Elaboracion y Evaluacion Maltas Cerveceras1

8/14/2019 Elaboracion y Evaluacion Maltas Cerveceras1

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UUnniivveerrss iiddaaddAAuuttnnoommaaddeellEEssttaaddooddeeHHiiddaa llggoo

Instituto de Ciencias Bsicas e Ingenierarea Acadmica de Qumica

ELABORACIN Y EVALUACIN DE

MALTAS CERVECERAS DE DIFERENTES

VARIEDADES DE CEBADA (Hordeumvu lgare) PRODUCIDAS EN LOS ESTADOS

DE HIDALGO Y TLAXCALA

TRABAJO DE INVESTIGACIN

PARA OBTENER EL TTULO DE

QQUUMMIICCOOEENNAALL IIMMEE NNTT OOSS

PRESENTA:

YYuurriidd iiaa RRuuiizz SSnncchheezz

ASESOR:

DDrraa ..AAllmmaaDDeelliiaa RRoommnnGGuutt iirrrreezz

PACHUCA DE SOTO, HIDALGO, 2006


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EEllpprreesseenntteettrraabbaajjooddeeiinnvveessttiiggaacciinnhhaassiiddooppuubblliiccaaddoo

eennlloossssiigguuiieenntteessffoorroosscciieennttffiiccooss..

XXXV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnologa de los

Alimentos, 2004.

Congreso Internacional de Inocuidad Alimentaria, 2004.

II Simposio Internacional de Ciencia y Tecnologa de los Alimentos,

2005.

VII Congreso Ciencia de los Alimentos, 2005.

Primer Foro de Qumica en Alimentos, 2005.


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Este trabajo de investigacin fue apoyado por la Fundacin Hidalgo

Produce y se realiz en el laboratorio de Alimentos I, del Centro de

Investigaciones Qumicas (CIQ) de la Universidad Autnoma del

Estado de Hidalgo.


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i

DEDICATORIASA Dios, por haber designado este tiempo y espacio especialmente para m, por

permitirme disfrutar del regalo ms preciado que me ha dado como prueba de su amor:

mis paps y mis hermanos. Gracias por permitirme conseguir ste anhelado sueo y por

ser mi consuelo en los momentos ms difciles de mi vida. Gracias Amigo que nunca

falla!

A mis papitos queridos: Guille y Jos Luis, por haber dado todo cuanto est en sus

manos para ayudarme a culminar mi meta sin esperar nada a cambio. Mam, te admiro

tanto por tu lucha constante ante esta vida; tus consejos, tus enseanzas y todos los

momentos de alegras y tristezas que hemos compartido me han enseado a enfrentar la

vida por ms difcil que esta sea. Pap, gracias por confiar siempre en m y por habermebrindado la oportunidad de realizar mi carrera profesional, la cual tambin es fruto de

todo el esfuerzo que has hecho por m. Gracias a los dos por quererme tanto y aunque

no suelo expresarlo quiero decirles que los Amo y que no hay tesoro ms valioso para m

que el tenerlos a ustedes a mi lado.

A mis hermanos y compaeros de travesuras: Gely, Luis, Isra y Lupita, quienes ms que

hermanos han sido amigos. Luis, gracias por apoyarme cuando ms te necesit, t

tuviste gran culpa en mi ingreso a la universidad, gracias por hacerme rer con tus

bromas pesadas y por dejarme aprender un poquito con tus experiencias de vida. Gely

gracias por confiar en m; s que aunque no te doy las mejores soluciones siempre

estar cuando me necesites para escucharte o cuando haya un chisme bueno que

compartir. Isra, mi compaero de travesuras, aunque eres menor que yo, a menudo

sueles darme lecciones de vida. Hermanito aventurero s que tienes un concepto de

vida que te va a llevar muy lejos, gracias por estar ah siempre que te necesito. Lupita,

aunque no coincidimos en gustos, sabes que siempre cuentas conmigo para todo, nunca

te lo he dicho pero mil gracias por ser tan cariosa conmigo. Los cuatro saben cuanto

los amo, ojal que Dios nos permita seguir unidos como hasta ahora lo hemos hecho.

A mis cuates de chocolate: Edgar, Alondra y Sury, quienes alegran mi vida con sus

ocurrencias y travesuras; Edgar y Alo gracias por elegirme como su ta favorita y a Sury

que me despierta en las maanas con sus brincos y gritos.


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ii

AGRADECIMIENTOSA la Dra. Alma Delia Romn Gutirrez, quien me permiti formar parte de su

equipo de trabajo, por su confianza y la paciencia que me tuvo durante la

elaboracin de mi tesis, con usted aprend a tomar decisiones inmediatas y a ser

independiente, mil gracias por todo.

A la Fundacin Hidalgo Produce por el apoyo econmico que aport durante esta

investigacin, su colaboracin permiti culminar este trabajo con resultados

satisfactorios.

A la Dra. Eva Maria Santos y la M. en C. Marcela Gaytn por su apoyo en la parte

estadstica de esta investigacin.

Al Q. A. Eduardo Vega por su apoyo en la determinacin de protenas.

Al Dr. Javier Castro, al Dr. Carlos Alberto Gmez, al Dr. Francisco Prieto y a laDra. Elizabeth Contreras por asesorarme en diversas cuestiones y por el prstamo

de material.

A la Dra. Rosa Isela Beltrn y a la tcnico Yolanda por su apoyo con prstamo de

equipo de anlisis de alimentos.

A mi amiga y compaera de trabajo Viry por su esfuerzo enorme en esta

investigacin, estos resultados tambin son tuyos, y creo que sin tu ayuda no se

hubiesen logrado. Pero sobre todo por tratar de comprenderme y aguantar mis

actitudes despus de las vacaciones sacrificadas, uno que otro experimento

imperfecto, muchas rplicas de poder diastsico y otras cuantas ms de protenas,

ante todo me demostraste que eres una persona excepcional, pues siempre he

contado contigo para todo, gracias por ser una de mis mejores amigas.

