BRPI0711412A2 - processo para a produção de levedura - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUçAO DE LEVEDURA. A presente invenção refere-se a um processo aperfeiçoado para a produção de levedura, especialmente fermento, no qual a levedura é posta em contato com um agente auxiliar de processamento natural ou um derivado de uma substância natural em uma quantidade suficiente para a supressão ou, pelo menos, redução da atividade de microrganismos indesejáveis na produção técnica de leveduras de iniciação e/ou leveduras comerciais. De maneira conveniente, o agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural é selecionado entre, pelo menos, um membro do grupo que abrange ácidos do lúpulo, colofónio e ácido mirístico ou derivados dos mesmos.

Description

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE LEVEDURA FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Leveduras são o grupo mundialmente mais importante de microrganismos de valor comercial. Elas já são utilizadas há milênios pelo homem.

A quantidade total da produção de leveduras inclusive da produção de leveduras no fabrico e fermentação de cerveja e na produção de alimentos importa em milhões de toneladas por ano. A produção de leveduras na União Européia tem uma conversão de 800 milhões de euros e sem considerar o ramo industrial do fornecedor, garante mais de 8000 postos de trabalho.

O gênero de levedura mais importante do ponto de vista econômico é Saccharomyces eerevisiae. Contudo, há inúmeras 15 espécies de leveduras menos comuns com potencial para aplicações tecnológicas. Uma cepa de levedura técnica importante, por exemplo, é Kluyveromyces Iact is. Esses micróbios são cultivados em grande escala técnica em fermentadores para a produção de quimosina (renina) ; essa renina, que substitui a forma convencional obtida de animais abatidos, encontra hoje em dia ampla aplicação na produção de queijo.

Leveduras de Saccharomyees são geralmente classificadas como inócuas ("GRAS"). Elas produzem dois importantes produtos de metabolismo - etanol e dióxido de carbono. O etanol é empregado para a produção de bebidas alcoólicas, como combustível e como solvente. O dióxido de carbono é empregado como fermento para massa de pão, para a produção de bebidas contendo ácido carbônico, como gás protetor na conservação de alimentos e como solvente para extrações. As próprias leveduras são empregadas como aumentador de sabor em alimentos e como fonte de nucleotídeos na produção de substitutos do leite materno.

Além disso, a levedura é também uma importante fonte de vitamina B na alimentação humana e animal. Extrato de levedura estéril é empregado no cultivo de culturas industriais de penicilo para a produção de enzima ou na produção de culturas de partida. Leveduras alimentícias são empregadas na ração de gado e cavalo para a estabilização do meio anaeróbio no estômago de ruminantes. Levedura geneticamente modificada é empregada na produção de proteínas, tal como insulina, que encontra aplicação na mediei na humana.

A levedura é sempre produzida a partir de uma cultura de levedura pura, a qual foi isolada através de seleção, cultivo ou modificação genética em relação à produtividade na aplicação prevista. Na produção de culturas de levedura puras utiliza-se o princípio duplo do emprego de uma amostra bacteriologicamente perfeita para a inoculação inicial e a conservação dessa pureza sobre toda a produção de levedura. O fermento (Saccharomyces cerevisiae) tem sua origem na levedura de cerveja de alta fermentação. Através da seleção de determinadas cepas de levedura e suas propriedades e subseqüente aumento das células, obtém-se uma cultura de levedura pura em um solo nutritivo de melaço e diferentes substâncias aditivas. O fermento é caracterizado, por exemplo, por alta força motriz e um baixo teor de enzimas que se decompõem no glúten. Enquanto a respectiva cepa de levedura é, naturalmente, o segredo de funcionamento do produtor de levedura, o decurso técnico do aumento da levedura é conhecido de modo geral.

Na biotecnologia é comum um cultivo de multiestágios para a produção de uma grande quantidade de biomassa em cultura pura. No caso do cultivo de um estágio, no qual um grande volume de substrato é inoculado com uma pequena quantidade dos respectivos microrganismos, seria necessário um tempo prolongado para o aumento suficiente da biomassa. Isso teria algumas desvantagens: um período de armazenagem mais prolongado, no qual a levedura produz um ótimo meio para o crescimento da levedura (potencial redox reduzido, concentração de estimulantes do crescimento), alto risco de contaminação com organismos indesejáveis e ineficiência econômica.

