La Cerveza - Elaboración
El Rey de la Creación
El ser humano por estar dotado de una infinita capacidad de análisis e inteligencia, desde sus inicios ha venido utilizando todos los elementos de la naturaleza en su personal beneficio y satisfacción. Uno de los primeros descubrimientos en este sentido fué la observación de la capacidad que tienen los carbohidratos y en particular los cereales de fermentarse cuando quedan expuestos al medio ambiente durante un tiempo mas o menos prolongado.Podemos afirmar así que la producción de bebidas fermentadas fue un descubrimiento del hombre primitivo y su elaboración fue practicada durante siglos como un trabajo artesanal y artístico siendo categorizada a nivel científico sólamente a partir del pasado milenio.
Nuestros antepasados trituraban el trigo con piedras y lo humedecían hasta obtener una pasta queluego al tostarla quedaba convertida en el pan de cada día. Pero pronto se dieron cuenta de que los restos de masa abandonados sufrían una espontánea acidificación pudiendo fabricar con ellos una bebida alcohólica que les proporcionaba energía extra instantánea y, además, les ayudaba temporalmente a olvidarse de las penas y tristezas de su diario convivir..
¿En qué país ocurre tal descubrimiento?
Tal como frecuentemente ocurre con muchos de los descubrimientos e inventos que realiza el ser humano, el hallazgo accidental del fenómeno de la fermentación tuvo lugar en varas regiones del mundo casi de manera simultánea. Las narraciones Bíblicas registran por ejemplo varias leyendas relacionadas con la utilización una bebida fermentada extraída de la uva y que se consumía para socializar y festejar destacándose dos relatos muy gráficos: uno según el cual, después del Diluvio Universal, Noé comenzó a trabajar como Labrador procediendo a plantar un viñedo y luego bebió su vino llegando a embriagarse con el mismo (Gé 9: 18/21) y el otro recuento lo hace el Nuevo Testamento acerca del día en que Jesús conmocionó a los contertulios de un banquete durante la celebración de las bodas de Canaá, población ubicada en las colinas de Nazareth cuando, al efectuar su primer milagro, convirtió en vino seis vasijas que previamente habían sido llenadas con agua.( Juan 2:1/11) Los babilonios y los egipcios fabricaron de una manera tan empírica la bebida fermentada que hoy conocemos con el nombre de cerveza que bien podemos afirmar que fueron los genios y pioneros en el arte de elaboración de la bebida resultante de la fermentación de los cereales Y más recientemente hemos sabido que los indios Chibchas fermentaban el maíz adicionándole miel para producir la Chicha que tanto emocionaba sus espíritus.
Las Materias Primas y su Importancia
CEBADA MALTEADA.- La materia prima fundamental para la elaboración de la cerveza la constituyen los cereales y dentro de ellos el más utilizado sobre todo en el mundo occidental es la cebada previamente sometida a un proceso germinativo que la convierte en Cebada Malteada o simplemtmente "Malta".
ARROZ.- Por tratarse de un cereal con alto contenido de carbohidratos es una materia prima de mucha importancia en la elaboración de la cerveza pero debido a la baja relación porcentual en que interviene con respecto a la malta (70:30) y a que no involucra el previo paso de la germinación se considera entonces omo un material adjunto desde el punto de vista cervecero. También podría utilizarse como adjunto el maíz pero se prefiere el arroz por tener este un menor contenido graso además de su mayor disponibilidad desde el punto de vista comercial.
AGUA.- Entre el 88 y el 92 por ciento de cualquier botella o lata de cerveza que Ud. se tome estará constituído por agua. De ahí la importancia fundamental que adquiere este ingrediente que, además, por las características especiales que debe reunir es considerado por los Maestros Cerveceros como una de las principales materias primas del proceso de elaboración.Posteriormente hablaremos de sus requisitos de calidad y la decisiva y fundamental influencia que ejerce en la clase de cerveza que finalmente se obtenga con cada uno de los diferentes tipos de agua que se utilice.
LUPULO.- No es realmente una materia prima en el estricto sentido de la palabra pero lo incluímos aquí dada la importancia que adquiere por ser el elemento que caracteriza el típico sabor amargo de la cerveza. El lúpulo es una planta de escaso y difícil cultivo y de la cual sólo se utilizan las flores que proporcionan el amargo y el aroma clásico y característico de la cerveza. Inicialmente se utilizaba el lúpulo en flor pero luego el modernismo impuso el lúpulo en pellets, triturado y compactado, y más recientemente se ha venido utilizando el extracto de lúpulo concentrado en forma de una pasta viscosa.
