FUPI
Tema 4. Elab Tema Elabora oraci ción ón de de cerveza
Temaa 4. Ela Tem Elabora boració ciónn de Cerv Cerveza eza 4.1. Introducción 4.2. Materias primas 4.3. Proceso general de elaboración de cerveza 4.4. Alteraciones de la cerveza 4.5. Características de la cerveza 4.6. Tipos de cerveza Bibliografía: Industrias Agroalimentarias Agroalimentarias (2001) J.L. Aleixandre y M.J. Esparza. Ed. UPV. (Tema 12). Fundamentos de tecnología de los alimentos (2001) H.D. Tscheuschner. Tscheuschner. (Cap. 8.8).
Tema 4
1
FUPI
4.1. Introducción: Concepto Concepto de Cerveza “Bebida resultante de la fermentación alcoholica, mediante levaduras seleccionadas, del mosto procedente de la malta de cebada , solo o mezclado con otros productos amiláceos , cocido y aromatizado con flores de lúpulo o sus derivados.” “
”
RD 53/1995
grado alcohólico > 3%
4.1. Introducción: Concepto Cerve Cer veza za de cere cereale aless
“
”
“Bebida obtenida remplazando una parte de la malta de cebada por otros cereales.” Ejemplos: Cerveza de Trigo, Cerveza de Arroz …
RD 53/1995
Tema 4
2
FUPI
4.1. Introducción: Situación Actual
El Sector Cervecero es uno de los más relevantes en el ámbito agroalimentario español. Generador de puestos de trabajo, consumo de materias primas agrícolas nacionales (lúpulo y malta) España: 4º productor EUROPA (por detrás de Alemania, Reino Unido y Polonia). A nivel Mundial decimo lugar. El consumo per cápita de cerveza en 2009 fue de 50 litros, uno de los más moderados de la UE.
El consumo de cerveza en hostelería ha descendido un 4, 6%, mientras que en el hogar se ha incrementado un 5%, influenciado por la crisis económica. El consumo total ha sido un 1,5% menor que en 2008.
Tipos de Envase: las botellas de vidrio suponen el envase más utilizado en España (el 44% del total de cerveza), seguidas del barril (28%) y la lata (28%).
PRODUCCION MUNDIAL DE CERVEZA POR PAÍSES
Producción de cerveza en el mundo 2008 (miles de hl) LOS 10 PRINCIPALES PRODUCTORES
UE UE UE
Tema 4
3
FUPI
PRODUCCION DE CERVEZA POR EMPRESAS ESPAÑOLAS
Producción de cerveza española en 2009 (miles de hl)
Grupo MAHOU-SAN MIGUEL – HEINEKEN ESPAÑA – GRUPO DAMM
COMPAÑÍA
– ESTRELLA DE LEVANTE – CERVECERA DE – LA ZARAGOZANA
CANARIAS
La producción del sector cervecero español alcanzó en 2009 los 33,8 millones de hl
4.2. Materias primas
Cebada (portador de extractos) Lúpulo (principios amargos) Agua (disolvente) Levaduras (enzimas fermentativos) Adjuntos
CEREALES
Tema 4
LÚPULO
AGUA
LEVADURAS
4
FUPI
LA CEBADA
Principal materia prima para la fabricación. Durante el proceso de fabricación:
Se desdobla en maltosa y dextrina La maltosa fermentada se descompone en alcohol, carbónico y aromas.
Conceptos:
Malta = Granos de
cebada germinados, secados y
tostados.
Malta de cereales = ídem otros cereales. Malta Verde = Granos de cebada germinada Mosto de malta = Líquido obtenido por tratamiento de
la malta con agua potable para extraer los principios solubles.
La MALTA
La Malta Española procede, casi en su totalidad, de 7 malterías. Scarlett, Pewter y Quench son las variedades de cebada recomendadas para la elaboración de cerveza por la Asociación de Malteros de España. Como especificaciones de calidad en la CEBADA para elaborar MALTA se emplean:
Tema 4
Tamaño de grano (calibre) grande Pureza varietal > 95%; Capacidad germinativa > 97%; Ausencia de impurezas < 4%; Proteína óptima de entre 9,5 y 11,5%.
