En todas partes cuecen mosto

Podemos decir con seguridad que la calidad del agua en la Edad Media era muy mala; el agua superficial no era muy segura para tomar porque enfermaba —o incluso mataba— a aquellos que fueran lo suficientemente valientes para beberla (Oliver, 2003). La cerveza prometía una sana alternativa de hidratación ya que muchos de los microorganismos morían durante el hervido (O’Rourke, 2002; Oliver, 2003). Otros factores intrínsecos que vuelven a la cerveza segura para tomar es su bajo pH (< 5.0), y la presencia de alcohol y otros compuestos provenientes del lúpulo que inhiben el crecimiento de patógenos (Vriesekoop et al, 2012; Pommerville, 2014). Pero comienzo a divagar… así que comenzaré con el tema principal:

¿Por qué es importante hervir el mosto cuando elaboramos cerveza?

Video 1 – Mosto hirviendo en una paila de cocción.

El hervido se lleva a cabo en pailas/ollas de cocción que hoy en día se elaboran principalmente a partir de acero inoxidable. Antes era común que se elaboraran a partir de cobre, tanto que en Reino Unido aún se les conoce como “coppers” a estas ollas (Briggs et al, 2004). Durante mucho tiempo el mosto se hervía usando fuego directo con leña, carbón o gas en la parte inferior de la paila; hoy en día, las pailas están enchaquetadas con vapor de baja presión para esta transferencia de calor (Oliver, 2012).

El mosto se hierve entre 0.5 a 2 horas gastando muchísima energía en las cervecerías profesionales —en algunos casos el hervor puede consumir hasta un 40% de la energía de la cervecería— (Hornsey, 1999; O’Rourke, 2002). Aún así, el hervido es una parte crucial del proceso de elaboración de cerveza, y tiene funciones muy importantes.

Se necesita una ebullición vigorosa para lograr todos los puntos que se enumeran a continuación:

  1. Evaporación de agua y concentración del mosto
  2. Esterilización del mosto
  3. Disminución del pH del mosto
  4. Reducción del nivel de nitrógeno en el mosto
  5. Extracción y precipitación de taninos y polifenoles
  6. Precipitación del trub de cocción
  7. Formación de compuestos de color y sabor
  8. Desnaturalización de enzimas
  9. Extracción e isomerización de compuestos del lúpulo
  10. Volatilización de compuestos no deseados
  11. Formación de agentes reductores
  12. Precipitación de oxalato de calcio
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Figura 1. Paila de cocción (izq.) y Lauter Tun (der.) de la cervecería Goose Island (Fulton) en Chicago, IL.

1. Evaporación de agua y concentración del mosto

La cantidad de agua evaporada, la concentración del mosto, el tiempo del hervor y la energía utilizada para hervir son proporcionales en sistemas convencionales. Es decir, entre más tiempo se hierva el mosto, se gasta más energía, se evapora más agua y se concentra más el extracto dentro de la paila. Cuantitativamente podemos darnos cuenta de esto al comparar la densidad del mosto antes del hervido (PG) y después del mismo (OG). La OG es mejor conocida como la “densidad inicial”, o como la “densidad antes de la fermentación”. Es una medida muy importante que se calcula desde la formulación de la receta.

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Figura 2. Con la ayuda de un densímetro podemos observar el cambio de densidad entre la PG (izq) y OG (der.). La PG está cerca de 1.038 y la OG de 1.048, lo cual representa un cambio de cerca de 0.010 de densidad relativa. Este incremento de densidad se debe a la evaporación del agua durante el hervido, lo cual concentra los azúcares en el mosto.

La eficiencia del hervor depende del diseño de la paila, sobre todo del área de transferencia de calor y de la diferencia de temperatura entre el mosto y aquello que lo calienta (O’Rourke, 2002; Oliver, 2012).

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Figura 3. Algunos de los cambios producidos durante el hervor en el mosto. (V= Volumen; ρ = densidad; t= tiempo) El subíndice “i” indica el inicio, o “antes del hervor”; el subíndice”f” indica el final, o “después del hervor”; “Δ” indica un cambio.

La evaporación de agua requiere energía (24-54 MJ/hl), y la energía cuesta mucho dinero (Briggs et al, 2004; Kunze, 2006). Entre más energía gastamos, también incrementamos nuestra huella de carbono y afectaremos al cambio climático. Lo más sensato es evitar cocer más de lo necesario y recuperar la mayor cantidad posible de energía en otras partes del proceso (Kunze, 2006). Hace 30 años se tenía una tasa de evaporación del 12-20% (Priest & Stewart, 2006). Hoy en día, en una cocción a presión atmosférica se desea una tasa de evaporación de 5-15% (usualmente 8-10%) del volumen del mosto por cada hora de hervor (Hornsey, 1999; O’Rourke, 2002; Briggs et al, 2004).

2. Esterilización del mosto

La materia prima de la cerveza (e.g. malta, lúpulos, agua) puede estar contaminada por microorganismos (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006). Muchos de estos microorganismos —sobre todo bacterias gramnegativas, levaduras y mohos— mueren en la templa durante la maceración; sin embargo bacterias de Ácido Láctico (LAB), bacterias termofílicas y algunas endosporas de bacterias como Bacillus spp. sobreviven las temperaturas de maceración (O’Rourke, 2002; Vriesekoop et al, 2012).

