Martes, 27 de Junio del 2017
Revista MASH | Ciencia Cervecera
La Maduración
14/03/2016 | Visitas: 28092

El propósito de la maduración es transformar la caótica cerveza verde, que sale del fermentador, en una cerveza atractiva, gentil y equilibrada, que se pueda disfrutar desde el mismo momento en que cae en el vaso…

Si todo ha salido bien, al término de la fermentación primaria, obtendremos una cerveza que tendrá la mayoría de las características planeadas en la receta, pero con una excesiva turbidez debido a los residuos de levadura y otros sólidos que aún permanecen en suspensión. Además, tendrá un porcentaje significativo de azúcares remanentes y una cantidad apreciable de subproductos de la fermentación que no deben percibirse en una cerveza terminada. Estas son las causas, no sólo de un  aspecto visual poco atractivo, sino que también, de aromas y sabores que no deseamos tener en nuestra creación, que a esta altura la llamamos “cerveza verde”.  
Para poder darle un acabado correcto debemos someter esa cerveza verde al proceso denominado “maduración”.
La maduración (conocida también como fermentación secundaria, lagering, guarda, acondicionamiento o almacenamiento) es el período  posterior a la fermentación primaria, durante el cual mantenemos la cerveza en reposo, a temperaturas determinadas, con el fin de mejorar las condiciones organolépticas de la misma antes de ser finalmente consumida.   En esta fase, la levadura reduce lentamente los fermentables remanentes (formados en mayor medida por azúcares más pesados como la maltotriosa) generando CO2 que suma carbonatación a la cerveza, y reprocesa ciertos subproductos perjudiciales de la fermentación como el diacetilo, la  2,3 pentanodiona y el acetaldehído, entre otros.

 

Para que madurar

Básicamente, el propósito  de la maduración es convertir una bebida rústica en una que sea agradable para todos nuestros sentidos….Transformar la caótica cerveza verde en una cerveza atractiva, gentil y equilibrada, que se pueda disfrutar desde el mismo momento en que cae en el vaso…

Para lograr esto, la maduración debe cumplir tres objetivos principales: Desarrollo del sabor, Clarificación   Carbonatación.

El desarrollo del sabor es el proceso en el que evolucionan los sabores deseados y se reducen aquellos indeseables que corresponden a la cerveza verde - como diacetilo , acetaldehído y sulfuro de hidrógeno (H2S ) .    

La clarificación  es la eliminación de la levadura y las moléculas que causan turbidez .

La carbonatación es el proceso de disolución del dióxido de carbono ( CO2) en la cerveza .

 

Proceso

Lo que sucede durante el proceso de maduración puede tener un profundo efecto en la calidad de la cerveza, sin embargo, es a menudo el área en la que los fabricantes de cerveza tienden a hacer algunos sacrificios, en las cervecerías comerciales por una cuestión de costos y en el caso de los cerveceros caseros, como nosotros, por el sentimiento de impaciencia que significa darles a nuestras creaciones el tiempo suficiente. Pero muchas veces, el desarrollo correcto de este proceso puede ser la única diferencia entre la mediocridad y la excelencia en una cerveza.
Finalizada la fermentación primaria, la mayoría de las células de levadura se ha inactivado y se ha depositado en fondo del fermentador. Con el tiempo, esa levadura inactiva, comenzará a excretar más aminoácidos y ácidos grasos, para luego morir dejando sabores y aromas  similares a la grasa, la carne o la goma, bien característicos de la autolisis.
En determinadas  condiciones, la levadura que aún permanece activa procesará también algunos de los componentes de ese sedimento añadiendo otros sabores extraños.
Por todo eso, no se aconseja dejar un tiempo prolongado (más de 3 semanas) el mosto fermentado en contacto con el barro del fermentador primario y es importante también, eliminar el sedimento que se forma durante el acondicionamiento…
Tradicionalmente, lo que se hace, es trasvasar la cerveza  a otro recipiente intentando separarla de todos los sólidos decantados en la fermentación, para luego dar comienzo a la maduración. Si bien las grandes cervecerías y una parte importante de cerveceros caseros siguen haciéndolo de esta manera, las microcervecería y los brewpub  tienden a utilizar fermentadores cilindro-cónicos o Unitanque en los que la fermentación y maduración son casi un proceso continuo y donde, la levadura depositada se va extrayendo, a medida que se acumula, por una válvula en la parte inferior del cono del recipiente …
El acondicionamiento o maduración es una tarea que debe realizar la levadura, por eso la cerveza transferida desde el fermentador debe contar con un pequeño porcentajes (1.1%) de extracto fermentable y una cantidad óptima de levaduras en suspensión (1 ± 4 millones de cel/ml). Por lo tanto la elección de la cepa de levadura es importante y debe hacerse no sólo pensando en sus cualidades fermentativas, sino que también, hay que tener en cuenta el posterior proceso de maduración. Con una cepa de baja floculación, la cerveza trasvasada contendría demasiadas células de levadura, la fermentación secundaria se produciría demasiado rápido pero la clarificación sería más difícil debido a que la levadura tardaría más en decantar. Por el contrario, con una cepa de alta floculación, se transferiría muy poca levadura del fermentador al madurador y la fermentación secundaria no se llegaría a completar a menos que, de algún modo, se la fomente con el agregado de más fermentables o volviendo a airear la cerveza con los riesgos que esto último representa.

