Entendiendo por qué las levaduras hacen lo que hacen y su impacto en las características sensoriales de la cerveza Buenos Aires, Argentina Viernes 9 de Agosto, 2013
Estructura de la Charla 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Fermentación: un una vi vista "m "macro" Mossto vs Mo vs.. ce cerve veza za y "¡ "¡la magia de lla a lle evadura! ra!“ Ferm Ferme enta taci ció ón - le levvadura vs vs.. el el cie cien ntífi tífico co de la la ce cerve veza za Nece cesi sid dades die diettética ticas: s: huma man nos vs. vs. lle eva vaddura Glucólisis isis - ¡la superautopista metabólica! Escuchando el el le lenguaje de de la le levvadura Ind In dica icadores res de de sa salu lud d pa para humanos y le leva vaddura Loss "10 Lo "10 prin princi cipa pale les" s" pa para ra un una a llev evad adur ura a fel feliz iz vs in infe felilizz Punt Puntos os crít crític icos os de co cont ntro roll en en la ca cade dena na de su sumi mini nist stro ro pa para ra las categorías de compuestos de sabor producidos por la levadura 10.. Diag 10 Diagra rama mass de esp espin ina a de pes pesca cado do (AS (ASBC BC)) 11.. Co 11 Contr ntrol ol de proc proceso eso par para a ester esteres es y alcoh alcohole oless superi superiore oress
Una vi visi sión ón " macr macro" o" de la fermenta fermentaci ción ón estánd estánda ar p ar a l as ce c er v ezas zas La L ag er Krausen Bajo
Krausen Intermedio
Krausen Máximo
Enfriamiento y Krausen Enfriamiento Colapso Sedimentación
Extracto, oP
Células de levadura/mL
Tiempo (días)
… aunque unq ue en una visión vis ión " micro" mic ro" , ¡la levadura levadura esta esta viva viv a!
Insumos materiales:
Insumos nsu mos proce pr oceso: so:
Malta Agua Lupúlo Levadura Oxígeno Adjuntos
Tiempo Temperatura Personas
¿Qué obte obt enemos? nemo s? Más levadura Cerveza (Etanol + Ésteres+ Alcoholes Superiores+ Dicetonas Vecinales + Acetaldehído + SO2 + Tioles + MCFA + Ácidos Orgánicos + etcétera ……. ) Levadura usada Gas residual
La preparació preparación n
¡La magia!
de la comida comi da CATEGORÍA Componentes del mosto que la levadura puede consumir como alimentos ... En otras palabras, ¡los componentes del mosto que pueden "comer"!
MOSTO • Los hidratos de carbono: glucosa, maltosa, maltotriosa, sacarosa, fructosa. • Nitrógeno amino libre (FAN): aminoácidos, péptidos simples. • Los factores de crecimiento y otros constituyentes cuantitativamente menores (por ejemplo, vitaminas, zinc, purinas, purinas, pirimidinas pirimidinas y sus derivados). derivados). • Añadir levadura a 20 millones de células/ml
CERVEZA • Presente, pero en concentraciones sustancialmente menores de acuerdo al crecimiento de la levadura y la fermentación. • Se producen producen 50 a 80 millones millones de nueva nuevass células/mL.
Componentes del mosto que la levadura no puede consumir como alimentos
• Los polisacáridos y oligosacáridos más grandes que la maltotriosa, beta-glucanos. • Proteínas degradadas, polipéptidos • Taninos • Lúpulo
• Permanecer en la cerveza a niveles comparables al mosto (por ejemplo, polisacáridos y oligosacáridos) o reducido a través de la adsorción, formación de turbidez (por ejemplo, lúpulo, proteínas, taninos).