A Pedro Fernando, por todos los momentos que hemos compartido, gracias por ser

mi apoyo, por comprenderme y aceptarme como soy, por tu amistad y cario que

me has brindado siempre; te quiero mucho.

A Aurora, Maribel, Luis y el Maestro Eugenio Omaa, por estar siempre que los

necesito, por esa amistad tan hermosa que hemos mantenido durante unos

cuantos aos.

A Viry, Paty, Clau, Lili, Nely, Mary, Yady, Angye, Karla, Fa y Zenia por las

mltiples reuniones sociales, por las travesuras de las clases aburridas, por

hacerme rer, por una que otra viboreada de gente y por brindarme su amistad.

A Mary Cruz y Manuel por haber compartido su casa conmigo durante 4 aos y

medio, por su cario, consejos y comprensin, les estar eternamente agradecida.

A la familia Snchez; en especial a Consuelo y Meli, a mi to Juan Snchez, al tio

Ln, a Sal y Lina por su por su apoyo, consejos y nimos.


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NDICE GENERAL

TEMA Pgina

DEDICATORIAS..... iAGRADECIMIENTOS.... iiNDICE GENERAL..... IiiNDICE DE TABLAS..... VNDICE DE FIGURAS.... ViI. INTRODUCCIN. 1II. ANTECEDENTES.. 32.1 Tecnologa de la malta 3

2.1.1 Importancia del grano de cebada en la elaboracin de la malta..... 52.2 Composicin bioqumica y propiedades del grano de cebada. 7

2.2.1 Contenido de carbohidratos amilceos y no amilceos. 82.2.2 Importancia de los -glucanos en cebada....... 12

2.2.3 Contenido de nitrgeno y protenas . 142.2.3.1 Enzimas implicadas en el proceso de malteado. 152.2.4 Presencia de lpidos en cebada. 172.2.5 Otros constituyentes del grano de cebada.. 17

2.3 Bioqumica del proceso de malteado... 182.4 Elaboracin de malta... 19

2.4.1 Seleccin y limpieza del grano.. 192.4.1.1 Parmetros de calidad de cebada maltera.. 20

2.4.2 Remojo... 222.4.3 Germinacin.. 232.4.4 Secado... 26

2.4.5 Molienda y eliminacin de raicillas 282.4.6 Prdidas por malteado 292.5 Calidad microbiolgica de la malta 292.6 Usos de la malta... 32

2.6.1 Produccin de cerveza 322.6.2 Otros usos de la malta. 35

III. OBJETIVOS... 363.1 Objetivo general 363.2 Objetivos especficos... 36IV. MATERIALES Y METODOS.. 374.1 Materia prima 37

4.2 Muestreo y tamao de la muestra. 374.3 Evaluacin de calidad maltera en cebadas.. 38

4.3.1 Viabilidad de germinacin (Porcentaje de germinacin) .. 384.3.1.1 Tamao de raicillas. 39

4.3.2 Determinacin de -glucanos en cebada. 394.3.3 Determinacin de humedad... 41

4.4 Pruebas preeliminares de remojo, germinacin y secado. 414.4.1 Experimentos de remojo. 424.4.2 Condiciones de germinacin. 434.4.3 Condiciones de secado.. 43

4.5 Diseo de experimentos. 44

4.6 Malteado de cebada 454.6.1 Seleccin y limpieza 45


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iv

4.6.2 Remojo.. 454.6.3 Germinacin. 454.6.4 Secado.. 464.6.5 Molienda y eliminacin de raicillas 46

4.7 Anlisis de calidad de maltas terminadas 46

4.7.1 Prdidas por malteado 464.7.2 -glucanos en malta 474.7.3 Determinacin del poder diastsico de malta. 474.7.4 Nitrgeno total en malta y determinacin de protenas. 48

4.8 Anlisis en maltas seleccionadas.. 494.8.1 Extracto de malta. 49

4.9 Anlisis estadsticos. 51V. RESULTADOS Y DISCUSIN 525.1 Evaluacin de calidad maltera en cebadas. 525.2 Pruebas preeliminares de remojo, germinacin y secado. 555.3 Evaluacin de las fases de malteado 60

5.4 Optimizacin del proceso de malteado y seleccin de maltas de mejorcalidad... 66

5.5 Evaluacin de calidad de maltas seleccionadas. 805.5.1 Comparacin con testigos de calidad maltera aceptable.. 80

VI. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS. 826.1 Conclusiones. 826.2 Perspectivas.. 83VII. BIBLIOGRAFA 84VIII. ANEXOS.. 92GLOSARIO.. 99


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v

NDICE DE TABLAS

Nmero PginaTabla 1. Composicin qumica media de la materia seca del grano de

cebada (Callejo, 2002). 8Tabla 2.

Parmetros y especificaciones de calidad maltera en cebada(NMX-FF-043-SCFI-2003).. 20Tabla 3. Caractersticas de calidad maltera en cebada (Anderson et al,

2000; Callejo, 2002; Hornsey, 1999)................................................ 21Tabla 4. Variedades de cebada sometidas a procesos de malteado.. 37Tabla 5. Factores y niveles para el malteado de 7 variedades de cebada.... 44Tabla 6. Matriz del diseo de experimentos del proceso de malteado... 44Tabla 7. Anlisis fsico y selectivo de cebada (Lpez, 2005)... 52Tabla 8. Parmetros de evaluacin de calidad maltera en cebada

(desviacin estndar).. 54Tabla 9. Promedios de viabilidad de germinacin (desviacin estndar).. 58Tabla 10. Humedades de remojo (%) durante 2 y 4 das (desviacin

estndar) 61Tabla 11. Porcentaje de germinacin para muestras de cebada sometidas adiversos tratamientos de germinacin (desviacin estndar).. 63

