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18/5/2020

Fermentación | Cerveza (Fermentación del mosto) | Material del curso FERBEV11 | Open Campus

| Acerca de | Contactos | Partners | Preguntas Frecuentes | Historial Ofertas |

UTPL: FERBEV11 Bebidas alcohólicas fermentadas (Edición 11)

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Introducción

Introducción.



Espacio colaborativo

Una vez que se ha obtenido el mosto dulce mediante la sacarificación (conversión de almidones hasta azúcares) y que éste ha sido aromatizado por cocción con lúpulo (lúpulado), se debe preparar el

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Semana 1: El vino, conceptos y clasificación.



Semana 2: Elaboración de vino. Fundamentos del proceso de producción (I)



Semana 3



Semana 4. Elaboración de cerveza



Semana 5

 Semana 6 Cerveza (Fermentación del mosto) Preparación del mosto a fermentar Selección del tipo de levadura Preparación del pie de cuba

inóculo de levadura o pie de cuba, con ello se inicia el proceso de fermentación, en la figura se muestran todas las etapas que son necesarias para elaborar cerveza algunas ya descritas en apartados anteriores.

Para iniciar con la fermentación es necesario preparar el inóculo de levadura o pie de cuba. Al igual que para los vinos, de acuerdo con el tipo de cerveza que se desea fabricar se pueden usar diferentes tipos de levaduras comerciales, así mismo según  el tipo de cerveza escogido existirán ciertas variables o diferencias particulares en el proceso fermentativo. Muchos de los términos usados en el presente capítulo ya se han explicado en el apartado  de elaboración de vinos (trasiegos, inóculo, grados brix, pH, densidad del mosto, fermentación, clarificación, etc.); por ello no se vuelven a definir y más bien si existe algún proceso que no este claro se puede consultar en la sección respectiva.

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UTPL: FERBEV11 Bebidas alcohólicas fermentadas (Edición 11)

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Introducción

Acondicionamiento del mosto a fermentar.

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Espacio colaborativo

Tras la cocción del mosto y su lupulado, el mosto se enfría hasta una temperatura óptima para el crecimiento de las levaduras (el rango estará en función del tipo de levadura a emplear, entre 10-20ºC). El pH

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Semana 1: El vino, conceptos y clasificación.

se ajusta de 4,5- 5,2 con ácido láctico o fosfórico. Inmediatamente

después

de

enfriar,

el

mosto

se

airea

para

proporcionar oxígeno a las levaduras. Las levaduras en general se inoculan a razón de 10g por cada 20 a 30 litros de mosto de cerveza (la

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Semana 2: Elaboración de vino. Fundamentos del proceso de producción (I)

cantidad a usar también depende del tipo de levadura seleccionada). Como se mencionó en el capítulo anterior, el oxígeno juega un papel importante en la viabilidad y capacidad fermentativa de la levadura, entre otros factores por su papel en la síntesis de lípidos esenciales de la membrana celular de la levadura. Por ello, la aireación del mosto lupulado antes de la fermentación es importante para que la lavadura

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Semana 3

pueda desarrollarse. Aunque la fermentación del mosto en la producción de cerveza es predominantemente anaerobia, debe existir

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Semana 4. Elaboración de cerveza

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Semana 5

algo de oxígeno disponible para que la levadura pueda crecer.

 Semana 6 Cerveza (Fermentación del mosto) Preparación del mosto a fermentar Selección del tipo de levadura Preparación del pie de cuba

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UTPL: FERBEV11 Bebidas alcohólicas fermentadas (Edición 11)

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Introducción

Selección del tipo de levadura.

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Espacio colaborativo

En la industria cervecera se han usado dos tipos de levadura. Los términos de levadura alta o de fermentación alta y levadura baja o de fermentación baja, se refieren a la propiedad que muchas cepas de

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Semana 1: El vino, conceptos y clasificación.

levadura utilizadas en cervecería tienen a flocular (unión de las células de levadura para formar grumos complejos de levaduras de mayor tamaño) y flotar en el primer caso (formar una especie de velo o nata que sube hasta la superficie del fermentador) (figura A) , o flocular y precipitar (hundirse al fondo del fermentador) en el segundo caso

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Semana 2: Elaboración de vino. Fundamentos del proceso de producción (I) Semana 3

