OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE CERVEZA ARTESANAL

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1 OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE CERVEZA ARTESANAL Cervantes Leyva Mirna Celina, Parra Rochín Jessica Itzel, Ramos Sánchez Marco Cesar, Sauceda López Carlos Fernando, Cabanillas Bojorquez Luis Angel, Cristerna González José Luis, Cázares Pérez Manuel Fernando, Castillo López Ramón Ignacio, Calderón Ayala Ignacio, Guadalupe de Jesús Valdez Zazueta, Parra Inzunza Marco Antonio. RESUMEN La cerveza es una de las bebidas alcoholicas más consumidas, tanto en el mundo como en nuestro estado. En las últimas décadas ha venido creciendo el gusto por la cerveza artesanal o casera. De ahí el interés por desarrollar este trabajo. Esta bebida se elaborará con una combinación de granos y se utilizarán los procedimientos reportados en la bibliografía, con algunas modificaciones. Se utilizará metodología de superficie de respuesta para definir diseño experimental, tratamiento estadístico de los datos, el efecto de las variables de proceso sobre las características del producto, es decir, sobre las variables de respuesta, así como optimización por la técnica de sobreposición de gráficas de superficie de respuesta, para encontrar las mejores condiciones de procesamiento y combinación de ingredientes. INTRODUCCIÓN En el sentido más amplio, la palabra <<cervecería>> puede definirse como <<Los procesos combinados para preparar bebidas, a partir de la infusión de granos sanos que han germinado y la subsiguiente fermentación de la solución azucarada producida en dicha infusión y en la que parte de estos carbohidratos es convertidad en etanol y dióxido de carbono>> (Hornsey, 1999).

2 La elaboración de la cerveza se puede hacer con cualquier cereal. Éste ha de ser preparado para que sus azúcares sean fermentables. En algunos casos una simple cocción es suficiente (como en el caso del maíz) y en otros casos es preciso «maltear» el cereal. En la elaboración de la cerveza se utilizan numerosos cereales en su estado crudo o malteado, siendo la cebada el único que debe maltearse necesariamente y el más utilizado en la cervecería occidental. La malta es el ingrediente clave para la elaboración de la cerveza. La producción de malta sólo necesita cebada que germine, agua declorinada y aire. El objetivo del malteo del grano es acelerar el proceso natural de germinación proporcionándole a la cebada las condiciones adecuadas de humedad, temperatura y oxigenación con el fin de producir enzimas y causar cambios definidos en sus constituyentes químicos necesarios para la futura elaboración de cerveza (Cerveza casera, 2014). Investigando se logró determinar que en la elaboración de cerveza se utiliza el mismo procedimiento básico, que difiere un poco de acuerdo al tipo de cerveza que se elaborará. Es por esto que es importante saber controlar las variables necesarias para poder llegar al producto deseado. OBJETIVOS GENERAL. Optimización del proceso de elaboración de cerveza artesanal. PARTICULARES 1- Definir los ingredientes y niveles de concentración que serán utilizados para elaborar cerveza artesanal. 2- Definir las variables de proceso y de respuesta del proceso de elaboración. 3- Definir el diseño experimental a utilizar en función de la cantidad de variables de proceso.

3 4- Llevar a cabo las corridas para la obtención de datos experimentales del proceso. 5- Realizar tratamiento estadístico de los datos experimentales para obtener efecto de las variables de proceso sobre las variables de respuesta. 6- Optimizar los datos para encontrar las mejores condiciones del proceso. 7- Realizar corrida con las mejores condiciones y obtener cervezar artesanal. 8- Realizar un análisis sensorial en un panel de jueces no entrenados, utilizando una escala hedónica claramente definida. REVISIÓN DE LITERATURA Antecedentes Suficientes pruebas científicas y evidencias arqueológicas han sido recopiladas, hasta el punto de convencernos firmemente, de que lo que ahora conocemos como <<cerveza>> fue producida por primera vez, al final del cuarto milenio antes de Cristo, por los sumerios en el sur de Babilonia. La civilización sumeria se estableció en la Baja- Mesopotamia-planicie aluvial situada entre los ríos Tigris y Eúfrates-siendo una de las primeras civilizaciones escritas conocidas. La receta más vieja del mundo, escrita en tablillas de arcillas sumerias, se refiere a la elaboración de la cerveza. Los sumerios fueron conocidos como grandes bebedores de cerveza. Un estudio detallado, realizado en colaboración entre arqueólogos de la Universidad de Cambridge y empresas Cerveceras de Escocia y Newcastle (ahora Scottish Courage), bajo los auspicios de la Sociedad de Exploración de Egipto, ha proporcionado una panorámica de cómo los antiguos egipcios realizaban su tecnología de fermentación hace 3000 años. Los estudios se centraron en ambas riberas del río Nilo: Amarna( a unos 300 km al sur de Cairo) y Deir el-medina; ambos lugares datan del período conocido como el Imperio Nuevo ( a.c). Debido a que ambos lugares quedan fuera de la zona de inundaciones del rio Nilo, el clima árido ha permitido la desecación de materiales botánicos y biológicos, que han persistido hasta la actualidad. La cerveza y el pan fueron los ingredientes de mayor importancia en la dieta de los antiguos egipcios, como