Tabla 12. Tamao de Raicillas para las variedades de cebada analizadas(desviacin estndar)...... 66

Tabla 13. Humedades de secado (%) (desviacin estndar). 67Tabla 14. Prdidas por malteado (%) para las diversas maltas obtenidas

(desviacin estndar).. 67Tabla 15. -glucanos en malta (%) (desviacin estndar)................ 68Tabla 16. Poder diastsico en malta (Unidades Windisch Kolbalch)

(desviacin estndar).. 71Tabla 17. Contenido de protenas en malta (%) (desviacin estndar).. 72

Tabla 18. Tratamientos de malteado 2 das de remojo a 10C . 74Tabla 19. Parmetros de calidad de malta ... 75Tabla 20. Maltas apropiadas para la elaboracin de cerveza 75Tabla 21 Correlacin entre parmetros de calidad en maltas .. 77Tabla 22. Vectores caractersticos para las variables de cebada maltera 78Tabla 23. Evaluacin de calidad de maltas seleccionadas para la

elaboracin de cerveza (desviacin estndar) 81Tabla 24. Humedad alcanzada (%) durante el remojo a 19-22C (desviacin

estndar)............. 92Tabla 25. Humedad alcanzada (%) durante el remojo a 4C (desviacin

estndar) 92Tabla 26. Humedad alcanzada (%) durante el remojo a 10C (desviacin

estndar) 92Tabla 27. Tamao de raicillas (TR); 2 das de germinacin a 16C

(desviacin estndar).. 93Tabla 28. Tamao de raicillas (TR); 2 das de germinacin a 20C



(desviacin estndar).. 94Tabla 31. Humedades (en %) alcanzadas durante los tratamientos de

remojo (desviacin estndar).. 95Tabla 32. Contenido de nitrgeno en malta (%) (desviacin estndar) 96Tabla 33. Comparacin mltiple de tratamientos de malteado mediante

distancias euclidianas.. 97


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NDICE DE FIGURAS

Nmero Pgina

Figura 1. Proceso de malteado de la cebada(http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/7522/maltade.htm)..... 3

Figura 2. Especies de cebada; (a) Horedum distichum, (b) Hordeum vulgare(http://www.cl/sw_educ/cultivos/cereales/cebada.htm)........................ 6

Figura 3. Ubicacin de los constituyentes del grano de cebada de mayorimportancia para el proceso de malteado(http://www.html.rincondelvago.com/ files.jpg). 6

Figura 4. Seccin esquemtica de los principales compartimentos del granode cebada (corte lateral) (http://www.cl/sw_educ/cultivos/cereales/cebada.htm)............................................................ 8

Figura 5. Estructura qumica de la amilopectina(http://msdlocal.ebi.ac.uk/docs/chem_comp/gif/raffinose)................... 9

Figura 6. Estructura qumica de la amilosa(http://msdlocal.ebi.ac.uk/docs/chem_comp/gif/raffinose)................... 10

Figura 7. Principales azcares presentes cebada; (a) Sacarosa, (b) Rafinosa(http://www.telecable.es/quimica/industria/sacarosa).......................... 10

Figura 8. Estructura qumica de los pentosanos(http://www.sbu.ac.uk/water/images/hyglu.gif)..................................... 11

Figura 9. Estructura qumica de los -glucanos(http://www.sbu.ac.uk/water/images/hyglu.gif)..................................... 11

Figura 10. Clula de endospermo del grano de cebada (Lewis et Young,1995).. 12

Figura 11. Esquema de raicillas y acrospira durante la germinacin de cebada(Callejo, 2002)........................ 24

Figura 12. Comparacin de la eficiencia de los mtodos preeliminares de

remojo........... 56Figura 13. Humedad obtenida despus del tratamiento preeliminar desecado 59

Figura 14. Fase de remojo. 60Figura 15. Germinacin de cebada.. 62Figura 16. Evaluacin de la viabilidad de la cebada (Conteo de granos

germinados y medida del grano y tamao de raicillas)............. 62Figura 17. Secado de la cebada germinada... 65Figura 18. Determinacin de - glucanos en malta... 68Figura 19. Determinacin de poder diastsico en maltas. 70Figura 20. Distribucin de componentes principales, tomando en cuenta los

anlisis de calidad en malta... 79


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1

I. INTRODUCCIN

La cebada (Hordeum sativum) es un cereal que pertenece a la familia de las

gramneas, los principales tipos de cebada que se cultivan pertenecen a lasespecies Hordeum distichum (de 2 hileras) y Hordeum vulgare (de 6 hileras).

Desde hace 3000 aos su primordial aplicacin es como materia prima para la

produccin de malta en la industria cervecera (Hornsey, 1999), sin embargo, no

todas las variedades de cebada pueden ser utilizadas para elaborar malta, debido

a que no se conocen las caractersticas de calidad que poseen.

La cebada se ha destacado por ser un cultivo de gran importancia econmica ysocial en Mxico; tan slo en el ao 2005 la produccin nacional de este cereal

fue de 457,856 toneladas (ciclo primavera-verano), los Estados de Hidalgo y

Tlaxcala se destacan por ser dos de los ms importantes productores de cebada

a nivel nacional, la produccin total de cebada en el ciclo primavera-verano 2005

fue de 245, 503 toneladas para el Estado de Hidalgo, mientras que en el Estado

de Tlaxcala se produjeron Hidalgo 124, 793 toneladas (SAGARPA, 2005).