5
FUPI
EL LÚPULO
Planta trepadora fam. canabaceas, su fruto desecado (lupulina): Sabor amargo y aroma característico. Favorece la formación y persistencia de la espuma. Poder antiséptico.
EL AGUA
Influye de forma “muy importante” en la
calidad final de la cerveza:
Relación entre: Sales minerales - Sabor
Parámetros:
Dureza = Contenido en sales
Tema 4
Cervezas Ligeras – pocas sales cabonatadas Cervezas Fuertes – aguas duras
6
FUPI
ADJUNTOS
Productos que se emplean para reducir el coste de producción y equilibrar la composición del mosto final (grits): Arroz, Maíz, Trigo, Tapioca, Azúcar
LAS LEVADURAS
Microorganismos responsables de la “ fermentación alcohólica”:
Levadura: Saccharomyces cerevisiae (metabolismo de los hidratos de carbono)
Metabolización de azúcares en etanol, anhídrido carbónico y compuestos aromáticos
Tema 4
7
FUPI
4.3. Proceso de elaboración de cerveza
Etapas: 1. Germinación de la Cebada 2. Desecación y Tostado de la Malta Verde 3. Sacarificación de la Malta (Braceado) 4. Cocción del Mosto 5. Refrigeración y Aireación del Mosto 6. Fermentación del Mosto 7. Fermentación Secundaria 8. Operaciones Finales
DIAGRAMA DE FLUJO: ELABORACIÓN DE CERVEZA
CEBADA
REMOJADO REPOSO REMOJO
Naves germinación (días) (Malta Verde)
SECADO Y TOSTADO DESGERMINADO CRIBADO
MALTA (depósitos)
TRITURADO
AGUA
SACARIFICACIÓN CLARIFICACIÓN LAVADO
LÚPULO
COCCIÓN
(Mosto de Malta)
2-4 horas
FILTRADO REFRIGERACIÓN Y AIREACIÓN
LEVADURAS
FERMENTACIÓN
< 6 horas distintos tipos (Cerveza)
FILTRACIÓN PASTEURIZACIÓN LLENADO
Tema 4
8
FUPI
1ª ETAPA: Germinación de la Cebada
Operaciones:
Remojado 1º (Depósitos):
Se humedece la cebada en agua sulfitada:
Comienza la sacarificación del almidón.
Reposo (Naves):
2 - 3 días a 10 – 12 ºC + 7 - 10 días a 15 – 22 ºC
Lechos de 7,5 a 15 cm de espesor
Remojados
se renueva el agua Aumenta la cantidad de amilasa
2ª ETAPA: Desecación y Tostado de la Malta Verde
Operaciones:
Desecado y Tostado Detiene la germinación (Malta Verde = Cebada germinada ) Provoca modificaciones en la malta verde que comunican después a la cerveza el color, sabor y aromas especiales Disminuye la actividad enzimática y destruye los m.o. no esporulados. Desgerminado Eliminación de las raicillas. Cribado Separar la malta (Cebada Germinada y Tostada) dejándola limpia.
Tema 4
9
FUPI
TRITURADO de la Malta
Objetivo: Disgregación mecánica de la Malta . Molturación en SECO o HÚMEDA.
Húmeda: Reblandece las cascarillas y facilita el acceso al endospermo (1 min – 60-80ºC). Equipo: Molino de cilindros estriados (= molienda del trigo)
Grado medio y uniforme. GRANO
Detalle del perfil de una estría cascarillas harinas sémolas
SACARIFICACIÓN o BRACEADO
Objetivo: Formación del extracto soluble (Malta y Agua, relación 1:3). Modificaciones: Almidón: hinchamiento y ligamiento. Otros:
Equipo: Cuba de sacarificación Métodos:
Tema 4
Hemicelulosa Proteínas a aminoácidos Fosfatos orgánicos a azucares y fosfatos primarios
MÉTODO DE INFUSIÓN: Calentamiento hasta 65-75ºC MÉTODO DE DECOCCIÓN: Parte del agua se lleva a ebullición con la malta.