4 evidencia la plétora de registros escritos relativos a la producción y consumo de tales productos (Hornsey, 1999). Clasificación: La clasificación más común se da por el tipo de fermentación (alta o baja, en nuestro caso) siendo las cervezas tipo Ale (alta fermentación) y tipo Lager (baja fermentación), otro tipo serían las tipos Lambic (fermentación espontanea) (Club de Cervezas del Mundo, 2014) Fermentación baja (Lager) Son en general cervezas claras, aunque también hay algunas oscuras con marcado sabor a lúpulo y refrescante. Para estas cervezas se utiliza levadura que actúa a baja temperatura de 6 a 10 C y al final de la fermentación la levadura se deposita en el fondo del tanque fermentador. Las cervezas Lager son las de mayor consumo a nivel mundial. Principales tipos de cerveza Lager. Pilsner Vienna American Lager Light Fermentación alta (Ale) Su sabor afrutado proviene de su rápida fermentación a altas temperaturas, entre 14 y 20 C con variedad de levaduras de fermentación que una vez consumido, todos los azúcares floculan en la superficie de la cerveza. Este procedimiento conocido como la fermentación alta, define de manera característica a la cerveza tipo Ale. El color y su fuerza varían y hay diferentes tipos. Stout

5 Pale Ale Kolsch Bitter Fermentación espontánea (Lambic) Es un inusual tipo de cerveza elaborada en Bélgica, con un amplio espectro de sabor. Lambic es principalmente producida en pequeñas cervecerías de Bruselas y sus alrededores.en su elaboración se emplea malta de cebada mezclada con trigo sin maltear (30 a 40%). No se le agrega levadura, ya que recibe por contacto con el aire una micro fauna natural existente en la cervecería, lo que da lugar a una fermentación espontánea, semejante a la del vino.la cerveza tipo Lambic tiene un sabor ácido, y por el tipo de lúpulo usado no tiene amargor. Dentro de este tipo se tiene una gran variedad entre las que destacan las Geuze, Faro y las cervezas de fruta, como la Kriek y la Framboise. METODOLOGÍA Cebada Malteada (comúnmente conocida como malta) Levadura de Cerveza: Según se sabe existen dos tipos de levaduras de cervezas, las Ale y las Lager. La levadura tipo Ale (que es la que vamos a utilizar) fermenta a temperaturas de más o menos 22ºC con lo cual no necesita estar refrigerándola sino que basta con que se tenga a temperatura ambiente, esta levadura fermenta arriba del envase de fermentación (top fermenting yeast). Mientras que la Lager, fermenta más menos a 10ºC y fermenta abajo del envase de fermentación. Comercialmente se puede encontrar la levadura de dos formas: en cultivo líquido puro o en formato deshidratado. Lúpulo: el lúpulo es una flor, que se utiliza para darle el aroma y el amargor a la cerveza. Agua Declorada

6 Nevera(Hielera): Una nevera o hielera con desagüe en la parte inferior de capacidad de 20 litros. Densímetro: Un densímetro de 1000 a El densímetro es un instrumento que sirve para medir la densidad de los líquidos. También es necesario tener una probeta (o algo que se le parezca) de unos 250 cm 3 para poder utilizar el densímetro. Un Termómetro de 0º a 100º Un Bidón Una olla grande: De unos 20 litros, lo ideal es que sea de acero inoxidable, o a lo menos que sea enlozada por dentro. Dos jarras: De plástico o de vidrio, de más o menos 1 litro cada una. Alcohol: Medio litro de alcohol, del que se usa para las heridas, para desinfectar todos los utensilios. Molino: Los granos de malta deben ser molidos antes de utilizarlos (a menos que se haya comprados granos ya molidos), la idea no es hacer harina ni tampoco dejar los granos enteros. Un Cierre Tipo Airlock para el Bidón: En el bidón es en donde se va a realizar la fermentación de la cerveza, por lo tanto se necesita colocar en la tapa del mismo algún sistema que permita emerger el gas que se produce, pero que no deje entrar bacterias al depósito. De no conseguir se puede utilizar un globo (de los de cumpleaños) que le abra algunos pequeños agujeros con una aguja y luego se coloca a presión en la tapa del bidón. Sistema de Enfriado: Se necesita un sistema de enfriado rápido. El proceso de elaboración de cerveza artesanal consiste en las etapas sigueintes: Molienda del grano Para obtener un buen producto no es necesario la molienda total del grano ya que esto produciría harina la cual formaría una masa a la hora de macerar y no se aprovecharían

