CEBADA. PRODUCCIÓN DE MALTA

Transcripción

1 Objetivos Al finalizar esta práctica el alumno logrará: CEBADA. PRODUCCIÓN DE MALTA i Obtener malta de cebada, aplicando los controles necesarios al grano y al proceso de germinación. (La malta se usará para determinar poder diastásico y/o para enriquecer otros productos). i Interpretar y aplicar los criterios de las Normas disponibles para la comercialización de la cebada. Introducción La cebada es un cultivo de gran importancia económica y social en la zona de los Valles Altos de México, ya que los agricultores lo prefieren a otros granos porque su ciclo vegetativo es corto, así como por su resistencia a la sequía, a las bajas temperaturas y a la salinidad. Las variedades de cebada que se cultivan en México son las especies Hordeum vulgare de seis hileras de granos ó hexística y Hordeum distichum de dos hileras de granos ó dística. Industrialmente, la principal aplicación de la cebada en México es la producción de malta, que es la cebada sometida a una germinación controlada, hasta lograr cierto contenido enzimático. Cualquier grano puede ser malteado, pero cuando no se especifica otro origen, se asume que es de cebada. La malta se utiliza para producir cerveza, y para la obtención de otros derivados como jarabes de extracto de malta o extracto de malta seco ; el extracto acuoso de la malta seca y molida, se filtra y se concentra a % ( o más) de sólidos; puede contener o no conservadores y se utiliza como aditivo y saborizante y especialmente, para la producción de cerveza en escala pequeña o doméstica. La cebada se hace germinar parcialmente, después se seca y, a veces, también se tuesta. Es el principal ingrediente cuantitativo y funcional del mosto de la cerveza, ya que durante la germinación de la cebada se produce una gran cantidad de enzimas activas, que transformarán los almidones en azúcares utilizables por la levadura en la fermentación posterior. Por ello, la determinación de la calidad maltera de la cebada reviste gran importancia, tanto para su comercialización, como en la selección de variedades de alta calidad maltera, actividad en la que colaboran fitomejoradores y químicos para elegir las cepas más adecuadas. Durante la selección de variedades malteras, se estudian varias generaciones para seleccionar los atributos más adecuados y hacer el mejoramiento genético. Entre los atributos que se investigan para esta selección, están: peso de mil granos, descascare, índice de llenado, extracto en molienda gruesa y fina; proteína total, soluble y relación proteínica; capacidad de germinación, energía de germinación, micromalteo, alfa-amilasa, poder diastásico, recuperación maltera, tiempo de conversión y tiempo de filtración, así como micro-pruebas de elaboración de cerveza. Todas estas determinaciones reflejan el comportamiento que tendrá la malta en los procesos industriales de malteado y producción de cerveza. 169

2 Morfología del grano de cebada El grano de cebada está compuesto por la cascarilla, la raquilla y el fruto; el fruto, a su vez, está formado por: el pericarpio que es la envoltura de la semilla, el endospermo que es la parte con alto contenido de almidón, y el embrión a partir del cual se desarrolla la nueva planta en la germinación. Figura 1. Cebada. Lado ventral Barbas Grano central Barba cascarilla Pliegue cascarilla Grano lateral Gluma Pedúnculo Raquilla La cascarilla adherida al pericarpio, está formada por la lemma y la palea. La lemma cubre el lado dorsal del grano y la palea el ventral. La raquilla es una pequeña estructura, parecida a un tallo con vellos que está adherida a la base en el exterior del grano, por el lado ventral. Por el tipo de espiga, la cebada se clasifica en: hexística o de 6 hileras, y dística ó de 2 hileras. Las diferencias más importantes entre los 2 tipos de cebada son: 170

3 Tabla 1. Diferencias entre variedades de cebada Variedad Hexística Dística Nombre Hordeum vulgare Hordeum distichum Granos: Tamaño diferente uniforme Forma ahusados, aproximadamente no ahusados, son 2/3 de los granos son torcidos rectos y uniformes Granos / espiga 25 a a 20 Cascarilla + - Nitrógeno + - Extracto - + Poder diastásico + - Polifenoles + - El malteado La mejor malta se obtiene cuando el grano es de variedad maltera, está entero, seco, sano, bien desarrollado, de tamaño uniforme, es pesado y germina vigorosamente. Si el grano no es viable, puede absorber agua igualmente, pero no germina. Los granos viables son aquellos maduros e inmaduros que pueden germinar, que pueden maltearse. Los inmaduros requieren un tiempo para que termine el período de inactividad ó latencia (dormancy) de manera natural, o bien puede terminarse mediante un tratamiento físico o químico. Dicho estado de latencia es una defensa natural del grano para evitar una germinación extemporánea; para que su duración sea menor es importante secar adecuadamente el grano y almacenarlo en lugar seco. Los factores que vencen el estado de latencia y permiten el inicio de la germinación son: la entrada de oxígeno, ya sea por un buen aireado ó por la adición de oxidantes como H 2 O 2, y el contacto con el agua. De manera natural, esto sucede entre 6 y 8 semanas después de la cosecha. Al contacto con agua y oxígeno, el embrión activa la formación de ácido giberélico, fito-hormona que a su vez activa la producción de α-amilasa, que no existe en el grano. Las amilasas α y β producen azúcares para que el embrión se alimente. Durante el malteo se presenta también una intensa actividad enzimática sobre la pared celular: las proteasas transforman proteínas insolubles en aminoácidos solubles y las β-glucanasas liberan glucosa; por ello el grano, que inicialmente es duro, se vuelve suave y harinoso. 171