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Figura 4. Las bacterias que pueden estropear el mosto mueren durante el hervido. Supongo que esta bacteria no se está divirtiendo en temperaturas muy altas.

El mosto amargo es prácticamente libre de contaminación por microorganismos que pueden estropear la cerveza al terminar el hervor, inclusive algunos argumentan que después de tan sólo 15 minutos de hervor  (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006). Debido a esto, es esencial que todo el equipo de elaboración después del hervor esté escrupulosamente limpio con el fin de evitar cualquier contaminación (Hornsey, 1999). Aún así, existen endosporas de bacterias (e.g. Bacillus spp.) y bacterias termofílicas que pueden persistir en la cerveza final (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006). No hay que preocuparnos, las condiciones de la cerveza final inhiben su crecimiento —eso sí, hay que tener mayor cuidado con las cervezas de bajo contenido alcohólico— (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006). Lo importante es que:

“El mosto amargo es prácticamente libre de contaminación por microorganismos que pueden estropear la cerveza al terminar el hervor”.

– Tim O’Rourke, 2002

3. Disminución del pH del mosto

El pH del mosto disminuirá aproximadamente 0.1-0.2 unidades, hasta un valor final cerca de 5.0-5.2 (Briggs et al, 2004; Kunze, 2006). Este aumento de acidez se debe a la extracción de ácidos del lúpulo, la disociación del ión bicarbonato (HCO3-), la formación de compuestos Maillard —punto 7—; sin embargo la razón principal es la reacción del ión calcio con fosfatos y polipéptidos, que libera protones al formar compuestos insolubles —como fosfato de calcio— (Hornsey, 1999; O’Rourke, 2002; Briggs et al, 2004).

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En esta reacción se forma un precipitado de fosfato de calcio y se liberan dos protones.

Al menos la mitad del calcio que está presente en el mosto precipita durante el hervido como fosfato u oxalato (Hornsey, 1999; O’Rourke, 2002; Bamforth, 2009). Algunos cerveceros agregan sales como sulfato de calcio (yeso), o ácidos como ácido fosfórico para asegurar que el pH disminuya a valores óptimos de 5.0-5.2 (O’Rourke, 2002; Kunze, 2006). Este incremento de acidez es importante para la cerveza ya que afectará a su carácter (O’Rourke, 2002). Según O’Rourke (2002) este cambio de pH mejora la coagulación/precipitación de proteínas durante el hervido, alienta el crecimiento de levaduras e inhibe el desarrollo de microorganismos contaminantes durante la fermentación.

Aunque todo suene muy bonito, cabe destacar que esta disminución del pH afecta de manera negativa a las reacciones de Maillard —punto 7— y a la utilización de los lúpulo —punto 9— ya que estas prefieren condiciones alcalinas (O’Rourke, 2002; Briggs et al, 2004).

4. Reducción del nivel de nitrógeno en el mosto

Los siguientes puntos están muy relacionados entre sí, hasta parecerá que hablo de lo mismo tres veces… Sin embargo, el hecho que el hervor ayude de manera muy similar a estos 3 puntos es mera serendipia.

El mosto contiene nitrógeno en forma de proteínas, polipéptidos, péptidos y aminoácidos (Briggs et al, 2004; Priest & Stewart, 2006). Antes de decir por qué queremos reducir los niveles de nitrógeno, es importante conocer cómo se cuantifica en el mosto. De esta manera podemos darnos cuenta cómo disminuye a lo largo del hervor. 

El método Kjeldahl es muy usado para determinar cuantitativamente el nitrógeno orgánico en alimentos. Es un método preciso, universal, reproducible y conveniente. Tanto que se ha reconocido a nivel internacional como un método estándar para estimar el contenido de proteínas en alimentos —incluyendo obviamente a la cerveza—. Un ejemplo de datos conseguidos con este método, pueden verlos en la Tabla 1 más abajo.

Según la American Society of Brewing Chemists (ASBC, 2015), al obtener el nitrógeno de los alimentos con este método, podemos aproximar el valor de proteínas con una simple relación:   %P = 6.25 x %N

NOTA: El método se trata de una estimación de proteínas a partir de un valor de nitrógeno total en la muestra, no sólo toma en cuenta el nitrógeno que proviene únicamente de proteínas (Abernathy et al, 2009). Aunque se trate de “sólo una estimación”, es el método más usado para cuantificar estos datos.

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Tabla 1. El porcentaje de nitrógeno removido en diferentes tiempos de hervido usando el método Kjeldahl. Podemos ver que entre más tiempo ha pasado en el hervor, más nitrógeno se ha removido. Pero… ¿De dónde viene este nitrógeno? ¿Proteínas? ¿Polipéptidos? ¿Aminoácidos? O bien, ¿De qué tamaño son los compuestos de donde proviene ese nitrógeno?
Tabla 2. Usando electroforesis en gel podemos contestar estas preguntas. Esta tabla compara la distribución molecular antes y después del hervido, y al final da un porcentaje de cuánto se removió a diferentes distribuciones moleculares. Podemos ver claramente que el hervor es muy efectivo en remover aquellos compuestos de mayor peso molecular, los cuales son culpables en causar inestabilidad coloidal en la cerveza final.
Estas tablas fueron tomadas, adaptadas y modificadas de O’Rourke, 2002.

