Levaduras-y-Fermentacion-1

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Levaduras y 
Fermentación
Lic. Sebastián Oddone
ESPECIALISTA EN FERMENTACIONES INDUSTRIALES
Saccharomyces sp.
Metabolismo
Los azúcares son compuestos que contienen 
energía, y por medio del metabolismo los seres vivos 
los degradan para extraer dicha energía y utilizarla 
en otras reacciones y/o acciones
Una vez que la levadura es inoculada comienza a 
alimentarse y crecer en número
Consumo de azúcares
(atraviesan la membrana)
Metabolismo de azúcares
Los distintos azúcares 
se absorben en orden
En presencia de 
glucosa los canales de 
ingreso de maltosa y 
maltotriosa están 
reprimidos
El grado de uso de 
maltotriosa define el 
nivel de atenuación de 
la levadura.
ATP y ADP
La molécula de la energía de la vida
Efecto Crabtree
(una forma de defenderse)
Efecto Crabtree
Mucho 
más 
eficiente
Uptake de aminoácidos 
(otra forma de defenderse)
La levadura los absorbe rápidamente y los almacena. Es una forma de 
deprivar al resto de los microorganismos (ventaja competitiva)
Son una máquina metabólica
Las levaduras convierten un 46% del extracto en CO2, un 48% en 
etanol, un 5,5% en nuevas levaduras y 1% en metabolitos secundarios
¿Por qué la levadura produce 
estos compuestos?
La producción de etanol y CO2
Efecto Crabtree
Mucho 
más 
eficiente
Acetaldehído
La levadura produce acetaldehído como señal para regular el crecimiento
En bajas cantidades ofrece aromas deseados
En altas cantidades son off-flavors (muy manzana verde, pasto)
A altas temperaturas de fermentación (28-30°C) se favorece la generación 
de acetaldehído. Si ingresa oxígeno al fermentador aumenta la generación 
de acetaldehído por oxidación del alcohol
Se reduce con la maduración, se vuelve a asimilar
También aumenta con la alta densidad 
y la alta tasa de inoculación
Diacetilo (la caca de la levadura)
Como bajarlos
2da Fermentación
Evitar el Cold Crash
Cepas no tan 
floculantes
Alcoholes superiores
Su presencia en cerveza da la sensación de “calentamiento”, y son los 
responsables del dolor de cabeza
Como los alcoholes superiores son producidos principalmente durante 
el crecimiento, luego todo lo que favorezca el crecimiento favorecerá la 
producción de alcoholes superiores.
Altas temperaturas desde el inicio de la 
fermentación, alto nivel de oxígeno, 
suplementación de aminoácidos o vitaminas
Esteres
Como subirlos
Alta Temperatura 
(luego del 2do día)
Alta concentración 
de azúcares simples 
y alta densidad
Como bajarlos
Alta Oxigenación
Alta Presión
Baja concentración 
de alc. superiores
En presencia 
de O2 favorece 
la producción 
de esteroles
En 
ausencia 
de O2
Esteres
Esteres
Compuestos sulfurados
Un bajo nivel de nitrógeno 
podría derivar en mayor 
producción de H2S
Las bajas temperaturas 
favorecen los sulfurados 
(los sulfuros son volátiles)
H2S: huevo podrido
SO2: fósforo quemado
Tioles: goma quemada
DMS: proviene de la 
malta (choclo)
Para reducir los sulfuros 
mantener una fermentación 
activa y sana
Compuestos fenólicos
Compuestos 
derivados de los 
vegetales que 
podrían ser tóxicos 
para la levadura
La levadura los convierte 
en otros compuestos 
menos tóxicos por 
intermedio de una 
descarboxilación
Sin embargo, la 
mayoría de las cepas 
comerciales han sido 
seleccionadas para 
no realizar la 
conversión
Tipos de levaduras
Aspectos generales
➢ ALE (S. cerevisiae) vs 
LAGER (S. pastorianus)
➢ Líquida vs deshidratada vs 
recuperada
➢ Cepa única o combinada
Tipos de levaduras
Características
➢ Atenuación
➢ Floculación
➢ Tolerancia al alcohol
➢ Flavors
Atenuación Aparente %AtA
%𝐴𝑡𝐴 =
𝑃𝐷𝑖 − 𝑃𝐷𝑓
𝑃𝐷𝑖
𝑥100
%𝐴𝑡𝐴 =
50 − 10
50
𝑥100 = 80%
Tipos de levaduras
Lallemand
Fermentis
El Proceso Fermentativo
1 gr. de Glucosa 0,485 gr. de Etanol + 0,464 gr. de CO2
Durante la fermentación la levadura produce alcohol etílico y dióxido de 
carbono de acuerdo a la siguiente ecuación aproximada:
Una fracción del azúcar también la utiliza para multiplicarse, y para generar 
los metabolitos secundarios responsables de los flavors característicos de 
cada cepa.