(figura B1 y B2). Tradicionalmente las cervezas de tipo ale, se elaboran con levadura alta, que se consideran del tipo Saccharomyces cerevisiae, mientras que las cervezas de tipo lager utilizan levadura de fondo o levadura de fermentación baja, una de las comúnmente utilizadas para este tipo de cervezas es la Saccharomyces uvarum o Saccharomyces carlsbergensis. La S. uvarum tiene una gran capacidad de flocular cuando se agota los azúcares fermentescibles. Fisiológicamente la diferencia entre los dos tipos de levaduras tiene que

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Semana 4. Elaboración de cerveza

ver con la temperatura óptima de fermentación; las levaduras del tipo Saccharomyces cerevisiae son más eficientes a temperaturas mayores que las del tipo Saccharomyces uvarum o carlsbergensis.

Semana 5

 Semana 6 Cerveza (Fermentación del mosto) Preparación del mosto a fermentar

Figura A

Selección del tipo de levadura

A más de la clasificación anterior, existen ciertos tipos de levaduras que

Preparación del pie de cuba

superficie ni se hunden al fondo del fermentador permaneciendo en

participan del proceso de fermentación de la cerveza que no suben a la suspensión  sin flocular durante todo el proceso y hasta el final de la

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Maduración de la cerveza Cerveza (Estabilización de la cerveza)

fermentación. En éste caso la cerveza que se obtiene debe ser centrifugada o muy bien filtrada para eliminar las células en levadura que permanecen en el mosto de cerveza.

Envasado Actividad recomendada Test - Semana 6 Test

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Su opinión es importante

Al finalizar la fermentación tradicional de cervezas de tipo ale, las levaduras de superficie o levaduras altas son separadas de la superficie de forma mecánica o por succión, mientras que las del tipo lager, la cerveza se separa de la levadura que se encuentra en el fondo por decantación. El proceso de fermentación se inicia con la inoculación del mosto lupulado, que contiene oxígeno, azúcares fermentescibles y varios nutrientes, utilizando un cultivo puro de levadura. Al igual que en los vinos, la levadura se propagan iniciándose con pequeños volúmenes en dos o tres pasos hasta adquirir una buena cantidad de biomasa (número de levaduras considerable) que pueda apropiarse del mosto lupulado e iniciar la fermentación, es preciso recordar que si la cantidad de levadura que se añade al mosto no es la suficiente, se prolonga el tiempo para el inicio de la fermentación y con ello el peligro de que otros microorganismos crezcan en el mosto rico en azúcares es mayor, por ello; lo ideal es activar la levadura de manera apropiada y disponer de un volumen del inóculo suficiente para iniciar con la fermentación en el menor tiempo posible.

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La fermentación se inicia generalmente a temperaturas de 7-11ºC en cervezas lager, la cual por el calor generado durante la fermentación se incrementa entre 10 a 15ºC en un tiempo de tres días, al final del proceso la levadura comienza a morir y la temperatura de finalización regresa a su rango inicial; la fermentación en general dura unos 8 días.

Para fermentaciones de tipo ale la temperatura inicial esta entre 1516ºC, con el proceso metabólico de la levadura se incrementa hasta 21 a 22ºC a las 36 horas y finalmente desciende hasta los valores iniciales; la duración del proceso es de 72 horas. Los principales azúcares fermentables en el mosto  son la maltosa y la maltotriosa, generados durante el proceso de sacarificación. En menores proporciones se encuentran sacarosa y fructosa, componentes naturales y minoritarios de la cebada, y la glucosa, proveniente tanto de la cebada como del proceso de sacarificación. Otros sacáridos presentes en el mosto y generados por las amilasas, son la maltotetraosa, isomaltosa, que son fermentadas solo por ciertas cepas de levadura cervecera. Una composición promedio del mosto lupulado listo para ser fermentado se muestra en la tabla siguiente. Maltosa