La electroforesis en gel es otro método para cuantificar el nitrógeno, inclusive con más información ya que este método puede separar los compuestos de nitrógeno (péptidos, polipéptidos, proteínas, etc.) por su peso molecular. Un ejemplo de datos conseguidos con este método pueden verlos en Tabla 2 justo arriba de este párrafo.

Habiendo dicho esto…

Las proteínas tienen un papel muy importante en la estabilidad del giste, el cuerpo de la cerveza y en la nutrición de las levaduras para tener una buena fermentación (O’Rourke, 2002; Kunze, 2006).

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Figura 5. Cerveza Orval servida en copa. Podemos ver el cremoso giste pegado en la copa.

Las proteínas tienen una afinidad a formar compuestos con polifenoles involucrando enlaces intermoleculares; de esta forma se incrementa su peso molecular efectivo facilitando su separación (O’Rourke, 2002; Kunze, 2006). En español… Lentamente estos compuestos —proteínas y polifenoles— se van agregando/adhiriendo unos a otros y precipitan como “trub de cocción” —también conocido como “hot break”, “turbios calientes”, “trub caliente”, etc… del cual hablaremos más a detalle en el punto 6—. ¿Qué demonios son los polifenoles entonces? En el punto 5 hablaremos de ellos. Todo se conecta.

FUN FACT: “Trub” proviene del alemán “trübe” que significa “turbio”, haciendo alusión a la turbiedad que causan estos compuestos en caso de no ser precipitados.

Aunque algunos piensen que remover una gran cantidad de proteínas/polipéptidos es deseable, la cerveza final será de mala calidad si llevamos al exceso la remoción de estos compuestos (O’Rourke, 2002). Por otro lado, si en la cerveza final persisten altos niveles de proteínas/polipéptidos, se afectará al pH, a la estabilidad coloidal, a la claridad, a la fermentación y al sabor (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006). Debido a esto, es necesario disminuir dichos niveles, pero no excedernos. Para nuestra fortuna, —como ya vimos arriba— una forma muy conveniente de hacerlo correctamente es hirviendo el mosto (O’Rourke, 2002). Como regla de dedo, podemos decir que se pierde aproximadamente 6% del nitrógeno del mosto durante una hora de hervor (Priest & Stewart, 2006).

Queremos que las moléculas colisionen unas entre otras durante el hervido para que exista una mayor posibilidad de formar enlaces estables para su floculación (O’Rourke, 2002). Esto es directamente proporcional a la duración y vigor del hervor, pero independiente del porcentaje de evaporación (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006).

5. Extracción y precipitación de taninos y polifenoles 

Poli… ¿qué?

Los polifenoles de la cerveza provienen del lúpulo —cerca del 40%— y de la cebada —el resto—, y son más solubles en altas temperaturas (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006; Bamforth, 2009). La estructura de estos compuestos se basa en el fenol (anillo de benceno con un hidroxilo “-OH”), y el término “polifenol” cubre a todas aquellas moléculas que tienen dos o más fenoles en su estructura (Bamforth, 2009).

Para no irnos a “hardcore chemistry mode”, en la imagen de abajo (Fig. 6) observen cómo los “OH” (hidroxilos) están unidos a los anillos de benceno (esos hexágonos con 3 rayitas adentro). Noten también cómo hay más de dos de estos anillos en cada una de estas moléculas (lo que explica el prefijo poli-)… por lo tanto… ¡polifenoles!

NOTA: sí, sí… el fenol tiene sólo un grupo hidroxilo, pero para fines prácticos y sencillos, así se puede identificar fácilmente los polifenoles sin entrar en mucho detalle.

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Figura 6. Estructura de un monómero (izq.) y un dímero -con diferentes monómeros- (der.) de polifenoles. El monómero es un flavanol, y el dímero es un flavanoide. Podemos ver cómo los flavanoles forman flavanoides (cadenas de flavanoles) como si fueran eslabones de una cadena al “polimerizarse”.

Los polifenoles tienen al menos dos papeles en la cerveza: algunos causan inestabilidad coloidal al unirse con proteínas —y no queremos eso—, y otros ayudan a la estabilidad del sabor cuando sirven de protección contra la oxidación —eso sí queremos— (Bamforth, 2009). Boulton & Quain (2001) también discuten que algunos de estos polifenoles también pueden afectar al sabor y aroma de la cerveza sin afectar la estabilidad coloidal.

Pero… si esos son los polifenoles, ¿qué son los taninos? Los taninos se usaban en un principio para convertir las pieles de animales en cuero (i.e. curtir pieles), y aquellas sustancias que podían hacerlo eran llamados “taninos” (Oliver, 2012). Simplemente son cadenas —o polímeros— de polifenoles que pueden enlazar y precipitar proteínas (Oliver, 2012). En la Fig. 6 aparece un flavanoide muy simple (tan sólo es un dímero). Imaginen que la cadena sigue… y sigue… y sigue… haciendo a la molécula mucho más grande y compleja. Ese sería un ejemplo de un tanino.

¿Y, por qué me deben de interesar los polifenoles/taninos?

