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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS QUÍMICA DE ALIMENTOS TÍTULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “Desarrollo de un estilo de cerveza artesanal Weissbier “ideal”, mediante caracterización sensorial por método cata y pruebas fisicoquímicas y microbiológicas en tres formulaciones” Trabajo de titulación presentado como requisito previo a la obtención del título de: Químico de Alimentos Autor: Chávez Jácome Jaime Raúl Tutora: MSc. Milene Fernanda Díaz Basantes Quito, Marzo del 2019 ii iii iv v Lugar donde se realizó la Investigación La elaboración de la cerveza artesanal de estilo Weissbier se lo realizó en las instalaciones de la empresa de cerveza artesanal ÄquatorBraü, ubicada en la Calle A, Lote 10 y Pablo Herrera, Caspigasi. Mientras que los análisis fisicoquímicos, microbiológicos, se los realizó en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Central del Ecuador, en los Laboratorios de Química de Alimentos y Ambiental (OSP) y Laboratorio de Microbiología de Alimentos y las pruebas sensoriales se las realizó en el establecimiento Boho Park, ubicado en las calles Iñaquito y Juan José de Villalengua. vi Dedicatoria El presente trabajo de investigación está dedicado a mi padre, que a pesar del poco tiempo que lo tuve conmigo, desde el cielo guio mis pasos y me dio la fortaleza y las ganas de seguir superándome cuando más lo necesitaba. A mi madre, ya que gracias a ella logre convertirme en el profesional que soy ahora, por el ser el pilar fundamental en mi educación, por sacarme a mí y a mis hermanos adelante, por su apoyo incondicional en mis estudios y simplemente por ser la mejor mamá del mundo. Esto va por ti mamita, porque sin ti, yo no hubiese sido nadie. Con todo mi amor, para ustedes papitos. vii Agradecimientos Mis más profundos agradecimientos a Dios, por darme las fuerzas necesarias para superar cualquier obstáculo que se me presentó, y que a pesar de que se llevó a mi padre muy temprano, me dejo una madre que vale por mil, ya que para ser alguien grande, necesitas de alguien más grande, gracias mamá, por ser la persona más grande que influyo en mi vida, por corregirme cuando fue necesario, por los consejos y regaños durante mis etapas de estudio, por inculcarme valores de bien, por enseñarme a valorar lo poco que se tiene, por el apoyo incondicional, por las palabras de aliento cuando sentía que caía, gracias mamá por ser la mejor del mundo. Gracias a mis hermanos Patty, José, Gabriel, Sebas y PJ y a mi sobrina Marian por darme los consejos necesarios para salir adelante y brindarme todo su apoyo, principalmente a mi hermana Patty, mi tío y abuelito Galito por darme un techo donde vivir durante esta etapa universitaria, mil gracias a los tres, a ti hermana, gracias por ayudarme a completar mis estudios. Agradezco a la Universidad Central del Ecuador por todas sus enseñanzas, a mi querida Facultad Ciencias Químicas y mis maestros Dra. Anita Hidalgo, quien hizo que la microbiología fuera una de las materias más espectaculares de la carrera, Dra. Lorena Goetchel e Ing. Irma Gonza, quienes me dieron su máximo apoyo en los últimos semestres. A mi tutora Ing. Milene Díaz por todas sus enseñanzas, consejos y sugerencias al momento de realizar este proyecto, a un gran maestro y amigo Dr. Juan Sebastián Serrano, gracias por su colaboración durante cada una de las etapas de este trabajo de investigación. A mis amigos Anita, Gabriel, Fabricio, Orlando y Pablo, gracias por todos los momentos vividos de primer a último semestre. Muchas gracias a la empresa ÄquatorBraü y sus dueños, quienes colaboraron para que este proyecto salga adelante, gracias por dejarme usar sus instalaciones y por todos sus consejos. A los encargados de los laboratorios de mi Facultad que fueron donde realice los ensayos fisicoquímicos y microbiológicos, gracias por brindarme las herramientas necesarias para concluir con el trabajo de investigación. Finalmente con toda mi alma y corazón gracias Ely, mi compañera de carrera y vida, eres el motor que me ayudo salir a flote cuando más lo necesite, eres la fuerza que siempre voy a necesitar y la que me complementa, gracias por el empuje y la ayuda para concluir esta gran etapa, gracias por los regaños y consejos. Gracias por inspirarme y por estar siempre conmigo e incluso en las desveladas estudiando, y a tu familia gracias por abrirme las puertas de su casa, a tus papis, a Jenny y a Leo millones de gracias. viii Índice de Contenido RESUMEN .................................................................................................................... xvii ABSTRAC ....................................................................................................................xviii Introducción ....................................................................................................................... 1 Capítulo I ........................................................................................................................... 2 Problema de Investigación ................................................................................................. 3 1.1. Planteamiento del Problema .................................................................................... 3 1.2. Formulación del Problema ....................................................................................... 3 1.2.1. Preguntas de Investigación.......................................................................................... 4 1.3. Objetivos de la Investigación. .................................................................................. 4 1.3.1. General. ...................................................................................................................... 4 I.3.2. Específicos. ................................................................................................................ 4 1.4. Justificación ............................................................................................................ 4 Capítulo II .......................................................................................................................... 6 Marco Referencial .............................................................................................................. 6 2.1. Antecedentes ........................................................................................................... 7 2.2. Fundamento Teórico. ............................................................................................... 8 2.2.1. Bebidas alcohólicas fermentadas no destiladas. ........................................................... 8 2.2.2. Cerveza. ..................................................................................................................... 9 2.2.2.1. Historia y origen de la cerveza. ........................................................................... 9 2.2.2.2. La Ley de Pureza de la Cerveza. ....................................................................... 13 2.2.3. Fermentación de la Cerveza. ..................................................................................... 13 2.2.4. Cerveza Artesanal..................................................................................................... 15 2.2.5. Tipos y Estilos de Cerveza. ....................................................................................... 16 2.2.5.1. Cerveza de Trigo (Weissbier). ........................................................................... 19 2.2.6. Apreciación de la Cerveza. ....................................................................................... 20 2.2.6.1. Temperatura. ....................................................................................................20 2.2.6.2. Aspecto. ............................................................................................................ 20 2.2.6.3. Espuma. ............................................................................................................ 21 2.2.6.4. Aroma. .............................................................................................................. 22 ix 2.2.6.5. Sabor y sensación en la boca. ........................................................................... 23 2.2.7. Materias Primas para la Elaboración de Cerveza. ...................................................... 27 2.2.7.1. Agua. ................................................................................................................ 27 2.2.7.2. Cebada (Hordeum vulgare)............................................................................... 28 2.2.7.3. Cebada Malteada.............................................................................................. 30 2.2.7.4. Levadura. ......................................................................................................... 33 2.2.7.5. Lúpulo (Humulus lupulus). ................................................................................ 34 2.2.7.6. Adjuntos cerveceros. ......................................................................................... 36 2.3. Marco Legal. ......................................................................................................... 37 2.4. Hipótesis ............................................................................................................... 40 2.5. Sistema de las Variables ........................................................................................ 40 Capítulo III ...................................................................................................................... 