CERVEJA IV: A QUÍMICA DA CERVEJA

Antes de tudo, a cerveja é uma bebida fermentada feita de cereais. Para obter o produto final, existem várias etapas químicas naturais ou induzidas que são necessárias para podermos configurar uma cerveja.

A química da cerveja acontece desde a primeira fase de seu processo de produção, mas precisamente no processo de malteação. Nele, duas importantes reações químicas são responsáveis pela cor da cerveja, a primeira delas, a reação de Maillard, que consiste em uma reação entre aminoácidos e açúcares; a outra leva os açúcares a se decomporem, gerando uma caramelização.

Há muitos aminoácidos e açúcares no malte da cevada, de modo que centenas de possíveis produtos químicos podem resultar deste processo que confere cor à cerveja, também adiciona sabores e aromas desejáveis e característicos aos estilos. Essas reações ocorrem, mais precisamente, no processo de secagem e torra dos grãos de malte.

A reação de Maillard é caracterizada pela produção de um “escurecimento” nos alimentos. Sua estreia na literatura cientifica foi, aproximadamente, entre os séculos XVIII e XVIV, graças a um trabalho do médico e químico francês Louis Camille Maillard.

O primeiro passo consiste em uma reação entre um aminoácido e uma molécula de açúcar redutor, obtendo-se como intermediário uma base de Schiff. A base de Schiff sofre um rearranjamento de Amadori, formando 1-amino, 1-deoxi, 2-cetose, N-substituída (cetoseamina), composto esse, fundamental para o escurecimento. Esta molécula pode reagir de diversas maneiras, algumas das quais levam a grandes moléculas altamente coloridas chamadas melanoidinas, que são responsáveis pelo escurecimento característico desta reação.

Figura 16: Esquema da primeira etapa da reação de Maillard entre um açúcar redutor e uma amina resultando em uma cetoseamina.

A cetoseamina também pode reagir de maneira a formar moléculas menores e altamente aromáticas, como o furaneol (4-hidroxi-2,5-dimetil-3- furanona, também chamado DMHF) e maltol, mostrado na Figura 16. Furaneol e maltol conferem aromas de amêndoas, tostado ou maltado característico de cervejas escuras.

A caramelização, semelhante à reação de Maillard, é uma forma de pirólise: decomposição termoquímica sem a presença de oxigênio, onde se aquece o açúcar redutor até ele se fundir. Ao se fundir o açúcar, este perde água, e se transforma nos seus respectivos anidridos.

Figura 17: Etapas da decomposição termoquímica da glicose

Figura 18: Coloração do malte que, proporcionalmente, confere cor a cerveja.

Na brassagem, a química ocorre através do cozimento dos maltes que produz o mosto, meio propício para a atuação das enzimas converterem o amido presente nos grãos dos maltes em açúcares fermentescíveis ou não fermentescíveis (dextrinas).

Dentre as enzimas usadas pelos cervejeiros, as amilases são as principais responsáveis pela conversão do amido em açúcares durante a mostura. Cada uma das enzimas amilases age sobre um tipo de ligação entre as moléculas de açúcar que formam as moléculas de amido (carboidratos).

A beta amilase, por exemplo, quebra ligações 1-4 próximas as pontas das moléculas de amido. Ela não quebra ligações 1-6 ou ligações 1-4 próximas a ligações já quebradas. Já a alfa amilase quebra qualquer ligação 1-4 da molécula de carboidrato. E as ligações 1-6 podem ser quebradas pelas enzimas carbohidrase (limit dextrinase) ativadas durante o processo de malteação.

Fatores como pH, temperatura ideal e temperatura de desativação favorecem ou não a atuação dessas enzimas durante essa etapa do processo. Abaixo, a figura 19 apresenta os valores ideias para a atuação das mesmas.

Figura 19: Ação dos tipos de amilases (enzimas de hidrólise) na etapa de brassagem e a forma como atacam as moléculas de glicose

Seguindo com o processo de fabricação, na etapa de fermentação a química também se faz presente. A fermentação é a etapa do processo de produção no qual os açúcares do mosto serão transformados em gás carbônico (CO2) e álcool pelas leveduras.

As leveduras consomem os carboidratos fermentáveis, produzindo etanol e CO2, como produtos principais, e ésteres (acetato de etila, acetato de isoamila, acetato de n-propila), ácidos (acético, propiônico) e álcoois superiores (1-propanol, 2-metil-1-propanol, 2-metil­-1-butanol e 3-metil-1-butanol), como produtos secundários. Estes transmitem propriedades organolépticas à cerveja. Por isso, a fermentação é a fase mais importante para definir o paladar da cerveja.

A reação de fermentação de carboidratos como a glicose é:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

A oxidação de álcoois a ácidos carboxílicos pode ser exemplificada para o caso do etanol:

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O

Após a fermentação, a cerveja é enviada para tanques maturadores e mantida por períodos variáveis a temperatu­ras abaixo de 0ºC. Ocorre a sedimentação de partículas em suspensão e desencadeiam-se reações de esterificação entre os ácidos e os álcoois produzidos na fermentação, que pro­duzem muitos dos ésteres essenciais para o sabor da cerveja:

R1-COOH (ácido) + R2-CH2OH (álcool) → R1-COOCH2-R2 (éster) + H2O

Estas reações são as mais importantes do ponto de vista de formação do sabor da cerveja, já que são realizadas por um ser vivo que apesar de tentarmos controlar, não conseguimos. Os mestres cervejeiros apenas criam as condições para que a reação se processe da maneira como desejam, porém sem garantias.

Estas três etapas químicas, resultam no que chamamos de cerveja. É fácil ir ao supermercado e comprar algumas garrafas ou um fardo de latinhas, porém, quando pensamos em todo o processo vemos que não é uma tarefa fácil criar uma cerveja.

Ela se tornou um exemplo de como a química está inserida em nosso cotidiano, no que diz respeito à preparação desse produto em suas diversas etapas. É a partir dessas reações e do processo produtivo, que acontecem de forma simultânea, que existem vários tipos de cervejas com diferentes concentrações, colorações e sabor. Existe uma infinidade delas e você pode conferir isso no último texto dessa série.

REFERÊNCIAS

A química da Cerveja. Química e Sociedade. Química Nova Escola. – São Paulo-SP, 2015.

Alfa e beta amilase

Introdução à química básica da cerveja

MUXEL, Prof. Dr. Alfredo. A química da cor da Cerveja, 2019.

MUXEL, Prof. Dr. Alfredo. Fundamentos de Fabricação da Cerveja. Blumenal, 2016.

O que é cerveja puro malte

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