Formulación de cerveza de crianza biológica bajo velo de flor y procedimiento de elaboración.
Objeto de la invención 5
El área científica a la que corresponde la invención es el área de Tecnología de Alimentos, y el sector industrial en el que se puede aplicar es el cervecero, tanto en el ámbito de los elaboradores de cervezas artesanales como de las industriales.
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Antecedentes de la invención
La cerveza es una bebida fermentada de baja graduación alcohólica, cuyos ingredientes fundamentales son el agua, la cebada u otros cereales malteados y el lúpulo (Kunze, W. 1996. Technology Brewing and Malting. Westkreuz-Druckerei Ahrens KG, Berlín, Alemania). Para la 15 obtención de la cerveza es necesario realizar el proceso de malteado, la cocción de la malta junto con la adición del lúpulo y por último la fermentación alcohólica. Después de este proceso, la cerveza se enfría hasta los 0°C y puede someterse a un proceso de clarificación y filtrado antes de su embotellado (Kunze, W. 1996. Technology Brewing and Malting. Westkreuz-Druckerei Ahrens KG, Berlin, Alemania). 20
Salvo determinadas especialidades, la cerveza comercial se pasteuriza o se filtra estérilmente para garantizar la estabilidad microbiológica del producto y se gasifica con carbónico antes del embotellado. En el caso de las cervezas artesanales, la carbonatación se produce de forma natural mediante una segunda fermentación en botella (Van Landschoot, A., Vanbeneden, N., 25 Machtelinckx, M., Stals, I., Claeyssens, M., 2005. Peculiarities of seven refermented Belgian strong ales and their corresponding industrial yeasts. Cerevisia 30, 181-188). Para ello, las botellas antes de 30 su cierre se inoculan con levaduras y una fuente de energía, generalmente azúcar (Vanderhaegen, B., Neven, H., Coghe, S., Verstrepen, K.J., Derdelinckx, G., Verachtert, H., 2003. Bioflavoring and beer refermentation. Appl. Microbiol. Biotechnol. 62, 140-150). Para 30 algunas especialidades como la cerveza tipo "Berliner Weisse" la refermentación se realiza mediante la co-inoculación con levaduras y bacterias lácticas (Verachtert, H., Iserentant, D., 1995. Properties of Belgian acid beers and their microflora. Part I. The production of gueuze and related refreshing acid beers. Cerevisia 20, 37-41). Una vez terminada esta segunda fermentación comienza el período de maduración y envejecimiento de la cerveza, en la cual se 35 produce una modificación de los aromas dependiendo de la variedad de cerveza producida y de las condiciones de almacenamiento (Vanderhaegen, B., Neven, H., Verachtert, H., Derdelinckx, G., 2006. The chemistr y of beer aging: a critical review. Food Chem. 95, 357-381).
Existen una gran diversidad, tipos y estilos de cerveza en el mundo, más de 100 variedades, 40 según las materias primas empleadas, las variaciones en el proceso de elaboración y la incorporación de nuevas tecnologías (Back, W. (ed.) , 2005. Ausgewáhlte Kapitel der Brauereitechnologie. Fachverlag Hans Cari, Nürnberg, Alemania; Bamforth, C.W., 2004. Beer: Health and Nutrition. Blackwell Science , Oxford, Reino Unido). Todas estas variaciones tanto de ingredientes como de procedimiento pretenden conseguir una mejora o cambio de las 45 propiedades sensoriales y funcionales de la cerveza, y en todo caso ampliar la gama o tipologías de productos en el mercado. Algunos estudios recientes, han desarrollado elaboraciones de cerveza con alta capacidad antioxidante mediante el uso de bayas goji (Ducruet, J., Rébénaque, P., Diserens, S., Kosinska-Cagnazzo, A., Héritier, I., Andlauer, W., 2017. Amber ale beer enriched with goji berries - The effect on bioactive compound content and 50 sensorial properties. Food Chemistr y , 226, 109-118) ; o la patente metodológica que establece un procedimiento para mantener la levadura en suspensión durante todo el proceso de fermentación, mejorando con ello el sabor, el aroma y la textura de la cerveza (Tang Y., Qin, Q., Liu, W., Xi, Y., 2014. Patente. A poppet yeast suspension performance indicators to improve the flavor of the finished beer brewing methods and Products. Referencia: CN104560478, China). En algunos casos, se implantan nuevas tecnologías como el uso de membranas cerámicas para la esterilización de la cerveza, mejorando su aspecto visual, y permitiendo la recuperación y la concentración de las levaduras para su posterior reutilización en el proceso (Guihua, Z., Wenbo, P., Fujun, X., Hengxia, C., Qin, K., Jian, J., Wei, W., 2012. Patente. 5 Membrane-process beer sterilization and yeast recover y method. Referencia: CN102899234, China). Asimismo empiezan a implantarse en muchas cerveceras, sobre todo artesanales, el uso de barricas procedentes de vino, para la maduración y crianza de la cerveza, lo que ha derivado en el desarrollo de nuevas tipologías sobre todo en los países de gran tradición vitivinícola como España. Sin embargo, en este tipo de crianza la cerveza puede perder calidad 10 sensorial debido fundamentalmente a fenómenos de oxidación (Vanderhaegen, B., Neven, H., Verachtert, H., Derdelinckx, G., 2006. The chemistr y of beer aging: a critical review. Food Chem. 95, 357-381).