41 Metodología ..................................................................................................................... 42 3.1. Diseño de la Investigación. .................................................................................... 42 3.2. Población y muestra. ............................................................................................. 42 3.3. Materiales y Método. ............................................................................................. 42 3.3.1. Materiales: equipos, instrumentos, insumos y reactivos. ............................................ 42 3.3.1.1. Elaboración de un Bioreactor casero. ............................................................... 42 3.3.1.2. Elaboración de las cervezas. ............................................................................. 43 3.3.1.3. Preparación de la Muestra................................................................................ 43 3.3.1.4. Determinación del pH de cada muestra. ............................................................ 43 3.3.1.5. Determinación de la acidez total de cada muestra. ............................................ 44 3.3.1.6. Determinación del contenido alcohólico de cada muestra. ................................ 44 3.3.1.7. Determinación de metales. ................................................................................ 44 3.3.1.8. Determinación de microorganismos. ................................................................. 45 3.3.1.9. Realización del análisis Sensorial. .................................................................... 45 3.1.1. Metodología. ............................................................................................................ 45 3.1.1.1. Desarrollo de la cerveza. .................................................................................. 45 3.1.1.2. Métodos de ensayo para análisis de requisitos fisicoquímicos. .......................... 46 3.1.1.3. Métodos de ensayo para análisis de requisitos microbiológicos ........................ 49 x 3.1.1.4. Método para la evaluación sensorial por el método RATA, variante de la CATA 50 3.2. Diseño experimental .............................................................................................. 51 3.3. Matriz de operacionalización de variables.............................................................. 51 3.4. Técnicas e instrumentos de recolección y procesamiento de datos. ........................ 52 3.5. Técnicas de procesamiento de información y análisis de datos. .............................. 53 3.5.1. Hipótesis para los análisis fisicoquímicos y microbiológicos: .................................... 53 Capítulo IV ...................................................................................................................... 53 Análisis y discusión de resultados .................................................................................... 53 4.1. Análisis de los parámetros fisicoquímicos de las formulaciones de la cerveza. ....... 54 4.1.1. pH ............................................................................................................................ 54 4.1.2. % de Acidez. ............................................................................................................ 56 4.1.3. Grado alcohólico, °GL. ............................................................................................. 58 4.1.4. Contenido de Hierro (Fe). ......................................................................................... 60 4.1.5. Contenido de Cobre (Cu). ......................................................................................... 62 4.1.6. Contenido de Zinc (Zn)............................................................................................. 64 4.1.7. Contenido de Plomo (Pb) y Arsenico (As). ............................................................... 66 4.2. Análisis de los parámetros microbiológicos de las formulaciones de la cerveza. .... 66 4.2.1. Aerobios Totales. ..................................................................................................... 66 4.2.2. Mohos. ..................................................................................................................... 68 4.2.3. Coliformes y Microrganismos patógenos. ................................................................. 70 4.3. Análisis de los parámetros sensoriales de las formulaciones de la cerveza. ............ 71 4.3.1. Análisis de correlación canónica (ACC). .................................................................. 73 Capítulo V ....................................................................................................................... 75 Conclusiones y Recomendaciones .................................................................................... 75 5.1. Conclusiones. ........................................................................................................ 75 5.2. Recomendaciones. ................................................................................................. 76 Bibliografía ...................................................................................................................... 77 Anexos ............................................................................................................................. 81 xi Índice de Tablas Tabla 1. Clasificación de las bebidas fermentadas ..............................................................9 Tabla 2. Cervezas de acuerdo a la Cultura ........................................................................ 11 Tabla 3. Criterios para clasificar a la cerveza .................................................................... 16 Tabla 4. Clasificación de la cerveza del tipo Ale .............................................................. 17 Tabla 5. Clasificación de la cerveza del tipo Lager ...........................................................18 Tabla 6. Temperatura de servicio de algunos estilos cerveceros. ....................................... 20 Tabla 7. Propiedades de la espuma de una cerveza. .......................................................... 22 Tabla 8. Principales sustancias volátiles formadas durante la fermentación. ..................... 23 Tabla 9. Composición proximal del grano de cebada. ....................................................... 29 Tabla 10. Composición química del lúpulo seco. .............................................................. 35 Tabla 11. Requisitos Físicos y Químicos para la Cerveza ................................................. 39 Tabla 12. Requisitos Microbiológicos para la Cerveza ..................................................... 40 Tabla 13. Material utilizado para la elaboración del Bioreactor ........................................ 42 Tabla 14. Material utilizado para la Elaboración de las Cerveza ....................................... 43 Tabla 15. Material utilizado para la preparación de las muestras, para posterior análisis ... 43 Tabla 16. Material utilizado para la determinación de pH. ................................................ 43 Tabla 17. Material utilizado para la determinación de la acidez total. ............................... 44 Tabla 18. Material utilizado para la determinación del contenido alcohólico. ................... 44 Tabla 19. Material utilizado para la obtención de cenizas y determinación de metales. ..... 44 Tabla 20. Material utilizado para la determinación de microrganismos. ............................ 45 Tabla 21. Material utilizado para la prueba Sensorial ....................................................... 45 xii Tabla 22. Curva de calibración para Hierro (Fe). .............................................................. 48 Tabla 23. Curva de calibración para Cobre (Cu). .............................................................. 48 Tabla 24. Curva de calibración para Zinc (Zn).................................................................. 48 Tabla 25. Curva de calibración para Plomo (Pb). .............................................................. 49 Tabla 26. Curva de calibración para Arsenico (As). .......................................................... 49 Tabla 27. Factores y niveles de estudio............................................................................. 51 Tabla 28. Matriz de operacionalización de variables. ........................................................ 52 Tabla 29. ANOVA para un diseño completamente al azar SC: Suma de cuadrados, GL: Grados de libertad, CM: Promedio de los cuadrados, F: Factor de Fisher ......................... 53 Tabla 30. Análisis de Varianza de los resultados de pH. ................................................... 54 Tabla 31. Medias del valor de pH obtenidos de cada formulación de cerveza. .................. 55 Tabla 32. Comparaciones múltiples y significancia de las medias del valor de pH. ........... 55 Tabla 33. Análisis de Varianza de los resultados de porcentaje de acidez. ........................ 56 Tabla 34. Medias del valor de % de acidez obtenidos de cada formulación de cerveza. .... 57 Tabla 35. Comparaciones múltiples y significancia de las medias del porcentaje de Acidez. ........................................................................................................................................ 57 Tabla 36. Análisis de Varianza de los resultados de grado alcohólico. .............................. 58 Tabla 37. Medias del valor de grado alcohólico obtenidos de cada formulación de cerveza. ........................................................................................................................................ 