Como había dicho en el punto 4, algunos de estos taninos/polifenoles pueden combinarse con proteínas para formar complejos de proteína-polifenoles (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006). Las proteínas que se combinan con polifenoles/taninos oxidados son insolubles en el mosto caliente y precipitan formando el trub de cocción; aquellas que se combinan con los polifenoles/taninos no-oxidados son solubles en el mosto caliente, sin embargo no lo son en bajas temperaturas y precipitan formando el trub frío (O’Rourke, 2002; Priest & Stewart, 2006). Esto no termina aquí, ya que estos polifenoles pueden oxidarse eventualmente y provocar cambios en la estabilidad coloidal de la cerveza final (O’Rourke, 2002).

Los polifenoles/taninos del lúpulo son necesarios para incrementar la claridad y calidad del mosto —sobre todo en su potencial de reducción— ya que se polimerizan más que los de la cáscara de la cebada, por lo tanto, facilitan aún más la separación del trub (O’Rourke, 2002).

6. Precipitación del trub caliente

Oh… el trub caliente. También conocido como “¿qué es eso en el fondo?” y “ni de chiste entras en mi cerveza”. Se trata de un precipitado de polifenoles con proteínas que se forma durante el hervido.

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Figura 7. A este precipitado se le conoce como “trub”, específicamente el trub de cocción. Ese montón que está en medio de la olla está compuesto por pedazos de lúpulo provenientes de pellets y de flóculos formados por proteínas y polifenoles. El hecho de precipitar el trub, hace que nuestra cerveza sea más atractiva a la vista por tener más claridad.

El ión calcio (Ca2+) y un hervido vigoroso alientan a la precipitación del oxalato de calcio —ver el punto 12— y del trub de cocción, el cual es uno de los procesos más lentos de la elaboración de cerveza (Hornsey, 1999; Steiner et al, 2010). Existen partículas que crecen de 0.5-1.5 µm hasta cerca de 1 cm de diámetro después de un hervido vigoroso (Hornsey, 1999).

Como es un proceso lento, algunos cerveceros agregan casi al final del hervor agentes clarificantes o “finings” para acelerar la reacción (Hornsey, 1999; Priest & Stewart, 2006). Algunos de estos agentes son altos en carragenanos como el musgo irlandés (Chondrus crispus) (Fig. 8) y el falso musgo irlandés (Mastocarpus stellatus) —que no los engañe el nombre, en realidad son algas marinas— (Hough, 1990)Existe otro tipo de alga marina que es aún más efectiva para clarificar que el musgo irlandés. Es un alga proveniente de las filipinas conocida como Guso (Eucheuma cottonis), y es rica en el isómero kappa del carragenano. 

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Figura 8. Musgo irlandés sobre pellets de lúpulo. Esto se agrega unos 10-15 minutos antes de finalizar el hervor para asegurarnos que haya pasado suficiente tiempo para que el musgo haya tenido contacto con el mosto. Es posible que este lúpulo sea para adicionar aroma, ya que si se agrega por tan poco tiempo no aportará mucho amargor pero sí impartirá aroma.

¿Cómo funcionan? Los compuestos activos —de carga negativa— como los polisacáridos sulfatados y carragenanos ayudan a formar flóculos de proteínas —de carga positiva— acelerado su precipitación (Hornsey, 1999; Priest & Stewart, 2006). Inclusive existen extractos de estas algas en forma de pastillas o polvo (e.g. Whirlfloc, Breakbright) donde los compuestos activos pueden dispersarse de una manera más uniforme en el mosto (Hornsey, 1999). La frase “opuestos se unen” aplica favorablemente aquí.

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Figura 9. Pastillas de Whirlfloc.

Después del hervor, el trub debe de separarse del mosto. No queremos que se quede en nuestra cerveza ya que afectaría a la estabilidad coloidal y presentación de nuestra bebida. Hace mucho tiempo esta separación se realizaba colando el mosto (Hornsey, 1999). Ya se imaginarán lo laborioso que eso era —sin mencionar todo el oxígeno que podía entrar—. Ahora se realiza por medio de un proceso llamado “whirlpool”, el cual consiste en hacer girar el mosto caliente al bombearlo por una entrada tangencial —en el mismo u otro recipiente— y luego dejarlo reposar un tiempo mientras precipita el trub de cocción (Hornsey, 1999; Kunze, 2006). La fuerza centrípeta hace que las partículas se acumulen en el centro del recipiente como puede verse en la Fig. 7 (Hornsey, 1999).

7. Formación de compuestos de color y sabor

Las partes de la paila donde hay contacto con el fuego directo se calientan a muy altas temperaturas. Esto imparte la energía necesaria para que algunas reacciones de pardeamiento (e.g. reacciones de Maillard, caramelización y oxidación de polifenoles) se lleven a cabo durante el hervor (O’Rourke, 2002). Esto se desea sólo en algunos estilos de cerveza, ya que estas reacciones traen consigo sabores tostados y oscurecen el mosto moderadamente (Oliver, 2012). También pueden traer problemas en el equipo formando costras que disminuyen la eficiencia de transferencia de calor y que además son muy difíciles de limpiar (Briggs et al, 2004; Oliver, 2012). Hoy en día se usa vapor de baja presión para que que no exista una diferencia muy grande entre la fuente de calor y el mosto para así disminuir estos problemas (Briggs et al, 2004; Oliver, 2012). Cabe destacar que el oscurecimiento del mosto también puede promoverse con otros factores, como tener un pH elevado y la presencia de oxígeno (Hornsey, 1999). En caso de tener estas dos condiciones, las cosas están saliendo terriblemente mal desde un principio.