Para evitar este inconveniente, se propone una nueva formulación de cerveza elaborada 15 mediante un proceso de crianza biológica bajo velo de flor en el cual se preserva del oxígeno y de los fenómenos de oxidación. En actualidad no existe ningún antecedente bibliográfico o registro de patente donde se haga mención a la aplicación de la crianza biológica en cerveza. La "crianza biológica" o "crianza bajo velo de flor" es un fenómeno caracterizado por el desarrollo de un cultivo filmógeno de algunas especies de levaduras del género 20 Saccharomyces sobre la superficie del vino (Alexandre, H. (2013). Flor yeasts of Saccharomyces cerevisiaeTheir ecology, genetics and metabolism. International Journal of Food Microbiology, 167, 269-275). De manera tradicional este proceso solo se realiza en algunas elaboraciones especiales de vinos (manzanillas, finos, "jaunes", etc.). Durante la crianza biológica, la levadura de velo desarrolla un metabolismo aerobio muy activo, en el que 25 consume oxígeno, etanol, glicerina, etc., para dar lugar a otros compuestos como el acetaldehído, acetoína, diacetal, etc., produciendo unas modificaciones sensoriales muy significativas en la naturaleza del vino (Martínez de la Ossa, E., Pérez, L., & Caro, I. (1987). Variations of the major volátiles through ageing of sherr y. American Journal of Enology and Viticulture, 38, 293-297; Martínez, P., Valcárcel, M.J., Pérez, L., & Benítez, T. (1998). 30 Metabolism of Saccharomyces cerevisiae flor yeasts during fermentation and biological aging of fino sherr y : by products and aroma compounds. American Journal of Enology and Viticulture, 49, 240-250). Durante el proceso, el vino está protegido de las oxidaciones, presentando concentraciones de oxígeno disuelto inferiores a 0, 2 ppm (Martínez, P., Valcárcel, M.J., Pérez, L., & Benítez, T. (1998). Metabolism of Saccharomyces cerevisiae flor yeasts during 35 fermentation and biological aging of fino sherr y : by products and aroma compounds. American Journal of Enology and Viticulture, 49, 240-250).
Descripción de la invención 40
Estudios recientes por parte del equipo de investigación solicitante, han constatado que la crianza biológica bajo velo de flor es viable en la cerveza, independientemente del tipo o categoría empleada "ale" o "lager", y que se desarrolla tras la adición de un cultivo iniciador en la cerveza, o bien mediante siembra en superficie ("injerto") de un cultivo filmógeno. Se pueden emplear tanto cultivos industriales como seleccionados procedentes de vinos de 15% v/v que 45 estén en fase de crianza biológica activa. Al igual que ocurre en los vinos, durante la crianza biológica la levadura consume etanol y glicerina de forma significativa, produciéndose entre otros compuestos acetaldehído y acetoína, que modifican el perfil sensorial de la cerveza: nariz punzante con ligeras notas a manzana, camomila y almendras, con un paso de boca muy fino y ligero y con final ligeramente cítrico. Para que se pueda desarrollar el proceso es necesario por 50 un lado, dejar un volumen o espacio de aire de aproximadamente 1/3 del volumen total para facilitar la respiración de la levadura y su desarrollo en fase filmógena sobre la superficie de la cerveza, y por otro, que la temperatura del proceso se sitúe en un rango entre los 16 y 20°C, lo que hace necesario un control y mantenimiento de las condiciones ambientales de la sala de crianza. Según el grado de crianza biológica que se quiera adquirir en la cerveza, así se establece el grado alcohólico final que debe de alcanzarse en la fermentación alcohólica del mosto. Se ha podido constatar experimentalmente, mediante paneles de cata, que al menos es necesario un consumo de etanol correspondiente a un 0, 5% v/v de grado alcohólico en la crianza biológica, para que sean detectables y apreciables los cambios sensoriales asociados a 5 este proceso, otorgando tipicidad a la cerveza. Por tanto, para el desarrollo de la formulación es necesario que la cerveza tenga inicialmente una graduación alcohólica entre 6-8% v/v, y que durante la crianza se produzca una reducción de la graduación alcohólica en un intervalo comprendido entre 0, 5 y 3% v/v, para que finalmente se sitúe la graduación de la cerveza en el rango de 5 a 7% v/v. De este modo, se pueden obtener varias gamas de cerveza dentro de 10 esta tipología con diferentes grados y/o tiempos de crianza biológica. Los tiempos de crianza van a ser variables según la actividad de las levaduras, la relación superficie/volumen de la cerveza y el grado de crianza que se quiera establecer. Durante la crianza biológica la cerveza presenta niveles de oxígeno inferiores a 0, 1 ppm. Finalizada la crianza biológica, las cervezas obtenidas pueden ser sometidas a una filtración por placas con objeto de separar y eliminar de 15 forma parcial o total las levaduras del medio, o bien someterse a una clarificación por frío, ya que la presencia de agregados de levaduras en la superficie de la cerveza puede afectar negativamente a su calidad visual. Finalmente la cerveza debe ser carbonatada de manera exógena, o bien mediante una segunda fermentación alcohólica en botella.