59 Tabla 38. Comparaciones múltiples y significancia de las medias del grado alcohólico. ... 59 Tabla 39. Análisis de Varianza de los resultados de concentración de Fe. ......................... 60 Tabla 40. Medias del valor de concentración de Fe obtenido de cada formulación de cerveza. ........................................................................................................................................ 61 xiii Tabla 41. Comparaciones múltiples y significancia de las medias de la concentración de Fe. ........................................................................................................................................ 61 Tabla 42. Análisis de Varianza de los resultados de concentración de Cu. ........................ 62 Tabla 43. Medias del valor de concentración de Cu obtenido de cada formulación de cerveza. ........................................................................................................................................ 63 Tabla 44. Comparaciones múltiples y significancia de las medias de la concentración de Cu. ........................................................................................................................................ 63 Tabla 45. Análisis de Varianza de los resultados de concentración de Zn. ........................ 64 Tabla 46. Medias del valor de concentración de Zn obtenido de cada formulación de cerveza. ........................................................................................................................................ 65 Tabla 47. Comparaciones múltiples y significancia de las medias de la concentración de Zn. ........................................................................................................................................ 65 Tabla 48. Análisis de Varianza de los resultados de la cantidad de Aerobios totales. ........ 67 Tabla 49. Medias del valor de la cantidad de Aerobios totales obtenidos de cada formulación de cerveza. ....................................................................................................................... 67 Tabla 50. Comparaciones múltiples y significancia de las medias de la cantidad de Aerobios totales. ............................................................................................................................. 68 Tabla 51. Análisis de Varianza de los resultados de la cantidad de mohos. ....................... 69 Tabla 52. Medias del valor de la cantidad de Mohos obtenidos de cada formulación de cerveza. ............................................................................................................................ 69 Tabla 53. Comparaciones múltiples y significancia de las medias de la cantidad de Mohos. ........................................................................................................................................ 70 Tabla 54. Promedio de los resultados globales obtenidos de las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas. ............................................................................................................... 70 Tabla 55. Resultados de los parámetros Sensoriales de la Prueba Tukey. .......................... 71 xiv Índice de Figuras Figura 1. Tablilla Mesopotamia especificando la elaboración de la cerveza. ..................... 10 Figura 2. Tablilla del imperio babilónico mostrando a varias personas tomando cerveza. . 10 Figura 3. Evidencias de imperio egipcio y maya en la elaboración de cerveza. ................. 11 Figura 4. Elaboración de Cerveza de baja Fermentación (Lager) ...................................... 12 Figura 5. Fermentación Alcohólica................................................................................... 15 Figura 6. Áreas de la lengua para detectar los gustos básicos. ........................................... 23 Figura 7. Planta de Cebada ............................................................................................... 28 Figura 8. Grano de Cebada ............................................................................................... 29 Figura 9.Maltas base en la elaboración de cerveza. .......................................................... 32 Figura 10. Maltas de adjuntos cerveceros. ........................................................................ 32 Figura 11. Maltas Especiales en la elaboración de Cerveza. .............................................. 33 Figura 12. α-ácidos (1), β-ácidos (2). ................................................................................ 35 Figura 13. Estructura química de los α-ácidos y su conversión a través de la isomerización a iso-α-ácidos...................................................................................................................... 36 xv Índice de Gráficas Gráfica 1. Valores de pH obtenidos de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ........................................................................................................................................ 54 Gráfica 2. Valores de % de Acidez obtenidos de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ........................................................................................................................ 56 Gráfica 3. Valores de grado alcohólico obtenidos de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ............................................................................................................... 58 Gráfica 4. Valores de concentración de hierro (Fe) obtenido de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ............................................................................................ 60 Gráfica 5. Valores de concentración de cobre (Cu) obtenido de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ............................................................................................ 62 Gráfica 6. Valores de concentración de zinc (Zn) obtenido de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ............................................................................................ 64 Gráfica 7. Valores de la cantidad de aerobios totales obtenidos de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ............................................................................................ 66 Gráfica 8. Valores de la cantidad de Mohos obtenidos de las tres formulaciones de cerveza del estilo Weissbier. ......................................................................................................... 68 Gráfica 9. Gusto de la cerveza por parte del consumidor, aplicado a una prueba Tukey .... 73 Gráfica 10. Mapa de Análisis de Correlación Canónica correspondientes a las Muestras de Cerveza y los descriptores sensoriales. ............................................................................. 74 Índice de Ecuaciones Ecuación 1. Reacción global de la transformación de la glucosa a piruvato. ..................... 14 Ecuación 2. Reacción global de la fermentación alcohólica .............................................. 14 Ecuación 3. Fórmula para la determinación de Acidez total. ............................................. 47 Ecuación 4. Cálculo de las unidades formadoras de colonia por cada mililitro de muestra. ........................................................................................................................................ 66 xvi Índice de Anexos Anexo A: Árbol de Problemas .......................................................................................... 81 Anexo B: Color de la Cerveza de acuerdo a los Estilos. .................................................... 82 Anexo C: Categorización de Variables ............................................................................. 83 Anexo D: Diagrama de Flujo del proceso de elaboración de la Cerveza............................ 84 Anexo E: Flujograma del Proceso Experimental para las Pruebas Fisicoquímicas y Microbiológicas ............................................................................................................... 85 Anexo F: Flujograma del Proceso Experimental para las Pruebas Sensoriales .................. 86 Anexo G: Instrumento de Recolección de Datos ............................................................... 87 Anexo H. Perfil de Consumidores. ................................................................................... 