Proceso
de elaboración de la Cerveza
El
proceso de Elaboración de Cerveza consta de tres etapas claramente
definidas, que son Cocimiento, Fermentación y Reposo las cuales
dependen exclusivamente del tipo de cerveza que se piensa elaborar,
debido a que según la clase de cerveza varia la cantidad y tipo
de Materia Prima. Esta es una de las causas principales por las
cuales existen tantas variedades de cerveza. Siendo las otras el
Tipo y naturaleza de Agua cervecera
Tipo y naturaleza de levadura cervecera
Tiempos y Temperaturas en Cocimiento
Tiempos y Temperaturas en Fermentación
Procesos
de Elaboración
COCIMIENTO:
Tiene
por objeto extraer todos los principios útiles de la malta (extracto
fermentesible), lúpulo (Amargos y aceites esenciales) y sucedáneos
o materias auxiliares para preparar el mosto cervecero.
Comparte
5 fases que son :
1.
Molienda:
La
molienda consiste en destruir el grano, respetando la cáscara o
envoltura y provocando la pulverización de la harina. la malta escomprimida
entre dos cilindros pero evitando destruir la cáscara lomenos posible
pues ésta servirá de lecho filtrante en la operación de filtración
del mosto; a su vez el interior del grano en una harina lo más fina
posible. Estas dos condiciones, cáscara entera y harina fina no
podrán respetarse si el grano no está seco (excepción molienda húmeda)
y muy bien desagregado una tercera exigenciaes un buen calibrado
de la malta. La molienda debe ser también regulada según el cocimiento;
si se utiliza un alto porcentaje de granos crudos o adjuntos es
necesario moler groseramente. Sí para la filtración del mosto se
utiliza un filtro prensa en lugar de una cuba-filtro o de falso
fondo se puede moler mas fino pues en el filtro prensa el espesor
de la capa filtrante de orujo o afrecho es mucho mas delgada.
Porcentaje
Molienda
| |
aila-Lauter |
Filtro-Prensa |
| Cascara |
20
a 25 |
12
a 15 |
| Harina
Gruesa |
45
a 55 |
40
a 45 |
| Harina
Fina |
20
a 30 |
40
a 45 |
2.
Proceso en Pailas
Fase
del proceso donde se extraen de la malta y eventualmente de los
granos crudos la mayor cantidad de extracto y de la mejor calidad
posible en función al tipo de cerveza que se busca fabricar. La
extracción se logra principalmente por hidrólisis enzimatica, solamente
un 10% de la extracción es debida a una simple disolución química.
Las amilasas desdoblan el almidón en dextrinas y maltosa principalmente
las enzimas proteolíticas desdoblan las proteínas complejas en materias
nitrogenadas solubles, la fitasa desdobla la fitina en inositol
y fosfato,etc. Estas transformaciones enzimaticas han sido ya empezadas
durante el malteado a un ritmo mucho menos intenso de el que sucederá
en el cocimiento; donde debido a la acción de las diferentes temperaturas
y la gran cantidad de agua las reacciones suceden muchas veces en
forma explosiva. Cuantitativamente el desdoblamiento del almidón
en azucares y dextrinas es el mas importante.La fórmula bruta del
almidón es: (C6H10O5)n. Las principales reacciones
que ocurren durante el cocimiento por acción de las amilasas son
formación de dextrinas. (C6H10O5)n ---------------->
n(C6H10O5)n/x formación de maltosa : (C6H10O5)n + n/2 H2O -----> n/2(C12H22O11) Y en
menor proporción formación de glucosa (C6H10O5)n + n H2O --------> n(C6H12O6) El almidón contiene
dos polisacáridos diferentes : amilosa y amilopéctina;
la amilosa esta constituida por cadenas rectilineas de glucosa
con uniones a 1-4; la amilopéctina esta constituida
por cadenas ramificadas de uniones de glucosa en uniones a 1-4 y a 1-6 existiendo también uniones del tipo a 1-3. Para
desdoblar el almidón se necesitan varias amilasas siendo las principales
las a y b amilasas.
3.
Filtración de Mosto
Habiendo
ya disuelto las materias solubles por el cocimiento es necesario
separar el mosto de la parte insoluble llamada orujo o afrecho.
La operación se realiza en dos fases primero el flujo del mosto
y luego la operación de lavado del extracto que contiene el orujo.
El mosto y el agua de lavado deben ser claros pues si se aporta
durante la operación demasiadas sustancias mal disueltas, la clarificación
de la cerveza será demasiado difícil. La calidad de la cerveza pude
ser también alterada por un lavado de orujo con agua alcalina pues
los polifenoles y sustancias amargas de la cáscara de la malta se
disuelven muy fácilmente en agua alcalina aún más si se tiene en
cuenta que el lavado se hace en agua a una temperatura máxima de
75 ºc; a propósito de la temperatura es muy importante no excederse
de 75 ºc pues se corre el riesgo de disolver almidón presente aún
en el orujo, lo que acarearía problemas de turbiedad y fermentación
posteriores. Existen dos tipos de aparatos donde se realizan la
filtración y posteriormente el lavado del orujo : Cuba filtro y
Filtro prensa. Cuba Filtro La variación de concentración
del orujo no implica directamente en el volumen de la cuba, pudiendo
ser el espesor de 25 a 50 cm. Como desventaja la proporción de adjunto
es de 25 %. Otra ventaja es la menor mano de obra, pero el tiempo
de filtración es mayor.