A levedura utiliza um amplo espectro de carboidratos e açúcares. Atualmente, contudo, não se conhece nenhuma espécie de levedura, que está em condição, de utilizar todos os açúcares disponíveis. A cepa Saccharomyces cerevisiae de alta fermentação utiliza de maneira característica a glicose, frutose, manose, galactose, sacarose, maltose, maltotriose e rafinose. Contudo, Saccharomyces cerevisiae e cepas afins não podem utilizar quaisquer açúcares C5, tais como ribose, xilose, arabinose ou celobiose.

O substrato mais comum para o cultivo de levedura é uma solução aquosa de 8-10 % de melaço. 0 melaço contém cerca de 5 0 % de açúcar. 0 melaço é clareado para separar todo o lodo e depois esterilizado com vapor de alta pressão. Depois, ele é diluído com água e conservado em reservatórios tampão, até ser utilizado para o processo de fermentação. A solução é levada para um valor de pH de cerca de 4,5-5,0 com auxílio de ácidos inorgânicos e enriquecida com minerais e vitaminas do grupo B, que são necessários para a produção do fermento. Nitrogênio, potássio, fosfato, magnésio e cálcio com traços de ferro, zinco, cobre, manganês e molibdênio são incluídos no consumo de substâncias nutritivas e minerais. Normalmente, o nitrogênio é acrescentado ao substrato através da adição de sais de amônio, amoníaco aquoso ou amoníaco anidro. Fosfatos e magnésio são acrescentados na forma de ácido fosfórico ou sais de fosfatos e sais de magnésio. Para o crescimento do fermento também são necessárias vitaminas (biotina, inositol, ácido pantotênico e tiamina).

As culturas de levedura são arejadas, para obter uma produção de biomassa a mais alta possível. Leveduras são fungos monocelulares altamente desenvolvidos. Elas são facultativamente anaeróbias: na presença de ar, elas produzem dióxido de carbono e água a partir de açúcar e oxigênio. Esse processo de metabolismo é designado como respiração e produz uma quantidade de energia (ATP). Na respiração, a glicose é inteiramente oxidada e dessa maneira, toda a energia bioquímica contida na mesma é liberada.

Glicose + oxigênio dióxido de carbono + água + energia (38 ATP).

Essa energia é utilizada pela levedura para a manutenção das funções vitais e para a síntese da biomassa, isto é, para o crescimento do fermento. Além de oxigênio e açúcar, ainda são necessárias algumas outras substâncias para a produção de biomassa, especialmente nitrogênio.

Na ausência de oxigênio, apesar disso, a levedura ainda pode produzir energia a partir do açúcar para manter as funções vitais. O metabolismo anaeróbio na levedura foi definido por Louis Pasteur como fermentação. Na fermentação são produzidos dióxido de carbono e etanol a partir do açúcar. A oxidação da glicose é incompleta. O etanol contém uma quantidade de energia, de maneira que somente uma pequena parte da energia bioquímica contida na glicose é liberada:

Glicose dióxido de carbono + etanol + energia (2 ATP).

Em conseqüência disso, o aumento da célula de levedura em condições anaeróbias é bastante limitado. A produção técnica de levedura baseia-se no processo aeróbio. Para a produção de condições aeróbias o ar é soprado através da solução, na qual a levedura é cultivada.

A colocação do problema do fabricante de fermento não é, contudo, tão simples quanto a simples admissão de ar durante o processo de fermentação. Se a concentração de açúcar no meio de crescimento ultrapassa uma pequena quantidade, a levedura produzirá um pouco de álcool também com admissão suficiente ou mesmo abundante de ar (efeito Crabtree). Esse problema pode ser corrigido através de lenta adição da solução de açúcar à levedura durante todo o processo de fermentação. A taxa de adição da solução de açúcar deve ser selecionada de maneira tal, que a levedura consuma o açúcar tão depressa, que a concentração de açúcar seja praticamente zero em um momento desejado. Esse tipo de fermentação é designado como fermentação fed-batch.

Na fabricação de fermento, a levedura é cultivada em vários estágios. Por exemplo, as leveduras podem ser transferidas de uma cultura em tubo de ensaio em substrato com 50 ml, depois 1 litro, 10 litros, 40 litros 400 litros, 4 m3, 10 m3 e finalmente, 200 m3. 0 estágio inicial do crescimento da levedura é efetuado no laboratório. Uma parte da cultura de levedura pura é misturada em um balão estéril com temperos de melaço, em que a levedura pode crescer por 2 a 4 dias. Todo o conteúdo desse balão é utilizado, depois, para inocular o primeiro fermentador no estágio de cultura pura. As fermentações de cultura pura são fermentações descontínuas, nas quais o crescimento da levedura perfaz 13 a 24 dias. Nesse estágio do processo utilizam-se, via de regra, 1 a 2 fermentadores.

