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The Influence of Process Parameters on Beer Foam Stability

MBAA TQ vol. 43, no. 1, 2006, pp. 47-51  |  VIEW ARTICLE

G. G. Stewart, A. Mader, P. Chlup, and M. Miedl. The International Centre for Brewing and Distilling, Heriot-Watt University, Riccarton, Edinburgh EH14 4AS, United Kingdom.

Abstract
The stability of beer foam is a critical character that reflects beer quality. Although there are many factors that positively and negatively influence foam stability, the most important positive factor is the presence of hydrophobic polypeptides. Brewer’s yeast excretes proteinase A into the fermenting wort during fermentation and leaks this enzyme from damaged cells. Proteinase A diminishes the hydrophobicity of foam-positive polypeptides and reduces beer foam stability. This effect is reinforced during prolonged beer storage periods and stress conditions such as those induced during high-gravity wort fermentation. The effect of pasteurization has been studied on proteinase A activity and foam stability in beer by a brewing company operating two sites producing similar all-malt beer. One brewery employed a tunnel pasteurizer, and the other employed membrane filtration and did not pasteurize its beer. The foam stability, the proteinase A activity, and the hydrophobicity of polypeptides in packaged beer from both breweries were monitored over a 3-month period. Negligible proteinase A activity was detected in the pasteurized beer; whereas in the unpasteurized beer, enzyme levels were high. Hydrophobic polypeptide levels declined in the unpasteurized beer because of proteolytic activity. Also, foam stability decreased in the unpasteurized beer; whereas the pasteurized beer exhibited good head retention even during prolonged storage. Centrifugation also influences beer proteinase A activity. The mechanical shear and thermal stress imposed by centrifugation influences yeast cell integrity. Shear stress increases the number of dead cells in pitching yeast and leakage of cell contents (including proteinase A) from damaged cells and impacts on beer foam stability because of a reduction in hydrophobic polypeptides.

Keywords: centrifugation, foam stability, high-gravity wort, hydrophobic polypeptides, pasteurization, yeast

 

Síntesis
La estabilidad de espuma de cerveza es un parámetro crítico para la calidad de una cerveza. Aunque hay muchos factores que afectan la estabilidad de espuma, tanto positivamente como negativamente, el factor positivo más importante es la presencia de polipéptidos hidrofóbicos. Levadura cervecera, inclusive células dañadas, expela proteinasa A dentro de mosto durante la fermentación. La proteinasa A disminuye la hidrofobicidad de polipéptidos favorables a la espuma y reduce la estabilidad de la espuma. Este efecto es mayor cuando la levadura sufre condiciones estresantes durante la fermentación de mosto “high gravity” y cuando se somete la cerveza envasada a periodos prolongados de almacenamiento. El efecto de la pasteurización sobre la proteinasa A y la estabilidad de la espuma ha sido estudiado por una cervecera que opera dos plantas produciendo cervezas similares de pura malta (sin adjuntos). Una cervecería pasteuriza la cerveza de la manera tradicional y la otra usa una filtración con membrana y no pasteuriza la cerveza. Se midió la estabilidad de espuma, la actividad de la proteinasa A y la hidrofobicidad de los polipéptidos en cerveza envasada en ambas cervecerías a lo largo de tres meses. La actividad de la proteinasa A en la cerveza pasteurizada fue despreciable, mientras que los niveles enzimáticos en la cerveza no pasteurizada fueron altos, y esta actividad enzimática hizo disminuir el nivel de los polipéptidos hidrofóbicos. La estabilidad de la espuma de la cerveza no pasteurizada disminuyó con el tiempo, mientras que la cerveza pasteurizada mantuvo una buena estabilidad de su espuma, aun después de un almacenamiento prolongado. La centrifugación también afecta la actividad de la proteinasa A, ya que la cizalla (corte) mecánica y la carga térmica ocasionadas por la centrifugación daña la integridad de las células de levadura. La fuerza de cizalla aumenta el número de células muertas en la levadura cosechada y hace que el contenido de las células muertas (incluyendo proteinasa A) pase a la cerveza, reduciendo la estabilidad de la espuma debido a la reducción de polipéptidos hidrofóbicos.

Palabras claves: centrifugación, estabilidad de espuma, mosto “high gravity”, polipéptidos hidrofóbicos, pasteurización, levadura

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