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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Yanet Boffill Rodríguez
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Lorena, 2019
Supervisor
Committee
Silva, João Batista de Almeida e (President)
Santos, Júlio César dos
Mathias, Thiago Rocha dos Santos
Moraes, Elisângela de Jesus Cândido
Title in Portuguese
Emprego do malte de sorgo na produção de bebidas fermentadas sem glúten com baixo teor alcoólico
Keywords in Portuguese
enzimas
fermentação
maltagem
mosturação
parâmetros de qualidade
Abstract in Portuguese
O interesse pelo malte de sorgo para substituir os maltes de outros cereais que contem glúten, na produção cervejas, tem aumentado nos últimos tempos. Esse empenho é devido à necessidade de oferecer bebidas sem glúten às pessoas com doença celíaca. A doença celíaca é uma síndrome caracterizada por dano da mucosa do intestino delgado causada pelas prolaminas, e o tratamento chave é a eliminação do glúten da dieta. Uma das vantagens do cultivo do sorgo é que ele se adapta a forte estresse ambiental, como a seca. Por outro lado, as bebidas a partir deste cereal caracterizam-se por seu alto valor nutritivo. No entanto, na elaboração de bebidas fermentadas a partir do sorgo, as principais desvantagens são a alta temperatura de gelatinização do amido e o baixo teor de enzimas hidrolíticas desenvolvidas no processo de maltagem. Assim, o objetivo da presente pesquisa foi maximizar os parâmetros de qualidade na maltagem, na mosturação e na fermentação de mosto a base de sorgo, usando a Metodologia de Superfície de Resposta. Foram realizados experimentos prévios de um único fator para avaliar a influência, sobre as respostas, de fatores, tais como as temperaturas de imersão e de germinação na maltagem; o pH e a temperatura de atividade proteolítica, na mosturação, e o pH e o tempo de maturação, na fermentação. Também foram selecionados os níveis baixos, médios e altos dos fatores experimentais do delineamento composto central rotacional. As condições ótimas para a maltagem do sorgo para obter valores adequados de poder diastásico, extrato em água quente, nitrogênio amino livre e perdas da maltagem foram 0,17% de hidróxido de sódio, 39,81 h de imersão e 120,62 h de germinação. Na mosturação, para maximizar o extrato em água quente e o nitrogênio amino livre, temperaturas de 51,47 °C para a β-amilase e de 71,14 °C para a α-amilase são ótimas. Podem ser obtidos adequados valores de etanol, fator de conversão de substrato em produto, produtividade volumétrica, grau real de fermentação, cor, pH e nitrogênio amino livre com condições ótimas de tempo (153 h) e de temperatura (16,24 °C). A confiabilidade do método foi confirmada através da realização de experimentos sob condições ótimas. A análise sensorial das bebidas fermentadas, em escala de laboratório, revelou que valores de 120 h e 12 °C são ótimos para a sua aceitabilidade. Na análise sensorial, das bebidas em escala piloto, foi observado que o sabor e a intenção de compra da bebida fermentada de sorgo não apresentaram diferenças significativas com as da cerveja sem glúten, comercializada no mercado. Assim, o malte de sorgo é uma matéria prima promissora para a fabricação de bebidas fermentadas sem glúten destinadas aos doentes celíacos.
Title in English
Use of sorghum malt for the production of gluten free fermented beverages with low alcohol content
Keywords in English
enzymes
fermentation
malting
mashing
quality parameters
Abstract in English
In beer production, the interest in sorghum malting to the replacement gluten-free malts has increased in recent times. This effort is due to the need to offer of glutenfree beverage to people with celiac disease. Celiac disease is a syndrome characterized by damage of the intestinal mucosa caused by prolamines, and its keystone treatment is the elimination diet of gluten. One of the advantages of sorghum cultivation is that it adapts to strong environmental stress, such drought. On the other hand, beverages from this cereal are characterized by their high nutritional value. However, in brewing with sorghum malt, the main disadvantages are its high starch gelatinization temperature and low hydrolytic enzymes level developed in malting. Thus, the aim of this present research was to maximize sorghum quality parameters in malting, mashing and sorghum wort fermentation applying Response Surface Methodology. Previous single factor experiments, such as germination and steeping temperature in malting; pH and proteolytic activity temperature in mashing; and pH and maturation time in fermentation, were performed to evaluate the influence of factors on responses. The lower, middle and upper of the experimental factors of the central composite design were also selected. The optimum conditions for sorghum malting to obtain suitable values of diastatic power, hot water extract, free amino nitrogen and malting loss were 0,17% of sodium hydroxide, 39,81 h of steeping and 120,62 h of germination. In mashing, to maximize hot water extract and free amino nitrogen, temperatures of 51,47 °C for β-amylase and 71,14 °C for α-amylase are optimum. Under optimum conditions of time (153 h) and temperature (16,24 °C) suitable values of ethanol, converting fator of substrate in product, volumetric productivity, real degree of fermentation, color, pH, and free amino nitrogen can be obtained. The reliability of the method was confirmed by performing experiments under optimal conditions. Sensorial analysis of the beverage produced in laboratory scale shows that the optimum fermentation conditions for its acceptability are 120 h and 12 °C. In sensorial analysis of fermented beverage in pilot scale, not significant differences in flavor and purchase intent were observed in respect with commercialized gluten free beverage in market. Thus, sorghum malt is a promising raw material for gluten-free fermented beverage production.
 
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Release Date
2021-11-27
Publishing Date
2019-11-28
 
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