Los productos de la fermentación (Los productos de desecho de la levadura)
• Ausente
• Etanol y CO2 • Acetaldehído • Alcoholes superiores/Ésteres • SO2 , H2S/Tioles/Tioesteres • Ácidos orgánicos
pH y EPR
• pH 5.0 – 5.2 • Oxígeno Oxígeno presen presente te
• pH 3.8 – 4.5 • Oxígeno Oxígeno cons consumid umidoo
FERMENTACIÓN Y LOS DOS EUCARIOTAS VIVOS: “ L A LEV L EVA A DURA DURA VS. VS. EL EL CIENTÍFI CIENTÍFICO CO DE L A CERVEZA”
Levaduras vs. Humanos “ Messie ssi eurs, c’est les microbes micr obes qui auron aurontt le dernier mot” Louis Pasteur “ Los me m edios de vida de todos los que trabaja trabajan n dentro de la indust ind ustri ria a dependen dependen directame dir ectamente, nte, o indir in directame ectamente, nte, en en la capaci capacidad dad de la levadur levadura a para para transfor transf ormar mar mosto mos to en cervez c erveza a. Por Por lo tanto la l a levadura levadura es el el activo acti vo más valioso valio so de la empr empresa esa cervecera y su bienestar b ienestar debe debe ser ser la máxima prio ridad. ri dad.”” Chris Boulton Bo ulton Coors Brewers Brewers Limit L imite ed “ Cuando se compara la sección transversal de una sola sol a célula humana frente a una sola célula de levadura, levadura, incluso incl uso biólog bi ólogos os moleculares moleculares entrenados entrenados tienen tienen dificu di ficultad ltad para distingu dist inguir ir una de la otra - tan tan simila simi lare ress son las las dos en su estructura y con tenido.” tenido.”
FERMENTACIÓN: “ L EVA EVA DURA VS. VS. EL EL CIENTÍFICO CIENTÍFICO DE LA CERVEZA CERVEZA”” Cuando hay armonía entre la levadura y el cervecero……… …… ambos ambos,, las levadu levaduras ras y el el cervecero cervecero,, son eucariotas felices. Sin embargo, …… .…. es ccorrec orrecto to decir decir que cuando cuando la levadura se vuelve infeliz o muy feliz, feliz, ¡también lo será el cervecero! Podemos "oír" la voz de nuestra levadura mediante la vinculación de los atributos sensoriales con la forma en que reaccionan a su entorno entorno - ¡haciendo ¡haciendo de de la col colabor aboración ación algo satisfactorio para ambos!
FERMENTACIÓN: “ L EVA EVA DURA VS. VS. EL EL CIENTÍFICO CIENTÍFICO DE LA CERVEZA CERVEZA””
El propósito de la "fermentación" es dramáticamente diferente a una célula de levadura de lo que es para el cervecero……… …… el objet objetivo ivo de de la leva levadura dura es multiplicar y dividir para perpetuar la especie.…… .…. el objetiv objetivo o del cerve cervecero cero es hacer hacer cerveza de alta calidad y tomabilidad, con un perfil sensorial consistente, ¡de una manera rentable!
PREGUNTA: “ L EVA EVA DURA VS. VS. EL EL CIENTÍFICO CIENTÍFICO DE LA CERVEZA CERVEZA”” ….¿cómo llegar a un compromiso en donde la levadura consigue lo que quiere en términos de bloques de construcción para EL CRECIMIENTO…… …… mientras que el científico de la cerveza quiere entender cómo capacitar a las personas para controlar todos los procesos en la cadena de suministro para asegurar que los niveles absolutos y relativos de los IMPA A CT CTO O AL SAB SABOR OR se produzcan de subproductos que tienen un IMP manera constante.…… …a pesar de la variabilidad inherente a los materiales de elaboración de la cerveza, los procesos, procesos, la tecnología y la gente en nuestra industria!!
RESPUESTA: ¡Ente nt ende nd er sus s us necesi necesidade dadess y por p or qué qu é hacen hacen lo l o que q ue hacen! hacen!
NECESIDADES NECESIDADES DIETÉTICA DIETÉTICA S DE LOS L OS HUMANOS VS. LA L EVA EVA DURA
Glucosa, Glucos a, maltosa maltos a y maltotr iosa ios a deri derivada vada de la malta malta o adjuntos = ADF = “ Extracto Fe Fermentable” rmentable” Proporcionada por la malt malta a Lípidos
Proporcionada por la malt malta a FA N
Oxígeno disuelto en el el Mosto Most o
Deri Derivado vado de la malta, Concentrada en el Trub
Las diferencias entre el MOSTO y CERVEZA reflejan en gran medida los esfuerzos de las células de levadura para producir más células de levadura, y la mayoría de los COMPUESTOS DE SABOR que son PRODUCTOS DE DESECHO de estos procesos. Glucólisis lucólis is – Central ntral para: para: 1. Proporcionar bloq bl oque uess de construcción metabólicos. 2. Energía de la célula (ATP). 3. La mayoría de los subproductos subprod uctos de sabor.
