Ciência de Mesa de bar (1)

Estava eu lendo coisas aleatórias quando me deparo com a figura abaixo e me pego encarando-a com uma cara fechada por uns instantes:

Meio confuso tudo isso, né?

Sim, essa figura foi retirada de artigo científico sobre cerveja. Se você, caro leitor do Prisma, é chegado a uma bebida fermentada de cevada, este post é para você. Mas qual a relação entre cerveja e ciência? Pegue seu copo e seu rótulo preferido e descubra no texto abaixo.

Breve histórico

A cerveja é uma das bebidas mais antigas do mundo, ocorrendo registros de quase 5000 anos no Egito antigo e na Mesopotâmia. Há registros de receitas de cerveja datadas em 3500 anos, além de registro do seu consumo em grupos (talvez seja essa a origem do consumo de cerveja em uma roda de amigos). Um artigo de arqueologia sugere uma ligação entre a invenção da cerveja e o desenvolvimento da civilização.

Isto porque os agricultores que estavam “domesticando” cereais não apenas os plantavam para alimentação, mas também o excedente dos cereais era usado no consumo recreativo.

4536150-woman-holding-beerDurante a idade média, em uma época onde as fontes de água eram dúbias por causa da peste, monges produziam e consumiam cerveja para evitar a desnutrição, já que os processos de fervura e fermentação reduzem os riscos de contaminação. Aproximadamente nesta época apareceram as primeiras cervejarias. Um dado curioso é que em alguns lugares, somente as mulheres podiam produzir cerveja.

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Componentes

Estão presentes em qualquer cerveja os componentes: água, um grão  (a fonte de açúcar para fermentação), lúpulo e levedura.

Água

A água contém diferentes características fisico-químicas, que dependem da sua origem geológica. Alguns tipos de água afetam o pH e apresentam maior ou menor quantidade de íons específicos (como cálcio e sulfato), o que origina preferencialmente um tipo de cerveja e, consequentemente, seu sabor será diferente. As “águas duras” (as que apresentam maior concentração de íons) são mais usadas para produção de cervejas tipo Ale, amargurando a bebida e previnindo que ela estrague. As cervejas do tipo Porter são ricas em cálcio e carbonato, sendo cervejas mais encorpadas. Já as “águas moles” (que apresentam pouca quantidade de íons) resultam em cervejas mais leves, como as Pilsens e Lagers. N.A. Me pergunto o que há na água de Petrópolis…

Grãos: fonte de açúcares

As fontes mais comuns de açúcar para a fermentação são provenientes de grãos maltados, como a cevada. Outros grãos podem ser utilizados na fabricação de cerveja como trigo, milho, arroz e centeio. O malte é resultante de um processo artificial de germinação dos grãos, sendo a cevada o mais comum. Após a germinação, os grãos apresentam maior quantidade de açúcar, como glicose e maltose, que serão utilizados no processo de fermentação.

Fermentação

Açúcar + Levedura = Fermentação

Açúcar + Levedura = Fermentação

Para o processo de fermentação, são empregadas leveduras como Saccharomyces cerevisiae que utilizam o açúcar do malte como fonte de alimento e produzem álcool e dióxido de carbono. Aqui temos uma típica reação química, no qual uma molécula de seis atómos de carbono origina duas moléculas com dois átomos de carbono cada, além de duas moléculas de CO2.

fermentation

O tipo de levedura empregada neste processo também pode interferir com o sabor final da bebida. Dois tipos de leveduras foram originalmente divididas pelo seu comportamento de floculação: leveduras de topo (Ale) e leveduras de fundo (Lager). Os dois principais tipos de cerveja, Ale e Lager, são definidos pelo comportamento da sua levedura. As leveduras de topo “flutuam”e impedem a liberação do CO2, que forma uma camada de levedura no topo dos contêiners ou barris de fermentação; enquanto as leveduras de fundose amontoam no fundo, formando flóculos.

Nos últimos anos, tem-se buscado diminuir o desperdício com a fermentação. Um dos métodos empregado é chamado de “Alta Gravidade” e emprega uma maior concentração de maltose em relação à glicose, o que concentra os açúcares na mistura e diminui as perdas de ingredientes durante o processo de fermentação. Para assegurar a qualidade nos processos que envolvem Alta Gravidade, já foram realizados análise de genes das leveduras (pela técnica de microarray), para selecionar as variações que melhor se adaptam à essa técnica (1); outra abordagem selecionou genes específicos que estão envolvidos na síntese dos compostos do aroma da cerveja. Os autores do trabalho discutem como certos genes presentes em tipos diferentes de leveduras podem dar características aromáticas para diferentes tipos de cerveja (2). Cerveja e expressão gênica? Taí uma boa discussão para uma mesa de bar!