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Figura 10. Aquí podemos ver un mosto justo en el momento del inicio del hervor (izq.) y el mismo mosto una vez que se hirvió durante 60 minutos (der.). ¿Qué diferencias puedes ver?
Las reacciones de Maillard

Son reacciones entre un carbohidrato (e.g. azúcar) y un grupo amino —puede encontrarse libre, en péptidos o en proteínas—.  La reacción de Maillard es un conjunto de reacciones químicas que producen principalmente melanoidinas y compuestos aromáticos como pirazinas, piridinas, compuestos de azufre (tiofenos), péptidos y aminoácidos, oxazoles, pirroles, entre otros compuestos muy aromáticos (McGee, 2004; Provost et al, 2016). Sólo cerca de un 10% de los azúcares y aminoácidos reaccionan durante el hervido, pero estos son suficientes para crear nuevos sabores, aromas y oscurecer la cerveza (Hornsey, 1999). Aunque algunos de estos compuestos se evaporan durante el hervor —punto 10—, algunos otros también pueden servir de protección para la cerveza —punto 11—.

Caramelización

La caramelización es una descomposición química de azúcares debido a una reacción termoquímica (i.e. pirólisis). Esta sólo involucra azúcares. La caramelización requiere temperaturas más altas que las reacciones Maillard, y son más frecuentes en sistemas de fuego directo debido a que la diferencia de temperatura —entre el metal y el mosto— es mayor que en sistemas de vapor. La reacción de caramelización consiste en que las moléculas de azúcar (e.g. monosacáridos y disacáridos) se degraden para formar polímeros y otros compuestos como furanos, ésteres, lactonas, cetonas, aldehídos, ácidos orgánicos y demás moléculas aromáticas (McGee, 2004; Provost et al, 2016).

Oxidación de polifenoles

En el mosto se extraen fenoles y polifenoles provenientes de la malta y lúpulo, y la mayoría de estos compuestos reaccionarán con proteínas de diferentes maneras para precipitar el trub —puntos 4,5,6— (Hornsey, 1999). Aquellos que no forman complejos con proteínas, se oxidan durante el hervido —principalmente en quinonas y derivados— oscureciendo el mosto (Hornsey, 1999; O’Rourke, 2002). Esto tambien puede tener un efecto negativo en la vida de anaquel ya que algunos de estos polifenoles habrían servido como compuestos antioxidantes que protegen a la cerveza —punto 11— (O’Rourke, 2002; Wiestock et al, 2010).

8. Desnaturalización de enzimas

Las enzimas son proteínas que aceleran reacciones químicas en el mosto y su funcionamiento depende de su estructura tridimensional (Lewis & Young, 2002; O’Rourke, 2002; Oliver, 2012). La pérdida de su estructura (i.e. desnaturalización) hace que las enzimas detengan sus tareas tan importantes y/o formen precipitados que vuelven turbia a la cerveza (Lewis & Young, 2002). Esta desnaturalización hace que las proteínas se desenrollen y sufran rupturas de puentes moleculares, lo cual también resulta en derivados más pequeños conocidos como polipéptidos (Hough, 1990). La cocción, en efecto, fija la composición del mosto (Hornsey, 1999). Esto es bueno y malo, dependiendo de la situación.

Es bueno cuando ya tenemos una composición del extracto que queremos mantener; por ende, desnaturalizamos las enzimas para detener su actividad. Si estas continúan con su actividad, la fermentabilidad del mosto será diferente a lo que el cervecero tenía pensado (O’Rourke, 2002).

Sin embargo, se trata de algo malo cuando nos distraemos un rato y dejamos a la templa calentándose súbitamente antes de conseguir la composición deseada del extracto. Si las enzimas se desnaturalizan por un descuido así, su actividad se detiene y prácticamente ya no hay nada que se pueda hacer —a menos que se agreguen enzimas exógenas o se agregue el mosto a otra templa durante la sacarificación—.

“La cocción, en efecto, fija la composición del mosto”.

– Ian S. Hornsey, 1999

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Figura 11. Una enzima (izq.) perdiendo su estructura al desnaturalizarse (der.). A decir verdad, el efecto no es tan dramático como se ilustra. Lo importante es que la enzima pierde su estructura y  su función se detiene al desnaturalizarse.

Cada enzima tiene su propia temperatura de desnaturalización, y las que tienen una actividad importante durante la maceración se descomponen en el rango de 50-75ºC. Cuando el mosto se hierve, prácticamente se detiene toda actividad enzimática (O’Rourke, 2002). La desnaturalización de proteínas es necesaria para que las propiedades óptimas de estabilización del giste se manifiesten (Oliver, 2012).