4 El proceso Operaciones previas Antes del malteado, al recibir la cebada, se efectúan las siguientes operaciones: i Análisis físico del lote, para determinar sanidad, humedad y calidad en general: tamaño de grano, grano quebrado y desnudo, peso hectolítrico, y harinosidad (granos harinosos, semivítreos y vítreos). i Limpieza mediante la cual se eliminan impurezas por medio de cribas, imanes, corrientes de aire y/o bandas vibradoras, para eliminar impurezas metálicas barbilla, polvo, piedras, granos quebrados, etc. i Calibración, es decir, separación del grano en grande, regular y delgado; éste última se elimina como subproducto, pues no es adecuado para malteado. i Finalmente, la cebada se almacena, con una humedad de % como máximo. Operaciones principales Las etapas del malteo son: remojo, germinación y secado; en todas son muy importantes los parámetros ambientales: temperatura, humedad y flujo de aire. Remojo: Para iniciar la germinación, la cebada requiere humedad de 40%, lo cual se logra en uno ó 2 días, según la temperatura del agua; generalmente se usa a 40 ó 45 C. En la industria se alternan períodos con y sin agua, pero es indispensable airear para que el grano no se ahogue. El grano flotante se elimina. El remojo se detiene cuando el grano ha comenzado a puntear, es decir cuando las raicillas empiezan a aparecer. Germinación: Esta debe ser rápida, vigorosa y uniforme. La humedad ambiental debe ser de 92% y es necesario mover el grano del fondo a la superficie de los contenedores, periódicamente para oxigenarlo; generalmente se usan volteadores, para ello. Si es necesario, se riega también. En esta etapa la humedad sube a 45% en unos 4 días. Por el extremo opuesto al de las raicillas, es decir por el lado dorsal, sale la plúmula en la germinación; cuando ésta ha alcanzado el largo del grano se ha obtenido la malta verde y es el momento de detener la germinación. Secado: Para detener el crecimiento de la plántula y conservar la actividad enzimática, la germinación se interrumpe mediante el secado, en el cual se reduce la humedad del grano de 45 % hasta 4 ó 5 %, en unas 24 horas, mediante un proceso de 2 etapas, para evitar la inactivación de enzimas: la primera etapa se lleva a cabo a temperaturas de 55 a 60 C, hasta llegar a 12 % de humedad; en la segunda etapa, se utilizan temperaturas entre 65 y 75 C para alcanzar 4 ó 5 % de humedad. El control de la temperatura es fundamental para conservar la actividad enzimática. Cuando la malta verde se seca se obtiene malta pálida Cuando la malta verde se tuesta se obtiene malta caramelo Cuando la malta pálida se tuesta se obtiene malta negra ó malta oscura. Operaciones finales: Después del secado y/o tostado, se hace una limpieza para eliminar raicillas, plúmulas y fragmentos. Finalmente, la malta se somete a una maduración, que consiste en almacenarla a temperatura ambiente durante 4 a 6 semanas, para asegurar que no continúen las reacciones en el interior de grano, lo cual reduciría la calidad de la malta al utilizarla. 172

5 Elaboración de Cerveza La malta es la materia prima para la elaboración de cerveza. El cervecero elabora un extracto de malta que producirá los azúcares que la levadura habrá de convertir en alcohol. Se usa malta pálida para cerveza clara y las otras maltas para las cervezas oscuras, aunque requieren malta ayuda, que es una malta de alto poder diastásico, porque los procesos térmicos más largos reducen el poder diastásico de las maltas oscuras. Cuando la malta se recibe en las cervecerías, se somete a análisis físicos y químicos; éstos últimos son: proteína total, obtención de extracto y determinación de ph, color, viscosidad y proteínas solubles, así como poder diastásico y alfa-amilasa. Actualmente se determinan también nitrosaminas que son cancerígenas en las maltas oscuras, ya que están reguladas en productos de exportación. PROBLEMA Elaborar un Diagrama de Trabajo para la obtención de malta; a partir de éste, elaborar el Diagrama Ecológico y la Hoja de Resultados. Utilizando éstas herramientas, elaborar malta a partir de cebada, con o sin oxidantes, según indique el profesor. Si es necesario, consultar al responsable de Gestión Ambiental sobre la forma de eliminar los residuos. La malta obtenida se utilizará para la determinación del poder diastásico o para elaborar otros productos en los proyectos finales del curso. En este caso, elabore también el Diagrama de Trabajo, la Hoja de Resultados y el Diagrama Ecológico. Materiales y reactivos 1 Kg de cebada Desecador y pesafiltros Cribas 2 charolas para secado H 2 O 2 al 30 % Termómetro Balanzas granataria y analítica Termómetro Recipiente para determinación de peso hectolítrico 2 charolas de plástico de 25 x 40 x 8 cm aprox. Estufa de secado, regulada a 130 C, con ventilación Papel kraftin y bolsas de plástico. Pala o cuchara de madera Procedimiento 1. Antes de iniciar la práctica, elabore el Diagrama y la Hoja de Resultados, siguiendo el estilo de las prácticas anteriores. Revise bien el protocolo y el diagrama elaborado, antes de iniciar el trabajo; asegúrese de haber comprendido todas las operaciones, su secuencia y condiciones y de que el diagrama lo refleje. Marque en el diagrama los residuos que 173