43-46%

Glucosa

4-8%

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Maltotriosa

10-13%

Otros oligosacáridos y dextrinas

22-25%

Sacarosa

1-3%

Fructosa

1-2%

Aminoácidos libres

1-1.5%

Péptidos y proteínas

1.5-3%

Las levaduras fermentan los azúcares para producir etanol (alcohol) y CO2. A la par se producen otros productos como el diacetilo, isobutiraldehído, y ácido sulfídrico, que afectan a la formación de congenéricos y, por lo tanto, el sabor de la cerveza. La levadura puede ser reciclada varias veces (6-8) mientras no pierda su viabilidad, lo cual podría ser importante para hacer más rentable el proceso. Sin embargo, estudios muestran que las células de levaduras cerveceras mutan con rapidez y esto hace que algunas de sus características fisiológicas se puedan alterar, como por ejemplo, pueden perder la capacidad de flocular, de reproducirse o ciertos cambios en la capacidad de consumir cierto tipo de azúcares, razón por la cual es siempre más bien recomendable si no se tiene experiencia iniciar cada proceso fermentativo preparando un cultivo nuevo de levaduras. El mosto lupulado, clarificado, frío y aireado se pasa al fermentador donde se adiciona la levadura.

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Introducción

Preparación del pie de cuba

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Espacio colaborativo

Existe varios tipos de levadura cervecera y se comercializan en diversas marcas comerciales, tanto las ale como las lager son preferentemente comercializadas  secas-liofilizadas y se venden en sobres sellados al

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Semana 1: El vino, conceptos y clasificación.

vacío, éste tipo de levaduras antes de usarlas deben ser rehidratadas. Un ejemplo es la cepa comercial SAFALE US-56, una levadura de tipo ale seca americana. Produce cervezas bien balanceadas con bajo nivel de diacetilo. Su sedimentación es baja a al inicio de la fermentación siendo mayor al final del proceso. Se usa en dosis de entre 11,5g por cada 20

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Semana 2: Elaboración de vino. Fundamentos del proceso de producción (I) Semana 3

litros de mosto a 30 litros de mosto (máximo). La temperatura de fermentación recomendada en la ficha técnica de la cepa indicada es de 15ºC a 24ºC. Se la puede encontrar en envases o sobres de 10-11,5 g (gramos) o en paquetes de 500 g (gramos) para industrias cerveceras de mayor volumen de producción. En la  ficha técnica de esta levadura, se recomienda primero rehidratar la levadura seca en un recipiente con agua caliente antes de su inoculación al mosto, para ello: lo que se hace es espolvorear la totalidad de la levadura en 150 cm3 de agua estéril (hervida y enfriada) a temperatura entre 20 y 30ºC (sin agitar). Una vez

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Semana 4. Elaboración de cerveza

disuelta en su totalidad y transformada en un líquido de aspecto cremoso (mayor viscosidad del líquido), se va agitando cuidadosamente durante unos 30 minutos para su oxigenación. Una vez pasado éste tiempo se inocula la levadura disuelta en el fermentador.

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Semana 5

 Semana 6 Cerveza (Fermentación del mosto) Preparación del mosto a fermentar Selección del tipo de levadura Preparación del pie de cuba

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Maduración de la cerveza Cerveza (Estabilización de la cerveza) Envasado Actividad recomendada Test - Semana 6 Test

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Su opinión es importante

Si el volumen a inocular de mosto es bastante grande, 100 litros por ejemplo, lo ideal es como  se explicó en el capítulo de vinos, pasar la levadura rehidratada a un volumen de mosto del 10% del volumen total que se desea fermentar y dejar por 30 minutos, luego agitar lentamente y esperar el tiempo necesario para observar la abundante formación de

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burbujas de CO2 y que el olor característico a fermento se produzca, en ese momento se inocula al contenido total del mosto en el fermentador. El líquido inoculado es tapado con la finalidad de asegurar las condiciones anaerobias para la producción de alcohol por la levadura, caseramente se pueden usar los sellos o válvulas de fermentación que permiten la salida de CO2 y evitan la entrada de aire y de otros microorganismos al interior de la botella. Luego, lo siguiente es esperar a que la levadura realice su función y destapar el fermentador una vez que se ha conseguido la cantidad de alcohol deseada.

Luego de la fermentación se separa la levadura y se obtiene la cerveza joven o verde. Un primer paso para la separación de las levaduras es realizar un trasiego, como  en los vinos es suficiente disponer de una manguera para pasar el mosto de cerveza por diferencia de altura a un nuevo reciente limpio que se encuentra en una parte mas baja.

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Preparación del pie de cuba | Preparación del pie de cuba | Material del curso FERBEV11 | Open Campus

El mosto casi limpio pasa a un posterior enfriamiento (maduración), es inevitable que durante dicho proceso se siga precipitando levaduras que han quedado en suspensión así como restos de sólidos que han pasado del proceso fermentativo de la cerveza, es por ello que algunos cerveceros dejan un tiempo prudencial el mosto de cerveza en frío antes de proceder a prepararlo para el embotellado.