10
FUPI
Cuba de Sacarificación o Braceado
La cuba tiene: - Mezclador - Falso Fondo
INFUSIÓN
DECOCCIÓN Adicción de agua progresiva mente más caliente
Ebullición del mosto
Importancia del BRACEADO
Transformación según la temperatura: Almidón
Amilasas Tª
Maltosa + Dextrinas Maltasas
Glucosa
Tª Elevada = + Dextrinas (No fermentables) Tª Suave = + Maltosa (Fermentable)
Tema 4
11
FUPI
Ej. Braceado por Método de Infusión BAJA Tª
Cervezas Inglesas, Alto graduación alcohólica y Claras
2º Agua Caliente a 82ºC 1º Agua Caliente a 62ºC Malta Tostada Falso fondo
ALTA Tª
Cervezas Inglesas, Con más Cuerpo (dextrinosas) 2º Agua Caliente a 77ºC 1º Agua Caliente a 68ºC
CLARIFICACIÓN del Mosto
Objetivo: Eliminación de sólidos insolubles del Mosto (extracto de Malta):
Filtración tras una etapa de sedimentación Extracción de los sólidos (bagazo) Lixiviación del extracto soluble con agua caliente (75ºC) = Lavado
Extracto de Malta = Mosto Bagazo Lavado
Tema 4
12
FUPI
4ª ETAPA: Cocción del Mosto
Cubas de acero inoxidable Adición del Lúpulo Ebullición del Mosto a 82-86ºC de 2 a 4 h Objetivos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Concentración del mosto por evaporación Esterilización del Mosto Inactivación de la acción enzimática Precipitación de proteínas (turbios) Disolución de materias esenciales del lúpulo Formación de colorantes (melanoidinas) Disminución del pH (de 5.8 a 5.5)
FILTRACIÓN del Mosto
Eliminación de turbios en caliente (coagulados de proteínas)
REFRIGERACIÓN del Mosto Equipo: Intercambiador de placas Descenso rápido a 14-16 ºC Objetivos:
Tema 4
Separación de turbios que precipitan en frío
13
FUPI
AIREACIÓN del Mosto
Objetivos: Acción química del oxígeno sobre los componentes del mosto Favorece el desarrollo de levaduras
6ª ETAPA: Fermentación del Mosto
FERMENTACIÓN:
Adición de levaduras:
Ale Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces carlbergensis (o uvarun) Saccharomyces monacensis
Lager
La temperatura depende del tipo de fermentación = Tipo de Levaduras de fondo y de superficie
Tema 4
Equipo: Depósitos de fermentación
14
FUPI
Metabolismo de los hidratos de carbono de las levaduras El término fermentación , en su acepción estricta, se refiere a la obtención de energía en ausencia de oxígeno y generalmente lleva agregado el nombre del producto final de la reacción
Levaduras Cond. Anaerobias
Azucares del Mosto (Glucosa, fructosa, sacarosa y maltosa)
Calor
Etanol Anhídrido Carbónico Otros: Compuestos Aromáticos
FERMENTACIÓN ALTA
Se mantienen sobre la superficie del mosto durante el proceso de fermentación que tiene lugar entre 15ºC y 20ºC.
Inglaterra
Tema 4
“en caliente”
Levaduras de superficie tipo Saccharomyces Cerevisiae :
ALES
ALE, STOUT, PORTER
Enfriamiento a 13-15ºC Tª fermentación <25ºC
15
FUPI
LAGER Rubias
FERMENTACIÓN BAJA
Levaduras de fondo tipo Saccharomyces calsbergensis (o uvarum):
“en frío”
la fermentación tiene lugar a temperaturas comprendidas entre los 8ºC y los 14ºC.