Filtro
Prensa Se puede filtrar un mosto más denso, con una filtración
más rápida y una proporción de adjuntos mayor del 75 %. Como desventajas
el mosto es menos brillante, hay mayor cantidad de ácidos grasos
insaturados, y el trabajo es más exigente.
4.
Ebullición de Mosto
La
finalidad de la ebullición es Estabilizar enzimática y microbiológicamente
el mosto, buscar la coagulación de las proteínas. La destrucción
de las enzimas es realizada para evitar que sigan desdoblando a
lo largo de la fermentación, las amilasas podrían seguir desdoblando
las dextrinas y éstas se transformarían enteramente en alcohol.
La esterilización del mosto es obtenida por simple ebullición,
pues su reacción es ligeramente ácida. La coagulación de las materias
proteínicas debe hacerse lo mejor posible, pues si subsisten en
el mosto ocasionarían problemas en la fermentación y provocando
fácilmente turbiedad en la cerveza embotellada. La esterilización y la destrucción de las enzimas es fácil de
realizar, un cuarto de hora de ebullición es generalmente suficiente.
La coagulación de proteínas es mucho más difícil,
se realiza por etapas, la primera es la desnaturalización que consiste en la ruptura de puentes de hidrógeno en la molécula
de proteína, pasando del estado hidratado al deshidratado, manteniéndose
en suspensión únicamente por su carga eléctrica; luego de la desnaturalización
se produce la coagulación propiamente dicha por agrupación de micelios deshidratados; es aquí donde el PH juega
un papel importantísimo pues la coagulación será eficiente si se
realiza en el punto isoeléctrico; como existen muchas proteínas
en el mosto se ha optado por el PH 5.3 como él mas conveniente.
La violencia de la ebullición influye también en la coagulación
más no en la desnaturalización. Durante la ebullición. La coloración también aumenta sobre todo por la formación de melanoidinas, también por oxidación de taninos, estas dos reacciones son
favorecidas por el PH elevado. Por último a lo largo de la ebullición
se forman productos reductores que contribuyen a la calidad
y estabilidad de cerveza.
El Lupulado del mosto se realiza tradicionalmente durante esta
operación, es decir en la paila de ebullición. El amargor es obtenido
por isomerización de los ácidos y del lúpulo; esta isomerización
es incompleta debido principalmente al PH del mosto, el PH óptimo
de isomerización es 9. Como se ha visto existen muchas lupulonas
y humulonas en el lúpulo; cada uno de estos compuestos donará su
isómero respectivo; el conjunto es conocido como isohumulonas pues
son esencialmente quienes donan el amargor deseado.
5.
Enfriamiento de Mosto
El
mosto obtenido por sacarificación de la malta o de los adjuntos
y por proteólisis de las proteínas de la malta, ebullido durante
hora y media con el lúpulo para otorgarle el amargo, a lo largo
de esta ebullición la esterilización completa es obtenida gracias
en particular a un PH vecino a 5.3. Los precipitados proteícos son
eliminados por sedimentación, filtración o centrifugación; el mosto
es enseguida enfriado a la temperatura de inoculación de la levadura,
esta temperatura depende del tipo de levadura empleada y del tipo
de cerveza a fabricar entre 6 a 20 ºC . Durante el enfriamiento
un nuevo precipitado de polifenoles-proteínas se forma, por
un lado por enlaces de hidrógeno y también por la falta de solubilidad
de las prolaminas. La presencia de este nuevo precipitado juega
un rol esencial sobre la formación de H2S por la levadura.
El
mosto enfriado, en principio estéril, debe ser airada antes del
inicio de la fermentación, de no ser airada la tasa de mortalidad
levuriana aumentaría a tal punto que la levadura no podría ser reutilizada;
la oxigenación del mosto antes del inicio de la fermentación permite
a la levadura sintetizar ácidos grasos insaturados (oleícos,
linoleícos, y linolénicos), en ausencia de estos ácidos grasos
la pared celular esta sujeta a alteraciones lo cual lo hace más
permeable a los ésteres correspondientes a los alcoholes superiores
que ella misma forma.
La
composición del mosto es muy variable en función al tipo de cerveza
fabricada, su densidad puede variar entre 2 a 20 ºP (grados Plato)
es decir que puede contener de 2 a 20 gr de soluto por 100 grs de
líquido; a su vez puede ser rico o no en aminoácidos y péptidos
en función de la importancia de la proteólisis y de la proporción
de adjuntos utilizados. La relación maltosa/dextrinas es
igualmente variable de acuerdo al método de cocimiento escogido.