9. Extracción e isomerización de compuestos del lúpulo

Cuando se agrega el lúpulo al mosto, se extraen los α-acidos y se isomerizan térmicamente durante el hervido para formar los iso-α-ácidos que son más compuestos más amargos y más solubles como lo muestra la Fig. 11 (Hornsey, 1999; O’Rourke, 2002). ¿Un poco más despacio? Los lúpulos tienen resinas que son prácticamente insolubles por su estructura química, así que con el calor de la ebullición estas resinas cambian su estructura (i.e. se isomerizan en iso-α-ácidos) para ser más solubles y que desarrollen un sabor amargo —el cual es necesario para balancear el sabor de la dulzura residual de la cerveza—. Este es un proceso muy ineficiente (20-30%) y raramente supera al 40% de utilización de lúpulo (%UL) aún en las cervecerías más modernas (Hornsey, 1999). Sin embargo para acercarse a esos números y obtener una máxima isomerización, las cervecerías profesionales hierven el mosto cerca  de 0.5-2 horas (Hornsey, 1999; O’Rourke, 2002).

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La utilización de lúpulo (%UL) es igual a la relación entre la concentración de los iso-α-ácidos en el mosto/cerveza y la concentración de los α-ácidos que se agregaron. En otra entrada hablaremos de la utilización del lúpulo con más detalle ya que depende de muchos factores.

El amargor de la cerveza depende principalmente de la concentración de los iso-α-ácidos, sin embargo algunos polifenoles del lúpulo y productos de oxidación de los β-ácidos (i.e. huluponas) también contribuyen al amargor (Almaguer et al, 2014). Los β-ácidos no se isomerizan de la misma forma que los α-ácidos durante el hervido, sin embargo sí tienen el potencial de transformarse en diferentes productos que contribuyen al amargor de la cerveza junto con los iso-α-ácidos (Almaguer et al, 2014).

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Figura 12. Isomerización de un α-ácido en un  iso-α-ácido. Existen diferentes α-ácidos, y cada uno se distingue por las cadenas que pueden surgir de donde aparece la letra “R” en la figura —al final del “brazo” derecho—. Lo bonito de esto, es que el proceso de isomerización es prácticamente el mismo para la variedad de α-ácidos ya que sucede en la parte inferior de los compuestos.

Cabe destacar que las resinas blandas (i.e. α-ácidos, β-ácidos, etc.) no son los únicos compuestos que se extraen del lúpulo durante el hervor. También existen otro tipo de resinas, aceites, hidrocarburos, polifenoles, compuestos oxigenados, entre otros compuestos más que se extraen de esta maravillosa planta (Almaguer et al, 2014). Cada uno de ellos nos da diferentes propiedades como sabores, perfiles y hasta beneficios a nuestra salud (Almaguer et al, 2014).

10. Volatilización de compuestos no deseados

En una entrada pasada, discutimos acerca de cómo un hervido vigoroso puede disminuir la concentración de DMS en el mosto. Sin embargo, las reacciones de Maillard, el lúpulo y la malta también contribuyen con algunos compuestos volátiles que también deben de ser removidos por medio de la evaporación durante el hervor, ya que su presencia puede impartir sabores no deseados a las cervezas (Briggs et al, 2004; Priest & Stewart, 2006).

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Figura 13. En Heineken Experience (Ámsterdam, Países Bajos) están en exhibición algunos de los equipos de elaboración que alguna vez se usaron en la famosa cervecería. Esta paila de cocción (“Wortketel” en holandés) tiene un anillo que asegura la remoción de compuestos no deseados al evitar que los vapores que se condensaron a lo largo del tubo regresen al mosto.

Otros aromas herbales, granosos, y sulfídicos se reducen en gran parte con tan sólo una evaporación de 2% del mosto (Briggs et al, 2004). Algunos compuestos de las reacciones de Maillard también tienen que evaporarse para evitar sabores no deseados en la cerveza. Esta evaporación suena ventajosa, sin embargo al agregar el lúpulo muchos de sus aceites y compuestos aromáticos son volatilizados durante un hervor de 60+ minutos (Briggs et al, 2004; Priest & Stewart, 2006). Si deseas una cerveza con aromas a lúpulo, hay que agregar una porción del mismo en los últimos 0-15 mins del hervor (O’Rourke, 2002). Algunas veces este lúpulo aromático se adiciona junto con el musgo irlandés como lo ilustra la Figura 8, ya que este también se agrega en los últimos minutos de la cocción.

11. Formación de agentes reductores

Muchos de los agentes reductores provienen de la materia prima y de no ser oxidados durante la elaboración pueden ayudar a prevenir la oxidación de la cerveza, evitando sabores desagradables (O’Rourke, 2002). Algunos de estos compuestos (como reductonas y melanoidinas) se forman durante el hervor —punto 7— (O’Rourke, 2002; Kunze, 2006).

Para asegurarnos de que exista la presencia de estos compuestos en la cerveza final hay que asegurarnos que no entre mucho oxígeno en nuestra elaboración (O’Rourke, 2002). Nos conviene, ya que estos compuestos ayudan a mejorar la vida de anaquel, la estabilidad coloidal y en general, mantener un mejor sabor (O’Rourke, 2002).