LEVADURA.- También la incluímos en este aparte por razones prácticas y por el importante rol que juega en la producción de cerveza. La Levadura es un microorganismo unicelular y es el responsable de la conversión final de los carbohidratos extraídos de las principales materias primas utilizadas generaando así el alcohol etílico que estará presente en el producto final de nuestro proceso cervecero.
La Elaboración del Mosto
La fabricación de la cerveza conlleva un proceso largo y dispendioso por lo cual es conveniente dividirlo en dos grandes bloques: El primero se lleva a cabo a elevadas temperaturas de hasta 100ºC(212ºF) y el segundo debe cumplirse a muy bajas temperaturas de hasta 0ºC(32ºF). La parte caliente se denomina Maceración y la parte fría comprende las etapas de Fermentación, Maduración y Acabado luego de lo cual tendremos la cerveza lista pero a granel y confinada en tanques de gran capacidad volumétrica restándole únicamente la fase final conocida con el nombre genérico de Empaque pero que, dependiendo del tipo de recipiente involucrado tomar`los rótulos de Embotellado o Enlatado. Pero como en algunos países se acostumbra también a envasar la cerveza en toneles o barriles metálicos de 50 litoros para su consumo en tabernas o pubs es posible que tengamos que hacerlo así en cuyo caso obtendremos la Cerveza del Barril o Sifón como es popularmente conocida en algunas regiones.
MACERACION.- Es la extracción, mediante cocción en agua, de las sustancias valiosas de la malta y demás materias primas adjuntas previa trituración de las mismas. La finalidad de la maceración es la conversión de los almidones de los ereales en sustancias más simples y susceptibles de solubilizarse y fermentarse tales como el azúcar de malta y otros compuestos de bajo peso molecular. La maceración se realiza en varios equipos de similar diseño y construcción, con aditamentos especialmente ideados para facilitar su calentamiento, manipulación, agitación y evacuación. Dependiendo de cada país o región estos equipos reciben el nombre de Pailas u Ollas de cocimiento. Básicamente se trata de los siguientes equipos:
Paila de Crudos.- También se le conoce como Olla de Crudos por su forma parecida a este tipo de recipientes de la cocina familiar. Su tamaño depende del cálculo de la cantidad a producir y el material originalmente era de cobre pero más recientemente se ha venido fabricando en acero negro o mejor todavía en acero inoxidable. Cuenta con facilidades para la adición de las materias primas, válvulas de desagüe o evacuación, agitadores de velocidad variable y un sistema de calefacción a vapor. Aquí es donde se cocina la materia prima adjunta que generalmente es arroz triturado pero que también puede ser maíz o cualquie otro cereal. Se adicionan las cantidades previamente calculadas tanto de agua tratada como del cereal triturado y luego la temperatura de esta masa se va elevando gradualmente a partir de la temperatura ambiente siguiendo un patrón o protocolo de trabajo que depende de la clase de cereal que estemos macerando. Finalmente el contenido de esta olla se lleva a temperatura de ebullición durante unos minutos antes de ser vaciada al siguiente equipo de la cadena productiva. El tiempo total de proceso en este equipo es alrededor de una y media horas.Al final del presente capítulo daremos un patrón de tiempos y temperaturas para un cocimiento típico promedio.
Paila de Mezclas.- En este equipo, de construcción similar al anterior, se cocina la cebada malteada cebada malteadapreviamente molida y se somete a un proceso de calentamioento pero con un protocolo diferente a la masa de crudos una de cuyas principales diferencias es que no debe llevarse a ebullición. En determinado momento del proceso el contenido de la Paila de Crudos hirviendo se vierte a la Paila de Mezclas con el fin de ayudarle a alcanzar la temperatura óptima diseñada para la conversión de los almidones en maltosa y otros compuestos suceptibles de ser fermentados. El proceso de elevación de temperaturas aquí también es gradual y con descansos programados hasta alcanzar los 72ºC para, finalmente, llevarla durante los últimos cinco minutos a 76ºC.