 


Lagers

 

Tradicional

El término “maduración” se relaciona con el término alemán “lagern” que significa almacenar, descansar o  reposar.
Antiguamente en Alemania, cuando no existían los sistemas de refrigeración industrial, la elaboración de cerveza se ajustaba al patrón de las estaciones del año, lo que hacía que, desde el inicio de la producción al momento de consumirla, transcurrieran unos 9 meses. La cerveza se elaboraba en el otoño cuando las temperaturas eran suaves, con la cebada malteada y el lúpulo de la nueva temporada. Después de la fermentación la cerveza se almacenaba en heladas bodegas (“lager” en alemán) durante todo el invierno frío para estar disponible totalmente madura, como una bebida fresca y cristalina, durante los veranos calurosos.
La fermentación principal se realizaba a una temperatura cercana a los 8 ºC. y al finalizar se transfería la cerveza verde a tanques situados en dichas bodegas para una maduración en frio en torno a los 0ºC. Dependiendo del tipo de levadura usada (muy floculante) y del porcentaje de extracto residual (<1.1%)  con que era trasvasada la cerveza, era posible que se necesitara del agregado de de fermentables extras para que la llegar a completar la segunda fermentación. Esto se hacía, por ejemplo, mediante el proceso llamado Kraüsening, que consistía en añadir, al inicio de la fermentación secundaria, entre un 5 y un 20% de un mosto que estuviera en la fase más activa de la fermentación principal. De esta manera se podía regular la actividad en la fermentación secundaria controlando la cantidad de extracto fermentable al momento del trasvase y la cantidad de mosto fermentando activamente que se añadía. Este método tenía el inconveniente de que, al añadirse más extracto fermentable por medio del mosto nuevo (fermentando activamente), se producía una cantidad nueva de compuestos de sabor y aroma no deseados, tales como diacetilo y SH2, por lo que se hacía necesaria una guarda de larga duración para conseguir una reducción efectiva de dichos compuestos hasta niveles aceptables.
Durante la fermentación secundaria se generaba además cierta cantidad CO2 que, al ser más soluble a la temperatura que se levaba a cabo el proceso, producía la buscada carbonatación en la cerveza terminada.

Moderno

Pocas cervezas disfrutan, hoy en día, de 9 meses de maduración. Las cervecerías comerciales modernas no pueden permitirse ese lujo y, en los últimos años, han destinado importantes recursos a la investigación con el fin de reducir ese período. Actualmente, es raro que una cerveza lager madure más de 28 días ya que, con los procesos y las técnicas modernas, todos los objetivos de la maduración se pueden lograr en gran medida dentro de ese período.

Hoy, cuando la fermentación principal se ha virtualmente completado, la cerveza se mantiene en el fermentador un periódo de 24 a 54 horas más, a la misma temperatura de fermentación o unos pocos grados más arriba. Esto le permite a la levadura, que permanece en suspensión, reabsorber los compuestos de sabor y aroma no deseados (acondicionado en caliente), antes de que la cerveza sea enfriada y transferida a otro recipiente donde permanecerá unas pocas semanas a temperaturas de - 2 a 4 ° C (acondicionado en frío).
El éxito de esta técnica se basa en la suficiente levadura activa que queda en suspensión en el final de la fermentación primaria y la duración de la misma será hasta que se cumpla una especificación de calidad que, por lo general,  trata del diacetilo, y por lo tanto es a menudo llamado el “descanso de diacetilo”.

La levadura puede ser removida por filtración, así los largos períodos de sedimentación y el tiempo de espera para clarificar la cerveza se tornan innecesarios. También, la cerveza puede ser estabilizada para resistir la aparición de los turbios (hazes) por una variedad de técnicas, incluyendo filtración en frío y el uso de compuestos químicos absorbentes y, por último, la carbonatación se puede ajustar de forma artificial llevándola a valores precisos. Es por todo esto, que los tiempos actuales de maduración se han acortado significativamente.

 

 

Ales   


Debido a la asociación de los términos “maduración” y “lager” explicada más arriba, hay una tendencia entre algunos cerveceros  a pensar que  las cervezas Lager son el único estilo que requiere la maduración. Por cierto no es así, las  Ales también requieren de ese período para que la levadura realice su magia.
Como sabemos, el rango óptimo de temperaturas para el trabajo de las levaduras del tipo Ale  es más alto que para las Lagers. Como consecuencia de esto las condiciones de maduración serán también más cálidas (entre 12-20 °C), lo que hace que los azúcares residuales y de cebado se metabolicen con mayor rapidez y que la eliminación de sabores “verdes” se complete normalmente en 1-2 semanas dependiendo del tipo de cerveza, la cepa de levadura, la composición del mosto y las condiciones de fermentación primaria. A esas temperaturas aumenta la formación de diacetilo, pero a la vez, la levadura hace una reducción mucho más rápida del mismo.