Cabe destacar que existen algunos conflictos en la literatura. Bamforth (2009) señala que en algunos estudios los polifenoles no tienen impacto en transformar radicales libres en compuestos inertes (i.e. no protegen a la cerveza de compuestos que la degradan), mientras que en otros estudios sugiere que el 60% del potencial de reducción proviene de ellos (i.e. los polifenoles sí la protegen). También señala que existen estudios donde algunos productos de Maillard promueven la oxidación, mientras que en otros estudios se halló que estos productos benefician a la estabilidad de sabor a largo plazo —sobre todo los provenientes de maltas tostadas—.

No puedo poner mi palabra sobre la de Bamforth, tomando en cuenta su gran experiencia científica en este campo. Pero si de algo sirve mi experiencia y si me dan a escoger, tendré que tomar el lado de O’Rourke (2002), donde afirma que estos compuestos mejoran la vida de anaquel de la cerveza.

Hace poco (año 2017) me tocó probar la galardonada Smoked Porter de Alaskan Brewing Co. elaborada en el año 2012. Esta cerveza es oscura —contiene maltas tostadas y por ende melanoidinas— y ahumada —contiene fenoles—. Aún estando a temperatura del pub —supongo unos 18ºC— por quién sabe cuánto tiempo, me animé a probarla. Es raro encontrar esa cerveza, difícil encontrar la de ese año, muy extraño encontrarla en Edimburgo, y todo eso a un precio razonable es prácticamente imposible. Era como si el destino me hubiera colocado enfrente de la cerveza. Decidí darle una oportunidad, y qué bueno que lo hice. No mentiré, seguía estando bastante buena. Eso sí, diferente a una cerveza fresca pero sin sabores que la hicieran parecer estropeada. Ahí corroboré por mi cuenta el por qué es una de las cervezas más premiadas del GABF de todos los tiempos.

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Figura 14. Si alguna vez encuentran esta joya de cerveza -cualquier año y/o versión- no duden en probarla. Es todo un deleite. Es una botella grande, así que no sean envidiosos y compártanla con excelente compañía. En este caso me tocó compartirla con mi gran amigo Karan Nagpal (quien tomó esta fotografía). Fue una buena noche.

Usando las palabras de O’Rourke (2002): el mejor escenario posible es elaborar cervezas oscuras con lúpulos sin procesar, ya que de esta forma se elabora una cerveza con un alto potencial de reducción, o bien, que la cerveza puede durar más tiempo sin sabores provenientes de oxidación.

¿Ustedes qué piensan? Verifiquen la bibliografía, encuentren más información, prueben más cervezas y saquen sus conclusiones. Yo me quedo con la de O’Rourke. Y claro, con lo que experimenté con esa cerveza. Pero eso sí, seguiré experimentando. Lo prometo.

12. Precipitación de oxalato de calcio

La malta tiene calcio y ácido oxálico, los cuales reaccionan formando oxalato de calcio (Bamforth, 2009; Steiner et al, 2010). Una gran parte del oxalato de calcio se precipita durante un hervido vigoroso, pero para asegurarnos que esto suceda es necesario que exista la cantidad suficiente de ión calcio (Hornsey, 1999; Steiner et al, 2010). Es importantísimo precipitar el oxalato de calcio antes de que esto suceda dentro de botellas, ya que produce turbiedad en la cerveza, o en el peor de los casos un efecto explosivo (i.e. gushing) a la hora de destaparlas (Bamforth, 2009; Steiner et al, 2010).

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Figura 15. Es bastante desagradable cuando una botella hace gushing. La mayoría del gushing secundario (por proceso/tecnología, y no por los materiales) se debe a la formación de cristales de oxalato de calcio (t.c.c. beerstone)dentro de la botella.

Cuando la formación de cristales sucede dentro de botellas, algunos de estos forman sitios de nucleación donde se forman burbujas de CO2 —a decir verdad, demasiadas— produciendo un desastre a la hora de destapar y servir (Bamforth, 2009). Queremos la cerveza en la copa, no en el piso.

Video 2 – Esto sucedió en una competencia en Dublín, Irlanda. En el video podemos ver que la botella que está por abrirse se acomoda a la derecha de una que está llena de espuma por dentro. Esta primero se abrió y tuvo gushing —inclusive uno dramático, pero no pude grabarlo—, así que se volvió a coronar. Decidimos darle otra oportunidad al cervecero, ya que es posible que la primera botella se haya contaminado; así que pedimos la segunda botella de cerveza, pero esta vez pedimos que se abriera despacio y con cuidado. Aún así, la segunda botella también presentó gushing y podemos apreciarlo aquí. La cerveza no tenía sabores ácidos o aquellos provenientes a contaminación, así que no es una locura suponer que le hizo falta precipitar el oxalato de calcio de manera correcta.

Moraleja

La cocción del mosto es una parte esencial del proceso de las cervezas modernas, y un hervido vigoroso es imperativo para elaborar cervezas de calidad. Sé que en algunas partes parecía que hablaba de las mismas cosas, pero es una fortuna que todas estas buenas cosas sucedan al mismo tiempo y se complementen unas con otras.

Después de haber hervido, necesitamos un mosto:

  • concentrado
  • estéril
  • ácido (pH ~5.0 – 5.2)
  • con el suficiente nivel de nitrógeno para una buena fermentación
  • con la menor turbiedad posible
  • con mucho sabor
  • con agentes reductores para aumentar su vida de anaquel
  • sin actividad enzimática
  • amargo
  • sin sabores no deseados
  • con el menor oxalato posible

Todo esto para una feliz fermentación y una sabrosa recompensa a unos días de distancia.