Até o fato de que faltam providências para o arejamento estéril e transferência asséptica para o estágio seguinte, trata-se fundamentalmente no caso das fermentações de cultura pura de uma continuação da fermentação no balão. Esses estágios prematuros são efetuados como fermentações set-batch. Nesse caso, todos os meios de crescimento e substâncias nutritivas são introduzidos no recipiente antes da inoculação.

No estágio de fermentação seguinte, trata-se de uma fermentação de cultura de origem. 0 conteúdo do fermentador intermediário é bombeado para o fermentador de origem, o qual é exposto ao arejamento contínuo. Esse estágio é designado como fermentação de levedura de iniciação, visto que a levedura após a conclusão da fermentação é separada da maior parte do líquido do fermentador através de centrifugação, o que resulta em uma cultura de origem para a inoculação do estágio seguinte. 0 arejamento é forte e o melaço e outras substâncias nutritivas são acrescentados passo a passo. Via de regra, o líquido deste fermentador é dividido em várias partes para acionar o cultivo final da levedura comercial. Alternativamente, a levedura pode ser separada por centrifugação e pode ser guardada por alguns dias antes do emprego nos cultivos finais da levedura comercial.

A introdução do processo fed-batch na produção de levedura caracteriza o início da moderna indústria de levedura. A produção fed-batch foi inicialmente introduzida na Alemanha no ano de 1915 e a moderna produção de levedura ainda é efetuada como processo fed-batch. Em uma fermentação fed-batch, o melaço, ácido fosfórico, amoníaco e minerais são acrescentados à levedura com uma taxa controlada. Essa taxa é orientada para acrescentar ã levedura exatamente tanto açúcar e substâncias nutritivas, que o aumento é maximizado e a produção de álcool impedida.

No início de cada carga, transfere-se junto com a levedura de iniciação, uma quantidade bastante considerável de água de processo para o fermentador. Estabelece-se a ótima quantidade de açúcar a ser acrescentado por grama de levedura e por hora. 0 melaço é acrescentado ao fermentador em uma taxa, que corresponde à quantidade pré-determinada de açúcar a ser acrescentado.

Na produção de fermento, é freqüente uma adição básica de 16-18 g/l. Nitrogênio e fósforo podem ser acrescentados ou com uma determinada taxa ou misturados à água do processo antes do acréscimo do melaço. As quantidades são determinadas pela proporção de peso de açúcar, nitrogênio e fósforo. Após 8-16 horas de cultivo, a cultura de levedura está madura. Para a produção de levedura são necessários 2,5 g de nitrogênio e 5,0 g de fósforo ou 0,3 g de nitrogênio e 0,5 g de fósforo para 100 g de açúcar.

A temperatura do cultivo encontra-se normalmente entre 25 e 35°C e o valor de pH é determinado pelas quantidades de nitrogênio acrescentado. A produção da levedura de iniciação é efetuada com um valor de pH entre 4,5 e 5,0, a produção da levedura comercial, com um valor de pH entre 5,0 e 7,0.

A fermentação final da levedura comercial tem o maior grau de arejamento e o melaço e outras substâncias nutritivas são acrescentadas passo a passo. Nas fermentações finais da levedura comercial necessita-se de uma considerável admissão de ar, de maneira que esses reservatórios são muitas vezes iniciados temporalmente transferidos, a fim de reduzir o tamanho dos compressores de ar. A duração dos estágios finais da fermentação encontra-se na faixa de 11 a 15 horas. Após acrescentar todo o melaço necessário ao fermentador, o líquido ainda é arejado por 0,5 a 1,5 horas, para permitir mais um amadurecimento da levedura, o que torna a levedura mais estável em relação ao transporte frigorífico. Além disso, esse método garante que pequenas quantidades de etanol sejam removidas através da respiração.

No final da fermentação, o caldo do fermentador é separado através de centrifugação, lavado com água e novamente centrifugado, o que fornece um leite de fermento com uma concentração de sólido de aproximadamente 18 %. O leite de fermento é resfriado a cerca de 8°C e guardado em um recipiente de leite de fermento de aço nobre inoxidável resfriado, separado. O leite de fermento pode ser diretamente carregado em trens-tanque e transportado para clientes com um sistema de manuseio de leite de fermento correspondente. Antes de 1825, a levedura só podia ser obtida como leite de fermento. No ano de 1825, Tebbenhof introduziu o fermento prensado. Com o desenvolvimento de padarias por atacado para o fornecimento em massa, a fabricação de leite de fermento tornou-se novamente popular.