En la elaboración de Ales, para bajar los niveles de diacetilo,  basta prolongar la fermentación primaria unos días sin variar la temperatura, aunque algunos aconsejan bajarla unos  2 o 3 ºC los últimos días. A nivel cervecero casero, se aconseja tradicionalmente darle 7 días a la fase primaria de la fermentación antes de trasvasar y enfriar, pero la realidad nos dice que “cervezas diferentes y levaduras diferentes tienen requisitos diferentes”, por eso es más recomendable esperar hasta que la levadura no muestre una mayor actividad y dejar que la cerveza se clarifique naturalmente en el fermentador antes de envasar, lo que puede llevar de 2 a 3 semanas. A mitad de proceso se puede ir bajando gradualmente la temperatura, hasta el límite permitido por la cerveza antes de congelarse ( -1 ºC), para facilitar así la decantación de levaduras, proteínas y otros componentes (taninos), aclarando y suavizando la cerveza antes de envasarla.     Para los estilos que menos diacetilo aceptan y en especial las  alemanas como las Alt y las Kölsch, se aconseja no usar levadura de alta floculación y realizar una  fermentación primaria más extensa y a temperaturas más frías, hasta que se alcancen niveles suficientemente bajos de diacetilo. En la forma tradicional, la cerveza Ale no se traspasa a un segundo fermentador para la maduración. Del fermentador principal pasa directo al recipiente desde donde se va a servir (barril, botella, lata, etc) madurando en el mismo…               

 

Acondicionamiento en barril

El embarrilado (Casking) tiene sus orígenes en las Islas Británicas y es el más ampliamente utilizado para hacer Pale Ale, Bitter, Porters y Stouts. La cerveza se trasvasa directamente del fermentador al barril cuando la fermentación se juzga suficientemente completa ( con un extracto residual de 0.75 a 2 ° P) o cuando la carga correcta de la levadura está presente ( 0.25 – 4 millones de cel/ml). Si es la levadura presente en la cerveza es demasiado poca, la fermentación secundaria será lenta y el dióxido de carbono disuelto en la cerveza, insuficiente. Si en cambio, hay demasiada levadura en suspensión, fermentación secundaria puede ser violenta. Aunque tradicionalmente la cerveza se transfiere directo al barril y se le agregan productos clarificadores para decantar los sólidos, algunos cerveceros la pasan a través de un filtro no muy fino  para mejorar la claridad.

 

Acondicionamiento en botella

La práctica de utilizar los azúcares de cebado para el acondicionado en  botella ha sido refinada por los cerveceros británicos y todavía se sigue usando por algunos cerveceros artesanales, así como un pequeño número de grandes empresas cerveceras británicas. Cerveceros belgas son conocidos también por el uso de este método para agregar sabores únicos. El acondicionamiento en botella por lo general implica un corto tiempo en un tanque de acondicionamiento para mejorar la estabilidad global y el sabor, antes de añadir los azúcares de cebado para  el embotellado final.

 

Fermentador secundario

El uso de un fermentador secundario no es una práctica tradicional en la elaboración de cervezas Ales, fundamentalmente en los estilos británicos. Hoy en día, hay un fuerte debate sobre si conviene, o no, trasvasar la cerveza a un segundo recipiente teniendo en cuenta los riesgos, el costo y el tiempo que esto implica. Si bien la mayoría coincide que, en casi todos los estilos se obtiene algún beneficio, muchos aseguran que éstos no justifican los riesgos de contaminación y oxidación que se corren con el trasvase.
Tomando los recaudos necesarios, podremos realizar esta práctica sin problemas y analizando luego los resultados veremos de que lado del debate nos ponemos.

Terminada la fermentación primaria y la reducción del diacetilo,  se baja la temperatura a unos 10 °C, para ralentizar el metabolismo de la levadura y separar el grueso de las células por decantación que se depositarán en la parte inferior del fermentador. Después de 2 o 3 días a esa temperatura, la cerveza se trasvasa cuidadosamente (evitando airearla) a otro recipiente, obviamente limpio y desinfectado, y siempre después de haber purgado todo el oxígeno de su interior barriéndolo con CO2. La cerveza transferida debe tener una cantidad adecuada  de extracto residual y de levadura en suspensión para conseguir una maduración apropiada. De no ser así, es posible agregar más fermentables (azúcar, mosto, etc) o más levadura según se necesite. El tiempo mínimo aconsejable, que la cerveza debe permanecer en el fermentador secundario, es de 2 semanas y se debe tener en cuenta que un tiempo excesivo en el mismo (más de 6 semanas) puede dificultar la posterior carbonatación natural, debiendo recurrirse al agregado de levadura fresca para conseguirla.  Respecto al tiempo, hay algunas excepciones, ciertas cervezas escocesas, por ejemplo, a diferencia de cervezas inglesas tradicionales, están condicionadas a temperaturas más bajas y por períodos más largos, algo similares a las lagers.  Al mismo tiempo una larga guarda es válida, y en ocasiones necesaria, para las barleywines, algunas trapenses, y cualquier otra cerveza de alta densidad.