Los tipos de cebada que se cultivan en los estados de Hidalgo y Tlaxcala

pertenecen a la especie Hordeum vulgare; existe una amplia diversidad de

variedades de cebada, entre las cuales se pueden destacar Esmeralda, Pastor

Ortiz, M16, Esperanza, Gaviota, Forrajera, etc.; actualmente la industria maltera

utiliza la variedad Esmeralda de temporal y la Esperanza de riego. Probablemente

las otras variedades posean caractersticas malteras, pero hasta el momento no

se han realizado estudios.

La primera fase de la produccin de cerveza es el malteado, el cual se lleva a

cabo mediante tres etapas principales: remojo, germinacin y secado del grano,

se realiza con el objetivo de generar enzimas encargadas de hidrolizar el almidn

de la cebada para obtener azcares y otros nutrientes necesarios para la levadura

durante la fermentacin mediante una germinacin controlada de la cebada, la

elaboracin de la malta es una etapa trascendental, pues precisamente en este

perodo se define si la cebada posee caractersticas ideales para ser empleada la


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I. INTRODUCCIN

2

industria cervecera.

La calidad final de la malta depende de las propiedades fisicoqumicas del grano

de cebada, as como de las condiciones de tiempo y temperatura de las fases de

malteado, la calidad de la malta se evala mediante una serie de mtodos

analticos, entre los cuales destacan la viabilidad de germinacin, contenido de

humedad, prdidas por malteado, contenido de protenas (nitrgeno en malta),

extracto de malta, poder diastsico y el contenido de -glucanos (Analytica EBC,

2003).

Este trabajo de investigacin tiene por propsito establecer las condiciones

ptimas de malteado para variedades de cebada producidas en los Estados de

Hidalgo y Tlaxcala y seleccionar las variedades de cebada con las cuales se

obtenga malta de mejor calidad.


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II. ANTECEDENTES

2.1 Tecnologa de la malta

La malta es la cebada parcialmente germinada y secada; durante la germinacinse producen una gran cantidad de enzimas activas que transforman las reservas

del grano (principalmente almidn) en compuestos requeridos durante la

elaboracin de cerveza (Callejo, 2002).

Actualmente, la cebada es el cereal ms empleado para la elaboracin de malta

cervecera, en menor proporcin se usa el trigo y sorgo. Cada ao se producen

alrededor de 1.5 x 107

toneladas de malta a partir de cebada; alrededor de un94% de esa cantidad, es usada en la industria cervecera (Schildbach, 1999). La

conversin de cebada en malta requiere un mnimo de 2 semanas y se somete a

malteado despus de 6 a 8 semanas de la cosecha del grano.

La malta es una materia prima necesaria para la fabricacin de cerveza ya que

confiere caractersticas de color, sabor y espuma por ello su elaboracin exige

controles rigurosos de tiempo y temperatura, el malteado constituye toda una

industria que en la mayora de los casos es independiente de la industria

cervecera. El malteado consta de varias etapas mostradas en la figura 1.

Figura 1. Proceso de malteado de la cebada (www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/7522/maltade.htm)

1.Seleccin y

limpieza

2.Remojo

3.Germinacin4.Secado

5.Eliminacin

de raicillas

6.Integracin de la malta al

proceso de cervecera


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II. ANTECEDENTES

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Tipos de maltas cerveceras

Existen diversos tipos de malta, que difieren en las condiciones de tiempo y

temperatura a las cuales fueron tratadas durante el malteado, por lo que poseen

caractersticas especiales de sabor y color (Anderson et al,2000):

Maltas cerveceras claras. Se trata de maltas destinadas a la elaboracin de

cervezas de tipo lager o pilsner. En el secado, estas maltas son sometidas a bajas

temperaturas (50-70C), lo cual promueve la formacin de S-metilmetionina,

durante la elaboracin de la cerveza esta sustancia se transforma a dimetilsulfato,

aportando el sabor caracterstico de las cervezas claras.

Maltas cerveceras claras especiales. Tambin se conocen como maltas

proteolticas, enzimticas o cidas y estn enriquecidas con cido lctico, el cual

se adiciona con la finalidad de reducir el pH de la malta hasta obtener un valor

ptimo para la actividad de las enzimas a-amilasas que actan durante la

maceracin durante la elaboracin de cerveza. Adems el cido lctico reduce la

accin indeseable de la dureza carbonatada del agua. Las maltas especiales se

emplean en una concentracin mxima de 10% junto con otros tipos de maltas.

Maltas oscuras (Secadas parcialmente).En este grupo se incluyen a las maltas

de tipo Vienna que se producen principalmente en Europa y se emplean para la

elaboracin de cervezas ale coloreadas u oscuras; cervezas que se

caracterizan por tener sabores de amargor ms acentuado. El secado de estas

maltas se realiza a temperaturas ms altas (80-100C) y periodos de tiempo

cortos.

Maltas tostadas.Se trata de maltas mbar, cafs, chocolate y negras (en orden

de ascendencia en la tonalidad de color) y se utilizan para la elaboracin de

cervezas de tipo stout. En esta clasificacin tambin se encuentran las maltas

acarameladas conocidas como maltas caramelo y cristal.Las maltas tostadas se

someten a secados con humedad controlada seguida de un tratamiento de

cristalizacin (acentuacin de colores inducidos por reacciones de Maillard) y

enfriamiento, estas se emplean en concentraciones bajas para elaborar cervezasde tipo ale y lager originando sabores tpicos de cerveza.


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II. ANTECEDENTES

5

Maltas destiladas. Se elaboran con cebadas dsticas y requieren una cantidad

moderada de nitrgeno, as como bajas temperaturas seguidas de un proceso de

ahumado al final del secado. Las maltas destiladas se emplean junto con altas

cantidades de adjuntos cerveceros de alto poder diastsico y normalmente se

emplean para la elaboracin de bebidas de tipo spirit y whisky.