Alternativamente, a levedura pode ser centrifugada e os sólidos da levedura podem ser ulteriormente concentrados com auxílio de um filtro-prensa ou de um filtro de rotação a vácuo. Um filtro-prensa fornece um bolo de filtração com 27 a 32 porcento de sólidos. Um filtro de rotação a vácuo fornece bolos de filtração com aproximadamente 33 porcento de sólidos.

Depois, o bolo de filtração é misturado em misturadores com pequenas quantidades de água, emulsificantes e óleos de fluxo para formar o produto final. Na produção do fermento prensado são acrescentados emulsificantes, a fim de emprestar uma aparência branca cremosa à levedura e inibir a formação de manchas de água no bolo da levedura. Uma pequena quantidade de óleo, normalmente óleo de soja ou de semente de algodão é acrescentada para reforçar a extrusão da levedura através de bocais para cintas sem fim de bolos de levedura. As cintas são cortadas e os bolos de levedura embalados e resfriados a uma temperatura de menos de 8°C, depois do que elas estão prontas para o transporte de carga frigorífica. Para produzir uma tonelada de fermento prensado com 27 % de substância seca (Y27) são necessários 100 kg a 250 kg de levedura de iniciação e uma tonelada de melaço.

Na produção de levedura seca ativa o fermento prensado é moldado para cilindros, que a seguir são secados no secador de camada turbilhonar. 0 fermento seco ativo pode ser guardado à temperatura ambiente.

Para produzir bio-levedura, o substrato de melaço é substituído por substratos de amido. Amido de trigo, amido de milho ou amido de batata são açucarados com enzimas técnicas para uma solução de açúcar. Bio-fermento produz menos dióxido de carbono, pois o produto final contém cerca de 30% de amido.

Fermentações fed-batch não são inteiramente estéreis. 0 emprego de reservatórios sob pressão para garantir a esterilidade dos grandes volumes de ar necessários nesses fermentadores ou para obter condições estéreis em todos os processos de transferência através das inúmeras canalizações, bombas e centrífugas, não é econômico. Para garantir condições as mais assépticas possíveis, as instalações são abundantemente limpas, tubulações e reservatórios são reivindicados com vapor de água e o ar é filtrado. Contudo, é quase impossível, evitar uma certa forma de impureza microbiana e foi relatado a respeito da presença de bactérias, tais como Leuconostoc, Pediococcus, Aerocoeeus, Baeillus, Lactoeoceus e E. eoli. Os estágios fed-batch são cultivados durante um espaço de tempo limitado (10-20 horas). Devido ao espaço de tempo relativamente curto do cultivo e um grande inóculo de levedura, os organismos estranhos devem ser impedidos de crescer para formar uma infecção visível. Atualmente, o combate à infecção parece estar limitado aos métodos físicos, tais como, por exemplo, o emprego de separadores de lavagem para remover o maior número de bactérias possível junto com o tempero da levedura através da diferença de densidade na colheita das células de levedura.

Às vezes, propõe-se a redução do valor do pH como medida preventiva, contudo, o ótimo crescimento da levedura pode ser obtido apenas com um valor de pH em torno de 6. Às vezes, utiliza-se cloreto de sódio para auxiliar a conservação do fermento prensado durante um espaço de tempo mais longo.

O combate à infecção na produção de levedura é indispensável para garantir a pureza da cultura de levedura. Impurezas bacterianas são particularmente perturbadoras, se as leveduras são usadas em fermentações, tais como na produção de cerveja ou etanol. Neste caso, as leveduras podem servir como fonte de infecção para o processo de fermentação. Os fabricantes de levedura estão inteiramente conscientes, que o número de impurezas bacterianas por grama de leite de fermento, fermento prensado ou fermento seco ativo, é um fator decisivo para a qualidade da levedura.

A presente invenção disponibiliza um processo para combater a impureza bacteriana durante a produção da levedura e armazenagem da levedura.

A US-PS 6.326.185 Bl designa um processo para a descontaminação de leveduras de cerveja empregadas na fermentação, para que essa possa ser empregada para fermentações seguintes. A levedura é posta em contato com tetrahidroiso-a-ácidos até uma concentração final de 4 0 ppm e ao mesmo tempo, o valor do pH da mistura é ajustado para cerca de 2,0 a 2,6. Depois, a mistura é mantida durante um espaço de tempo especial a uma temperatura especial.