Podríamos pensar a la fermentación como una secuencia de etapas, una fase 
inicial de adaptación de la levadura al nuevo entorno, una etapa de 
crecimiento seguida de la fermentación propiamente dicha, y finalmente una 
etapa de decaimiento (autolisis, sedimentación, acondicionamiento)
Adaptación o LAG Crecimiento y Producción de alcohol Etapa final 
19 °C
Elevar la temperatura o re-inocular si es necesario. 
Por ejemplo, cepas muy floculantes 
Cerveza “verde”, con diacetilo, acetaldehído y H2S
Nutrientes
Normalmente en las cocciones “todo grano” los nutrientes suelen estar en los 
niveles adecuados.
Podría sin embargo, haber necesidad de suplementar con alguna fuente de 
nitrógeno (aminoácidos y vitaminas) y zinc (necesario para un correcto 
crecimiento y generación de alcohol). Es más evidente la necesidad de este 
tipo de refuerzo cuando se reutiliza levadura o bien cuando se utiliza alto 
porcentaje de adjuntos.
El nutriente que siempre es necesario adicionar es el oxígeno. Sin un adecuado 
suministro de oxígeno las levaduras pueden mostrar una baja viabilidad y una 
baja performance en fermentación.
Nutrientes
1 a 2 gramos cada 100 
litros de mosto.
Últimos 10 minutos de 
cocción
1 a 5 gramos cada 100 
litros de mosto.
Últimos 10 minutos de 
cocción, o bien al inicio 
de la fermentación
Volvemos al efecto Crabtree
Efecto Crabtree
Mucho 
más 
eficiente
ENTONCES…
¿Por qué es necesario 
oxigenar?
Pared celular de la 
levadura
PARED: posee 
grupos fosfato y 
carboxilo que al pH 
del mosto se 
encuentran con 
cargas negativas
MEMBRANA: 
bicapa de 
fosfolípidos. La 
oxigenación del 
mosto permite que 
esta bicapa sea 
fluida
Formación de esteroles
OXIGENACIÓN: ¿Cómo lograr una 
buena oxigenación?
1) Dejando que el mosto 
rebote contra el fondo.
2) A través de un aireador de 
pecera (pasando por filtro 
esterilizante o solución de 
alcohol 70%)
3) Mediante inyección de 
oxígeno puro medicinal
¿Cuál es el nivel de oxígeno disuelto que 
se puede alcanzar?
¿Cuál es el nivel de oxígeno disuelto 
requerido para una correcta fermentación?
