Miércoles, 22 de Octubre del 2014
Revista MASH | Ciencia Cervecera
El Hervor
30/09/2009 | Visitas: 16605

Terminada la maceración y el lavado de grano se comienza a llenar la olla de hervor y se pasa al proceso de ebullición del mosto recolectado. Este proceso es probablemente el que menos trabajo y atención le lleva a un cervecero casero pero no deja de ser importante por numerosas razones y esencial para el lograr una buena cerveza.

Saber qué sucede aquí y cómo manejarse le dará, al cervecero, más control sobre el proceso de elaboración de su cerveza, obteniendo producciones más constantes. A su vez, la realización incorrecta de este proceso puede conducir a la aparición de sabores no buscados que arruinarían lo qué habría podido ser una buena cocción.
Lo que se busca por lo general en esta etapa es la remoción de compuestos volátiles indeseados, la isomerización de lo ácidos del lúpulo, la desnaturalización y floculación de proteínas, la esterilización, la inactivación enzimática, la concentración del mosto, y además es aquí donde se definen el color y algunos sabores y aromas específicos. También es el momento indicado para agregar adjuntos si se busca aumentar la densidad del mosto por encima de lo obtenido en el macerador o si se usan maltas ricas en nitrógeno. En esos casos se puede adicionar jarabes o azúcares en la olla. Algunos cerveceros caseros pueden agregar aquí saborizantes y frutas.
El buen conocimiento de todo lo que pasa en la ebullición le permitirá, al cervecero, tener una mayor capacidad para experimentar.

El proceso consiste en exponer el mosto a una fuente de calor hasta que se alcanzan una ebullición constante y se mantiene de esta manera entre 60 y 120 minutos. Hervir el mosto tiene una alta demanda energética que se estima que es tanto como el 40% del consumo de gas de todo el proceso, por eso, los cerveceros caseros que usan garrafas en sus equipos debería tener siempre una extra a mano.

 

QUE SUCEDE CUANDO HERVIMOS

 

Esterilización del mosto


Todas las materias primas usadas en una cocción, como la malta, los lúpulos, y a veces el agua, están llenas bacterias y mohos. De no eliminar estos microorganismos contaminantes la cerveza corre riesgo de deteriorarse. El lactobacílo es la bacteria que mayor presencia podemos encontrar en el mosto pero es fácilmente eliminada con el calor. Generalmente hirviendo se provee la suficiente temperatura para acabar con cualquier contaminación bacterial. Terminado el hervor es necesario tomar mayores precauciones biológicas ya que no habrá otra forma de esterilización del mosto. El PH bajo sumado a la acción antibiótica de ciertos componentes del lúpulo asegurarán la eliminación de organismos patógenos y esporas que de puedan sobrevivir al hervor…

 

Inactivación enzimática


La mayor parte de la actividad enzimática cesa durante la recolección del mosto, ya sea por el aumento de la temperatura para realizar el mash-out o por el lavado de grano a alta temperatura. La desnaturalización de éstas comienza alrededor de los 76 ºC.
Durante el hervor se detiene la actividad enzimática remanente y se fija la composición de carbohidratos del mosto, y por lo tanto, se establece el contenido de dextrina que tendrá la cerveza terminada. Las dextrinas son carbohidratos complejos que, al eliminar las enzimas no son convertidos en azúcares simples, entonces la levaduras no pueden fermentarlos y quedan en el mosto.

 

Efecto del hervor sobre las proteínas.


El mosto que viene directo del macerado contiene diversas proteínas (sustancias albuminoideas), varias de ellas son perjudiciales y deben ser removidas porque suelen causar turbidez y sabores indeseables que pueden arruinar una cerveza. En cambio, hay otras proteínas que son responsables de características importantes como ser el color, la espuma y sensación en boca y que hay que evitar perderlas.
Bajo condiciones favorables de hervor, las proteínas y otros polipéptidos presentes en el mosto se combinarán con los polifenoles y los taninos aportados por la malta (de más arrastre) y por los lúpulos. El ritmo y el grado con que esto ocurra, dependerá de varios factores. Ya que la unión de los componentes dependerá, entre otras cosas, de la chance de encontrarse, la acción mezcladora del mosto hirviendo y su relativa concentración aumentarán las posibilidades de encuentros. Los cúmulos de proteínas-taninos colisionan y se adhieren entre si hasta obtener una masa tal que, por su propio peso, precipitan al fondo de la olla. En una cocción prolongada, de dos horas, estos compuestos son precipitados ampliamente, pero hoy en día casi ninguna fábrica de cerveza realiza cocciones tan largas. Además, pasado un determinado tiempo, los coágulos grandes comienzan a romperse y forman otros más pequeños que son muy difíciles de remover después.
La duración necesaria de cocción para la precipitación de proteínas disminuye con el aumento de presión y consecuentemente con mayor temperatura. A una temperatura de 140°C son necesarios por ejemplo sólo 3 a 5 min. para la formación de los flóculos.
Las proteínas y los taninos son los principales componentes de los turbios calientes (hot trub) en la olla.

hot break

 

Estos turbios pueden verse a simple vista formando inicialmente una especie de espuma marrón arriba del mosto y luego cúmulos mayores. La formación (hot break) de los turbios calientes puede ser favorecida con la adición de productos específicos, usualmente extractos de algas como el Irish Moss que, cargado negativamente, atraen las proteínas del mosto que tienen carga positiva.