89 xvii Tema: “Desarrollo de un estilo de cerveza artesanal Weissbier “ideal”, mediante caracterización sensorial por método cata y pruebas fisicoquímicas y microbiológicas en tres formulaciones” Autor: Jaime Raúl Chávez Jácome Tutora: Msc. Milene Fernanda Díaz Basantes RESUMEN El presente Proyecto de Investigación desarrolló una cerveza artesanal del estilo Weissbier, para satisfacer las exigencias de los consumidores y del mercado; para la elaboración de la cerveza artesanal se tomó en cuenta muchos factores como sabor, turbidez, efervescencia, acidez y apariencia, características organolépticas y factores fisicoquímicos como pH, acidez, grados alcohólicos °GL, y cantidad de metales (hierro, cobre, zinc, plomo y arsénico), después de ser envasada. El proceso de investigación y elaboración del producto utilizó como materias primas: cebadas malteada, lúpulo, levadura y agua, los cuales son ingredientes básicos para la elaboración de una cerveza y para definir el estilo Weissbier se agregó una cantidad específica de trigo malteado, por lo que se evaluó tres diferentes concentraciones de trigo 15%, 30% y 50%, que permitió definir el mejor de los tres tratamientos con el mayor grado de aceptabilidad. Para realizar la comparación de las tres formulaciones con un estándar comercial, se utilizó un análisis de RATA con una prueba Tukey, el cual permitió concluir que el tratamiento de mayor aceptación corresponde al proceso con un 50% de sustitución con trigo malteado, logrando una aceptabilidad de 6,36 en la escala sensorial utilizada. PALABRAS CLAVE: CERVEZA, WEISSBIER, LÚPULO, CEBADA MALTEADA, TRIGO MALTEADO, LEVADURA, ANÁLISIS CATA, PRUEBA TUKEY. xviii Topic: “Development of an "ideal" Weissbier craft beer style, through sensorial characterization by tasting method and physicochemical and microbiological tests in three formulations” Autor: Jaime Raúl Chávez Jácome Tutora: Msc. Milene Fernanda Díaz Basantes ABSTRACT his Research Project developed a Weissbier craft beer, to satisfy the demands of consumers and the market; for the elaboration of craft beer, many factors were taken into account, such as flavor, turbidity, effervescence, acidity and appearance., as organoleptic characteristics and physicochemical factors such as pH, acidity, alcoholic degrees ° GL, and quantity of metals (iron, copper, zinc, lead and arsenic), after being packaged. The process of investigation and elaboration of the product used as raw materials: malted barley, hops, yeast and water, which are basic ingredients for the elaboration of a beer and to define the Weissbier style a specific amount of malted wheat was added, so It was evaluated three different concentrations of wheat 15%, 30% and 50%, which allowed to define the best of the three treatments with the highest degree of acceptability. To make the comparison of the three formulations with a commercial standard, we used a RATA analysis with a Tukey test, which allowed us to conclude that the most accepted treatment corresponds to the process with a 50% substitution with malted wheat, achieving an acceptability of 6.36 on the sensory scale used. KEYWORDS: BEER, WEISSBIER, HOPS, MALTEATED BARLEY, MALTED WHEAT, YEAST, TASTING ANALYSIS, TUKEY TEST. 1 Introducción Desde 1566 que se fundó la primera planta cervecera en el Ecuador, el consumo de estabebida alcohólica se ha ido incrementando con el pasar de los años. Un sondeo realizado por Opina América Latina sobre el consumo de cerveza por parte de los ecuatorianos, arroja datos de que el 46% de los encuestados prefieren a la cerveza como bebida de contenido alcohólico favorita. (El Comercio, 2016). En los últimos años se ha generado un nuevo fenómeno sobre la producción de cerveza artesanal, con recetas únicas para cada tipo, con ingredientes minuciosamente seleccionados, así como sus técnicas de fermentación y una clientela tanto joven como adulta que cada vez se interesa más por la cerveza artesanal, y que con el paso del tiempo gana mayor aceptación en el mercado. Según datos de la Asociación de Cervecerías del Ecuador, el consumo ha crecido a un ritmo de 20 veces por año desde 2011. El actual mercado de cerveza artesanal se ha visto incentivado por una creciente demanda y la oferta presente busca satisfacer las exigencias del mercado cervecero de acuerdo a las nuevas tendencias, por lo que se planteó el desarrollo de una cerveza del estilo Weissbier con las mejores características que cumpla con las expectativas de los mejores paladares cerveceros. El proyecto consta de cuatro capítulos estructurados de la siguiente manera: el problema, marco teórico, metodología y marco administrativo, los cuales han sido subdivididos y se detalla a continuación. En el capítulo I, se planteó el problema, su formulación, objetivos del proyecto, tanto el general como los específicos y la justificación e importancia para realizar este proyecto. En el capítulo II, se estableció el marco teórico, mediante la búsqueda de experimentaciones, investigaciones e información que respalden el desarrollo del proyecto de elaboración de cerveza artesanal estilo Weissbier, este capítulo a su vez se divide en antecedentes, fundamento teórico, marco legal, el planteamiento de las hipótesis (de trabajo y nula) y el sistema de variables (dependientes e independientes) que fundamentan la investigación. El capítulo III, consta de la metodología de investigación utilizada para llevar a cabo el proyecto, se define la población y el tamaño de la muestra, además se describe el método y materiales para el desarrollo de la cerveza, incluyendo los métodos de ensayo a utilizarse para caracterizar la bebida (fisicoquímicos, microbiológicos y sensoriales), finalmente el diseño experimental a aplicarse. 2 En el capítulo IV se da a conocer los análisis y discusión de los resultados obtenidos en este proyecto de investigación. En el capítulo V, se dan a conocer las conclusiones obtenidas, de acuerdo a los objetivos planteados en el trabajo de investigación. Finalizando el proyecto correspondiente con la bibliografía y los anexos. Capítulo I 3 Problema de Investigación 1.1. Planteamiento del Problema En los últimos años se reporta un incremento de la industria cervecera artesanal, debido fundamentalmente al aumento de “pubs” y bares que promueven su consumo (Gutiérrez et al., 2002), la clientela exige cada vez más variedades de cerveza, con nuevos, aromas, sabores, colores e incluso algún adicional que traiga consigo propiedades funcionales, nutricionales o cualquier otro factor que incentive su consumo, exclusivamente al público adulto que tiene una inclinación hacia el consumo de esta bebida. Las cervezas del estilo Weissbier tienen la característica principal de presentar un sabor a plátano, debido a que se usa trigo y a una levadura específica en su elaboración, haciéndolas refrescantes y muy populares en diversos países, a pesar de que el trigo es un ingrediente exclusivo para la elaboración de pan y a que fueron prohibidas debido a la Ley de la Pureza Alemana. Este sabor característico a plátano se debe al acetato de isoamilo (González, 2017) que producirá una levadura específica como la Danstar Munich de Lallemand, además de que la cantidad de trigo y temperatura de fermentación es indispensable para la formación de este sabor, puesto que compañías como Lallemand sugieren como mínimo 30% de trigo en la formulación y temperaturas elevadas para que la levadura incremente la producción de características fenólicas. Es así que en el Ecuador se consumen 650 millones de litros de cerveza al año (El Universo, 2015), y hay plantas de cervezas artesanales como Cherüsker que han desarrollado nuevas técnicas para aumentar su producción de 9000 a 13500 litros mensuales desde el año 2010 que fue fundada, ya que no abastecía su producción inicial para los consumidores y más ahora que se ha incrementado el consumo de cerveza artesanal (Villegas, 2013). De esta manera, con estos datos de consumo, se pretende desarrollar una variedad de cerveza del estilo Weissbier, que ahora tiene una gran acogida en el mercado nacional e internacional. El consumo moderado de alcohol, y en especial el proveniente de las bebidas alcohólicas fermentadas con un alto contenido en polifenoles, está asociado con un menor riesgo cardiovascular y una disminución de la mortalidad (Moreno, 2017); además contiene todas las vitaminas importantes del grupo B y las vitaminas A, D y E, por ejemplo, con un litro de cerveza se cubre el 35% de la necesidad diaria de vitamina B6, el 20% de la B2 y el 65% de niacina. (Fernández & Romero, 2010) 1.2. Formulación del Problema ¿Qué características organolépticas debe expresar la cerveza estilo Weissbier para satisfacer la demanda sensorial de la población adulta a la que está dirigida la producción de esta bebida fermentada y que combinaciones de estilos prefiere? 4 1.2.1. Preguntas de Investigación. 1. ¿Cuáles son los factores que influyen para estimar el grado de aceptabilidad para el consumo al elaborar una cerveza del estilo Weissbier? 2. ¿La combinación de diversos carbohidratos para la elaboración de cerveza del estilo Weissbier, afectará de alguna manera a las características organolépticas del producto final? 3. ¿La concentración de trigo malteado afecta de alguna manera a la apariencia de la cerveza, ya sea en sabor, aroma, cuerpo o amargor? 4. ¿Cuál es la concentración de trigo malteado que dará la máxima aceptabilidad de la cerveza del estilo Weissbier? 5. ¿Cuál es el grado de aceptabilidad de los tipos de cerveza del estilo Weissbier desarrollados? 6. ¿Cómo se elabora una cerveza artesanal del estilo Weissbier? 1.3. Objetivos de la Investigación. 1.3.1. General. - Desarrollar una cerveza del estilo Weissbier, que satisfaga las exigencias de los consumidores. I.3.2. Específicos. - Elaborar tres formulaciones de cerveza, con diferente proporción de trigo en su composición y compararlas en aspectos sensoriales. - Determinar, cuáles son los factores sensoriales que influyen en la aceptación de una cerveza artesanal por parte del consumidor. - Determinar cuáles son las características (descriptores) que mejoran la aceptación de una cerveza del estilo Weissbier. - Caracterizar las formulaciones mediante análisis fisicoquímicos y microbiológicos, basados en métodos estandarizados y dentro de la Norma INEN 2262:2013. 