2.1.1 Importancia del grano de cebada en la elaboracin de la malta

El objetivo del malteado es transformar las reservas nutritivas del grano a

sustratos apropiados requeridos para la elaboracin de cerveza mediante una

germinacin controlada; las siguientes caractersticas fisiolgicas hacen de la

cebada sea el cereal preferido para la elaboracin de malta cervecera; cualidad

que se dio a denotar a partir del siglo XVI (Hornsey, 1999):

La planta de cebada pertenece a la familia de las Gramneas, todas las cebadas

se integran en el gnero Hordeum dentro del cual se encuentran las especies

Hordeum distichum o dsticas (plantas que producen 2 granos en los nudos de la

cabeza; es decir producen cabezas de 2 hileras)y Hordeum vulgareo hexsticas

(son cebadas que producen cabezas de 6 hileras) (Figura 2). Estas dos especies

incluyen a numerosas variedades de cebada.

Ambas especies de cebada se emplean para la elaboracin de malta cervecera;

las variedades H. distichumproducen granos ms gruesos y uniformes, y por ello

se utilizan para la elaboracin de maltas primordialmente en pases de Europa, en

tanto que las variedades de H. vulgareposeen un alto potencial enzimtico y son

preferidas principalmente en cerveceras de Mxico, Canad y Estados Unidos(Hornsey, 1999).


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II. ANTECEDENTES

6

Figura 2. Especies de cebada; (a) Hordeum distichum, (b) Hordeum vulgare(http://www.cl/sw_educ/cultivos/cereales/cebada.htm)

La semilla de cebada est rodeada de una capa protectora que recubre la

verdadera cubierta de la semilla o testa, por lo tanto, posee tres capas (cscara,

pericarpio y testa) que le confieren una proteccin al grano destinado al malteado,

sobre todo durante el almacenamiento (figura 3).

Los fragmentos de cscara sirven de lecho filtrante despus de la maceracin

para separar el mosto.

Figura 3. Ubicacin de los constituyentes del grano de cebada de mayorimportancia para el proceso de malteado (http://www.html.rincondelvago.com/ files.jpg)

a b

Vista Exterior Lado dorsal

Pericarpio y testa

Capa de aleurona

Glumilla dorsal

Endospermo amilceo

Glumilla ventral

Haz vascular

Raquis


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II. ANTECEDENTES

7

El endospermo de los granos de cebada posee hasta un 90% de carbohidratos

totales, de los cuales un 80% se encuentra en forma de grnulos de almidn que

sirve de reserva nutritiva del grano. El almidn es solubilizado e hidrolizado

durante el malteado hasta monosacridos (principalmente glucosa y maltosa)

gracias a la capacidad enzimtica de las y -amilasas que se desarrollan en la

cebada durante la germinacin.

2.2 Composicin bioqumica y propiedades del grano de cebada

El grano de cebada presenta forma oval y alargada (Figura 4); posee 2

compartimentos especiales: el endospermo y el embrin, ambas zonas se

encuentran rodeadas por dos capas externas (testa y pericarpio) que le confieren

una proteccin vital durante el almacenamiento (Callejo, 2002).

El endospermo es el lugar en donde se almacena el almidn y est cubierto por la

capa de aleurona; tanto las paredes celulares del endospermo amilceo como las

que conforman la aleurona se encuentran cubiertas por polisacridos no

amilceos tales como arabinoxilanos, -glucanos y en menor cantidad unidades

de celulosa (MacGregor et Batty, 1996). El endospermo del grano de cebada

tambin es rico en nitrgeno (1.4-1.8% del peso seco), el cual se encuentra en

forma de protena enzimtica y protena de reserva (Hornsey, 1999).

El embrin es la parte de la semilla de la cebada que se desarrolla durante la

germinacin ya que requiere de nutrientes como el almidn y protenas para su

crecimiento; en el embrin se promueve la formacin de enzimas que potencian la

degradacin de dichos componentes. La produccin de enzimas durante la

germinacin inicia en el esctelo.

Los lpidos constituyen el 3-4% del peso total del grano y se encuentran

localizados mayoritariamente en las clulas del embrin y la aleurona.


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II. ANTECEDENTES

8

Figura 4.Seccin esquemtica de los principales compartimentos del grano de cebada(corte lateral) (http://www.cl/sw_educ/cultivos/cereales/cebada.htm)

En general, la cebada presenta la composicin qumica media mostrada en la

tabla 1; los nutrientes mostrados se encuentran expresados en base seca, por lo

tanto el contenido de humedad de la cebada es prximo al 14% (Callejo, 2002).

Tabla 1.Composicin qumica media de la materia seca del grano de cebada (Callejo, 2002)

Nutriente Contenido (%)

Carbohidratos

De los cuales:

Almidn

Azcares

Celulosas y Hemicelulosas (-

glucanos y pentosanos)

Protena

Lpidos

Minerales

Otros constituyentes

70-80

50-63

1.8 2.0

15-20

10.5 11.5

1.5-3.0

2.0-4.0

1.0-2.0

2.2.1 Contenido de carbohidratos amilceos y no amilceos

Los carbohidratos constituyen alrededor del 80% del grano de cebada, el almidn

es el componente ms importante, ocupando hasta un 65% del total, no obstante,

Capa de

aleurona

Endospermo

amilceo

Escutelo

Testa

Embrin

o germen

Pericarpio


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II. ANTECEDENTES

9

las paredes celulares de la cebada contienen matrices de microfibrillas

compuestas por polisacridos tales como celulosas y hemicelulosas (que a su vez

estn conformadas por arabinoxilanos y (1? 3), (1? 4) -D-glucanos), mientras

que el contenido de azcares sencillos es mnimo, aumentando despus de los

procesos de malteado como resultado de la degradacin enzimtica del almidn y

de los otros polisacridos (MacGregor etBatty, 1996).

a) Polisacridos amilceos

Almidn:Se encuentra en el endospermo de la cebada en forma de grnulos

especficos que miden entre 20-25m de dimetro (grandes) y 1-5m de dimetro

(pequeos). Todos los grnulos de almidn se encuentran envueltos dentro de

una matriz proteica.