 

Desarrollo del sabor

El desarrollo del sabor es considerado, por lo general, la consecuencia más importante de la guarda y acabado de una cerveza. Dicha etapa se ha vuelto cada vez más importante a medida que se ha ido incrementando la tendencia a producir cervezas más livianas, en las cuales los umbrales de detección de los compuestos no deseados son menores. Sin embargo, en cervezas más fuertes la presencia de concentraciones elevadas de otros compuestos de sabor (propios del estilo) logra enmascarar algunos aromas y sabores no deseables.
Para pode evaluar las técnicas de maduración es importante comprender qué sabores son controlados en la misma y cuales cambian un poco con el tiempo.
La industria cervecera de nuestros días ha dedicado grandes esfuerzos en investigar la maduración del sabor de la cerveza durante la guarda. Químicamente se han desarrollado técnicas para analizar la mayoría de los compuestos importantes de sabor que nos han permitido confiar en los resultados del laboratorio antes que en las pruebas de degustación para seguir la evolución de una guarda. Se han llegado a identificar cientos de compuestos químicos en la cerveza. Algunos de ellos aumentan durante la guarda, otros disminuyen y otros permanecen inalterados.
Puesto que la mayoría de los compuestos que intervienen en la maduración del aroma y gusto de la cerveza son el resultado del metabolismo de la levadura, se entiende el papel principal que desempeña ésta en todo el proceso.


Dicetonas vecinales
 

Las dicetonas vecinales ( VDKs ) son subproductos de la síntesis de los aminoácidos valina, leucina e isoleucina . El diacetilo (2,3 butanodiona ) y 2,3 pentanodiona son las dos dicetonas vecinales más comunes encontradas en la cerveza  y es de suma importancia, para todo cervecero, saber como controlar los métodos de formación y posterior reabsorción de las mismas, para poder lograr las concentraciones aceptables para cada estilo. El umbral de detección de la VDKs. depende  del resto de los sabores presentes en al cerveza y en el caso del diacetilo es mucho menor que el que tiene la pentanodiona. Ambos tienen un sabor mantecoso que deja una sensación grasosa en boca. El diacetilo tira más a caramelo o la a la mezcla de azúcar con manteca y la pentanodiona a la miel. Por lo general la percepción de estos sabores es un defecto en la mayoría de las cervezas, pero hay casos (algunas Ales y muy pocas Lagers) en lo que cierta presencia de los mismos es deseable como en las Scottish Ales.
Para poder sintetizar proteínas, la célula de levadura necesita de dos aminoácidos, valina y leucina, que consigue gracias a la producción de Alfa-acetolactato que, además de ser el precursor en la obtención de dichos aminoácidos, también lo es en la formación de diacetilo.  La célula de levadura produce alfa-acetolactato adicional, para asegurar que no haya retrasos en la biosíntesis de los aminoácidos. Parte de ese alfa-acetolactato es excretado por la levadura y, una vez fuera de la célula,  se oxida y se descarboxila ( no enzimáticamente ) para producir diacetilo espontáneamente. Es importante tener en cuenta que no se requiere  oxígeno para la oxidación de alfa-acetolactato, y es la presencia de metales tales como cobre (Cu2 +), de aluminio (Al3 +) o hierro (Fe3 +) la que causará fácilmente esta reacción, que será favorecida con un pH más bajo y las condiciones de temperatura más altas.

Una vez que el diacetilo se ha formado, se mantendrá fuera de la célula hasta el final de la fermentación. Dada la oportunidad y las condiciones necesarias, la levadura absorberá el diacetilo para reducirlo a acetoína (que tiene un carácter humedad leve) y finalmente a 2,3 butanodiol (un alcohol superior muy poco aromático). Así, el sabor a mantequilla se desvanecerá. Esta reducción, dependerá en gran medida de la salud de levadura  y de la temperatura y el tiempo que se la deje actuar. Para facilitar la eliminación de diacetilo, el cervecero debe asegurarse primero  que éste se forme de manera rápida y consistente durante la fermentación primaria. Una fermentación rápida (temperatura más alta), pH bajo y suficiente Cu2 + o Fe3, ayudarán en la formación de diacetilo. Hay que tener en cuenta que la eliminación de la levadura antes del final de la maduración (debido a la sedimentación, clarificación, filtración o enfriamiento) dejará diacetilo residual en la cerveza terminada. Si la levadura no es saludable (debido a la mala aireación al comienzo de la fermentación o de alto contenido de alcohol en la cerveza verde), pueden tener membranas rígidas, resultando en una mala absorción de diacetilo o poder reductor insuficiente para reducirlo a 2,3 butanodiol. Las levaduras con deficiencia respiratoria (levaduras mutantes) también tienden a dejar dicetonas vecinales en la cerveza, ya que carecen de poder reductor al final de la fermentación (a pesar de que tienden a permanecer en suspensión debido a las cualidades de floculación pobres). La forma tradicional para reducir diacetilo es simplemente madurar la cerveza hasta que el nivel ha caído por debajo del umbral de sabor. Eliminación rápida depende de contacto con la levadura saludable, y la velocidad de eliminación se incrementa con temperaturas más altas.