Un PH bajo (5,2) causa que los cúmulos de proteínas sean más grandes y más estables, y la presencia de iones de calcio ayudan la agregación de las proteínas, manteniéndolas juntas.
A pesar de la cocción prolongada, algunos compuestos de alto peso molecular, aun coagulables, producto de la degradación de proteínas y de taninos, permanecen en solución hasta el final de la cocción del mosto y precipitan recién durante el enfriamiento del mismo formando lo turbios fríos (cold trub).
Existen opiniones divididas sobre si hay que removerlos o no antes de la fermentación. Algunos cerveceros aseguran que removiéndolos se obtienen sabores más limpios y otros creen que estos turbios tienen ácidos grasos insaturados que son importantes para la nutrición de las levaduras.
La ebullición destruye, además, la estructura tridimensional de la proteína. Las proteínas son moléculas grandes formadas por otras más pequeñas llamadas aminoácidos unidas en forma de cadena.
Esta cadena se enrosca y se dobla formando una estructura tridimensional. Además, algunas proteínas son más complejas y están formadas por varias trenzas de proteínas distintas. La forma tridimensional de la proteína determinará su función. Si esta se destruye se detiene también su función. Esto es lo que sucede en la inactivación enzimática, porque las enzimas son proteínas

cold trub

 

El irish moss es un polímero de azúcar galactosa derivado de un alga. En él, algunos grupos hidróxilos (OH) son sustituidos por grupos sulfatos que le otorgan una carga negativa, permitiéndole atraer a las proteínas cargadas positivamente. Es necesario un correcto uso de este producto. Usualmente se adiciona 15 min. antes de finalizar el hervor agregando entre ¾ y 1 ½ cucharadita de té en 20 litros.
Mucha cantidad de irish moss dará mostos muy claros pero con una cantidad mucho mayor de sedimentos en la olla que se traduce en desperdicio de mosto. Además, un exceso de este producto puede reducir considerablemente el nivel de proteínas responsables de la formación de la espuma en la cerveza.

 

Lúpulos


El lúpulo es muy importante para la cerveza. Contribuye significativamente en el sabor y el aroma de muchos de los estilos de cerveza. Sus aceites aportan el amargor imprescindible para balancear el dulzor de la malta. Sin él la cerveza sería virtualmente intomable. Además contribuyen a la preservación de la cerveza.
Si observamos una receta, veremos que las adiciones de lúpulo se realizan en tiempos diferentes. Algunos casi al comienzo del hervor y otros de la mitad y hacia al final del mismo. Esto dependerá de las propiedades que se quieran obtener del lúpulo. Las características mas delicadas como ser sabor y aroma se pierde muy rápidamente con el hervor (se evaporan), en cambio el amargor necesita tiempo para liberarse y ser absorbido por el mosto. Generalmente, el sabor se extrae y se preserva mejor si el lúpulo es adicionado a partir de los 10 min. finales y los compuestos aromáticos en los últimos 2 min. y, en cambio, para obtener el amargor característico del lúpulo se debe hervir el mosto por aproximadamente una hora.
En pocas palabras, cuanto antes agreguemos el lúpulo, más amarga será nuestra cerveza y cuanto más tarde lo hagamos más lupulada será. La cantidad de amargor se expresa en International Bittering Units (IBU) y existen fórmulas para calcularla dependiendo del tiempo que el lúpulo será sometido a ebullición y del valor de Alfa-ácidos que éste tenga, valor que debe ser informado por el proveedor. Esto permitirá hacer nuestras cervezas tan amarga como lo deseemos.

 

Disolución e isomerización de los lúpulos


De todas las reacciones que ocurren en el hervido, la primera en interés es la isomerización- y subsecuente disolución- de los alfa-ácidos. Loa alfa-ácidos isomerizados son los responsables del sabor amargo de la cerveza. El componente principal de los alfa-ácidos es la humulona.
La isomerización de la humulona en isohumulona es facilitada por la presencia de iones de magnesio. La extracción e isomerización son muy ineficiente, tanto que, el 70% de los alfa-ácidos permanecen sin convertir y por consiguiente insolubles….
Otras reacciones tienen efectos secundarios en el amargor. Por ejemplo, la oxidación de los beta-ácidos -incluyendo la oxidación de la lupulona en hulupona- produce una molécula que es mucho más amarga y probablemente responsable de la prolongación indeseada del amargor en la cerveza.