Paila de Filtración.- La mezcla de Malta y Arroz procedente de la Paila de Mezclas contiene muchas partículas insolubles especialmente las cáscaras de la malta por lo cual es necesario filtrarla para separar el líquido de los sólidos y este es el proceso físico que se realiza en la Olla de Filtración la cual difiere de las anteriores en que no tiene sistema de calefacción y además cuenta con un falso fondo perforado a través del cual a manera de colador son retenidos los sólidos dejando pasar sólamente el líquido filtrado que se conoce en el mundo cervecero con el nombre de Mosto.
Paila de Ebullición.- El filtrado que sale de la Olla de Filtración es recolectado en este equipo en el cual será sometido a un proceso de vigorosa ebullición para esterilizarlo y eliminarle algunas proteínas que serán coaguladas y sedimentadas para evitar que se conviertan en un problema posterior cuando la cerveza se encuentre ya embotellada. Es en la Olla de Cocción donde se le adiciona a la cerveza uno de sus ingredientes más característicos como es el lúpulo para comunicarle su típico sabor amargo. El Mosto debe ebullir durante un mínimo de 90 minutos al final de los cuales estará listo para pasar a la segunda parte del proceso que se inicia con una rápida disminución de la temperatura desde 100ºC hasta 6ºC. Es decir, de aquí iremos rápidamente a la parte fría del proceso de producción
Protocolos de Producción
Los tiempos de proceso en la Sala de Cocimientos deben coordinarse de tal manera que coincidan con la mayor exactitud los contenidos de la masa de arroz y la masa de malta que se encuentran en equipos diferentes. El siguiente es un típico modelo de procedimiento:
Olla de Mezclas: Temperatura inicial de 35ºC durante 15 minutos, luego de lo cual se eleva a 50ºC dejándola en reposo hasta cuando la masa de crudos hierva.para luego mezclarlas.
Olla de Crudos: Se inicia a temperatura ambiente y se eleva gradualmente a 68ºC dejándola descansar a dicha temperatura durante 20 minutos. Luego se sube gradualmente hasta ebullición dejándola hervir durante 25 minutos al cabo de los cuales se bombea su contenido hacia la Olla de Mezclas,que se encontraba en reposo, logrando así subir la temperatura de la masa mezclada de 50ºC hasta 65ºC.
Olla de Mezclas: Después de un descanso de 40 minutos a 65ºC se procede a elevar nuevamente la temperatura para llevarla a 72ºC dejándola descansar allí durante 15-30 minutos para, finalmente, llevarla a 76ºC. Luego de un pequeño descanso final de unos cinco minutos se bombeará su contenido a la Olla de Filtración.
Todos estos movimientos de tiempos y temperaturas deben quedar rigurosamente registrados en gráficas para constatación posterior de la exactitud del manejo de los protocolos de elaboración. En la Olla de Crudos, además de la cantidad calculada de triturado de arroz, es necesario adicionarle un pequeño porcentaje de harinas de malta para lograr que las enzimas de esta última realicen la transformación de los almidones del arroz que como ya se dijo carece de enzimas propias por no haber sido malteado.
Para la disolución de las materias primas tanto en Crudos como en Mezclas debemos tener presente el factor de dilución òptimo para la obtención de un grado de concentración adecuado en el mosto. Lo recomendable de acuerdo a la experiencia es utilizar 3,8 hectolitros de agua tratada por cada 100 Kilos de materias primas Si lo hacemos así obtendremmos un Mosto de 16% de concentración después de la primera filtración
Para el cálculo del tamaño de la cochada debemos tener en cuenta los siguientes indicadores:
100 kilos de malta molida tienen un volumen de 0,7 hectolitros a lo cual le adicionaremos un 10% de seguridad para cobijar el incremento de volumen por calentamiento y el espacio necesario para la agitación de la masa. El tiempo que dura la Olla de Mezclas a 72ºC se denomina "descanso de sacarificación" y corresponde a las condiciones requeridas para lograr la conversión de todos los almidones de las materias primas en maltosa y otros compuestos de bajo peso molecular. Este descanso es clave para el grado alcohólico que tendremos al final ya que la cantidad de alcohol en la cerveza dependerá de la cantidad relativa entre maltosa y dextrinas en el mosto que sale de la Olla de Mezclas. Más maltosa que dextrinas conducirá a una fermentación alta mientras que másdextrinas que maltosa nos dará al final una cerveza de baja fermentación y en consecuencia con bajo contenido alcohólico.