 

Acetaldehído

El acetaldehído, junto con otros compuestos del grupo carbonilo, es el responsable de los sabores a hierba, a manzana verde, áspero, y ajerezado en la cerveza inmadura. Es un producto de la metabolización de los hidratos de carbonos, llevada a cabo en fermentación primaria, que termina reduciéndose en etanol. En caso de sufrir una oxidación se convierte en ácido acético y luego, por reacción enzimática, se reduce a etanol en la etapa final de la segunda fermentación alcohólica. La formación de acetaldehído se ve favorecida generalmente por condiciones de alto metabolismo, unido a un bajo crecimiento. Los factores que fomentan una superproducción de este compuesto pueden ser:

  • - Las temperaturas de fermentación más cálidas (> 8ºC)
  • - Una tasa alta de inoculación.
  • - La mala aireación del mosto.
  • - Fermentación  bajo presión.
  • - Agitación en la fermentación.
  • - Aireaciones excesivas en los travases.

La elección de una cepas de levadura adecuada es importante para lograr una producción lo más baja posible y, al igual que con las dicetona vecinales,  una buena salud y una suficiente cantidad de celulas en la maduración  reabsorberá correctamente el acetaldehído y producirá etanol.

El zinc parece ser un cofactor en la conversión del acetaldehído a etanol, por lo que se requiere la presencia de cierta cantidad de este metal para la conversión. El zinc es un oligoelemento que se encuentra en la malta y el agua y que también se lixivia de los metales utilizados en la fabricación de equipos cerveceros tradicionales, tales como cobre y latón. De hecho, cuando los cerveceros cambiaron a sistemas de elaboración de la cerveza de acero inoxidable, la deficiencia de zinc se convirtió en un problema en sus fermentaciones. Algunos cerveceros corrigen este inconveniente colgando, simplemente, un pedazo de cobre o latón dentro de la caldera o el tanque de fermentación. Para los cerveceros caseros, esto no debería ser un problema a menos que quieran replicar su levadura y usarla repetidamente a lo largo de muchas generaciones. Cada inóculo fresco debería tener disponible suficiente zinc dentro de las células de levadura.

 

 

Compuestos Sulfurosos


Para poder sintetizar proteínas, la levadura necesita compuestos sulfurosos que normalmente se encuentran en el mosto, o bien son producto del propio metabolismo, como ser el sulfuro de hidrógeno (H2S), el dióxido de azufre (SO2) y el sulfuro de dimetilo (DMS). Estos compuestos no son absorbidos por la levadura.
El sulfuro de hidrógeno (H2S ) es un problema que afecta en mayor medida a las  cervezas de estilo lager, las levaduras Ale producen pequeñas cantidades de H2S así que esto no suele ser un problema.
La levadura, mientras produce ciertos aminoácidos, toma iones de sulfato del agua  y los convierte en sulfito que luego liberará de la célula. El sulfuro de hidrógeno es una molécula altamente volátil, responsable del olor a huevo podrido en la cerveza verde y es el único de los compuestos sulfurosos que puede ser eliminado durante la maduración, venteándolo junto con el exceso de CO2 generado en ese proceso.
El Dióxido de azufre (SO2) también se encuentra presente en la cerveza, pero su escasa concentración (<10 ppm) hace que no tenga una influencia significativa en el sabor y el aroma de la mayoría de las cervezas.
El sulfuro de dimetilo (DMS)  proviene  mayoritariamente de un precursor existente en la malta. Hay quienes afirman que, en pequeñas concentraciones,   contribuye positivamente al conjunto sabor-aroma de la cerveza, pero en concentraciones más elevadas aporta un sabor y un aroma distintivos que recuerdan al del maíz o al de verduras cocidas y se considera un defecto.

 

 

Otros Compuestos

Sabemos que durante la fermentación inicial se producen principalmente alcohol etílico (etanol) y dióxido de carbono (CO2), pero al mismo tiempo de generan una amplia variedad de otros subproductos que, dependiendo de su volatilidad y su solubilidad en agua (entre otras cosas), podrán ser percibidos como aromas y sabores cuando su concentración supera el umbral de detección de los sentidos
Además de las dicetonas vecinales, el acetaldehído y los compuestos sulfurosos (que ya hemos descripto anteriormente) se forman durante la fermentación principal, otros productos que no sufrirán cambios significativos durante la maduración pero que influyen en la apreciación de una cerveza terminada…


Volátiles


Son compuestos de fácil evaporación que, al  separarse de la  cerveza,  contribuyen a crear su aroma.  Alcoholes superiores (fuseles), ácidos grasos y ésteres son parte de ellos.
De todos los fuseles, el alcohol amílico es el único que puede aumentar su concentración cuando la guarda es prolongada.
Los ésteres son compuestos químicos que aportan tanto aroma como sabor. En su justa medida, le aportan a la cerveza perfiles florales o frutales que la favorecen, en especial en los estilos ales. En concentraciones altas dejan de ser agradables generando aromas como a solventes o a quitaesmalte de uñas.
La cantidad de ésteres producidos dependerá principalmente de la temperatura de fermentación y de la cepa de levadura usada y se verá favorecida por cualquier situación de estrés que esta última sufra. Una oxigenación deficiente del mosto, una tasa de inoculación baja o cambios bruscos de temperatura pueden ser algunas de esas situación estresantes.
Durante la guarda su concentración puede aumentar en la medida que aumente, también la cantidad de etanol.