Durante la germinacin, solamente un 15% del total de almidn es hidrolizado

para ser consumido por el embrin en su respiracin, por lo que la ruptura total

del almidn se completa en la maceracin del mosto cervecero gracias a la

actividad de a y -amilasas; enzimas inducidas durante la germinacin (Callejo,

2002). El almidn est compuesto por unidades de amilosa y amilopectina.

Amilopectina: Se trata de un polmero ramificado compuesto por unidades de D-

glucosa, unidas por enlaces (14) en la cadena lineal y con ramificaciones

unidas por enlaces (16) (Figura 5).

La amilopectina supone el 75-80% del almidn de cebada.

Figura 5.Estructura qumica de la amilopectina (http://msdlocal.ebi.ac.uk/docs/chem_comp/gif/raffinose)


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II. ANTECEDENTES

10

Amilosa: Es un polmero de cadena recta formado por unidades de D-glucosa

que se unen mediante enlaces (14), (Figura 6).

La amilosa ocupa de 20-25% del almidn total. La amilosa puede ser hidrolizada

completamente a maltosa por la accin combinada de -amilasa y otras enzimas

denominadas isoamilasas (Banks etGreenwood, 1973).

Figura 6. Estructura qumica de la amilosa (http://msdlocal.ebi.ac.uk/docs/chem_comp/gif/raffinose)

b) Polisacridos no amilceos

Celulosa: Se localiza exclusivamente en las cubiertas de las paredes celulares,

actuando como sustancia estructural, este polisacrido es insoluble y no

hidrolizable por las enzimas generadas durante el malteado, sin embargo, carece

de influencia en la calidad de la malta.

Azcares: La sacarosa y la rafinosa son los azcares principales que se

encuentran en el grano de cebada (figura 7), se ubican en la capa de aleurona y

en el embrin, el contenido de azcares en el grano de cebaba incrementa

considerablemente despus del malteado generndose maltosa como principal

producto.

(a) (b)Figura 7. Principales azcares presentes en la cebada; (a) Sacarosa, (b) Rafinosa.(http://www.telecable.es/quimica/industria/sacarosa)


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II. ANTECEDENTES

11

Gomas: Se trata de los -glucanos y pentosanos o arabinoxilanos que son

solubles en agua caliente.

Hemicelulosas:Esta fraccin se refiere al porcentaje de -glucanos (80-90%) y

pentosanos (10-20%) que son insolubles en agua caliente.

Pentosanos o arabinoxilanos: Son polmeros de xilosa unidos por

enlaces (14) y cadenas laterales de arabinosa unidos por enlaces (13)

(Figura 8) que suelen ser parcialmente hidrolizados durante la germinacin; estos

componentes carecen de importancia en la calidad de la malta cervecera en

comparacin con los -glucanos.

Figura 8. Estructura qumica de los pentosanos (http://www.sbu.ac.uk/water/images/hyglu.gif)

-D-glucanos: Son polmeros lineales de glucosa, unidos mediante

enlaces -(13) (70%) y (14) (30%), (Figura 9) que se encuentran en las

paredes celulares del endospermo hasta 70-95% junto con otros pentosanos, otra

pequea cantidad procede de la cascarilla (MacGregor etBatty, 1996; Hornsey,

1999).

Figura 9. Estructura qumica de los -glucanos (http://www.sbu.ac.uk/water/images/hyglu.gif)

Los -glucanos se encuentran estrechamente unidos a las protenas (mediante

enlaces puentes de hidrgeno) en las paredes celulares del endospermo. En lafigura 10 se representa esquemticamente una clula de endospermo, mostrando


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II. ANTECEDENTES

12

grnulos de almidn (grandes y pequeos) embebidos de una matriz proteica

formada por el complejo protena--glucano y rodeados por la pared celular

(Lewis etYoung, 1995).

Figura10. Clula de endospermo del grano de cebada (Lewis etYoung, 1995)

2.2.2 Importancia de los -glucanos en cebada

En la industria de la malta y cerveza altas cantidades de -glucanos se asocian

directamente con problemas, principalmente la formacin de haze (precipitados

insolubles de -glucanos en producto terminado) (Bamforth, 1982).

Los -glucanos tambin suelen enlazarse a otros componentes como los

polifenoles, protenas y otros polisacridos que formarn precipitados turbios

durante el almacenamiento de la cerveza, conocidos como chill haze

(Yamashita, et al, 1989); tambin pueden formar geles, con complicaciones

adversas sobre la filtracin del mosto (Callejo, 2002); tales como disminucin del

volumen final de la cerveza y un incremento de tiempo para el filtrado (Bathgate,

1983), adems se les ha identificado como las principales barreras para la

penetracin del agua al interior del grano durante la fase del remojo (Ellis et al,

1997).

Altas concentraciones de -glucanos afectan el extracto, debido a que las

cebadas con cantidades elevadas de estos componentes suelen mostrar

producciones pobres de -glucanasa; enzima encargada de la despolimerizacin

de los -glucanos (Etokapkan, 1993). La degradacin del almidn de la cebada

est determinada principalmente por el contenido de -glucanos en la pared

celular y en especial en la capacidad de la cebada para desarrollar altos niveles

Otras clulas

Matriz proteica, unidaa -glucanos. (pared

celular; lado interno)

Pared celular (cara

externa)

Grnulos de

almidn


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II. ANTECEDENTES

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de -glucanasa (Henry, 1989), debido a que una deficiente -glucanasa en la

muestra trae como consecuencia una degradacin ms lenta de -glucanos

(Masak etBasarova, 1991; Stuart et al1988).