Antes de bombear el contenido de la Olla de Mezclas a Filtración es necesario hacer una prueba sencilla de laboratorio para garantizar que todo el almidón de las materias primas ha sido convertido a maltosa y dextrinas. La prueba la hace el jefe cervecero o el operario de producción y consiste en echar en una taza de cerámica blanca unas gotas del extracto que estamos cocinando y encima unas gotas de yodo analítico. Si la coloración se torna oscura o negra es índicativo de que aún tenemos almidones presentes en la masa y será necesario prolongar el descanso o tomar algunos correctivos aconsejables.
Para su buen desempeño el diseño de la Olla de Filtración debe cumplir algunos requisitos siendo el más importante su diámetro debido a que el proceso de filtración debe ser fluido y poco prolongado para lo cual la altura del lecho filtrante formado por las partículas insolubles de la malta no debe superar los 30 cms. Basados en la experiencia y en en los cálculos técnicos de ingeniería damos a continuación los siguientes parámetros :
Kilogramos de la Masa Mezclada Diámetro de la Olla en metros
500 2,06
1.000 2,91
2.500 4,61
5.000 6,52
El área abierta de la Olla de filtración debe ser de 4% a 8% del area total del fondo para garantizar una correcta y efiuciente filtración.
En la Olla de Ebullición la relación entre la altura del Mosto y el area del fondo debe ser 1:2 para lograr un buen nivel de evaporación pues esta es requerida para la coagulación de proteínas y para la concentración del mosto.
La Olla de Ebullición tiene una chimenea cuyo diámetro debe ser 1/30 a 1/50 del diámetro de la Olla con la misma finalidad anterior.Lo deseable es que la rata de evaporación sea del 8% al 12% por hora. La cantidad de lúpulo agregado dependerá del nivel de amargo deseado lo cual es función del gusto del público consumidor. En hispanoamérica, por ejemplo, la gente prefiere cervezas poco amargas incluso para el segmento de los más reconocidos paladares cerveceros. Los subproductos sólidos resultantes de la Olla de Filtración más conocidos como Afrechos o Piensos son un excelente alimento para animales ya que contienen un 75% de proteínas y el 80% de la grasa contenida en la malta de la cual proceden.
Enfriamiento del Mosto
Conceptos básicos del proceso en frío
Antes de entrar a la parte Fría del Proceso de fabricación de la cerveza es necesario refrigerar el Mosto que viene de la parte caliente recién terminada la ebullición para llevarlo a 6ºC hasta la etapa de Fermentación. Este enfriamiento se realiza en dos etapas:
La primera etapa ocurre mientras el mosto sufre un período de reposo y sedimentación de las proteínas que fueron coaguladas en la Ebullición. La sedimentación se efectuaba inicialmente en tanques de fondo plano pero más recientemente se han venido utilizando tanques de fondo cónico y un poco inclinados en los cuales la entrada del mosto es lateral y a presión para generarle la velocidad necesaria a fin de obtener un movimiento centrífugo que obligará a las partículas coaguladas a irse depositando rápidamente en el fondo en una combinación de centrifugación y gravedad. Esta parte del proceso debe durar menos de una hora, generalmente unos 40 minutos pues el mosto en esta etapa es fácilmente atacable por los microorganismos ambientales. El tanque puede ser de acero negro y debe tener los aditamentos requeridos para una rápida evacuación del filtrado dejando en el fondo los sedimentos. Al final de la sedimentación la temperatura habrá bajado hasta unos 85ºC - 90ºC.
La segunda etapa del enfriamiento se desarrolla en intercambiadores de calor de alta eficiencia llamados en cervecería Enfriadores de Mosto. Generalmente son enfriadores de placas fabricados en acero inoxidable y utilizan agua a 1ºC - 2ºC fluyendo en contracorriente para lograr el enfriamiento total de una cochada en 1,5 - 2 horas. La refrigeración se regula aumentando o disminuyendo el flujo del mosto.
En esta parte del proceso se le inyecta oxígeno estéril al mosto el cual será utilizado en la respiración de la levadura para su metabolismo en el proceso de fermentación.
Fermentación.-La fermentación utilizada en la fabricación de cerveza es la Fermentación Alcohólica y consiste en la transformación de azúcares en alcohol y gas carbónico con generación de calor mediante el uso de la levadura cervecera.