Alemania, Austria, España
Enfriamiento a 4-8ºC Tª fermentación <10ºC Fenómeno de floculación calidad del agua alimento nitrogenado cepa de levadura
LAGER
(coagulación de un precipitado finamente dividido que forma partículas de mayor tamaño)
7ª ETAPA: Fermentación Secundaria
Objetivo:
Disminución de la densidad del mosto inicial (atenuación) Influye en las características organolépticas
Tipos:
Cervezas fermentación baja Tª 2-3 ºC Tº 6-10 semanas Cervezas de fermentación alta Tª 8-15ºC
Tema 4
16
FUPI
FILTRACIÓN de la Cerveza
Separar partículas sólidas gruesas (impurezas): restos orgánicos, resinas del lúpulo restos proteicos
Equipos: Filtros de masa filtrante
Agregan gel de sílice
PASTEURIZACIÓN DE LA CERVEZA
Objetivo:
Eliminar microorganismos (levaduras y bacterias)
Equipos
Pasteurización a granel (sin envase)
Pasteurización en botella (tras el envasado)
Tema 4
PASTEURIZADOR TUBULAR FILTRACIÓN ESTERILIZANTE (ULTRAFILTRACIÓN) PASTEURIZADOR TIPO TÚNEL
17
FUPI
Túnel de pasteurización Tratamiento continuo sin agitación: Túnel de duchas para botellas. Precalentamiento
Pasteurización
Enfriamiento
Entrada de botellas al túnel
Salida del producto pasteurizado
- Consiste en un transportador de cinta que pasa las botellas en posición de pié por duchas de agua a diversas temperaturas, cada vez más calientes y después cada vez más frías, con el fin de evitar choques térmicos. - El tratamiento más frecuente consiste en: 15min para alcanzar 70ºC, 15min mantenimiento a 70ºC, 15 min de enfriamiento
LLENADO
Si el llenado es tras la pasteurización:
Operaciones:
Si pasteurizado es del producto envasado:
Tema 4
LAVADO de envases LLENADO en condiciones estériles
El lavado de envases es previo.
18
FUPI
LAVADO de Envases
En botellas limpias reciclables: Lavadora de botellas, Pasos: Remojo externo e interno (eliminar suciedad) Pulverización de agua tibia (25 ºC) templado del vidrio Baño con NaOH caliente (60 ºC) Baño con NaOH caliente (80 ºC)-Eliminación de suciedad etiquetas Pulverización con agua caliente (60 ºC) Pulverización con agua fría
LLENADO: Llenadora rotativa
Fases del llenado (en amb. estéril):
Esterilización del envase con vapor (105ºC sg) Limpieza con CO 2 Templado con CO 2 Llenado por caída hidrostática Aliviado de presión Taponado sincronizado (tapón corona)
Además del efecto espumante, la incorporación de carbónico, desplaza el oxigeno contribuyendo a su conservación.
Tema 4
Instalaciones de alto rendimiento: 50.000 bot/hora
19
FUPI
4.4. Alteraciones de la Cerveza
Almacenamiento: Contenido en asépticos (CO2, alcohol, lúpulo) Alteraciones de tipo físico-químico y enfermedades:
ENTURBIAMIENTO (Levaduras salvajes) SARCINA (Pediococcus cerevisiae ): alteraciones en olor, sabor y color. GRASA (Micrococcus viscosus ) VUELTA (Saccharobacillus opasterianus ): enturbiamiento unido a color oscuro, olor y sabor desagradables.
PICADO o avinagramiento (Bact. acidificantes)
4.5. Características de la cerveza elaborada
Bebida baja en calorías: Bebida Vino tinto Vino blanco Leche Cerveza
La “espuma” es un factor de calidad:
Tema 4
Calorías / 250 ml 200 180 152 107
Debe ser abundante y duradera.
Suele consumirse fría aunque sus propiedades se evalúan mejor en caliente.
20
FUPI
4.5. Características de la cerveza elaborada
Tema 4
Acidez Total (g ác.láctico/1000g)
<3
Anhídrido Carbónico (g/L)
<3
Glicerina (g/L)
<3
Extracto seco (g/100g)
>3
Extracto primitivo calculado (g/100g)
> 11
Cenizas (g/1000g)
<4
21