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Maduración de la cerveza | Maduración de la cerveza | Material del curso FERBEV11 | Open Campus

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Introducción

Maduración de la cerveza.

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Espacio colaborativo

Acumular o almacenar cerveza, tiene por objeto: (i) dejar sedimentar en forma natural la materia amorfa y la levadura que aún tiene la cerveza (se deben realizar los trasiegos necesarios hasta alcanzar el nivel de

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Semana 1: El vino, conceptos y clasificación.

transparencia adecuado), (ii) refinación del sabor por eliminación de las sustancias volátiles que causan el sabor extraño, (iii)  separación por precipitación de los compuestos que se forman al ser enfriada la cerveza, (iv) completar la atenuación límite que no ha sido alcanzada en la fermentación y también se busca carbonatar la cerveza.

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Semana 2: Elaboración de vino. Fundamentos del proceso de producción (I)

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Semana 3

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Semana 4. Elaboración de cerveza

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Semana 5

 Semana 6 Cerveza (Fermentación del mosto) Preparación del mosto a fermentar Selección del tipo de levadura Preparación del pie de cuba

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Introducción

Introducción:

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Espacio colaborativo

Los problemas de contaminación de la cerveza elaborada con microorganismos indeseables se han logrado minimizar gracias a los procesos que cuentan con amplias medidas higiénicas. De hecho si se

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Semana 1: El vino, conceptos y clasificación.

toman las medidas preventivas necesarias, es totalmente innecesario el uso de agentes antimicrobianos en la cerveza. Aun cuando el producto no se pasteurice, normalmente los riesgos de contaminación son bajos. No obstante, constituyen una amenaza latente en algunos casos. Las contaminaciones son indeseables en distintas fases del proceso por

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Semana 2: Elaboración de vino. Fundamentos del proceso de producción (I)

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Semana 3

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Semana 4. Elaboración de cerveza

varias razones: Antes o durante la fermentación son responsables de la formación de aromas y sabores desagradables. Compiten por el sustrato con la levadura disminuyendo los rendimientos, en algunos casos llegando a aniquilar al cultivo puro de levadura. Las contaminaciones pos fermentación son responsables de la formación de sabores desagradables, producen viscosidad, películas en la superficie y confieren turbiedad a la cerveza. Debido al contenido de alcohol, el pH, el efecto antimicrobiano de algunos componentes del lúpulo, etc., los microorganismos que puedan

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Semana 5

 Semana 6 Cerveza (Fermentación del mosto) Preparación del mosto a fermentar Selección del tipo de levadura Preparación del pie de cuba

contaminar al mosto lupulado o la cerveza son pocos, sin embargo esos pocos pueden causar grabes daños en la estabilidad de los mismos. Los más frecuentes son los siguientes, levaduras silvestres, bacterias lácticas de los géneros Lactobacillus y Pediococcos, bacterias de la familia Enterobacteriaceae, bacterias acéticas, Zymomonas anaerobia, y menos frecuentemente bacterias de los géneros Pseudomonas, Bacillus y Clostridium. Por levadura silvestre se entiende toda aquella que es distinta en cualquier forma al inóculo y que no fue seleccionada. Las levaduras silvestres producen distintas concentraciones de congenéricos, sabores desagradables, acidez excesiva, forman películas en la superficie y turbiedad del producto por su incapacidad de flocular, lo cual constituye un grabe problema para la industria cervecera.

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Maduración de la cerveza Cerveza (Estabilización de la cerveza)

cepas sensibles como lo son las cepas de cultivos puros para cervecería. Contaminaciones muy bajas del orden de 1-3% de aniquilantes en el inóculo llegan a dominar la fermentación eliminando a la cepa del deseado.