Glucóli luc ólisis sis : “ ¡Las Las cosa co sass vie v iene nen n de a tres!” Glucosa, Maltosa y Maltotriosa
“Oxidación”
NAD+ NADH
“GLUCÓLISIS” NAD+
COMPUESTOS DE CRECIMIENTO
• Lípi Lípido doss
Piruvato
NADH
COMPUESTOS DE SABOR
O
O
NADH
NAD+
Acetaldehído
• Am Amin inoá oácid cidos os
NADH
• Ácidos Ácidos nucleic nucleicos os
NAD+
Etanol + CO2 y ATP Energía
“Reducción”
• Alcoho Alcoholes les superi superiore oress • Éste Éstere ress • Compon Componente entess de azufre azufre • Diac Diacet etililoo • Ácid Ácidos os gras grasos os
COMPUESTOS DE SABOR derivados del metabolismo de cada clase de nutrientes mosto : NUTR NUTRIE IENT NTES ES DEL DEL MOS MOSTO TO PREC PRECU URSOR RSORES ES Carbohidratos (Extracto; ¡ADF!)
Aminoácidos (FAN = “Proteína” para la levadura) Carbohidrato/Aminoácidos
SUB SUBPROD PRODUC UCTO TOS S DE DE SAB SABOR OR Etanol Dióxido de carbono Acetaldehído Ácidos orgánicos Ácidos grasos de cadena media Alcoholes superiores (vía anabólica) Alcoholes superiores (vía catabólica) Dióxido de azufre Sulfuro de hidrógeno Diacetilo Ésteres (por ejemplo acetato de etilo)
SUBPRODUC UCTO TOS S DE SABOR SAB OR - qu • En ttodo odoss los los casos casos,, LOS SUBPROD que e son son tan tan importantes para el sabor final, aroma y tomabilidad de una cerveza SUBPRODUCTOS RESIDUALES RESIDUAL ES simplemente representan niveles de ppm de SUBPRODUCTOS LASE de nutriente nutrientess del mosto es finalmente destinado a de la levadura. Cada CLASE ACET CETA A L DEHÍDO, DIACETILO, DIACETIL O, los componentes celulares específicos, con A ÉSTERES, COMPUESTOS DE AZUFRE Y ALCOHOLES SUPERIORES, y sus subproductos.
Indic nd ica adores do res de Salud lu d
Entonces, ¿cómo son s u presión arterial y nivele niv eless de colesterol en esto estoss días?? días???? ??
Entonces viejo ¿cómo son Saccharo , ¿cómo sus números nú meros de diacetilo y SO2 en esto estoss días????
La levadu levadura ra feli felizz vs vs.. infeli in felizz : ¡La vitalidad y viabilidad de la leva levadura dura es es el punto crítico cr ítico de control contr ol N° 1!!
LEVADURA FELIZ
LEVADURA INFELIZ
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Crec Crecim imie ient ntoo exce excele lent ntee Cerv Ce rvez eza a de de pH pH baj bajoo Bajo Bajo acet acetal alde dehí hído do Bajo SO2 Bajo Bajo su sulflfíd ídic icos os Alcoho Alcoholes les sup superi eriore oress alt altos os Equi Equililibr brio io de és éste tere ress Meno Me noss diac diacet etililoo
Crec Crecim imie ient ntoo lent lentoo Cerv Ce rvez ezaa de de pH pH alt altoo Alto Alto acet acetal alde dehí hído do Alto SO2 Alto Alto su sulflfíd ídic icos os Alcoho Alcoholes les sup superi eriore oress baj bajos os Dese De sequ quililib ibri rioo de éste éstere ress Máss dia Má diaccet etililoo
Compuesto omp uesto de sabor
Subproducto d e:
¿Por ¿Por qué qu é se produce?