La levadura Cervecera.- El nombre científico de la levadura utilizada es Saccharomyces Cerevisiae Saccharomyces Cerevisiae y las hay de dos familias: de Fermentación de Fondo y de Fermentación de Superficie. La primera se va al fondo una vez terminado su proceso y la segunda fermenta en la superficie del liquido. La fermentación de Fondo se lleva a cabo entre 5ºC y 10ºC y la Fermentació0n de Superficie a 10ºC a 25ºC. Nosotros trabajaremos con la Fermentación de Fondo La levadura es un microorganismo unicelular de 9-11 micras de largo y 6-8 micras de ancho. Su forma es ovalada pero variable dependiendo de su edad y otros factores. Hay muchas razas o cepas de levaduras y cada una produce un sabor característico a la cerveza. La levadura se reproduce por gemación y en cada cochada su volumen se incrementa en aproximadamente 3 a 4 veces la cantidad inicial. La levadura durante la fermentación se alimenta del mosto, especialmente de las proteínas en él contenidas que, mediante enzimas, las transforma para su metabolismo y constituír nuevas células generando como subproductos alcohol etílico y gas carbónico.
El proceso de fermentación debe realizarse en frío porque la levadura genera calor en su metabolismo y este calor es necesario neutralizarlo.
El Proceso de Fermentación
Práctica de la Fermentación
El proceso de fermentación se desarrolla en recipientes adecuados y refrigerados genéricamente denominados fermentadores pero que no son más que unos tanques metálicos, de acero negro recubierto o mejor aún de acero inoxidable, a los cuales llega el Mosto Frío junto con la cantidad de levadura calculada para el volumen de mosto a fermentar. La dosificación de levadura debe estar entre 0,3 a 0,5 litros de levadura por cada hectolitro de mosto y la temperatura debe controlarse permanentemente durante la fermentación para mantenerla entre los 6ºC iniciales y un máximo de 12ºC. En épocas pretéritas la fermentación tenía una duración de unos 8 días pero por razones de productividad y rentabilidad los procesos han venido acelerándose y hoy por lo general la fermentación del mosto oscila entre 3 y 5 días. Un régimen de temperaturas 7/9ºC conduce a fermentaciones de 7 días pero si queremos sacar una producción en sólo 3 - 5 días será necesartio fermentar con un régimen térmico de 10/12ºC. Alguna influencia tendrá también la concentración del mosto y la clase de levadura utilizada. Fermentaciones a menores temperaturas, en todo caso, producirán cervezas de mejor sabor y calidad. Existen dos clases de fermentaciones: 1)La Fermentación Baja caracterizada por el hecho de que la levadura al terminar la fermentación se sedimenta yéndose al fondo del tanque. Esta clase de fermentación produce cervezas tipo Pilsen, Munich y Dortmund que son las de mayor aceptación en América y España.2) La Fermentación Alta, Fermentación Alta, así llamada porque la levadura sube a la superficie del tanque al terminar la fermentación, produce otro tipo de cervezas de inspiración inglesa como las tipo Ale, Porter y Stout. Aquí nos referiremos siempre a las condiciones y requisitos necesarios para la producción de cervezas de Fermentación Baja. Las levaduras utilizadas deben proceder del cultivo de una cepa pura para garantizar la calidad y uniformidad del producto final de su metabolismo que lo es el alcohol
etílico. Además, por norma de seguridad, la levadura debe desecharse después de 5 o 6 generaciones o reutilizaciones pero tendremos que hacerlo también en el momento en que se detecte algún tipo de contaminación microbiológica o degeneración morfológica.
Los tanques de fermentación deben estar dotados de medios de refrigeración, serpentines o camisas, para el adecuado control de la temperatura eliminando el calor extra generado por el proceso y tener termómetros incorporados para leer la temperatura por lo menos cada ocho horas e ir haciendo las correcciones incrementando el flujo de refrigerante que por lo general es agua a 1ºC. El avance de la fermentación se controla diariamente tomando muestras y determinándole su densidad o concentración la cual debe ir disminuyendo progresivamente. En todo caso, el avance de la fermentación no debe ser tan rápido y se recomienda que la disminución diaria máxima de la concentración del mosto debe ser de 1,5%. Se dará por terminada la fermentación cuando esta disminución sea de 0,15% a 0,20% en 24 horas. En este caso deja de generarse calor y la temperatura del contenido del tanque baja a menos de 5ºC.
Durante la fermentación se produce también gas carbónico el cual se recolecta y se purifica para carbonatar la cerveza al final del proceso.