1.4. Justificación Hace cientos de años el hombre se ha dedicado a elaborar alimentos fermentados ya sea como medio de conservación de los mismos o por tradición, obteniendo un sinnúmero de productos como: pan, queso, yogurt, entre otros. Uno de los procesos más representativos es la fermentación de ciertos cereales que ha permitido obtener una variedad notable de 5 bebidas fermentadas como el saque en Asia, cervezas en Europa y chicha en América. (Villegas, 2013) La cerveza, como se ha comentado, está enmarcada como una bebida fermentada de un contenido de polifenoles que provienen principalmente de las maltas (70-80%) y del lúpulo (30%) que, como antioxidantes naturales, participanen el retraso del envejecimiento celular y la disminución de padecer enfermedades cardiovasculares, así como su capacidad anticancerígena (Olalla, 2002). Dentro de los aspectos funcionales de estos componentes, la interacción de los polifenoles con la microbiota se va a dar principalmente en el colon, donde la microbiota intestinal posee su mayor población, estimulando o inhibiendo el crecimiento de bacterias. Piazzon y colaboradores en un estudio realizado con varios tipos de cerveza, observaron que las de tipo Bock presentaban un mayor contenido en polifenoles, seguidas por las Abbey, Ale, las cervezas de trigo y Pilsner (Moreno, 2017). Existen numerosos estudios científicos en el ámbito nacional e internacional que han demostrado que la cerveza es una bebida natural y saludable. Tiene un alto valor nutritivo, ya que, no contiene grasa y aporta vitaminas, minerales y otras sustancias con características funcionales, por lo que su consumo moderado puede incluirse en cualquier dieta equilibrada. Es así que, los folatos presentes en la cerveza están comprendidos entre 1 y 10 μg/100 ml dependiendo del tipo de cerveza y los métodos analíticos empleados, la ingesta diaria de esta vitamina para la población adulta oscila entre 180 y 200 μg/día. El ácido fólico participa en el metabolismo de los ácidos ribonucleico (ARN) y desoxirribonucleico (ADN), especialmente para la síntesis de proteínas, formación de la sangre y la transmisión de las características hereditarias; además, los folatos son esenciales para el mantenimiento de la vida celular, participan en el crecimiento y formación de nuevos tejidos, previenen defectos del tubo neural (DTN) en el nacimiento y reducen el nivel de homocisteína (Olalla, 2002). Aparte de los polifenoles y folatos que presenta la cerveza, además, contiene cierta cantidad de fibra soluble, la cual disminuye la incidencia de cáncer de colon y de diverticulosis, y rebaja la colesterolemia. Las maltodesxtrinas se encuentran presentes en una concentración de 2,6 a 3,5% del peso de la cerveza, lo que la lleva a tener un bajo índice de glucemia, ya que éstas se metabolizan lentamente liberando unidades de glucosa que pasan progresivamente a la sangre, y dan lugar a un pico de concentración de glucosa en sangre menos elevado y más extendido, esto ha sugerido que puede considerarse una bebida para deportistas. El bajo contenido de sodio que posee, 33 mg/L, le da participación en dietas hiposódicas, ya que la relación de potasio a sodio es de 15,7, lo que le confiere un efecto diurético. Finalmente, la cerveza contiene aproximadamente 36 mg/L de silicio biodisponible, este es un elemento esencial al participar en procesos de calcificación y, posiblemente, en el tejido conectivo (Olalla, 2002). La propuesta surge debido a la creciente demanda de cerveceros artesanales en el mercado, puesto a que no existe un profesional competente en el tema, dentro del proceso 6 de elaboración, de tal manera que pueda entender los diversos factores que establecen la elaboración de una cerveza artesanal y las complicaciones que pueden surgir durante el procesamiento. Capítulo II Marco Referencial 7 2.1. Antecedentes La gran demanda de la cerveza artesanal trae consigo muchas oportunidades de negocio, e incluso de investigación y análisis de mercado; es el caso de una tesis (Villegas, 2013) con el tema de “Reingeniería de la Planta de Cerveza Artesanal Cherusker”, hace referencia a una producción inicial de 6000 litros mensuales desde su inauguración en el año 2010 y debido a la demanda y novedad de una cerveza nueva, natural, con ingredientes importados y recetas innovadoras, se presentó la necesidad de implementar nuevos equipos para incrementar la producción hasta 9000 litros mensuales, satisfaciendo momentáneamente la demanda, luego de la publicidad en medios como diarios, revistas e internet y debido a los precios asequibles a todo público la demanda aumentó llevando a sus propietarios a realizar estudios con el fin de incrementar su producción y tratar de llevarla hasta 16000 litros mensuales con el fin de abastecer el Bar Cherusker Cervecería Alemana y a otros lugares que demanden de este producto (Villegas, 2013). Así que esta demanda ha crecido en un ritmo de 20 veces desde el 2011 (El Comercio, 2016), dando nuevas fuentes de trabajo y la implementación de microempresas. El trabajo de investigación de Carvajal & Insuasti, (2010) “Elaboración de Cerveza Artesanal utilizando Cebada y Yuca” se enfoca en promover e incrementar la demanda del cultivo tanto de cebada como de yuca, y que no sea destinada su producción de forma exclusiva para el área harinera y de balanceados; si no direccionarla a otra clase de productos como es el caso de la de cerveza. Además, se investigó los porcentajes adecuados tanto de lúpulo y azúcar para la elaboración de cerveza de cebada y yuca, y la mezcla ideal de ambas para dar un producto apetecible y de gran aceptabilidad hacia los consumidores de cerveza artesanal (Carvajal & Insuasti, 2010). Otro proyecto de graduación de Mencia & Pérez (2016) de “Desarrollo de cerveza artesanal ale y lager con malta de maíz (Zea mays), cebada (Hordeum vulgare), carbonatada con azúcar y miel de abeja” mostró que el uso del grano de maíz variedad tuxpeño malteado resultó ser eficiente en relación maíz y cebada (70:27%), sin embargo, se necesitó adicionar azúcar para aumentar la cantidad de azúcares disponibles para producir una cerveza artesanal con un grado alcohólico superior al 5%. El uso de miel de abeja para la carbonatación natural en botella fue influyente para una aceptación y preferencia superior a la carbonatada con azúcar. Las cervezas producidas con 70% de malta de maíz mostraron niveles aceptables en pH, color, grado alcohólico, gravedad específica, tiempo de retención de espuma categorizando dentro de los estilos Imperial Stout para Ale y Doppelbock para Lager. El uso de malta de maíz redujo considerablemente los costos de producción de cerveza artesanal para ambos estilos, por lo que permite competir con el mercado importado de cervezas artesanales (Mencia & Pérez, 2016). El trabajo de Investigación de Bodgan & Kordialik-Bogacka, (2017) “Alternatives to malt in brewing”, establecen que los nuevos métodos analíticos y desarrollos de 8 investigación han arrojado nueva luz sobre el impacto de los adjuntos en las características de la cerveza. Los adjuntos elegidos adecuadamente pueden contribuir a colores más claros, estabilidad coloidal o de espuma mejorada y prolongación de la vida útil de la cerveza. El perfil de sabor también se puede cambiar alterando los espectros de azúcar y aminoácidos en el mosto. Sin embargo, también pueden resultar consecuencias negativas por el uso de adjuntos. Con el procesamiento apropiado y la aplicación de preparaciones enzimáticas comerciales durante la producción de mosto y cerveza, estas amenazas pueden minimizarse (Bodgan & Kordialik-Bogacka, 2017). Gutiérrez y otros (2002) en su trabajo “Cervezas artesanales: Características fisicoquímicas y microbiológicas-Comparación con cervezas industriales”, analizaron 12 muestras de cerveza envasada adquiridas en el mercado: industriales y artesanales, rubias y negras. En el trabajo se analizaron parámetros fisicoquímicos como: densidad, grado alcohólico, acidez, acidez volátil, metanol, grado de fermentación, color y pH. Además, se determinaron los parámetros microbiológicos tales como: recuento total de microorganismos que utilizan el etanol como fuente de carbono, recuento de levaduras salvajes, recuento acetobacter y recuento de lactobacillus. Llegaron a la conclusión que sólo una de las muestras de cerveza artesanal presentó valores elevados en todos los recuentos microbianos y con algunos de los valoresfisicoquímicos fuera de especificación. Por otra parte, el recuento de microorganismos que utilizan etanol como única fuente de carbono, dos de las muestras dieron mayor de 25 ufc/mL y en un 62% de las muestras de cervezas artesanales se observa una diferencia notable entre el contenido de alcohol declarado en el rótulo y el hallado experimentalmente (Gutiérrez et al., 2002). 2.2. Fundamento Teórico. 2.2.1. Bebidas alcohólicas fermentadas no destiladas. Las principales bebidas fermentadas son: vino, cerveza, sidra, sake y chicha; ya que provienen de cereales y/o frutas, que, por acción de las levaduras y una adecuada temperatura, transforman en etanol el azúcar que estas contienen (Monereo, Arnoriaga, Olmedilla, & Martínez, 2016). Además, son los más sencillos de obtener, ya que solo se necesita del tiempo necesario para que la levadura actué; hay que resaltar que en la medida de que aumente el contenido alcohólico, gradualmente se agotará el sustrato para la levadura, dando como resultado un lugar inhóspito y en consecuencia la levadura morirá, dejando un líquido con una graduación alcohólica que dependiendo del tipo de levadura oscilara entre 14º y 16º de alcohol (Pluma, 2016). Las bebidas fermentadas pueden clasificarse en dos grupos, destiladas y no destiladas, además pueden provenir de diferentes fuentes de sustratos como se indica en la Tabla 1. 