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Realización preferente de la invención
Para la formulación de cerveza de crianza biológica bajo velo de flor y su procedimiento de elaboración, se puede emplear cualquier cerveza que haya terminado la fermentación alcohólica ya sea tipo "ale" o "lager", que tenga una graduación alcohólica comprendida entre 6 25 y 8 % v/v. Las cervezas de más grado (8%) serán susceptibles de ser sometidas a un mayor tiempo de crianza biológica que las de menos grado (6%) , lo que permitirá elaborar diferentes gamas de productos dentro de esta tipología o formulación. Las etapas del procedimiento para la obtención de la formulación de cerveza de crianza biológica son:
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a) Llenado de un recipiente con una elevada relación superficie/volumen con una cerveza que haya terminado su fermentación alcohólica.
b) Inoculación de las levaduras de velo de flor en la cerveza.
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c) Mantenimiento del proceso de crianza biológica a una temperatura entre 16- 20°C, durante el tiempo necesario para que las levaduras metabolicen entre 0, 5-3% v/v del grado inicial de la cerveza para obtener las características sensoriales que tipifican dicha formulación.
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d) Eliminación parcial o total de las levaduras del medio
e) Carbonatación de la cerveza obtenida.
Los requerimientos técnicos y el modo de elaboración de la formulación son los siguientes: 45
El proceso se puede realizar, bien en depósitos de acero inoxidable con una relación altura/diámetro igual o aproximada a 1, o bien en barricas de madera de diferentes capacidades (botas, bocoyes, etc.). En todo caso se establece una elevada relación superficie/volumen para facilitar el crecimiento filmógeno de las levaduras de velo. Tanto el 50 depósito como la barrica deben disponer de una tapa de acero inoxidable o tapón de corcho respectivamente, para evitar la entrada de insectos u otros contaminantes durante el proceso. El cierre no será hermético para permitir la entrada de aire al interior del envase.
El recipiente debe llenarse con la cerveza hasta 2/3 del volumen total del envase, para dejar un volumen de aire suficiente y una superficie adecuada para el desarrollo de las levaduras de velo de flor.
A continuación se debe inocular la levadura de velo, bien mediante "injerto" sobre la superficie 5 de la cerveza, empleando un asa de siembra, espátula u otra herramienta similar, o bien en el volumen de la cerveza, mediante pipeta. Las levaduras de velo de flor, tanto de cultivo industrial como seleccionada, deben de proceder inicialmente de una bota o depósito con vino a una graduación alcohólica de 15 %, que esté realizando la crianza biológica, y no tenga ningún indicio de contaminación o alteración microbiana (acidez volátil < 0, 2 g/L). Es necesario 10 inocular una población de levaduras del orden de 106 cel/mL para asegurar el inicio y desarrollo de la crianza biológica de una manera rápida y consistente.
El proceso de crianza biológica debe realizarse a una temperatura entre 16-20°C, para ello es necesario disponer en la sala de un sistema de control y mantenimiento de la temperatura. 15
Durante la crianza biológica las levaduras deben metabolizar entre 0, 5-3% v/v del grado inicial de la cerveza para obtener las características sensoriales que tipifican dicha formulación. Durante el proceso, la cerveza está protegida de las oxidaciones, presentando concentraciones de oxígeno disuelto inferiores a 0, 1 ppm. 20
Al final del proceso la graduación alcohólica de la cerveza debe situarse entre 5-7 % v/v.
El tiempo de duración del proceso variará según el grado de crianza pretendido, la actividad metabólica de las levaduras de velo y la relación superficie/volumen de la cerveza. 25
A continuación hay que realizar una filtración por placas o clarificación por frío para la eliminación parcial o total de las levaduras del medio.
Finalmente la cerveza debe ser sometida a una carbonatación bien exógena antes del 30 embotellado mediante el uso de gas carbónico, o bien después del embotellado mediante una segunda fermentación.