Puntos críticos c ríticos de control en la cadena cadena de suministro sumini stro
Diacetilo
Síntesis de aminoácidos valina val ina y leuc leucina ina
Las proteínas celulares (estructurales, transporte, enzimas)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
FAN de malta Oxíg Ox ígen enoo dis disue ueltltoo en en el el Most Mostoo [Zinc] Tasa de ino inocu cula laci ción ón Temperatura* Tiempo Cont Co ntac acto to de lev levadu dura ra**
Ésters (por ejemplo, acetato de etilo, acetato isoamílico, caproato de etilo, caprilato de etilo)
La síntesis de ácidos grasos y esteroles
Bloques de construcción de membrana
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Pre Presión sión hid hidro rosstáti táticca* Claridad de del mo mosto FAN de malta Oxíg Ox ígen enoo dis disue ueltltoo en en el el Most Mostoo [Zinc] Tasa de ino inocu cula laci ción ón Temperatura Tiempo
Acetaldehído
Glucólisis
Energía (ATP)
1. 2. 3. 4. 5.
Claridad del mosto* FAN de malta Oxíg Ox ígen enoo dis disue ueltltoo en en el el Most Mostoo [Zinc] Tasa de ino inocu cula laci ción ón
Compuesto de sabor
Su b p rod rod u cto cto de d e:
¿Po r qu qué se produce?
Puntos críticos de control en la cadena de suminist sumin istro ro
Alcoholes superiores (Ej. alcohol isoamílico, alcohol amílico activo, alcohol de iso isobu butil tiloo y NNpropi propill alco alcoho hol) l)
Síntesis de aminoácidos (las vías anabólicas y catabólicas)
Las proteínas celulares (estructurales, transporte, enzimas)
1. FAN dde e malta 2. Ox Oxíg ígen eno o dis disue ueltlto o en el Mosto 3. [Zinc] 4. Tas asa a de de ino inocu cula laci ción ón** 5. Temperatura 6. Vital italid idad ad y viab viabililid idad ad de levadura 7. Clar Clarid idad ad de dell mo most sto o
Sulfídicos y Sulfurosos
Síntesis de los aminoácidos metionina y cisteína
Las proteínas celulares (estructurales, transporte, enzimas)
1. 2. 3. 4. 5.
Con onta tact ctoo de co cobr bre* e* Clar Clarid idad ad de dell mo most sto o Cose Co sech chaa de leva levad dura ura Cepa de leva vad dura Crec Crecim imie ient nto o cons consta tant nte e de la levadura
El científi c ientífico co de la cerv cerve eza y la l a búsq bú squeda ueda de equilibrio 1. Uso eficiente del extracto. 2. Lograr las propiedades sensoriales deseadas. 3. ¡Todas las veces!
Producto
Persona
Proceso Tecno ecnolo logía gía y Materiales
Diagramas de d e esp espin ina a de pescado (ASBC) ASBC)::
1. http://www.asbcnet.org/ 2. Contiene 120 diagramas de causa/efecto A. A . Yeas Yeastt Manag Man agemen emen t Proc Pr oces esss es Imp Im p acti ac tin n g Yeast Viab Vi abililitityy & Vitality B. Process Contr ol for f or Yea Yeast st Viability & Vitality C. Assaying Ass aying Yeast Yeast Viability Viabili ty & Vitality Vitali ty D. Drivers of Beer Beer Drinkability Drink ability E. Maltin Malting g & Brewing Br ewing Process Contr ol for fo r Beer Flavor Flavor Stability F. Beer Beer Flavor Stability – Gauge Gauge G. Volatile olati le Org Organics anics:: Acetaldehyde Acetaldehyd e H. Volati Volatile le Organics Organi cs:: VDK I. Volatile olati le Organics: Organic s: Esters Est ers J. Volatile Volatile Organics: Higher Alcoho ls K. Proc Process ess Control for DMS L. Process Process Control for Sulfidic & Sulfitic Flavors Flavors M. Process Control for p H & Organic Organic Acid s N. Process Contr ol to t o Avoid Flavor Flavor Defects Defects O. Process Contro l to Prevent Prevent Gushing in Bee B eer r P. Pro Process cess Contr Con trol ol for f or Bee B eerr Foam Q. Process Contr ol for f or Yea Yeast st Flocculation Floc culation R. Process Control fo r Mycotoxins Mycotoxi ns in Maltin Malting g S. Process Control for Micro Micr o Stability of Beer Beer T. Proc Process ess Control Contro l for fo r Wort & Beer Beer Filterabilit y U. Process Contro l for Beer Beer Physical Physic al Stability Stability V. Pro Process cess Contro Con troll to Prevent Can Can Leakers
Process Contr Control ol for Higher Alcohols Alco hols & Este Esters rs in Beer: 1. Overviews 2. Fishb Fishbon one e Dia Diagr gram amss (Re (Refe fere rence nce Onl Only! y! We will will not Review Review These These Today) 3. Prac Practitica call Tip ipss Fro From m Fis Fishb hbon ones es to In Inflflue uenc ncee Rel Relat ativ ivee Levels of Production
Fusel Alcohols: The ASBC Flavor Wheel
Normal constituents of beer. Fall within “Aromatic, Fragrant, Fruity, Floral” as “Solvent” or “Alcoholic” Notes. Challenge is to achieve BALANCED & CONSISTENT levels.