Factores que afectan la utilización del lúpulo

El rendimiento de isohumulona en la cocción y consecuentemente el amargor de la cerveza dependen esencialmente de varios factores.
La naturaleza de la isohumulona afecta en la medida que los distintos componentes de los alfa-ácidos son isomerizados con diferente intensidad; la cohumulona da los mejores rendimientos de isohumulona. Por medio de la utilización de variedades de lúpulo con una mayor porción de cohumulona se obtiene un mayor amargor en la cerveza.
Al aumentar la duración de la cocción, aumenta el rendimiento de isohumulona. La mayor parte de los alfa-ácidos es isomerizada al inicio de la cocción, creciendo el rendimiento cada vez más lentamente, a medida que avanza el hervor. Después de 1 h de cocción, la mayor parte de los compuestos amargos esta isomerizada.
La isomerización se intensifica con la ayuda de una mayor temperatura de cocción.
Un pH mas alto da siempre una mejor isomerización y solubilidad de la humulona, pero el amargor obtenido a un valor pH mas bajo siempre es considerado más balanceado y más fino.
Con una adición creciente de lúpulo se consigue una alta concentración de humulona que, al contrario de lo que debiera ser, disminuye el rendimiento de isohumulona. Sin embargo, la disminución se mueve en un rango pequeño (hasta 10%)
Una parte considerable de la isohumulona es absorbida por los turbios calientes de la cocción. Los lúpulos se asocian con las proteínas que precipitan durante el hervor. Por esta razón, muchos cerveceros caseros esperan hasta que comience a formarse el turbio caliente para hacer la primera adición de lúpulo.
Por último, la forma de lúpulo usada también es otro factor. El extracto es el que produce más amargor, seguido del pellet y por último las flores. La trituración incrementa la velocidad de extracción y con ello el rendimiento de los compuestos amargos.

 

Oxidación de la lupulona


Los beta-ácidos son insolubles, pero al oxidarse, durante el almacenamiento, producen una variedad de compuestos que sí son solubles en el mosto hirviendo. Mientras se acepta que el amargor por oxidación de los beta-ácidos es diferente al que otorga la isomerización de los mismos, las opiniones se dividen en cuanto a su calidad. Algunos investigadores afirman que los beta-ácidos oxidados son más suaves que los isomerizados, otros dicen que son más astringentes. De una u otra forma, los beta-ácidos oxidados irán reemplazando el potencial amargor que van perdiendo los alfa-ácidos durante el almacenamiento.

 

Aroma a lúpulo

El lúpulo contiene aceite esencial como componente que es responsable del aroma característico a lúpulo.
Cada aceite imparte su propio olor y el aroma a lúpulo está formado por varios olores. Los aceites son solubles en el mosto caliente y son muy volátiles, por lo tanto se eliminan rápidamente junto con el vapor de agua durante el hervor. Por eso muchos cerveceros hacen una adición lo más tarde posible tratando de atrapar el aroma antes que se evapore. El dry hopping es otra técnica desarrollada para evitar la pérdida de los compuestos más volátiles del lúpulo.

 

Evaporación de compuestos aromático indeseables

Se encuentran en el mosto una serie de sustancias aromáticas de volatilidad variable, que resultan poco agradables al ser percibidas en el aroma de la cerveza. Para lograr un buen perfil aromático, es necesario deshacerse de estas substancias indeseadas que incluyen, aparte del sulfuro de dimetilo (DMS), también productos de degradación de grasas, como el hexanal, algunos aldehídos de Strecker, como el 2-metilbutanal, y productos Maillard, como el furfural.
El sulfuro de dimetilo o dimetil sulfuro (DMS) es un compuesto intensamente aromático presente en la mayoría de las cervezas. Cuando éste está presente en grandes cantidades y puede ser percibido por su sabor y aroma se puede estar frente a un perfil característico o frente a un defecto. El aroma de este compuesto puede asemejarse al maíz hervido (cuando esta presente en poca cantidad) o a vegetales sobrecosidos, o incluso a ajo (cuando la cantidad es mayor). En algunas lagers europeas y en varias cervezas regionales de Estados Unidos, el DMS es una parte importante en el perfil (sabor) de las mismas
.El DMS esta formado a partir de S-metilmetionina (SMM) que a su vez es producida por aminoácidos durante el malteado. Se requiere de los malteros una disociación exhaustiva de este precursor y una purga del DMS libre, dado que no es posible reparar, durante la cocción del mosto, una purga insuficiente de DMS causada durante la fabricación de malta. Por este motivo, se espera que el contenido de precursor de DMS en la malta no sea mayor que 5 mg/kg de malta ( 5ppm).