4 ppm 6 ppm 8 ppm 10 ppm
Activa seca
Alta densidad
Recuperada
El Arranque de la Fermentación
(Ejemplo ALE)
Muy sub-inoculada Traería problemas de 
fermentación
Ver más adelante
Levemente sub-
inoculada
Iniciar a temperatura 22 
a 24°C (va a crecer más 
al inicio, pero también 
va a generar más 
acetolactato
Descanso de diacetilo a 
23 a 25°C
Correctamente 
inoculada
Iniciar a temperatura 17 
a 19°C
Permitir que la 
temperatura vaya 
incrementando las 
primeras horas hasta 
alcanzar la temperatura 
deseada
Variables “en alta” que afectan la 
fermentación
Densidad Alta Temperatura Alta Oxigeno Alto
Efectos Estrés osmótico / más 
alcohol
Fermentación vigorosa / 
alta tasa de crecimiento / 
producción de alcoholes 
superiores, esteres, 
acetaldehído / posibilidad 
de muerte y mutaciones
Altos niveles de 
alcoholes
superiores, 
acetaldehído
Solución Mayor Tasa de inoculación / 
usar levadura más resistente
Controlar temperatura 
según cepa
Controlar la 
oxigenación en el 
caso de utilizar 
oxígeno puro
Colateral Requiere mayor 
concentración de oxígeno 
(puede realizarse una re-
oxigenación al día siguiente)
Disminuye la solubilidad 
del oxígeno
Variables “en baja” que afectan la 
fermentación
Densidad Baja Temperatura Baja Oxigeno Bajo
Efectos Cervezas muy 
livianas
Fermentación lenta 
pero más limpia. Si es 
muy baja al final 
puede terminar con 
más diacetilo y sulfuro
Podría causar 
problemas en la 
fermentación / 
diacetilo / baja 
viabilidad
Solución Usar más 
cantidad de 
malta
Controlar temperatura 
según cepa y de 
acuerdo a la etapa
Oxigenar el mosto 
más 
eficientemente
ColateralRequiere mayor tasa 
de inoculación
Las levaduras producen la mayoría de los compuestos de “flavor” en las 
primeras 72 horas. Por tal motivo es crucial controlar la temperatura en 
esos momentos. 
Efecto de la Tasa de 
Inoculación
Tasa inoculación Baja Tasa inoculación 
Alta
Efectos Fermentación retrasada 
desde el inicio y trunca / 
densidad final elevada/ 
contaminación / más
diacetilo y compuestos 
sulfurosos
Fermentación rápida y 
generación de 
alcoholes superiores/ 
falta de cuerpo / 
autolisis / acetaldehído
CERVEZAS ALE CERVEZAS LAGER
Densidad <1,060 Densidad >1,060 Densidad <1,060 Densidad >1,060
Levadura 
activa seca
0,5-0,8 gr/litro 1 gr/litro 1 – 1,5 gr/litro 2 gr/litro
Levadura 
recuperada
0,8 kg/100 litros
0,75 millones*
1 kg/100 litros
1 millón*
1.5 kg/100 litros
1,5 millones*
2 kg/100 litros
2 millones*
*por ml/°Plato
Tasa de Inoculación
Efecto de la Presión
Sin presión Alta presión Muy alta 
presión
Efectos Equipamiento 
más sencillo y 
accesible.
Carbonatación con el 
CO2 de la propia 
fermentación / 
reducción de esteres 
/ ¿más cuerpo? / 
menor riesgo de 
contaminación / 
mejora la floculación
Reprimir 
crecimiento / 
bajar la 
producción de 
esteres / 
incrementar 
diacetilo y 
acetaldehído
Fermentador isobárico
Control de Temperatura
Al ser humano no le afecta 
tanto un cambio sutil de 
temperatura, ya que tiene 
la posibilidad de neutraliza 
el efecto gracias a su 
compleja maquinaria 
metabólica
La levadura, al ser 
unicelular y estar en un 
medio líquido tiene menos 
resistencia a los cambios
Control de Temperatura
Durante la maduración
➢ Algunos esteres se van 
degradando como el 
Acetato de Isoamilo
➢ Bajan los niveles de 
acetaldehído y diacetilo
(carbonilos)
➢ Bajan los compuestos de 
sulfuro
Fermentaciones especiales 
(Ej. Saison)
Notas más 
frutales
Notas más 
fenólicas
Fermentaciones Especiales 
(Lager)
50% 
atenuación
Fermentación con 
microorganismos alternativos
Fermentaciones mixtas
Simplificando por demás, el concepto de caos en matemática establece que si un 
sistema es lo suficientemente complejo, luego alteraciones menores en las 
condiciones, causarán grandes efectos y además difíciles de predecir.
Debido a que las fermentaciones involucran organismos vivos, luego son 
inherentemente complejas,
Las fermentaciones mixtas y/o espontáneas resultan ser bastante impredecibles 
debido a que incluyen muchos elementos complejos y variables (mucho más que 
las fermentaciones de cervezas convencionales). Multiplicidad de 
microorganismos, largos períodos de añejamiento, inconsistencia entre barricas.