9 Tabla 1. Clasificación de las bebidas fermentadas Bebidas Fermentadas no Destiladas Bebidas Fermentadas Destiladas Bebida Fuente de Sustrato Bebida Fuente de Sustrato Vino (Blanco, tinto, rosado y espumoso) Uvas (Blancas o tintas, dependiendo del tipo de vino a elaborarse). Tequila Agave tequilana Weber azul. Cerveza Cereales malteados (Cebada, trigo o avena). Armagnac, coñac y brandy Vino. Sidra Jugo de manzana. Ron Caña de azúcar. Sake Arroz (Koji) Vodka Granos ricos en almidón como la cebada, el centeno y el trigo, o papa. Chicha Variedad de alimentos ricos en almidón. Ginebra Cebada sin maltear. Whisky Cereales como la cebada, centeno, trigo y maíz (malteados o sin maltear). Fuente: (Pluma, 2016) 2.2.2. Cerveza. Es una bebida de moderado contenido alcohólico, resultante del proceso de fermentación controlado, por medio de una levadura cervecera proveniente de un cultivo puro, en un mosto elaborado con agua de características fisicoquímicas y microbiológicas apropiadas, cebada malteada y extracto de lúpulo (NTE INEN 2262, 2013). Una parte de la cebada malteada o extracto de malta puede sustituirse por adjuntos cerveceros (CONAL, 2002). 2.2.2.1.Historia y origen de la cerveza. Se cree que esta se produjo por casualidad, ya que con la llegada de las lluvias y al encontrarse el pan almacenado en bandejas, estas se llenaban de agua; y con ayuda del calor las levaduras salvajes que se encontraban en el medio fermentaron el contenido, dando como resultado una bebida alcohólica. Esta fue agradable para muchas personas, ya que los relajaba y ponía alegres (Ríos, 2018). El proceso de elaboración de la cerveza se origina desde la Antigua Mesopotamia (Figura 1), hace más de 6000 años (González, 2017), donde empezaron a producir de la germinación del trigo, la primera cerveza primitiva, cuyo sabor era ligeramente agrio, debido a la fermentación láctica paralela que esta sufría, este fenómeno ocasionaba que la cerveza dure más tiempo, ya que un medio acido es inhóspito para los microorganismos. Posteriormente los babilonios (Figura 2) heredaron de los sumerios el arte de cultivar la tierra 10 y elaborar cerveza (Torreón, 2014). Además dejaron las primeras recetas de elaboración de cerveza de cebada, de trigo almidonado, o una mezcla de las dos, que era turbia, si la espesaban con harina era conocida como “cerveza-pan bebible” (Suárez D., 2013). Figura 1. Tablilla Mesopotamia especificando la elaboración de la cerveza. Fuente: (Ríos, 2018) Figura 2. Tablilla del imperio babilónico mostrando a varias personas tomando cerveza. Fuente: (Ríos, 2018) Hace 700 años A.C, los tracios y los frigios, la elaboraban con cebada y especias y junto con los habitantes de las riberas la llamaron “Vino de Cebada”. Mientras que en África y España la nombraron “cerevisia” (Verti, 2002). Por otro lado, los egipcios (Figura 3) durante el siglo XVI (González, 2017), fueron los primeros en añadir lúpulo a la cerveza, en lugar de especias, que era lo que agregaban las otras culturas, logrando que la cerveza tomara un punto de perfección, y adquiriendo los rasgos característicos que le confieren hasta la actualidad (Verti, 2002). Llegó a ser tan popular, que incluso se podían pagar impuestos con ella, la nombraron “zythum” y le 11 agregaron ingredientes que la enriquecían en aroma y color. Además, fueron los primeros en comercializarla (Torreón, 2014) (Suárez D., 2013). Figura 3. Evidencias de imperio egipcio y maya en la elaboración de cerveza. Fuente: (Ríos, 2018) Respecto al Nuevo Mundo, los Incas tenían una cerveza de maíz, a la que llamaron “chicha”, cuyas evidencias arqueológicas indican que su consumo era muy extendido; también existen referencias de una cerveza brasileña de mandioca conocida como “kaschiri”, y el “pulque” mexicano, que es la fermentación del zumo de pita. En Norteamérica, durante el establecimiento de los colonos ingleses, por su difícil transporte y al no encontrarse materias primas suficientes, se usaban calabazas, frutos de caqui, maíz, etc. (Suárez D., 2013). En la Tabla 2 se da a conocer un breve resumen de las cervezas realizadas por las diferentes culturas a lo largo de los años. Tabla 2. Cervezas de acuerdo a la Cultura Región, país o cultura Base de la cerveza Nombre Mesopotamia Cebada, espelta, trigo y mijo Sikaru Babilonia Cebada y trigo almidonado Cerveza-pan bebible Egipto Cebada Zythum China Arroz Li 12 África Mijo Cerevisia Tracios y Frigios Cebada y especias Vino de cebada Europa, América y Australia Cebada Cerveza América pre-Colombiana Maíz, mandioca y patata Chicha Brasil Mandioca Kaschiri México Zumo de Pita Pulque Ruanda y Uganda Bananas verdes Fuentes: (Cerveza más tapa por Madrid, 2017), (Ríos, 2018) & (Suárez D., 2013) En el siglo XVIII, fueron introducidas las botellas de cristal, produciéndose una importante innovación en la industria cervecera, debido al fácil transporte y almacenamiento, y que facilitaba el consumo privado en los domicilios (Suárez D., 2013). En Múnich, para conservar la cerveza en verano, la guardaban en cuevas con hielo; lo que provocó el desarrollo de levadura de fermentación baja originando el tipo lager (García B., 2014). En la ciudad checa de Pilsen también se producía cerveza de fermentación baja (Figura 4) que tuvo gran éxito entre las clases populares y en competencia con las cervezas oscuras y dulces de Múnich (Cerveza más tapa por Madrid, 2017). Figura 4. Elaboración de Cerveza de baja Fermentación (Lager) Fuente: (Cerveza más tapa por Madrid, 2017) A fines del siglo XVIII llegan las primeras máquinas de vapor, y con ellas los primeros sistemas de bombeo, lográndose un proceso más eficiente y un mejor manejo de la cerveza. Al mismo tiempo en esta época fue descubierto como crear, mantener y controlar el frío, aplicando estos conocimientos a la elaboración de la misma (Ríos, 2018). En el siglo XIX, el mayor descubrimiento en el campo de la cervecería, lo realizó el investigador francés Luis Pasteur, con ayuda de su microscopio descubrió al hongo del cual se deriva la levadura responsable de la fermentación de la cerveza tipo Lager, que es de baja 13 fermentación (García B., 2014). Con este descubrimiento se logró entender por qué se fermentaba y se pudo controlar la producción de la misma, dando como resultado cervezasde mejor calidad y variedad (Ríos, 2018). Según los estudios de Pasteur, esta levadura no se originaba espontáneamente durante la fermentación de la cerveza, explicando el proceso de formación de alcohol en la fermentación del mosto por la levadura. Además probó que otras bacterias que crecían junto a la levadura, eran capaces de estropear la cerveza; para evitarlo, desarrollo el método que hoy conocemos como pasteurización, que es un ligero calentamiento de la cerveza, que al aplicarlo se eliminaban bacterias, permitiendo que la cerveza dure más tiempo (García B., 2014). Desde aquí los productores de vino y se cerveza se ilustraron y los comenzaron a producir tal como las conocemos ahora; de esta manera resultaba un producto de mayor estabilidad que el de alta fermentación (Suárez D., 2013). A inicios del siglo XX, la industria cervecera tradicional tomo un nuevo giro, elaborando y comercializando cervezas rubias de poca graduación alcohólica y cuerpo moderado, debido a su bajo costo y fácil producción (González, 2017). 2.2.2.2.La Ley de Pureza de la Cerveza. El duque Jan Primus de Bélgica, conocido como rey Gambrinus (Rey de la Cerveza), dicto en el siglo XIV el primer decreto sobre la elaboración de la cerveza, pues se pretendía evitar que se llevaran a cabo fraudes que adulteraban la bebida. Durante el siglo XV, se crearon los primeros gremios cerveceros, cuyo objetivo era proteger el proceso de elaboración de la cerveza y su comercialización, así mismo como impulsar su desarrollo (García B., 2014). Alemania es el país influyente al fijar las características de la cerveza moderna, ya que aún cuentan con la “Ley de la Pureza”, decretada el 23 de abril de 1516, por los duques Guillermo IV y Luis X, esta Ley también es conocida como el Reinheitsgebot, un documento que regulaba la pureza de la cerveza bávara; rige desde 1906 en todo el territorio alemán, asegurando que para la elaboración de cervezas de baja fermentación se deben usar exclusivamente: agua, lúpulo, malta de cebada y levadura (García B., 2014). Esta ley es considerada la ley de alimentos más antigua del mundo, se exhibe en el antiguo monasterio cisterciense de Aldersbach (Ríos, 2018). 2.2.3. Fermentación de la Cerveza. La fermentación es un proceso anaeróbico, esto quiere decir que en ausencia de oxígeno se desprende alcohol (etanol) y gas carbónico debido al proceso metabólico de las bacterias anaeróbicas y de las levaduras. El alcohol o etanol producido en este proceso es usado comúnmente en la fabricación de bebidas alcohólicas tales como el vino, la cerveza, etc. (Carvajal & Insuasti, 2010) 14 La fermentación es la alternativa anaeróbica para la producción de ATP cosechando la energía de los alimentos; emplea la glucólisis para oxidar la glucosa y otros componentes orgánicos a piruvato (Ecuación 1), con la producción neta de 2 ATP por fosforilización a nivel del sustrato, siendo el NAD+ el agente oxidante que acepta electrones a partir de los alimentos durante la glucólisis, así el aceptor final de los electrones es una molécula de piruvato o de acetaldehído, dependiendo del tipo de fermentación (láctica o alcohólica, respectivamente) (Campbell & Reece, 2007). Ecuación 1. Reacción global de la transformación de la glucosa a piruvato. 