Evaporación

 

El SMM se ha convertido por efecto del calor en DMS que es más volátil y se remueve junto con el vapor de agua durante el hervido del mosto. La cantidad principal de DMS libre se elimina con 30 min. de cocción pero si la disociación térmica fue insuficiente durante el hervor puede aparecer una postformación de DMS libre al finalizar la cocción, que se deberá purgar, lo más posible,

antes de llenar el fermentador para que no perdure en la cerveza terminada.
Este es un problema que las cervecerías comerciales han solucionado aplicando métodos sofisticados. Los cerveceros caseros no deben hervir con la olla tapada a menos que se busque intencionalmente un alto contenido de DMS y deben intentar enfriar sus mostos tan rápido como les sea posible, después del hervor para reducir al máximo este problema.

 

Desarrollo del color


El color obtenido en la olla es una combinación de varios factores. La caramelización de los azúcares del mosto lo oscurecen durante el hervor. A medida que las moléculas de azúcar pierden agua van cambiando la forma de absorber la luz afectando el color del mosto. Si pierden toda el agua sólo quedará carbón. El desarrollo del color se obtiene también a partir de la glicación no enzimática de proteínas, lo que comúnmente se conoce como reacción de Maillard. Este proceso se trata de un conjunto complejo de reacciones químicas que se producen entre las proteínas y los azúcares reductores que se dan al ser calentados (no es necesario que sea a temperaturas muy altas). Básicamente es una especie de caramelización. Estas reacciones se producen lentamente debido al bajo PH del mosto y no sólo afectan el color sino que contribuyen también con algunos sabores. Finalmente el mosto puede oscurecerse por la excesiva caramelización que se produce en las superficies de transferencia de calor. Muchos cerveceros caseros han experimentado esto debido a hervir en una olla de fondo muy delgado.
Otro factor que afecta el color del mosto durante la ebullición es la incorporación de oxígeno al mosto caliente, que produce la oxidación de las melanoidinas, lo que, entre otras cosas, oscurece el mosto.

 

Concentración del Mosto


La concentración del mosto se logra por la evaporación del agua en forma de vapor y es directamente proporcional a la tasa evaporación de la olla (dependerá de su diseño). A nivel casero, una típica olla fabricada con un barril tiene un índice de la evaporación de 11-13% aproximadamente, pero de todos modos es conveniente medir este índice para tener una idea de cuanto evapora la olla usada y saber así que cantidad de agua hirviendo se debe agregar al final del hervor si se planea compensar la evaporación.
En las grandes cervecerías, más del 10% del contenido de la olla se pierde, por evaporación, en un hervor de duración normal, provocando un aumento de la densidad original del mosto. Esto adquiere importancia en la elaboración de cervezas de alta densidad, tal como una barleywine, a partir exclusivamente de granos donde es necesario hervir, a veces, por más de 3 horas el mosto para conseguir la alta densidad buscada.

 

Descenso del valor pH en el mosto


El mosto se acidifica levemente, primariamente por la precipitaci ón del fosfato de calcio. Los iones de calcio del agua reaccionan con los fosfato de la mata y forman fosfato de calcio e iones de hidrógeno, que bajan el pH del mosto. Las melanoidinas formadas durante la cocción y el lúpulo contribuyen también con algo de acido.
El pH del mosto caerá de 5.6–5.8 al comenzar el hervor a alrededor de 5.2–5.4 al final
Un exceso de iones de calcio en el mosto después del macerado puede ser favorable. Para lograr el nivel deseado del pH se usan agentes ácidos como el Sulfato de Calcio (CaSO4) para bajarlo o agentes alcalinos como el carbonato de calcio (CaCO3) para subirlo.
Muchos procesos importantes se desarrollan mejor o más rápidamente con un valor pH mas reducido.

  • Se logra una buena precipitación de los compuestos formados por proteínas y poli fenoles durante la cocción del mosto con un valor pH de 5,2.
  • Se reduce el aumento de coloración del mosto.
  • El amargor del lúpulo es más fino y más noble.
  • Favorecer el crecimiento de las levaduras.
  • Ayudan a inhibir contaminaciones. Hace más estable a la cerveza durante su almacenamiento.

 

Una desventaja del bajo valor pH es el menor aprovechamiento de los compuestos amargos del lúpulo, por lo cual se requiere más lúpulo. Por ello es preferible acidificar también el mosto a un valor pH de 5,1 a 5,2, poco antes del final de la cocción.

 

Pablo Gigliarelli

 

 

Fuentes:


WOLFGANG KUNZE- Tecnologia para Cerveceros y Malteros

www.byo.com

C. W. BAMFORTH -Brewing- New technologies

CHARLIE PAPAZIAN -The Complete Joy of Homebrewing