Dada esta realidad, es prácticamente imposible predecir «exactamente» lo que irá 
a ocurrir en una fermentación mixta.
Fuente: http://sourbeerblog.com/fundamentals-of-sour-beer-fermentation/
http://sourbeerblog.com/fundamentals-of-sour-beer-fermentation/
Fermentaciones mixtas
Lo anterior se traduce en la importancia de una verdadera gestión de las 
fermentaciones mixtas.
«Impredecible» no significa «inmanejable»
Si se pone atención en el proceso pueden existir varios puntos de control para 
llevar con éxito una fermentación de estas características.
Co-inoculación de 
microorganismos alternativos
Resultados más 
predecibles por el hecho 
de llevar a cabo una 
fermentación limpia 
primero
Podría resultar en menor 
complejidad por la 
ausencia de azúcares 
fermentables 
Inoculación en etapas 
(multi-stage fermentation)
Se refiere a un método 
que involucra 
inoculaciones sucesivas 
en un mosto diseñado 
para lograr una rápida 
atenuación
Se incorporan los 
microbios con menores 
habilidades competitivas 
primero, de manera que 
puedan actuar sobre los 
azúcares simples y 
establecer su población
Permite además mantener perfiles de temperatura óptimos para cada microbio. También permite utilizar mostos de 
alta fermentabilidad.
multi-stage fermentation
(los pasos)
1) Elaborar un mosto de bajos IBUs
2) Luego del hervor, enfriar a 32 – 49°C, e inocular LACTO
3) Mantener por 3 a 4 días, hasta lograr el pH deseado
4) Enfriar el mosto a 18 a 20°C, oxigenar e inocular SACHH
5) Luego de finalizada la fermentación primaria, transferir a recipiente de 
añejamiento, e inocular BRETT y opcionalmente PEDIO y/o fondos de 
botellas sour sin pasteurizar (una alternativa es co-inocular en paso 4)
6) Añejar por 6 a 24 meses
Fuente: http://sourbeerblog.com/understanding-brewing-blending-lambic-style-
kriek/
http://sourbeerblog.com/understanding-brewing-blending-lambic-style-kriek/
Fermentación mixta rápida
(sin Brettanomyces)
SOUR KETTLE/WORT
ACIDIFICAR EL MOSTO
Los pasos:
1) Sacarificar el mosto convencionalmente, por unos 60 minutos
2) Recircular, lavar y llevar a hervor como siempre
3) Hervir por 15 o 20 minutos para esterilizar no adicionar lúpulos en esta cocción) y 
dejar enfriar hasta 38 a 49°C (Inocular con lactobacilos y mantener durante 12 a 24 
horas. Se sugiere también pre-acidificar el mosto a pH 4,5.
4) Una vez acidificado, continuar con la cocción y seguir el procedimiento 
convencional para elaborar la cerveza.
Fuentes de lactobacilos:
- Yogur vivo (natural con probióticos, mejor descremado)
- Cultivo de lactobacilos (en este caso se recomienda partir de un starter de 500cc 
cada 20 litros de mosto)
- Starter a partir de malta (sauergut).
SOUR EN EL FERMENTADOR 
PRIMARIO
ACIDIFICAR EN EL FERMENTADOR
Tiene la ventaja de producir cervezas sour más complejas, pero estamos metiendo 
bacterias del lado frío.
Los pasos:
1) Realizar el procedimiento de elaboración convencional hasta el enfriamiento, el cual 
se realiza hasta la temperatura recomendada según la cepa de Lactobacillus
2) Se sugiere también pre-acidificar el mosto a 4,5 o menor.
3) Usar este procedimiento para cervezas con menos de 6 IBUs (se puede optar por 
Mash Hopping, ya que ofrece bajo desarrollo de amargor).
4) Una vez pasado al fermentador inocular el Lactobacillus y dejar actuar por 1 a 4 días. 
Se puede hacer un barrido de CO2 en el fermentador.
5) Inocular la levadura Saccharomyces. S recomienda pre-oxigenar o bien utilizar 
levadura activa seca con agregado de algún nutriente para levadura (tipo Go-Ferm). 
Una buena alternativa es directamente fermentar con Lachancea spp.
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