Finalmente, los -glucanos incrementan la viscosidad del mosto, por lo que deben

estar presentes en mnimas cantidades en el grano de cebada (generalmente se

han reportado concentraciones de 3-6% como lmite mximo en variedades de

cebada empleadas en Europa (MacGregor etBatty, 1996).

El contenido de -glucanos ha sido uno de los principales parmetros para la

evaluacin de la calidad de cebada, malta y cerveza (Ingversen et al, 1989), se

han empleado diversos mtodos para dicho anlisis (precipitacin con sulfato de

amonio, hidrlisis de -glucanos con cido o lcali), sin embargo los mtodos ms

especficos estn basados en la hidrlisis de dichos polisacridos con enzimas

endohidrolasas definidas, es decir -(13), -(14) D-glucanasas.

Existen algunas alternativas para disminuir los problemas causados por

concentraciones elevadas de -glucanos en maltas cerveceras; la primera de

ellas consiste en seleccionar variedades de cebada que produzcan altas

cantidades de -glucanasa.

Otro mtodo para controlar los niveles de -glucanos consiste en establecer

mtodos de secado y macerado de maltas que no afecten o destruyan la actividad

de la -glucanasa por el uso de altas temperaturas (Loi et al, 1997).

ltimos estudios sobre modificacin gentica han demostrado que se incrementaconsiderablemente la produccin de -glucanasas en cebada mediante la

insercin de genes de bacterias (Olsen et al, 1991), hongos (Mannonen et al,

1993) o genes de la misma cebada (Fincher, 1994), bajo estas investigaciones se

han obtenido -glucanasas estables al calor, con lo cual se ha reducido la

cantidad de -glucanos en maltas as como la disminucin de la viscosidad de

mostos durante experimentos de maceracin (Mannonen, 1993; Aspergen et al,

1995).


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II. ANTECEDENTES

14

2.2.3 Contenido de nitrgeno y protenas

La evaluacin del contenido de nitrgeno en la cebada es una medida indirecta de

la cantidad de protenas presentes en dicho cultivo. La mayor parte de nitrgeno

de la cebada est localizado en el endospermo como protena de reserva y

protena enzimtica. Adems de las protenas, existen diversos compuestos que

contienen nitrgeno en pequeas cantidades, entre ellos figuran los cidos

nucleicos, aminas, amidas y aminocidos libres (Hornsey, 1999).

Las protenas son compuestos nitrogenados de alto peso molecular y ocupan de 8

a 15% de la materia seca total del grano de cebada; existen cuatro fracciones

proteicas principales:

Hordena. Alcanza hasta un 36% de la protena total y es soluble en etanol al

70%. Debido a que es deficiente en lisina y treonina; dos aminocidos esenciales,

no presenta un efecto de gran importancia en alimentos elaborados a partir de

cebada.

Globulina. Constituye alrededor de un 31% de la protena total y es soluble en

cloruro de sodio diluido.

Glutelina. Es soluble en una solucin de hidrxido de sodio y constituye alrededor

de un 29% de la protena total.

Albmina. Es una protena soluble en agua caliente y en soluciones salinas

diluidas supone alrededor del 4% del contenido total de protena.

Todas las fracciones proteicas se encuentran almacenadas en el endospermo del

grano de cebada y pueden ser degradadas para proporcionar nutrientes durante

la germinacin. La hordena y la glutelina son protenas estructurales y ambas

sufren una mayor degradacin durante el malteado, mientras que la albmina y la

globulina del grano de cebada representan las fuentes potenciales de -amilasa y

proteasas (MacGregor etBatty, 1996).


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II. ANTECEDENTES

15

Altas cantidades de protenas disminuyen el extracto potencial y provocan largos

tiempos de germinacin en la malta, adems de aportar turbidez en cerveza

terminada debida principalmente a pptidos no degradados durante la malta que

se unen a los componentes que confieren amargor a la cerveza tales como los

iso-a-cidos; (Callejo, 2002; Huges, 1999; Huges etWilde, 1997).

Bajas cantidades de protenas causan fermentaciones lentas, as como

deficiencia de aminocidos disponibles para la levadura durante la fase de

fermentacin y en cerveza terminada originan inestabilidad en la espuma. El

contenido de protena en cebada es de un 9.05 a 10.9% (Analytica EBC, 2003).

2.2.3.1 Enzimas implicadas en el proceso de malteado

La degradacin de compuestos como almidn, protenas y otros polmeros para

su conversin en nutrientes sencillos y necesarios para la germinacin se lleva a

cabo mediante reacciones enzimticas especficas que implican principalmente la

actividad de enzimas a y -amilasas, dextrinasas, proteasas y -glucanasa

(Hornsey, 1999).

Amilasas: Se trata de enzimas a y -amilasas encargadas de la degradacin del

almidn a dextrinas (sustancias qumicamente intermedias entre el almidn y

monosacridos) y azcares sencillos, la actividad combinada de estas enzimas es

conocida como poder diastsico (PD). En los procesos de elaboracin de cerveza

se requieren altos niveles de PD para obtener una conversin adecuada del

almidn (Evans et al, 1996).

La cebada sin maltear contiene cantidades considerables de -amilasa latente, enforma soluble como insoluble, esta enzima se solubiliza completamente durante el

malteado; mientras que la a-amilasa esta ausente en la cebada y se desarrolla en

las primeras fases de malteado (remojo y germinacin).

La -amilasa tiene una actividad dextringena, es decir genera ms cantidades de

dextrinas, en tanto que la a-amilasa tiene una accin sacarognica; es decir

completa la degradacin del almidn hasta azcares. Las temperaturas bajo lascuales estas enzimas son viables son entre 62 y 75C; (Wolfgang, 1999).