No Volátiles

La cerveza contiene, además, otros compuestos no volátiles que complementan su sabor. Entre ellos podemos encontrar  aminoácidos, nucleótidos, ácidos orgánicos, fosfatos inorgánicos y otros iones. Algunos de éstos se producen en la fermentación y otros son liberados posteriormente por la levadura cuando su membrana celular se hace más permeable

 

Autólisis de la Levadura

El sabor de la cerveza también puede ser influenciado por la autólisis de la levadura. Se conoce como “autólisis de la levadura” al proceso de disolución de las células moribundas o muertas llevado a cabo por sus propios sistemas enzimáticos. Los productos de este proceso pasan al medio (la cerveza) y se traducen en aromas y sabores desagradables (amargo, a soja, caldoso, a carne, a grasa o a desagüe). Normalmente la autólisis se produce cuando no hay más fermentables que procesar o bien con temperaturas elevadas. Es un problema para cualquier fabricante de cerveza, particularmente para los que elaboran  lagers que intentan acelerar la maduración a temperaturas más altas (> 14 ° C).
Dejar la cerveza en expuesta a grandes cantidades de células de levadura inactivas o moribundas por períodos largos (más de una semana) después de que la fermentación primaria se ha completado, sin  ninguna refrigeración o trasvase a otro recipiente para la maduración secundaria, es casi seguro que causará este problema. Lo mismo ocurrirá si se envasa  la cerveza con demasiada levadura en suspensión.

 


Carbonatación   


El nivel de CO2 disuelto en la cerveza después de una fermentación normal es de entre 1,2 y 1,7 volúmenes, dependiendo de la temperatura. Esta cantidad de gas, es la que la cerveza puede mantener en solución, sin que se le aplique una presión superior y sin que se varíe la temperatura de fermentación.
 
Es conveniente saber que un volumen de gas disuelto en un líquido se refiere a que el gas y el líquido ocupan, por separado, el mismo volumen, es decir que cuando decimos que una cerveza está carbonatada con un volumen de CO2, estamos diciendo que un litro de esa cerveza contiene disuelto un litro de CO2.
La ley que regula la cantidad de gas que entrará en solución es la ley de Henry, que establece que la concentración de un gas ligeramente soluble en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas. (Si un recipiente contiene más de un tipo de gas, cada uno ejerce su propia presión - su presión parcial - en el envase.)
En nuestro caso, el gas es CO2, el líquido es la cerveza y la presión parcial es igual a la presión total en el interior del recipiente de maduración. Cuanto mayor es la presión a la que se guarda la cerveza, más CO2 permanecerá en solución.
Solubilidad en dióxido de carbono también está influenciada por la temperatura. Una cerveza más fría permitirá que más CO2 para permanecer en solución, por lo tanto, una Lager  rentendrá más CO2 (más  carbonatación  natural) que una Ale británica debido a la diferencia, que ya conocemos, en las temperaturas que fermentan y maduran cada una. Por lo tanto, la carbonatación en la cerveza es un acto de equilibrio entre la temperatura y la presión. En general, cuanto menor sea la temperatura y cuanto mayor sea la presión, más gas CO2 permanecerá en solución.

Para envasar una cerveza terminada es habitual elevar el nivel de CO2 obtenido en la fermentación, llevándolo a 2,4 y 2,8 volúmenes. Esto se puede lograr de dos maneras


Carbonatación Natural   


Esta es la forma clásica, y se consigue cerrando herméticamente el recipiente en donde la cerveza madura para que el CO2 generado en una  segunda fermentación no escape y  se disuelva en el líquido saturándolo. Para eso se transfiere la cerveza del fermentador al tanque de almacenamiento (barril, Cornelius, una lata o botella) con 1,0 a 1,5 ° Plato de extracto fermentable residual. La fermentación que se produce genera suficiente CO2 para carbonatarla  a 2,8 volúmenes sin elevar la presión del tanque por encima de 15 psi (1 Bar). Esto sólo funciona  alrededor de los 4.4 °C y sólo la levadura lager fermenta a esa temperatura. Si esta técnica se utiliza en Ales, la temperaturas de fermentación será mayor (10-16 °C), por lo tanto será necesario un recipiente que soporte una presión de cercana a los 30 psi (2 Bar). La cerveza, a esa presión, no puede servirse bien, por lo que necesitará ser refrigerada antes de servirla. Esta técnica es mucho más fácil de controlar en un barril donde el exceso de presión, si se desarrolla, puede ventilarse. En la botella, en cambio, es más complicado, ya sea que sólo una vez abierta se sabe si el nivel de CO2 es correcto o no.