A US-OS 1.477.132 refere-se a uma composição de levedura, individualmente, a uma composição de levedura para a fermentação de arroz e um processo de fabricação da mesma. Arroz cozido é adicionado ao suco de lúpulo. 0 arroz é tratado, então, com levedura de maneira tal, que a levedura possa crescer. A adição de ácido do lüpulo serve para evitar oxidação, decomposição e outros processos de metabolismo venenosos através de bactérias.

A WO 2004/072291 A2 refere-se ao emprego de ácidos do lúpulo na produção de bioetanol para o combate de microrganismos. Nesse pedido, cita-se apenas de modo geral, que o processo para o combate de microrganismos através do emprego de ácido do lúpulo também pode ser aplicado no crescimento de levedura.

O objeto da presente invenção é a disponibilização de um processo para a produção técnica de levedura, no qual a atividade de microrganismos pode ser evitada de maneira relativamente barata ou, pelo menos, ser reduzida.

Um outro objeto da presente invenção consiste na disponibilização de um processo para a produção técnica de levedura, no qual processos físicos para a redução da atividade de microrganismos indesejáveis em leveduras possam ser evitados ou, pelo menos, simplificados.

Um outro objeto da presente invenção consiste na disponibilização de um processo para a produção técnica de levedura, no qual medidas estruturais, por exemplo, reservatórios sob pressão no estágio da fermentação fed- batch de levedura podem ser evitadas ou, pelo menos, simplificadas.

Um outro objeto da presente invenção consiste na disponibilização de um processo para a produção técnica de levedura, no qual a intensidade de purificação necessária das instalações pode ser reduzida.

Um outro objeto da presente invenção consiste na disponibilização de um processo para a produção técnica de levedura, especialmente levedura comercial, no qual o emprego de agentes anti-espuma químicos podem ser reduzidos ou evitados.

BREVE APRESENTAÇÃO DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção, as leveduras são postas em contato com um agente auxiliar de processamento natural ou com um derivado de uma substância natural, em uma quantidade suficiente para a inibição ou, pelo menos, redução da atividade de microrganismos na produção técnica de leveduras de iniciação e/ou leveduras comercial. Por esse meio, outras medidas caras para evitar ou, pelo menos, reduzir a atividade de microrganismos indesejáveis podem ser eficientemente evitadas.

O agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é selecionado entre pelo menos um membro do grupo abrangendo ácido do lúpulo, colofônio e ácido mirístico, bem como derivados dos mesmos. Todos esses ácidos fornecem um efeito bactericida.

Preferivelmente, o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é acrescentado, antes da .adição à cultura de levedura, ao substrato de carboidrato para o cultivo.

Preferivelmente, o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é acrescentado antes de um tratamento térmico do substrato. Preferivelmente, o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é continuamente acrescentado.

Adicionalmente ou alternativamente, o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é acrescentado ao estágio da produção de levedura de iniciação.. Visto que a levedura de iniciação é lavada antes da transferência para o estágio de produção da levedura comercial, é possível utilizar o ácido do lúpulo e especialmente tetrahidroiso-a-ácido com sabor amargo, surpreendentemente, sem efeitos negativos sobre o sabor do produto de levedura pronto.

Adicionalmente ou alternativamente, o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é acrescentado ao estágio da produção de levedura comercial.

Adicionalmente ou alternativamente, o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é acrescentado ao estágio da produção de leite de fermento.

Dependendo do valor do pH do respectivo estágio de produção, preparam-se ácidos ou derivados particulares, a fim de obter o melhor efeito.

Preferivelmente, o agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural, é acrescentado de maneira descontínua, em outras palavras, como dosagem de choque, preferivelmente no início do estágio de produção. Em conseqüência disso, a concentração do agente auxiliar de processamento natural ou daquele derivado de uma substância natural é mais elevada no início do estágio de produção e diminui no decorrer do tempo. Quando microrganismos no estágio de produção são arrastados através da substância nutritiva contaminada ou através de instalações contaminadas, que dessa maneira, prejudicam o processo de produção da levedura, a atividade desses microrganismos é impedida desde o início, de maneira que o processo de produção da levedura não é negativamente influenciado nem pela contaminação inicial, nem pela contaminação arrastada posteriormente. Visto que o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é acrescentado como dosagem de choque no início do estágio de produção, além disso, sua concentração é diluída no decorrer do tempo do processo de produção da levedura, pelo que o sabor amargo do ácido do lúpulo diminui ou é evitado.