6 serán generados e indique el tratamiento. Si lo requiere, solicite ayuda al responsable de Gestión Ambiental del Departamento. 2. Haga las determinaciones de calidad al grano de cebada, especialmente: sanidad, humedad, peso de mil granos y peso hectolítrico y análisis selectivo. Conserve unos 40 g de grano seco, para comparación. 3. Coloque el grano en una charola de plástico y agregue 2 volúmenes de agua a 40 C, retire los granos flotantes y mueva el grano. frecuentemente. Cuando el agua tenga una temperatura < 30 C, cámbiela por agua a 40 ó 42 C nuevamente. Repita esta operación durante el mayor tiempo posible, entre 6 y 10 horas. 4. En una charola de plástico profunda, coloque una capa de algodón y humedézcalo bien. Coloque la mitad de los granos de cebada sobre el algodón, con la parte ventral hacia abajo, en hileras que permitan contar los granos. Conserve en un lugar templado, bien ventilado y mantenga húmedo, agregando agua si es necesario. Observe 2 ó 3 veces al día, registrando los cambios en el tiempo. 5. Si le asignan el malteado con oxidantes para reducir el período de latencia, antes de impregnar el algodón, agregue 4 ml de H 2 O 2 al 30%, por cada 100 ml de agua; después coloque la cebada, y proceda como en el caso anterior. 6. Cuando la plúmula alcance la misma longitud que el grano, se ha obtenido la malta verde. Es necesario detener la germinación, para lo cual se retira la cebada del algodón, se escurre durante 30 a 60 minutos, se coloca en charolas y se pesa. 7. El primer secado se efectúa a C, moviendo con frecuencia. Lo ideal es un control preciso de la temperatura, pero si no le es posible hacerlo, determine al menos la pérdida de peso del lote. Considere que la malta verde debe perder del 30 al 33 % de su peso en esta etapa. 8. Deje estabilizar el grano a temperatura ambiente, evitando que se humedezca nuevamente, durante 1 ó 2 horas; mueva el grano con frecuencia. Si ya concluyó la primera etapa de secado (pérdida de 33 % del peso), registre nuevamente éste peso, y haga el secado secundario a C, moviendo con frecuencia, hasta lograr una pérdida de peso del 8 a 10 %. 9. Finalmente, determine la humedad, elimine plúmulas y raicillas. 10. Calcule el rendimiento, empaque adecuadamente la malta y entréguela al profesor. Resultados Responda el cuestionario o bien, llene la hoja de resultados que diseñó. Incluya el Diagrama Ecológico, elaborado a partir del diagrama de trabajo. Cuestionario 1. Es satisfactoria la calidad de la cebada que utilizó? Cuáles eran sus principales atributos? 2. Qué parámetros es importante calcular en el proceso de limpieza del grano? 174

7 3. Cómo se calcula el peso de mil granos en base seca, a partir de la determinación con 200 granos? 4. En el diagrama elaborado, especifique las condiciones en que llevó a cabo el malteado. 5. En cuánto tiempo empezó a puntear la cebada? 6. En cuánto tiempo obtuvo la malta verde? Cuánto medían las plúmulas? Qué peso drenado obtuvo? 7. Qué peso obtuvo después del primer secado? Qué porcentaje de humedad perdió la malta? 8. Qué peso obtuvo en el siguiente secado? Qué porcentaje de humedad perdió la malta? 9. Qué peso obtuvo después de eliminar plúmulas y raicillas? 10. Qué humedad final tiene la malta 11. Cuál fue el rendimiento? 12. Describa las características del producto; compárelo con el grano original que conservó. Describa el aroma, el sabor y demás atributos. Bibliografía Kent, N. L. Tecnología de los Cereales, Ed. Acribia, S.A. Zaragoza, España Pollock, J.R.A. (Editor) Brewing Science. Vol. 1. Academic Press, Reino Unido, 1981 Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. Métodos para evaluar la calidad maltera en cebada. Tema didáctico Núm. 17. Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas. México