 

Carbonatación Forzada   


Esta es una técnica que se realiza inyectando CO2 en la cerveza para que disuelva en la misma gracias a la  manipulación de la temperatura y la presión. Las grandes cerveceras recolectan el CO2 generado durante la fermentación principal, lo procesan para refinarlo y lo licuan para luego devolverlo a la cerveza.
 Hay dos técnicas principales para la conseguir una carbonatción artificial o forzada, en línea y en tanque de carbonatación.

 

Carbonatación  en línea: Este método no se aplica a cerveceros caseros y se utiliza en todas las grandes fábricas de cerveza, ya sea como una carbonatación primaria o como una puesta a punto final para alcanzar la especificación estándar para la carbonatación justo antes del envasado. El CO2 se puede inyectar en la cerveza a medida que pasa a través de un tubo de un recipiente a otro. El gas se inyecta a través de un difusor de acero inoxidable sinterizado que crea burbujas muy finas (10-100 micras de diámetro) que se disuelven fácilmente en la cerveza insaturada. La carbonatación rara vez se hace antes de la filtración debido al riesgo de que las burbujas de CO2 perturben la filtración.
 

Carbonatación  en tanque: Aquí se aumenta la presión interna de tanque inyectándole CO2. De esta manera, la mayor presión en el interior de tanque, fuerza al CO2 a disolverse en la superficie líquida que está en contacto con el espacio superior del contenedor, hasta lograr la saturación en toda la cerveza. El nivel de saturación estará determinado por la temperatura y la presión usadas en la técnica. El proceso se realizará más rápido cuanto más grande sea el área líquida en contacto con el gas, por eso, a nivel casero, si acostamos un barril del tipo Cornelius aumentaremos la superficie de contacto cerveza-CO2 y aceleraremos la carbonatación pero, al mismo tiempo, estaremos perturbando cualquier sedimento de levadura existente.

 

Clarificación   


Otra cuestión que atañe a la maduración es la transparencia de la cerveza. Desde que se descubrió que la cerveza mantenida durante largos períodos a bajas temperaturas desarrollaba una claridad excelente, y tanto la levadura como los turbios no-biológicos se separaban de la cerveza acumulándose en la parte inferior del recipiente, el método de enfriamiento pasó a ser usual entre los fabricantes de lagers que, al final del proceso, obtenían una cerveza perfectamente cristalina y carbonatada gracias a las características de la levadura usada.
Para los fabricantes de cerveza ale tradicionales, el uso del enfriamiento tiende al mismo objetivo, la clarificación. Sin embargo, ya que la levadura no es tan activa a temperaturas más bajas, las cervezas tienden a ser menos carbonatada.
Como hemos dicho más arriba, una fábrica de cerveza moderna, no puede darse el lujo de largos períodos de maduración y recurre a clarificantes o al filtrado de sus cervezas para clarificarlas, añadiendo posteriormente el CO2 faltante utilizando ese gas envasado. Hoy por hoy, también los pequeños cerveceros pueden acortar los tiempos de maduración del mismo modo…
Básicamente la clarificación de obtiene por sedimentación. Con el tiempo, las partículas sólidas en suspensión en la cerveza se depositan en el fondo del recipiente y la velocidad a la que se asientan está determinada por varios parámetros, incluyendo el tamaño y la densidad de la partícula, la viscosidad y la densidad del líquido, y la gravedad. La ley que rige la tasa de sedimentación es la Ley de Stokes  que afirma que:



 V_s =\frac{2}{9}\frac{r^2 g (\rho_p - \rho_f)}{\eta}
 

donde:


Vs es la velocidad de caída de las partículas 
g es la aceleración de la gravedad,
ρp es la densidad de las partículas y
ρf es la densidad del fluido.
η es la viscosidad del fluido.
r es el radio equivalente de la partícula.

 

Se puede observar que la mejor manera de acelerar la tasa de sedimentación de las partículas es aumentar su diámetro. La levadura con fuertes características de floculación tienden a pegarse con mayor facilidad y aumentar su tamaño de partícula de forma espectacular. La mejor manera de mejorar el tiempo necesario para que la cerveza se aclare es reducir la distancia que tienen que recorrer las partículas. Las grandes cerveceros hacen esto con tanques de envejecimiento horizontales. En algunos casos, las cerveceras más grandes utilizan centrifugadoras que disminuyen la distancia de sedimentación y aumentan drásticamente el componente de la gravedad (la “g” en la ecuación) de la Ley de Stokes con la fuerza centrífuga.