De manera general se puede decir que el mosto es un medio incompleto,
normalmente carente de aminoácidos y ácidos grasos insaturados pues
es imposible obtener un crecimiento rápido y completo de levadura;
cosa que no sucede si se tratara de un medio sintético a base de
extractos de levadura.
FERMENTACION:
La
fermentación juega un rol esencial en la calidad de la cerveza,
en particular gracias a los productos secundarios como los alcoholes
superiores y ésteres; es también la etapa de la fabricación más
difícil de controlar. La levadura que es reutilizada de una fermentación
a otra no tiene un metabolismo estable; ella degenera. Esta degradación
es debida a una infección por presencia de otros microorganismos,
ni habitualmente tampoco debido a una mutación; debido a modificaciones
progresivas de la membrana celular y de la actividad enzimática
de la levadura. Las fermentaciones son modificaciones del metabolismo
celular, es decir el conjunto de modificaciones bioquímicas y físicas.
Este metabolismo comprende el catabolismo y anabolismo. Se ha preparado
un líquido complejo y se ha purificado cuidadosamente hasta el momento
de agregar la levadura cervecera para producir su fermentación.
Al final de esta cuando los azucares han sido transformados hasta
alcohol y gas carbónico se tendrá la cerveza. Después de la fermentación
la cerveza es separada de la levadura,la cual puede ser utilizada
para fermentar mas mosto, posteriormente. La cerveza se deja un
determinado tiempo en reposo durante el cual se fijan ciertas cualidades
y se clarifica naturalmente; después es filtrada. El principal
producto obtenido durante la fermentación es el alcohol etílico
pero se conoce dos tipos de fermentaciones en cervecería la fermentación
de superficie y la fermentación de fondo
Fermentación
de superficie.- Se usa levadura que va a la superficie del líquido
después de filtrar la fermentación. Con este sistema se hacen cervezas
tipo Ale, Porter, Lambic.
Fermentación
de fondo.- Se emplea un tipo de levadura que se sedimenta al fondo
de la tina después de haber efectuado la fermentación del mosto
con ella se hacen cervezas tipo Lager. En las cervecerías nacionales
se emplea este tipo de fermentación.
Descripción
del proceso:
Se
agrega al mosto frío, levadura en una cantidad calculada, para que
quede en el mosto de 8 a 10 millones de células por cc. Para la
fermentación de mosto concentrado, se usa un millón de células por
cc por cada grado plato del mosto. La cantidad de levadura previamente
determinada se diluye en el mosto y luego se inyecta a la línea
de mosto frío durante el enfriamiento. La cantidad total de levadura
que se inyecta se calcula teniendo el cuenta el volumen de mosto
que va contener la tina de fermentación. La temperatura inicial
de fermentación puede variar entre 6 a 10 ºC . Una vez que se inicia
la fermentación se aprecian como cambios notorios, el descenso del
extracto, la producción de gas carbónico y el desprendimiento de
calor; durante la fermentación se controla el descenso de la densidad
regulando la temperatura con atemperadores (serpentines o chaquetas),
por los cuales circula agua fría o salmuera o agua glicolada a temperaturas
que oscilan entre 1 a 2ºC para el caso del agua y de -5 a -10ºC.
para el caso de la salmuera o el agua glicolada. Para recolectar
el gas carbónico que se desprende de la fermentación, comúnmente
el tanque está conectado por la parte superior con dos tuberías;
una que va a la intemperie y la otra que va a la planta de purificación
de gas carbónico. En la planta de gas carbónico, éste es purificado
y licuado con el fin de inyectarlo posteriormente a la cerveza.
Cuando se alcanza el extracto límite o sea hasta donde se le va
a dejar fermentar se abre el frío para conseguir enfriar la cerveza
y para que la levadura se alimente. Se consigue enfriar la cerveza
hasta 5ºC. y se suspende el envió de gas carbónico a la planta,
luego se bombea la cerveza a los tanques de maduración y se recupera
la levadura. A la cantidad de levadura obtenida en cada fermentación
se le denomina cosecha de levadura , lo normal es obtener 4 veces
la cantidad de levadura agregada.
MADURACION:
Con
el nombre de maduración se distingue la etapa siguiente a la fermentación
y comprende todo el tiempo aque dure la cerveza en los tanques a
baja temperatura antes de ser filtrada. Comúnmente se divide en
dos etapas que son reposo y acabado, entre el reposo y el acabado
puede haber una prefiltración, preenfriamiento y precarbonatación.
La maduración se puede hacer :
Dos
etapas Reposo y acabado y durante el reposo hacer una segunda fermentación,
en el paso de reposo a acabado la temperatura es de 2 a 3ºC. y en
acabado se puede enfriar a -1ºC.
Fermentar
hasta el extracto límite Este sistema es americano y en el paso
de fermentación a reposo se efectúa el enfriamiento y entre reposo
y acabado, precarbonatación, prefiltración y preenfriamiento y durante
la filtración final se hace también enfriamiento.