Isso acontece especialmente, caso no processo de produção de levedura de iniciação se trate de um processo fed-batch. A concentração do agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural diminui no decorrer do processo fed-batch.

Preferivelmente, o agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural é selecionado entre pelo menos um membro do grupo de ácidos do lúpulo, que abrangem alfa-ácidos, beta-ácidos, rho-iso-a-ácidos, hexahidroiso-a-ácidos, tetrahidroiso-a-ácidos e hexahidro- beta-ácidos.

Preferivelmente, os tetrahidroiso-a-ácidos ou beta- ácidos podem ser acrescentados sozinhos ou em combinação como agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural no decorrer do estágio de processo de produção da levedura de iniciação. Os tetrahidroiso-a-ácidos são o composto de lúpulo mais eficiente no valor de pH de 4-5 geralmente encontrado na produção da levedura de iniciação. Por isso, os tetrahidroiso-a-ácidos são acrescentados de maneira mais conveniente neste estágio do processo.

A concentração de partida de tetrahidroiso-a-ácidos encontra-se na faixa de 1-1000 ppm, preferivelmente de 10- 100 ppm, pref erivelmente de 20-60 ppm e de maneira muito particularmente preferida, de 15-30 ppm. Através dessa concentração, disponibiliza-se o efeito bactericida. Por outro lado, o ácido do lúpulo é tão diluído por todo o processo de produção, que ele não influencia negativamente o sabor da levedura.

A concentração final de tetrahidroiso-a-ácidos no reservatório tratado encontra-se em uma faixa de 5-20 ppm, pref erivelmente 3-15 ppm e de modo muito particularmente preferido, 2-10 ppm, o que basta para a inibição do crescimento de bactérias.

Preferivelmente, os beta-ácidos são acrescentados como agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural ao estágio de produção de levedura comercial. Foi determinado, que nesse caso, os beta-ácidos ajudam, a impedir a floculação de células de levedura provocada pela interação eletroquímica com bactérias. Além disso, os beta-ácidos também são os mais adequados para o estágio de produção de levedura comercial, pois eles atuam da melhor maneira em pH de 5-7, o valor de pH usual no estágio de produção de levedura comercial. Além disso, foi determinado, que beta-ácidos disponibilizam um efeito anti- espuma no estágio de produção de levedura comercial. Em conseqüência disso, o emprego de beta-ácidos, que são acrescentados como agente auxiliar de processamento natural no estágio de produção de leveduras comerciais, ajuda na redução ou mesmo no impedimento do emprego de agentes anti- espuma químicos.

Preferivelmente, a concentração de partida de beta- ácidos encontra-se de 1-1000 ppm, preferivelmente de 10-100 ppm e de modo muito particularmente preferido, de 40-60 ppm.

Preferivelmente, a concentração final de beta-ácidos no reservatório tratado encontra-se na faixa de 8-300 ppm, preferivelmente de 3-30 ppm e de modo muito particularmente preferido, de 1-12 ppm.

Alternativamente ou adicionalmente, é possível acrescentar colofônio e/ou ácido mirístico como agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural à produção de levedura comercial. Também esses ácidos alcançam sua melhor capacidade em pH 5,0-7,0.

Para os melhores resultados, a concentração de partida de colofônio e/ou ácido mirístico encontra-se na faixa de 1 - 1000 ppm, preferivelmente de 5 - 500 ppm e de modo muito particularmente preferido, de 10 - 100 ppm.

Foi verificado, que o colofônio e/ou ácido mirístico também podem ser acrescentados ao substrato de carboidrato no início do processo de produção da levedura.

Preferivelmente, o valor de pH durante o estágio da produção de levedura comercial não se encontra abaixo de 5,0 e preferivelmente não abaixo de 6,0.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A seguir, descrevem-se formas de concretização do processo de acordo com a invenção, em relação às figuras.

Essas figuras mostram:

figura 1 mostra um exemplo para a produção de fermento em substrato de melaço;

figura 2 refere-se a um diagrama, que mostra a inibição do crescimento da bactérias em MRS-Bouillon com pH 5 com tetrahidroiso-a-ácidos e beta-ácidos.

A figura 1 mostra uma ilustração esquemática (fluxograma) do processo de produção de fermentos. Uma mistura de melaço de cana-de-açúcar e melaço de beterraba é inicialmente esterilizada através de tratamento térmico com vapor de alta pressão e o valor de pH é ajustado através de acidificação com ácido sulfúrico. 0 melaço é clareado, depois, para remover toda a lama. Melaço estéril, clareado, é usado como o chamado substrato de carboidrato para a produção de biomassa de fermento.