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 + 2𝑃𝑖 + 2 𝐴𝐷𝑃 + 2 𝑁𝐴𝐷 + → 2 𝑃𝑖𝑟𝑢𝑣𝑎𝑡𝑜 + 2 𝐴𝑇𝑃 + 2 𝑁𝐴𝐷𝐻 + 2 𝐻+ + 2 𝐻2𝑂 En la fermentación alcohólica, (Figura 6), se libera dióxido de carbono del piruvato, catalizada por el piruvato descarboxilasa, el cual se convierte en acetaldehído y este es reducido por el NADH a etanol (Ecuación 2), mediante una reacción catalizada por el alcohol deshidrogenasa, (Figura 5). (Berg, Tymoczko, & Stryer, 2008). Esto regenera la provisión de NAD+ necesaria para la continuación de la glucólisis (Campbell & Reece, 2007). Figura 5. Conversión de Piruvato a Etanol Fuente: (Berg, Tymoczko, & Stryer, 2008) Ecuación 2. Reacción global de la fermentación alcohólica 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 + 2 𝑃𝑖 + 2 𝐴𝐷𝑃 + 2 𝐻 + → 2 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 + 2 𝐶𝑂2 + 2 𝐴𝑇𝑃 + 2 𝐻2𝑂 15 Figura 5. Fermentación Alcohólica Fuente: (Campbell & Reece, 2007) La fermentación de la cerveza se rige en el tipo de levadura que se usa para su elaboración, así si se tiene las de fermentación a altas temperaturas denominadas Ale, y las de fermentación a bajas temperaturas, denominadas Lager, estas últimas tienden a tener un grado alcohólico menor (Suárez D., 2013). La clasificación de las cervezas se menciona más adelante. 2.2.4. Cerveza Artesanal. La historia de la cerveza, registra cómo las antiguas culturas elaboraban sus cervezas con diferentes materias primas y diversos procedimientos, hasta que gradualmente con el tiempo fueron perfeccionando estas técnicas de elaboración a como se las conoce en la actualidad. Entonces, la cerveza artesanal ha existido desde los inicios de las diversas culturas e incluso a inicios de la agricultura. Durante la década de los ochenta, el deseo de los consumidores por probar diferentes sabores y sensaciones se ha incrementado, convirtiendo la oferta de nuevos estilos en el atractivo principal de la industria cervecera artesanal actual. Se estima que existen alrededor de 10.000 fábricas de cerveza artesanal por todo el mundo; el 86% de estas se localizan en Estados Unidos y Europa. Para el 2015 los países latinoamericanos, en los que había fábricas de cerveza artesanal, eran encabezados por Brasil, Argentina y México, seguidos de lejos por Venezuela, Chile y Ecuador. La ausencia de un criterio al concepto de cerveza artesanal, hace difícil de obtener estadísticas globales que reflejen el mercado actual de esta bebida (González, 2017). El volumen de producción de un establecimiento marca sin duda una gran diferencia entre las grandes industrias como Guinness, Heineken, Budweis, Corona y las pequeñas fábricas artesanales esparcidas por todo el mundo (González, 2017). 16 2.2.5. Tipos y Estilos de Cerveza. Debido a la extensa diversidad que la cerveza posee, resulta difícil tipificarla, y para simplificar y clasificarla el escritor inglés Michel Jackson en su libro “The World Guide to Beer” ha establecido un buen número de criterios que se resumen en la Tabla 3: Tabla 3. Criterios para clasificar a la cerveza Criterio Características Aspecto Rasgos visuales como color y turbidez: Rubias, rojas, ámbar o negras (de acuerdo al tostado de la malta). Turbias o claras. Método de elaboración Técnicas específicas aplicadas en el proceso de fabricación: Ahumadas, donde el humo de leña impregna de aroma al grano. Doble malta, que rinden un mayor porcentaje de alcohol. Ingredientes empleados Considera los componentes utilizados en su fabricación: Solo cebada malteada, 100% malta. Utilización de granos complementarios, cerveza de trigo, avena, etc. Procedencia Considera la región geográfica donde es fabricada: Alemanas, belgas, británicas, americanas y escocesas. Pilsner o Pilsen, nació en la ciudad de Pilsen, República Checa. Kölsch, producida en la región alemana de Colonia. Tipo de fermentación Ale, elaboradas a altas temperaturas (15 a 25 ºC) Lager, requieren ambientes fríos para su fermentación (4 a 9 ºC). Fuente: (González, 2017) El criterio por tipo de fermentación resulta ser de un gran alcance ya que en estos dos grupos incluyen casi todos los estilos de cerveza existentes. A continuación, se especifican algunas características de cada grupo (González, 2017). Las cervezas ALE son elaboradas con la levadura Saccharomyces cerevisiae, esta tiende a permanecer en la superficie cerca del mosto al final de la fermentación. Su temperatura óptima de desarrollo es entre los 15 y 25 ºC, permitiendo que puedan ser producidas a temperatura ambiente. El tiempo de fermentación es corto, pudiendo serculminado en una o dos semanas. Otra diferencia de las LAGER es su mayor complejidad y una amplia gama de aromas afrutados, al poseer un alto contenido de ésteres (González, 2017). 17 Los estilos más representativos se detallan en la Tabla 4: Tabla 4. Clasificación de la cerveza del tipo Ale Estilo Características De trigo Elaboradas a base de trigo malteado, sin embargo, este al no poseer las suficientes enzimas para transformar el almidón en azúcar, se la combina con malta de cebada para lograr una fermentación completa. Su color va desde dorado pajizo hasta casi blanco; su olor manifiesta ciertos matices de clavo de especia y plátano. Pale Ale Son elaboradas con una gran proporción de maltas pálidas, su color puede variar desde el dorado profundo hasta el ámbar. Las más conocidas son: English pale ale, incluye todas las cervezas amargas de la nación inglesa, poseen un mayor nivel de ésteres que las bitter, así como una carbonatación superior y espuma de alta persistencia. Indian pale ale o IPA, desarrollada por cerveceros británicos en su intento por crear una cerveza que soportara los largos viajes hasta su colonia en India. Son amargas y de alta graduación, su color varia de un dorado claro a un ámbar rojizo. American pale ale o APA, son una adaptación americana de las pale ale inglesas, donde se han sustituido los ingredientes originales por los que proceden de Norteamérica, muestran un color más claro y un menor gusto a caramelo que las inglesas. Lambic Estilo elaborado en Bélgica, son elaboradas por fermentación espontanea, su fabricación dura varios años, en lugar de lúpulo se utilizan frutas para aromatizarlas, se utiliza hasta 40% de trigo sin maltear en su producción. A partir de esta se pueden elaborar ciertas variedades: Gueuze, se combina lambic envejecida con joven, por lo que produce una segunda fermentación en botella, resultando un alto contenido de CO2, poseen una graduación un poco elevada y son ligeramente acidas. Faro, cerveza dulce, con alto contenido de azúcar residual y gran riqueza de CO2. Kriek, se elabora macerando por unas seis semanas lambic con frutas, tradicionalmente cerezas o frambuesas. Posteriormente se embotellan y se deja madurar por algunos meses. Barley Tiene su origen en Inglaterra en el siglo XIX, se lo conoce como vino de cebada por su alta graduación (8-12 %) y por su conservación en barrica durante meses o años; tienen mucho aroma, sabor dulce y maltoso, tienen ciertas notas afrutadas provenientes de las levaduras usadas. El color puede pasar por el dorado, ámbar y marrón oscuro. Porter Se originó en Londres alrededor de 1722, existen tres categorías del estilo: Brown porter, posee un color marrón casi negro, tiene moderada cantidad de alcohol y notas torrefactas; unas versiones usan alto porcentaje de malta brown, y otras pequeñas cantidades de malta chocolate y granos oscuros. 18 Robust porter, es algo más corpulenta que la anterior y con mayor presencia de aromas a granos y chocolate. Los lúpulos y levaduras usadas pueden ser ingleses o americanas. Baltic porter, fermentan como una lager; poseen alta graduación (7-8,5 %), ricas en aroma a malta y chocolate, mínima presencia de notas torrefactas. Stout En el siglo XX se impuso este término para todas las cervezas negras; el grado de tostado de las maltas para su elaboración es extremo, alcanzando un color negro intenso, con espuma densa y cremosa, el aroma tiene notas intensas a chocolate. Se la puede categorizar en: Dry Stout, típico aroma a maltas bien tostadas, es la menos corpulenta de este estilo. Sweet Stout, menor alcohol (3-3,5%) y densidad menor; de color ámbar y sabor moderadamente dulce. Oatmeal Stout, se le agrega entre el 5 a 10 % de avena al mosto de malta, aportando proteínas, lípidos y gomas, y por ende espuma persistente, fina y cremosa, tiene un gran cuerpo. Foreing Extra-Stout, de alta densidad, con más de 50 IBU (amargor intenso), son las más robustas. American Stout, a menudo ofrece notas cítricas o resinosas debido a las levaduras americanas usadas; el color va de marrón oscuro a negro intenso. Imperial Stout, de alta densidad y elevado tenor de lúpulos que los ingleses crearon para exportar al imperio ruso. Fuente: (González, 2017) Las cervezas LAGER son elaboradas con la levadura Saccharomyces carlsbergensis (o pasterianus), las cuales tienen a descender y depositarse al fondo del tanque. La temperatura óptima de fermentación de estas levaduras va entre 4 y 9 ºC. Requieren un almacenamiento prolongado en tanques fríos luego de la fermentación. En el siglo XX es donde alcanza su mayor auge debido a la aparición de los mecanismos de refrigeración que facilitaron su conservación (González, 2017) Los estilos más representativos se detallan en la Tabla 5: Tabla 5. Clasificación de la cerveza del tipo Lager Estilo Características Pilsen o Pilsner Elaborada en la ciudad de Pilsen (República Checa) en 1842 debido a la insatisfacción de un grupo de ciudadanos checos. Tiene un contenido alcohólico bajo (3-5 %), un color dorado intenso y un sabor acentuado pero ligero de cuerpo. Existen tres subestilos: Alemán, refrescantes y secas, de retrogusto amargo y persistente. Bohemio, emplean maltas Pilsen de Moravia, tienen mayor color y cuerpo que el estilo alemán, pero con menor carbonatación. 