Actividad recomendada

Las

Test - Semana 6



zimocidas (killers); estas cepas producen una proteína letal para las

cultivo seleccionado, resultando obviamente en un producto diferente al

Envasado

Test

Un problema serio es la presencia de cepas silvestres aniquilantes o

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Su opinión es importante

bacterias

lácticas

son

responsables

de

turbiedad,

sabores

indeseables y gomas que producen viscosidad alterando notablemente la cerveza. Las bacterias acéticas se propagan si existe oxígeno en el medio ya que son aerobias obligadas (necesitan de oxigeno – ver capítulo de vinos), por lo tanto en condiciones de anaerobiosis no causan problema. Estas bacterias producen ácido acético que confiere a la cerveza un sabor desagradable; son también responsables de formación de turbiedad y de películas en la superficie; algunas cepas producen viscosidad por la formación de gomas. El mejor procedimiento para evitar las infecciones es una limpieza escrupulosa en todos los locales en que se elabore la cerveza. Particularmente en los recintos donde esta se enfríe ésta o se produzca la fermentación principal. La pasteurización en la industria se lleva a cabo rociando agua a 70ºC sobre la botella tapada durante cierto tiempo capaz de destruir cualquier microorganismo.

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A nivel casero cuando una infección se aprecia de manera evidente en la cerveza embotellada. Mediante pasteurización es posible se consiga salvar algunas botellas. Para ello las botellas cerradas se calientan lentamente en baño María a 60ºC, temperatura que se mantiene durante 20 minutos. El proceso de pasteurización en botella, por el mismo hecho de que el líquido contiene CO2 y alcohol, se debe tener cierto cuidado para no hacer estallar las botellas, por ello es conveniente durante este proceso a nivel artesanal (i) No introducir las botellas en el agua caliente, sino calentar a la vez botellas y agua. (ii) Las botellas no se apoyarán directamente en el fondo del recipiente, sino en la rejilla (falso fondo) del recipiente de pasteurización. (iii) Las botellas no contactarán entre si lateralmente, ni con la pared o el techo. Pese a estas medidas, es inevitable la rotura de algunas botellas; incluso en las fábricas de cerveza se cuenta con un índice de roturas hasta del 0,4%.

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Estabilización de la cerveza | Cerveza (Estabilización de la cerveza) | Material del curso FERBEV11 | Open Campus

Cuando se presenta una infección, deben limpiarse a fondo todos los utensilios con los que la cerveza estará en contacto, es preciso utilizar una solución de dióxido de azufre o sus sales como sulfato de potasio por ejemplo al 2%, con ésta solución se pueden desinfectar todos los recipientes. Otro problema de la elaboración tradicional de cerveza y actualmente superado era la tendencia del producto a enturbiarse durante la refrigeración, debido a la formación de un complejo proteína – polifenol de insolubilidad irreversible, hoy en día el mismo que puede eliminarse mediante un tratamiento con la enzima papaína; o mediante la absorción de este complejo al filtrar la cerveza sobre una matriz de sílica gel. Si una cerveza resulta no apta para el consumo a causa de infecciones, no debe tirarse necesariamente, puede de alguna manera ser útil para la fabricación de vinagre de cerveza, este producto tiene su importancia para alinear ciertas verduras, para su elaboración basta depositar la cerveza alterada en un recipiente abierto y se puede colocar un cierto inóculo de bacterias  del tipo acetobacter o gluconobacter que a partir del alcohol de la cerveza van a producir en presencial de oxígeno el ácido acético que es el principal componente del vinagre. 

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UTPL: FERBEV11 Bebidas alcohólicas fermentadas (Edición 11)

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Introducción

Envasado.

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Espacio colaborativo

Después de la maduración, la cerveza pasa por los más sofisticados procesos de filtración, lo que llamamos filtración en frío. Sigue el proceso por los tanques de gobierno, donde se guarda hasta el

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Semana 1: El vino, conceptos y clasificación.

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Semana 2: Elaboración de vino. Fundamentos del proceso de producción (I)

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Semana 3

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Semana 4. Elaboración de cerveza

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Semana 5

momento de ser envasada.

 

 Semana 6 Cerveza (Fermentación del mosto) Preparación del mosto a fermentar Selección del tipo de levadura Preparación del pie de cuba

Industrialmente todo el proceso de fabricación, desde el análisis y preparación de la materia prima hasta la asepsia, control de calidad, inclusive las botellas y latas, son controladas por el  laboratorio. Cuando las botellas y latas están sometidas a la pasteurización, se garantiza la vida de la cerveza por 6 meses en condiciones normales de almacenamiento sin alterar sus propiedades. El tiempo de la fabricación de la cerveza es de 15 días. Siendo 7 días para la fermentación, 7 días para la maduración y un día para el filtrado y envasado.

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