De acordo com uma primeira forma de concretização da presente invenção, os ácidos do lúpulo, especialmente tetrahidroiso-a-ácidos, são acrescentados ao melaço estéril clareado (vide linha A na figura 1), para impedir qualquer atividade de bactérias gram-positivas, especialmente nos processos subseqüentes. No caso do substrato, trata-se geralmente de uma solução aquosa de 8-10 % de melaço. 0 melaço contém aproximadamente 50 % de açúcar.

O melaço estéril clareado é introduzido no fermentador de cultura pura, no qual o melaço é adicionado à água do processo e cultura pura. De acordo com uma outra forma de concretização da presente invenção, os ácidos do lúpulo, especialmente tetrahidroiso-a-ácidos, são introduzidos no fermentador de cultura pura (vide linha B na figura 1), para impedir ou, pelo menos, reduzir a atividade de microrganismos indesejáveis.

Em seguida, a mistura da solução aquosa de melaço e da cultura de levedura pura é transferida para um fermentador de levedura de iniciação. No fermentador de levedura de iniciação a solução é ajustada para um valor de pH de cerca de 4,0-5,0 e enriquecida com minerais e vitaminas, especialmente do grupo B, que são necessários para um crescimento exato da levedura. Nitrogênio, potássio, fosfato, magnésio e cálcio com traços de ferro, zinco, cobre, manganês e molibdênio são incluídos à necessidade de substância nutritiva e minerais. Via de regra, o nitrogênio é aduzido à substância de aplicação através da adição de sais de amônio, amoníaco aquoso ou amoníaco anidro. Fosfatos e magnésio são acrescentados na forma de ácido fosfórico ou sais de fosfato e sais de magnésio.

Além disso, as culturas de levedura na produção de levedura de iniciação são arejadas, a fim de obter uma produção máxima de biomassa.

De acordo com uma outra forma de concretização da presente invenção, os ácidos do lúpulo são introduzidos no fermentador de levedura de iniciação (vide linha C na figura 1) , a fim de inibir ou, pelo menos, reduzir a atividade de microrganismos indesejáveis.

A adição é preferivelmente efetuada como dosagem de choque no início do processo de fermentação da levedura de iniciação.

A concentração final dos ácidos do lúpulo, especialmente tetrahidroiso-a-ácidos, encontra-se entre 5 e 10 ppm. Foi determinado, que tetrahidroiso-a-ácidos são os mais eficazes para suprimir ou, pelo menos, reduzir a atividade de microrganismos no estágio de produção de leveduras iniciais. Por isso, pequenas quantidades de tetrahidroiso-a-ácidos já são suficientes, para obter o resultado desejado. O processo de fermentação de leveduras de iniciação é realizado como processo fed-batch, no qual o melaço, ácido fosfórico, amoníaco e minerais são acrescentados à levedura com uma taxa controlada. Dessa maneira, a concentração inicial de ácidos do lúpulo diminui no decorrer do processo de produção fed-batch. Isso leva a que a concentração do ácido de lúpulo no fermentador diminui e qualquer amargor do produto final causado pelo ácido do lúpulo é surpreendentemente evitado após a lavagem.

Em seguida, a levedura de iniciação é lavada em separadores de lavagem de levedura de iniciação, nos quais os ácidos do lúpulo, isto é, tetrahidroiso-a-ácidos, são parcialmente removidos e dessa maneira, evitando qualquer amargor adicional no produto final.

Em seguida, a levedura de iniciação é guardada e preparada em fermentadores de levedura comercial para a produção de levedura comercial. No estágio da produção de levedura comercial acrescentam-se, de acordo com uma outra forma de concretização da presente invenção, ácidos do lúpulo, especialmente beta-ácidos (vide linha D na figura 1). Visto que o valor de pH no estágio de produção de levedura comercial encontra-se na faixa de 5-7, os beta- ácidos são os mais eficazes. A aplicação de beta-ácidos no processo de produção de levedura comercial disponibiliza um efeito anti-espuma. Em conseqüência disso, o uso de agentes anti-espuma químicos pode ser reduzido ou mesmo evitado.

Além disso, a adição de beta-ácidos tem o efeito vantajoso, de que a floculação de células de levedura freqüentemente provocada pela ação recíproca eletroquímica com células de levedura de bactérias pode ser evitada, pois beta-ácidos impedem a aderência de tais microrganismos indesejáveis na superfície das células de levedura.