Isinglass   


El Isinglass se extrae de la vejiga natatoria del esturión, y algunos otros peces tropicales o subtropicales. Se prepara por inmersión en una mezcla de ácidos durante muchas semanas. El líquido incoloro, viscoso producido por este tratamiento es rico en colágeno, con una carga eléctrica neta positiva. La estructura es como la de una gran red que cae a través de la cerveza,  atrayendo y  uniendo  las células de levadura con carga negativa, junto con algunas proteínas, lípidos y agentes antiespumantes. Las partículas forman flóculos grandes que se hunden rápidamente a la parte inferior del tanque o recipiente. Se utiliza con mayor frecuencia en el Reino Unido, pero muchas microcervecerías y brewpub en los EE.UU. lo usan  en lugar de la filtración.
Usado en combinación con agente clarificantes a base de sílice, el isinglass puede reducir significativamente la levadura en suspensión en la cerveza pero no funciona demasiado bien con recuentos altos de levadura (es decir, más de 4 millones de células / ml) y si se deja que la temperatura suba un poco su funcionamiento mejora dado que, al ser una proteína extraída del pescado, se desnaturaliza a temperaturas relativamente frías. Sin embargo nunca se debe permitir que la temperatura se eleve por encima de 20 °C, incluso en el almacenamiento. En el mercado están disponibles preparaciones a base de cola de pescado que se deshidratan para un mejor almacenamiento. Estas preparaciones requieren de una rehidratación que deberá hacerse antes de su uso siguiendo con precisión las instrucciones del fabricante.

 

La centrifugación

 La centrifugación es un método popular de reducir el contenido de la levadura de cerveza y se utiliza a menudo donde no se utilizan agentes clarificantes pero también en combinación con ellos. Muchos cerveceras que practican el acondicionado en frío usan centrifugadoras, ya que ofrecen un mayor grado de control sobre el recuento de levaduras y eliminan el tiempo necesario para la maduración y acondicionamiento. Las máquinas centrífugas tienen una serie de ventajas tales como pequeña necesidad de espacio, claridad más consistente, la mayoría son de auto limpieza, recogida de oxígeno mínimo, y pueden funcionar de forma continua durante un período indefinido. El proceso se puede realizar de dos formas diferenetes:

Durante la Transferencia  de la cerveza:  En este primer método se centrifuga para separar el cultivo de levadura mientras la cerveza se transfiere desde el fermentador a los tanques de acondicionamiento. Esto logra la transferencia y la recolección de la levadura de cerveza en un solo paso.

Posterior a la Sedimentación de la levadura: El segundo método consiste en usar una centrífuga para clarificar la cerveza después que la levadura ha sido separada por sedimentación.

 

Estabilidad coloidal

Algunas veces hemos notado que cuando  tomamos una cerveza brillantemente cristalina del lugar donde fue madurando y la ponemos en la heladera, se vuelve turbia. Esto se debe a ciertos compuestos presentes en la cerveza que forman un precipitado sólido cuando se enfría. Esta bruma se conoce como “chill haze”  (neblina fría) y que se forma cuando los compuestos extraídos de la malta y el lúpulo, conocido como polifenoles o taninos, se combinan químicamente con los polipéptidos formadores de  proteínas. Los métodos de lagering tradicionales producían este fenómeno para  luego permitir que dichos sólidos se asienten. Cerveceros modernos tratan cerveza con productos químicos absorbentes, tales como silica gel o PVPP, que eliminan o bien la proteína de proteína o el polifenol, o ambos. Muchos cerveceros caseros simplemente conviven con la neblina.
La eliminación de los causantes del “chill haze” se traduce en una mejora de la estabilidad física de la cerveza, y para ello se emplean un número de métodos que forman parte de lo que se conoce a menudo como “chillproofing.” Este proceso utiliza agentes químicos que eliminan selectivamente las proteínas perjudiciales, manteniendo aquellas responsables de la espuma de la cerveza y la sensación en la boca. Cada uno de estos agentes tiene sus pros y sus contras, y en muchos casos se utilizan en combinación, para adaptarse a los requisitos y limitaciones propias de la planta cervecera.

 

Las enzimas proteolíticas: se preparan a partir de papaína o pepsina y actúan sobre las proteínas degradándolas a moléculas más pequeñas .

El ácido tánico: se utiliza tradicionalmente para eliminar el material que produce la niebla y todavía se emplea en Alemania.

Taninos hidrolizables: también se utilizan para precipitar las proteínas. Las cervezas tratadas con taninos hidrolizables muestran una excelente estabilidad coloidal así como valores de claridad aceptables.

Silica Gels: Los geles de sílice son chillproofers eficaces que eliminan las proteínas de alto peso molecular responsables de la formación de turbidez sin detrimento de la estabilidad de la espuma.

Bentonita: Es un aluminosilicato insoluble que también se puede utilizar como un adsorbente de proteínas, pero tiene muchas desventajas.

 Polivinilpolipirrolidona (PVPP):  se utiliza para absorber materiales polifenólicos. Parte del éxito PVPP como un estabilizador de la cerveza proviene del hecho de que imita la acción de las proteínas mediante la combinación con polifenoles pero en mayor magnitud.

 

 
 
Pablo Gigliarelli
 

 

Fuentes

  • The Biochemistry of Maturation (Charles A. Masschelein)

  • How to Brew (Palmer)

  • Biotecnología de la Cerveza y de la Malta (J. S. Hough)

  • www.byo.com