19 Americano, similar al alemán, misma formulación, pero con ingredientes estadounidenses, lúpulos cluster y cascade. Draft o Draught Se la conoce como cerveza de barril o de sifón, ya que se sirve directamente de las barricas de acero donde se las almacena. Su procedimiento de elaboración es simple, sin adición de aditivos, filtración ni pasteurización. Contiene levaduras activas, su tiempo de consumo es de 4 a 6 semanas. Son de color dorado, sabor intenso, pero de cuerpo ligero; lúpulos con poca intensidad. Ice La técnica de elaboración consiste en congelarla parcialmente y luego eliminar por filtración los cristales de hielo, originando una cerveza de mayor graduación y de color más brillante. Märzen Es elaborada en el último mes de invierno (marzo) para ser almacenada en frías cavernas por los meses cálidos de verano. Son consumidas en el otoño durante la celebración del octoberfest. Son de color bronce cobrizo, con sabor maltoso, gran cuerpo y alto contenido alcohólico (5,8 a 6,4 %). Bock Nace en la ciudad de Einbeck, su grado alcohólico suele estar por encima de 6 %; su color puede ir desde el dorado oscuro hasta el marrón. Posee varios subestilos: Weizenbock, cuando se elabora con algo de trigo. Eisbock, de alta graduación (hasta 10 %), obtenida mediante congelación parcial. Dopellbock o doble bock, es la más fuerte, con una abundancia de alcohol. Maibock, fuerte y con cuerpo, presencia de notas frutales. Rauch Originarias de Bamberg y conocido desde el año 1500; generalmente oscuras, similares a las märzen. Para su elaboración se utilizan maltas ahumadas; poseen corpulencia y carbonatación medias, mientras que el amargor es moderado y balanceado. Fuente: (González, 2017) 2.2.5.1. Cerveza de Trigo (Weissbier). Es un tipo de cerveza más ligera y de color más pálida que la mayoría de las cervezas ALE hechas sólo con cebada. El trigo malteado usado para la elaboración de este estilo cervecero al no tener las suficientes enzimas que transformen el almidón en azúcar es combinado con malta de cebada para poder llegar a la fermentación completa. La coloración de estas cervezas va desde el pardo pajizo a casi blanco. Y tienen un olor característico a clavo de especia y plátano debido al acetato de isoamilo presente en el trigo (González,2017). Existen tres categorías dentro de este estilo: Weiss, propia de Berlín, es algo ácida con una graduación de 3 %. Weizen, típica de la región de Baviera; similar a la anterior, pero con una proporción de trigo de hasta el 70 %, es altamente carbonatada. Generalmente 20 tiene una segunda fermentación en botella, si es envasada sin filtrar se la conoce como “hefe”, y si es filtrada se la conoce como “kristall”. Witbier, originaria de Bélgica, emplea malta de cebada y trigo sin maltear, otorgándole un mayor sabor a grano y considerable cuerpo. (González, 2017) 2.2.6. Apreciación de la Cerveza. La apreciación de la cerveza puede ser abordada como una evaluación sensorial subjetiva, donde dos personas pueden juzgar de manera distinta la misma cerveza aún en idéntico ambiente. También puede ser abordada a través de un proceso de cata, como una actividad objetiva, formal, sistemática y técnica. Los factores que se deben considerar para evaluar y calificar una cerveza son: 2.2.6.1.Temperatura. La temperatura a la cual debe ser servida varía según el tipo ya que algunos aromas pueden quedar suprimidos a bajas temperaturas. Así, las cervezas de trigo y sin alcohol se las sirve a una temperatura óptima de 4 ºC, las rubias entre 6 y 8 ºC, las cervezas espesas y amargas a 10 ºC despliegan sus mejores características, incluso algunas versiones pueden ser más expresivas a temperatura ambiente (González, 2017). A continuación, en la Tabla 6 se muestran los rangos de temperatura ideal para el servicio de algunos estilos cerveceros: Tabla 6. Temperatura de servicio de algunos estilos cerveceros. Muy Fría 2-4 ºC Fría 4-7 ºC Fresca 7-10 ºC Temp. de Bodega 10-13 ºC Cálida 13-16 ºC Lagers Americanas Pilsner Pale Ales Americanas Ales Amargas Stouts Imperiales Licores de Malta Lagers de cuerpo ligero Lagers de cuerpo medio Lambic/Gueuze Quads belgas Ligeras o bajas en alcohol Kolsch Indian Pale Ale (IPA) Bitter inglesa Ales Fuertes Belgas Wit belga Porters Ales Fuertes Vino de Cebada Hefeweizen Alt Porters Bálticas Ales Añejas Weisse Berlinesa Irish Stout Bocks Dopplebock Trigo Americana Stout Dulce Eisbock Fuente: (González, 2017) 2.2.6.2.Aspecto. Es el primer factor al momento de evaluar una cerveza, los principales elementos que lo determinan son el color, turbidez y vivacidad (González, 2017). 21 2.2.6.2.1. Color. El color de la cerveza está sujeta al tratamiento que se les ha dado a los granos, los diferentes grados de tostado que se le ha dado a la malta y la mezcla que se haga con ellas, esto ha dado una gama de colores que puede ir desde el dorado pálido hasta el marrón casi negro, estos se detallan en el Anexo B. En el ámbito técnico formal, términos como rubio, ámbar, rojo o negro, son sustituidos por unidades dentro de escalas específicas como la escala EBC (European Brewing Convention) y SRM (Standard Reference Method) (González, 2017). 2.2.6.2.2. Turbidez. Puede ser ocasionada debido a las proteínas y levaduras suspendidas en la cerveza que no ha sido filtrada, una alternativa es realizar una cocción intensa del mosto, logrando así la ruptura de las proteínas de la malta y reducción de la turbidez en el producto. Aunque se puede ayudar de ciertos aditivos como bentonita, gelatina, carraginatos, pectinasas, etc. para reducir la turbidez a niveles aceptables. Además, la mayoría de los productores de cerveza artesanal realizan una segunda fermentación en botella aprovechando la actividad de las levaduras remanentes, para agregar la carbonatación necesaria en el producto final, es así que se torna turbia la cerveza por la presencia de estas (González, 2017). Por otro lado, el enturbiamiento puede ser ocasionado por una contaminación por microrganismos infecciosos durante el proceso de manufactura, ya que el pH y el alto contenido de nutrientes de la cerveza, la convierten en un excelente caldo de cultivo para levaduras y bacterias dañinas; esta turbidez indeseable puede ser diferenciada de una opacidad natural por el característico olor (off-flavor) que la acompaña (González, 2017). 2.2.6.2.3. Vivacidad. Es un atributo ligado a la presencia de espuma y gas carbónico, esta debe ser la adecuada dependiendo del tipo de cerveza. Las cervezas inglesas al contener poco gas carbónico es fácil beberla a grandes tragos, mientras que las de trigo, al ser chispeantes, obliga a dar pequeños y repetidos sorbos (González, 2017). 2.2.6.3.Espuma. Se la conoce también como “cabeza” o “corona”, es uno de los primeros elementos sensoriales en percibirse en las cervezas, en cantidades que dependen del tipo de cerveza, por ejemplo, en las de trigo, producen más espuma y son más estables que las fabricadas con cebada; la cantidad de espuma está relacionada con las proteínas, mucílagos y gomas que presenta el grano con la que se elabora, las cuales influyen en la tensión superficial. Las burbujas liberadas del líquido quedan atrapadas en la superficie formando una pequeña capa de glóbulos poliédricos, que al irse uniendo forman esferas más grandes. A este proceso se lo conoce como la maduración de Ostwald, haciendo que la espuma actué como un mecanismo de acumulación de aromas que van directo a la nariz del consumidor (González, 2017). 22 Las propiedades más influenciadas de la espuma por los consumidores son: la densidad, cremosidad, adherencia y persistencia, estas se detallan en la Tabla 7. Tabla 7. Propiedades de la espuma de una cerveza. Propiedad Característica Densidad Depende del grado de carbonatación. Baja carbonatación: espuma laxa y poca compacta; alta carbonatación: burbujas se generan rápidamente dando una espuma consistente y compacta. Cremosidad Depende de la concentración de proteínas del grano usado. Se produce por fusión de las incipientes y burbujas de CO2, formando en la superficie una especie de emulsión sedosa al paladar. Adherencia Se refiere a la dificultad que tiene la espuma para desprenderse de las paredes del vaso. Persistencia A mayor contenido alcohólico, menor es la tensión superficial y por lo tanto poca duración de la espuma en el vaso. Compuestos como alfa-ácidos presentes en el lúpulo y ciertos iones metálicos aumentan la persistencia de la espuma, mientras que adjuntos con alto contenido de grasa y detergentes la disminuyen. Fuente: (González, 2017) 2.2.6.4.Aroma. El aroma de la cerveza contiene sutiles matices originados por la presencia de varias sustancias volátiles, que al combinarse unas con otras otorgan a cada estilo su personalidad distintiva. Los elementos más importantes para calificar los aromas son: el lúpulo, los cereales y la fermentación (González, 2017). 2.2.6.4.1. Lúpulos. En la elaboración de cervezas se emplean generalmente dos tipos de lúpulo: los amargos (para dar el característico amargor a la cerveza) y los aromáticos, que dan origen a las notas especiales como son las frutales (plátanos, cítricos, manzanas, frutos rojos), herbáceas (hierba recién cortada), florales (geranios, rosas), especiadas (romero, pimienta, albahaca) y resinosas (mentol, pino) (González, 2017). 2.2.6.4.2. Cereales. Los cereales y los diferentes grados de tostado de la malta son los responsables de los olores torrefactos asociados al pan, caramelo, café, chocolate, pasas, etc.; como por ejemplo las notas achocolatas de algunas stout u olor a pan fresco de las cervezas de trigo (González, 2017). 2.2.6.4.3. Fermentación. Durante la fermentación de la cerveza se generan una variedad de sustancias volátiles, de las cuales las más importantes son los alcoholes y los ésteres, estos se detallan en la Tabla 8 (González, 2017). 23 Tabla 8. Principales sustancias volátiles formadas durante la fermentación. Compuesto Alcoholes Ésteres El
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