Após a conclusão do processo de fermentação de levedura comercial, a levedura comercial é lavada e transformada em leite de fermento, fermento prensado ou, por fim, em fermento seco.

De acordo com uma outra forma de concretização da presente invenção não ilustrada na figura 1, os agentes auxiliares de processamento naturais ou derivados de uma substância natural podem, contra qualquer atividade dos microrganismos talvez indesejáveis condicionados também através de re-infecção, ser acrescentados também ao leite de fermento com o objetivo, de prolongar a durabilidade do produto de levedura comercial.

Entende-se, que a presente invenção de acordo com a presente invenção, compreende adições de ácidos do lúpulo nos estágios A, B, C e D em combinação (A, B, CeD), como medidas individuais (por exemplo, apenas C) ou na forma de uma combinação parcial (por exemplo, CeD).

Alternativamente ou adicionalmente ao ácido do lúpulo, é possível acrescentar colofônio e/ou ácido mirístico como agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural no estágio de produção de levedura comercial (vide linha D na figura 1).

O efeito inibidor de tetrahidroiso-a-ácidos em uma concentração de aproximadamente 5 ppm sobre a atividade de bactérias é visível na figura 2. Foi verificado, que beta- ácidos, em comparação com tetrahidroiso-a-ácidos, são menos eficazes em valor de pH mais baixo, do que se conclui, que para a obtenção de uma efetividade similar, é preciso aplicar a quantidade tripla de beta-ácido em comparação com o tetrahidroiso-a-ácido.

Claims (16)

1. Processo aperfeiçoado para a produção de levedura, especialmente fermento, caracterizado pelo fato da levedura ser posta em contato com um agente auxiliar de processamento natural ou um derivado de uma substância natural em uma quantidade suficiente para a supressão ou, pelo menos, redução da atividade de microrganismos indesejáveis na produção técnica de leveduras de iniciação e/ou leveduras comerciais, em que o agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural é selecionado entre pelo menos um membro do grupo abrangendo ácidos do lúpulo ou de um derivado do mesmo.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural é acrescentado antes da adição da cultura de levedura, a uma fonte de carboidrato para o cultivo da levedura.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural é acrescentado antes ou após o tratamento térmico do substrato de carboidrato para o crescimento da levedura.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural ser acrescentado continuamente.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1, 2, -3, ou 4, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural ser acrescentado ao estágio de produção da levedura de iniciação.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1, 2, -3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural ser acrescentado ao estágio de produção da levedura comercial.

7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1, 2, -3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural ser acrescentado ao estágio da produção de leite de fermento ou ao produto de fermento pronto.

8. Processo de acordo com uma das reivindicações 5, 6 ou 7, caracteri zado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural ser acrescentado descontinuamente, preferivelmente no início do respectivo estágio de produção.

9. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de, no caso do processo de produção para levedura de iniciação se tratar de um processo fed- batch e a concentração do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural diminuir no decorrer do processo fed-batch.

10. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural ser acrescentado ao meio de lavagem de levedura comercial.

11. Processo de acordo com uma das reivindicações 1, -2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato do agente auxiliar de processamento natural ou aquele derivado de uma substância natural ser selecionado entre pelo menos um membro do grupo que abrange ácidos do lúpulo, os alfa- ácidos, beta-ácidos, rho-iso-a-ácidos, iso-a-ácidos, hexahidroiso-a-ácidos, tetrahidroiso-a-ácidos e hexahidro- beta-ácidos.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato dos tetrahidroiso-a-ácidos ou beta- ácidos serem acrescentados como agente auxiliar de processamento natural ou derivado de uma substância natural ao estágio da produção de levedura de iniciação.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato da concentração final de terahidroiso-a-ácidos encontrar-se preferivelmente na faixa de 5-20 ppm, pref erivelmente de 3-15 ppm e de modo muito particularmente preferido, de 2-10 ppm.

14. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato dos beta-ácidos serem acrescentados como agente auxiliar de processamento natural ao processo para a produção de levedura comercial.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da concentração final de beta- ácidos encontrar-se preferivelmente na faixa de 8-300 ppm, preferivelmente de 3-30 ppm e de modo muito particularmente preferido, de 1-12 ppm.

16. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do valor de pH durante o processo para a produção de levedura comercial não se encontrar abaixo de 5,0 e preferivelmente não abaixo de 6,0.