Esta es una entrada muy técnica y con mucha información. Si existe algo que no entiendan o requieran más profundidad no duden en contactarme para hacer una revisión. Recuerden que algunas palabras técnicas están la sección de glosario. Si creen que es necesario agregar más palabras a esta sección igualmente no duden en contactarme.

Unas últimas palabras…

De pasada una disculpa por haberme tardado en subir esta entrada. Se presentaron exámenes, vacaciones de navidad, unos viajes y otros pendientes. Además claro de unas cervezas y whiskys, pero eso ya es otra cosa. Espero que esta entrada grande sea una buena forma de disculparme.

Ya ven lo que dicen… “En todas partes cuecen habas” digo… ¿mosto?

Sin más que decir…

¡SALUD!

– LHVG  |26/FEB/2017|


Créditos de Imágenes

Figura 1 – BK&LT de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 2 – PG OG de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 3 – Cocción del Mosto 1 de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 4 – Bacteria en Mosto de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 5 – Orval de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 6 – Flavanoides de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 7 – Whirlpooling trub cone 3 de Kaiser / CC BY-NC 3.0

Figura 8 – Hops & Irish Moss de Michelle / CC BY 2.0

Figura 9 – Pastillas Whirlfloc de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 10 – Mosto A/D Hervor de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 11 – Desnaturalización de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 12 – Isomerización de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 13 – Wortketel Heineken de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Figura 14 – Fotografía de mi buen amigo Karan Nagpal

Figura 15 – Gushing de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-SA 2.0

Video

Video 1 – Mosto hirviendo de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-NC 2.0

Video 2 – Gusher! de Luis Héctor Valdez Gurrola / CC BY-NC 2.0

Referencias

Abernathy, D., Spedding, G., & Starcher, B. (2009). Analysis of Protein and Total Usable Nitrogen in Beer and Wine Using a Microwell Ninhydrin Assay. Journal Of The Institute Of Brewing, 115(2), 122-127. http://dx.doi.org/10.1002/j.2050-0416.2009.tb00356.x

Almaguer, C., Schönberger, C., Gastl, M., Arendt, E., & Becker, T. (2014). Humulus lupulus – a story that begs to be told. A review. Journal Of The Institute Of Brewing, (120), 289-314. http://dx.doi.org/10.1002/jib.160

ASBC,. (2015). Beer 11. Protein. ASBC Methods Of Analysis. http://dx.doi.org/10.1094/asbcmoa-beer-11

Bamforth, C. (2009). Beer: A Quality Perspective (1st ed.). Burlington, MA: Academic Press.

Boulton, C. & Quain, D. (2009). Brewing yeast and fermentation (1st ed.). Oxford: Blackwell Science.

Briggs, D., Boulton, C., Brookes, P., & Stevens, R. (2004). Brewing Science and Practice (1st ed.). Boca Raton, FL: CRC Press.

Hornsey, I. (1999). Brewing (1st ed.). Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry.

Hough, J. (1990). Biotecnología de la cerveza y de la malta (1st ed.). Zaragoza: Acribia.

Kunze, W. (2006). Tecnología para cerveceros y malteros (1st ed.). Berlin: VLB Berlin.

Lewis, M. & Young, T. (2001). Brewing (1st ed.). Boston, MA: Springer US.

McGee, H. (2004). On Food and Cooking: The Science and Lore of the Kitchen. New York, NY.: Scribner.

Oliver, G. (2003). The Brewmaster’s Table (1st ed.). New York, NY: HarperCollins.

Oliver, G. (2012). The Oxford Companion to Beer (1st ed.). New York, NY: Oxford University Press.

O’Rourke, T. (2002). The function of wort boiling. The BREWER International, February, 17-19. Retrieved from http://www.ibdlearningzone.org.uk/article/show/pdf/493/

Pommerville, J. (2014). Fundamentals of microbiology (1st ed., p. 861). Burlington, MA: Jones & Bartlett Publishers.

Priest, F. & Stewart, G. (2006). Handbook of brewing (1st ed.). Boca Raton: CRC Press.

Provost, J., Colabroy, K., Kelly, B., & Wallert, M. (2016). The Science of Cooking: Understanding the Biology and Chemistry Behind Food and Cooking. Hoboken, NJ.: John Wiley & Sons Inc.

Steiner, E., Becker, T., & Gastl, M. (2010). Turbidity and Haze Formation in Beer – Insights and Overview. Journal Of The Institute Of Brewing, 116(4), 360-368. http://dx.doi.org/10.1002/j.2050-0416.2010.tb00787.x

Vriesekoop, F., Krahl, M., Hucker, B., & Menz, G. (2012). 125thAnniversary Review: Bacteria in brewing: The good, the bad and the ugly. Journal Of The Institute Of Brewing, 118(4), 335-345. http://dx.doi.org/10.1002/jib.49

Wietstock, P., Kunz, T., Shellhammer, T., Schön, T., & Methner, F. (2010). Behaviour of Antioxidants Derived from Hops During Wort Boiling. Journal Of The Institute Of Brewing, 116(2), 157-166. http://dx.doi.org/10.1002/j.2050-0416.2010.tb00412.x


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