Lúpulo e Outros ingredientes

hops-plant-1401325-mPor fim, temos o lúpulo que é adicionado à mistura para conferir o sabor a bebida. A acidez do lúpulo contribui para a gosto amargo da bebida, o que suaviza o sabor doce proveniente dos açúcares dos grãos. De acordo com o tipo de receita, a cerveja pode conter diversos nutrientes como magnésio, selênio e até vitaminas do complexo B.

Basicamente, os quatro ingredientes fundamentais são água, cevada, lúpulo e levedura. Houve uma lei na Alemanha (“German Beer Purity Law”) que dizia que a cerveja só poderia conter estes quatro ingredentes afim de evitar uma competição com padeiros pelo estoque de trigo e centeio, o que aumentaria o preço de pães e afins.

O tempo passou e outros ingredientes foram utilizados para a produção da bebida, como os já citados trigo, milho e arroz, além de outros como café, chocolate, bananas. Aparententemente, a imaginação é o limite quando se fala de adjuntos à bebida. No caso específico da banana, a fruta pode dar características especiais à bebida devido ao seu aroma característico; além disso, a sua quantidade de açúcares pode ajudar na fermentação e sua composição pode ajudar no quesito nutricional; e, por ser relativamente barata, possui um importante aspecto socioeconômico (3).

Por falar em aroma, o flavour da cerveja é algo importante (flavour é algo que se assemelha à soma de sensações de cheiro e gosto). Os principais constituintes do flavour são compoentes polifenólicos, como ácidos, álcoois, aldeídos, cetonas e ésteres (viu, aquela sua aula de química orgânica valeu para alguma coisa). Vários extratos dos ingredientes já mostraram possuir efeitos anti-bacteriano, anti-oxidante, anti-angiogênico, entre outros. O flavour é principalmente incorporado pela levedura durante a fermentação, e como já vimos, o tipo de água, tipo de fermentação e ingredientes também pode interferir com o sabor da bebida. Geralmente as leveduras de cervejas Ale produzem maior concentração de ésteres na cerveja, aumentando o seu flavour.

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Alguns tipos de aroma (4)

Os aldeídos também são importantes no flavour. Diversos aldeídos podem agregar características diferentes à cerveja, como frutado, amargo, maltado, torrado, etc. Para uma revisão, ver esse artigo. Outro fator importante que pode influenciar o flavour da cerveja é o seu envelhecimento. Envelhecer a cerveja pode adicionar à bebida características mais doces, com toques de café ou caramelo, ou de folhas.

Finalizando, é importante ressaltar que o consumo exagerado de cerveja ou outras bebidas alcoólicas pode causar diversos problemas como a ressaca (sintomas desagradáveis do dia seguinte a uma bebedeira). O Prisma não recomenda o uso abusivo de álcool, veja aqui, aqui e aqui.

Caso você passe da conta, ainda há esperanças. Cientistas australianos afirmam que adicionando eletrólitos à bebida, impedem a ressaca (5).

Por fim, bebam com parcimônia. Deixem seus comentários abaixo. Quem sabe não role uma parte 2.

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Referências não linkadas no texto:

1) Blieck L, Toye G, Dumortier F, Verstrepen KJ, Delvaux FR, Thevelein JM, Van Dijck P (2007) Isolation and characterization of brewer’s yeast variants with improved fermentation performance under high gravity conditions. Appl Environ Microbiol 73:815–824;

2) Saerens SMG, Verbelen PJ, Vanbeneden N, Thevelein JM, Delvaux FR (2008) Monitoring the infuence of high-gravity brewing and fermentation temperature on Xavor formation by analysis of gene expression levels in brewing yeast. Appl Microbiol Biotechnol 80:1039–1051

3) Carvalho GB, Silva DP, Bento CV, Vicente AA, Teixeira JA, Felipe Md, Almeida E Silva JB. Banana as adjunct in beer production: applicability and performance of fermentative parameters. Appl Biochem Biotechnol. 2009 May;155(1-3):356-65.

4) Langos D, Granvogl M, Schieberle P. Characterization of the key aroma compounds in two bavarian wheat beers by means of the sensomics approach. J Agric Food Chem. 2013 Nov 27;61(47):11303-11.

5) Desbrow B, Murray D, Leveritt M. Beer as a Sports Drink? Manipulating Beer’s Ingredients to Replace Lost Fluid. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2013 May 20.

PS: Não possuo os créditos das imagens. Algumas imagens foram postados aqui apenas como maneira de divulgação. Caso se ache prejudicado, por favor entre em contato para que possamos remover o conteúdo.

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