmente, perspetivando-se a sua afirmação e expansão no mercado de bebidas álcoolicas. De um modo geral, estas cervejas não são filtradas nem pasteurizadas. Estes fatores contribuem para o baixo tempo de prateleira, situando-se em geral entre os 4 e os 8 meses. Assim, o objetivo deste trabalho centra-se na identificação das principais variáveis que influenciam positiva e/ou negativamente, o tempo de prateleira da cerveja artesanal de modo a melhorar a estabilidade sensorial deste produto e aumentar o seu tempo de prateleira. Inicialmente, identificaram-se as variáveis a introduzir num lote de cerveja do tipo Pilsner e os parâmetros físico-químicos a monitorizar. As variáveis em estudo foram a concentração de levedura na garrafa, a desinfeção da garrafa, o uso de uma cola de estabilização, tipo de vidro da garrafa e temperatura de armazenamento. Os parâmetros avaliados foram: pressão interna, pH, brix, condutividade, % de sal, estabilidade da espuma, cor e turvação e quantificação de compostos maioritários e compostos minoritários presentes na cerveja. Através da elaboração dos perfis de variação de cada parâmetro ao longo do tempo avaliaram-se as alterações favoráveis, passíveis de serem introduzidas no processo cervejeiro artesanal. Com a realização deste estudo, concluiu-se que duas variáveis estudadas apresentam um efeito negativo na estabilidade da cerveja comparativamente à amostra-padrão, enquanto uma das variáveis apresentou um efeito positivo. A variável excesso de levedura promoveu o processo de re-fermentação em garrafa, verificando-se o aumento da pressão interna (3,3 ± 0,0 bar) e da concentração de ácidos levando a um decréscimo acentuado do pH (3,7 ± 0,0) em relação à amostra-padrão. Também se verificou uma elevada velocidade de degradação da espuma (1,5 ± 0,1 mm/seg) com consequente diminuição da estabilidade da espuma em relação à amostrapadrão. O engarrafamento da cerveja em garrafa transparente promoveu a diminuição do pH (3,6 ± 0,0) e o aumento da concentração de ácidos resultantes de fenómenos de oxidação. A garrafa armazenada a 4°C, demonstrou ser a variável para a qual a cerveja apresentou uma maior estabilidade pois apresentou o menor decréscimo do pH (4,0 ± 0,0) em relação a todas as outras variáveis.In Portugal, the demand for craft beer has increased substantially towards its statement and expansion in alcoholic beverage market. In general, these beers are not filtered or pasteurized. These factors contribute to the low beer shelf-life, standing generally between 4 and 8 months. Thus, the aim of this thesis is based on the identification of main variables that influence positively and / or negatively, the shelf-life of craft beer to enhance the flavor stability of the product and increase its shelf-life. Initially, it was necessary identify the variables to introduce in a batch of Pilsner type beer and choose the physico-chemical parameters to be monitorized. The studied variables were the yeast concentration in the bottle, the bottle disinfection, the use of a glue stabilization, a type of glass bottle and storage temperature. The parameters evaluated were: internal pressure, pH, Brix, conductivity, salt concentration (%), foam stability, color and turbidity and quantification of major compounds and minor compounds present in beer. Through the development of variation profiles of each parameter over time, the favorable changes which could be introduced in the craft brewing process were evaluated. With this study, it was concluded that two of the studied variables showed a negative effect on beer stability comparing with standard sample, while one variable showed a positive effect. The variable “high level of yeast” promoted the re-fermentation process in the bottle with the consequent increase of internal pressure (3,3 ± 0,0 bar) and acids concentration, leading to a marked decrease of pH (3,7 ± 0,0) in relation to standard sample. It was also observed an high velocity foam degradation (1,5 ± 0,1 mm/seg) with consequent reduction of foam stability in relation to standard sample. The bottling of beer in a transparent bottle promoted the decrease of pH (3,6 ± 0,0) and increase of acids concentration as consequence of oxidation phenomenon. On the other hand, the bottle stored at 4 °C, proved to be the variable for which the beer showed a higher stability because it showed the lowest pH decrease (4,0 ± 0.0) compared to all other variables