7 los azucares del núcleo. Lo mejor sería que el grano se dividiera en pequeños trozos (rompiendo el núcleo) para esto se utiliza un molino, o bien si no se cuenta con el equipo se puede utilizar una licuadora, un rodillo, etc. Mashing (Maceración del grano para extraerle los azúcares) El propósito de esta etapa es agregar agua caliente (entre C) al cereal para extraer la mayor cantidad de azúcares, es necesario mantener una temperatura estable (entre C) durante 90 minutos. Si la temperatura desciende debajo de 65 C es necesario agregar un poco de agua hirviendo hasta que la temperatura se estabilice. El rango de temperaturas es muy riguroso pues dentro de él, los azúcares son extraídos sin verse afectados, si hubiese una baja temperatura se extraerían azúcares muy pesados y poco fermentables, mientras que a alta temperatura los azúcares se caramelizan y no son fermentables. Lavado del Grano (o Lauthering) Transcurridos los 90 minutos de maceración, es necesario separar el caldo (mosto) de los residuos del cereal. El mosto debe contener la menor cantidad de residuo, para lograr esto es necesario realizar de 10 a 15 recirculaciones que consiste en hacer pasar el mosto por el desagüe de la hielera a través de los residuos que toman la función de un filtro. Posteriormente se toma una muestra y se vierte en una probeta y con la ayuda de un densímetro se hace la medición, es necesario obtener una densidad de 1030 ó 1040, en caso de que sea mayor sólo se agrega más agua caliente hasta llegar a la densidad deseada, y si es menor nos indica que no se extrajo la cantidad mínima necesaria de azúcares fermentables y por lo tanto se requiere iniciar de nuevo el proceso. Una manera de saber si ya terminó la conversión de almidones en azúcares es realizando la prueba del Iodo solo necesitamos un plato blanco de preferencia, tintura de Iodo y una muestra del mosto macerado posteriomente se toma la muestra unas 3 cucharadas

8 se le agrega la tintura y si este se torna color azul significa que todavía hay almidones sueltos y si no llega a cambiar de color significa que ya se terminó la conversión de los almidones. Es importante recalcar que cada densímentro tiene su temperatura de referencia para realizar las mediciones, si esto no se respeta causará problemas al momento de realizar cálculos. Hervido del caldo (o wort) Se vierte el mosto a una olla de acero inoxidable de preferencia y se deja a fuego hasta el hervor, mientras hierve se agrega el lúpulo que es el ingrediente clave para el amargor y se deja hervir por 55 minutos. Pasado este tiempo se agrega el otro lúpulo que le brindará el aroma deseado a la cerveza y se deja hervir por 5 minutos más, concluyendo así el hervido del mosto. La cantidad y el tipo de lúpulo depende del tipo de cerveza que se guste elaborar, ya que existe una amplia gama de lúpulos y estos difieren en la cantidad de acidos alfas que contienen, estos son los encargados del grado de nivel de amargor del lúpulo. Enfriamiento del caldo La olla que se utiliza para hervir el mosto la colocamos dentro de otra olla más grande la cual contiene agua con hielo para provocar un descenso espontáneo en la temperatura y así evitar la contaminación del mosto. El rango de temperatura idónea para empezar a fementar es de 20 a 30 C. Fermentación Se coloca el mosto enfriado en el bidón o recipiente para posteriormente agregar la cantidad de levadura necesaria para la fermentación. La levadura debe haber sido previamente activada con agua templada. Es necesario colocar un instrumento que tome la función de escape de dioxido de carbono y evite la entrada de oxigeno al sistema y

9 así evitar contaminación y la entrada de levaduras salvajes. Esta etapa dura de 7 a 10 días o más dependiendo del tipo de cerveza que se desea elaborar. Una manera de saber si la fermentación ya se detuvo es asegurandose que el burbujeo se ha detenido. Carbonatación y embotellado Para que la cerveza sea más espumosa y por lo tanto contenga más gas se agrega cierta cantidad de azúcar de maíz (dextrosa) previamente al embotellamiento y luego se realiza el llenado de las botellas con la cerveza ya fermentada y se sellan con su respectiva corcholata. El tiempo de espera para degustarla varía entre 2 semanas y 2 meses, entre más tiempo pase embotellada es más agradable al paladar. BIBLIOGRAFÍA Cerveza casera. (2014). Itemid=42. Distrito Federal. Cerveza de Argentina. (s.f.). Argentina. Club de Cervezas del Mundo. (2014). Madrid. Hornsey, I. S. (1999). Elaboración de cerveza. España: ACRIBIA S.A.