Fusel Alcohols & Drinkability • The fu fusel sel alc alcoh ohols ols mo most st com commo monly nly fou found nd in be beer er inc includ lude: e: • 3-methylbu methyl butanol tanol (iso (isoa amyl alco alcohol hol)) 2-methylbutanol (acti ctive ve amyl amyl alc lcoh ohol ol)) • 2-methylpropanol (isobut (isobutyl yl alcohol alcohol)) • 1-propanol pro panol (nn-propyl propyl alcohol lcohol)) • Excessive concentra co ncentration tionss of these fractions may cause off flavors, sometimes described as " spicy spicy,," " hot, hot,"" or "solve " solventntlike." Some beverages, such as whiskey and traditional ales and ciders, are expected to have relatively high concentrations of fusel alcohols as part of the flavor profile.
Fusel Alcohols: Pr o c es s Or i g i n s = 100% Yeas t !
Esters: The ASBC Flavor Wheel
Normal constituents of beer. Fall within “Aromatic, Fragrant, Fruity, Floral”. Challenge is to achieve BALANCED & CONSISTENT levels.
Esters: The ASBC Flavor Wheel
Normal constituents of beer. Fall within “Aromatic, Fragrant, Fruity, Floral”. Challenge is to achieve BALANCED & CONSISTENT levels.
Esters: The ASBC Flavor Wheel
Normal constituents of beer. Fall within “Aromatic, Fragrant, Fruity, Floral”. Challenge is to achieve BALANCED & CONSISTENT levels.
Esters & Drinkability • Este Esters rs in be beer er prim primar arililyy ste stem m from from yea yeast st metabo metabolilism sm (through lipid and acetyl-CoA metabolism). • The The syn synth thes esis is of ac acet etat ate e est ester erss by by Saccharomyces cerevisiae is catalysed by a group of enzymes called alcohol acetyltransferases (AATase) by utilising alcohols and acetyl-CoA as substrates. • Impart fr frui uity ty,, flflor ora al characteristics to beer, with the most common esters in beer being depicted below:
Esters & Flavor Stability
Esters: Process Origins Yeast
Glucose Sulphate Pyruvate Organic Acids
acetaldehyde Acetyl CoA
Keto Acids
ethanol Fatty Acetyl CoA
Lipids Fatty Acids
H2S & SO2 Amino Acids
Fusel Alcohols Diacetyl VDK
Esters
YEAST METABOLISM - Flavour production
To the th e Craft Craft Bre Br ewers of Arg A rge entin nt ina a: 1. Than Thankk you you for for yo your ur at atte tent ntio ionn toda todayy and and th thee opportunity to lecture. 2. Best Best wishe wishess in yo your ur jou journ rney ey as an app applilied ed bre brewi wing ng scientist! 3. Curre Current nt person personal al co colle llect ction ion of fishb fishbon onee dia diagr gram amss stands at 3,422. 4. I am am mor more e tha thann hap happy py to sh shar aree the these se le lear arni ning ngss with with individual brewers and brewing scientists. 5. Plea Please se fe feel el free free to co cont ntac actt me me at at
[email protected] and I will gladly send perti pertinen nentt fishbones fishbones you yourr way. way. 6. To the the secr secrets ets of our our cra craft ft yet yet to to be disc discove overe redd – cheers!