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II. ANTECEDENTES

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Proteasas, pentosanasas y dextrinasas lmite. Son enzimas encargadas de

acelerar la degradacin de protenas y pentosanos respectivamente, estas

enzimas al igual que la a-amilasa tambin se generan durante el malteado gracias

a la actividad del cido giberlico, una hormona vegetal natural.

-D-glucanasa (-glucanasa). Se trata de una enzima con peso molecular

cercano a 20 000 unidades (Yin et MacGregor, 1989), se activa durante el

malteado despus de la formacin de la a-amilasa en el embrin de cebada

(especficamente en la aleurona y el escutelo) y est implicada en la degradacin

de -glucanos (Etokapkan, 1993; Hornsey, 1999; Ellis et al, 1997; Knuckles et

Chiu, 1999). La presencia de esta enzima en concentraciones elevadas se

traduce directamente a una mejor calidad de la malta .

La cantidad y la capacidad enzimtica de la de -glucanasa presente en la

cebada dependen principalmente de las propiedades genticas de la variedad

utilizada (Narasinhalu et al, 1994; Zhang et al, 2001). La -glucanasa muestra su

mayor actividad en los das finales de malteado (Swanston et al, 1994),

posteriormente, durante la maceracin, dicha enzima se vuelve a activar para

desdoblar restos de -glucanos, inactivndose a temperaturas por encima de los

45C (Muller, 1995).

Lipasa.Tambin conocida como triacilglicerol hidrolasa; se encarga de promover

la ruptura de lpidos, especficamente triacilgliceroles para convertirlos en cidos

grasos. La lipasa se activa durante la germinacin, siendo 37C su temperatura

ptima de actividad, se encuentra principalmente en el embrin y la aleurona,

aunque existen cantidades considerables de esta enzima en el endospermoamilceo y en la cascarilla de la cebada (Gaillard etBowler, 1987).

Adems de la lipasa, en la cebada existen pequeas cantidades de fosfolipasas

responsables de la ruptura de lpidos polares como los fosfolpidos,

glicerofosfolpidos y esteroles (MacGregor etBatty, 1996).


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II. ANTECEDENTES

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2.2.4 Presencia de lpidos en cebada

Constituyen alrededor del 3-4% de la masa total de la cebada, se trata

principalmente de triacilgliceroles y cidos grasos libres (bsicamente cidos

palmtico, olico y linolico), que conforman el 27% al 30% del total de las grasas

y se encuentran en el embrin y en la capa de aleurona, la cebada tambin posee

lpidos polares en proporciones menores (14 a 19% del total) como esteroles y

fosfolpidos.

Durante la elaboracin de cerveza, la levadura empleada para la fermentacin

requiere de la presencia de lpidos para su crecimiento sin embargo, altas

cantidades de lpidos en malta aportan turbidez en cerveza, incrementando el

haze causado por uniones de -glucanos con lpidos que forman geles los

cuales impiden una filtracin adecuada de la cerveza (Meshehdani et al, 1990).

Otros efectos indeseables provocados por elevadas concentraciones de lpidos

son la presencia de sabores rancios en malta, mosto y cerveza provocados por

la oxidacin de lpidos, as como la desestabilizacin de la espuma de la cerveza,

provocada por residuos de lpidos polares tales como los fosfolpidos (Hollemans

et al, 1991).

2.2.5 Otros constituyentes del grano de cebada

Monofenoles y polifenoles. Se encuentran en pequeas cantidades en la

cscara, pericarpio y la capa de aleurona.

Vitaminas y Minerales: En la capa de aleurona tambin se encuentran ciertos

minerales tales como K+, PO43-, Mg2+, Na+ y Cl-, la cebada tambin poseevitaminas del grupo B; elementos vitales para la fermentacin, las vitaminas se

distribuyen en el embrin y la capa de aleurona (Hornsey, 1999).


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II. ANTECEDENTES

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2.3 Bioqumica del proceso de malteado

El endospermo amilceo de la cebada se encuentra formado por clulas

incapaces de sintetizar enzimas. Tales clulas consisten en una pared de

protenas que envuelve a grnulos de almidn (pequeos y grandes). Durante elproceso de malteado, en el embrin se desencadena un potente sistema

enzimtico que se transporta al endospermo y que es capaz de hidrolizar el

almidn presente, la degradacin del almidn se ve facilitada por la solubilizacin

parcial de las protenas, as como la degradacin de -glucanos.

Los procesos bioqumicos durante el malteado incluyen reacciones que implican

citlisis, protelisis y amillisis; tales reacciones se describen a continuacin

(Callejo, 2002; Bamforth, 2000; Hornsey, 1999):

1. Durante el remojo, comienza la entrada de agua hacia el interior del grano (en

general por la parte donde comienza el embrin).

2. El grano de cebada contiene cantidades de -amilasa latente en formas

solubles e insolubles; durante el malteado, la -amilasa se solubiliza por

completo.

3. En el embrin ocurre una produccin de cido giberlico (AG) y giberelinas

que se difunden hacia el endospermo. Una vez en el endospermo, el AG se

propaga hacia el esctelo y la capa de aleurona; la produccin de enzimas

inicia en el esctelo y posteriormente contina en el resto de la capa de

aleurona (Ranki, 1990); ulterior a la activacin enzimtica se forman enzimas:

-amilasa, endo -glucanasas, pentosanasas, endoproteasas y dextrinasas.

Despus de 2 das de germinacin, finaliza la produccin de giberelinas,

precisamente la capacidad de las cebadas para producir enzimas hidrolticas

depende de la cantidad y la viabilidad de las giberelinas generadas (Kusaba et

al, 1991). Los granos que presenten daos en la parte del embrin son

incapaces de producir giberelinas, por lo que se debe omitir su uso para la

elaboracin de maltas. (MacGregor etBatty, 1996).


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II. ANTECEDENTES

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4. A continuacin se hidroliza aproximadamente un 10% de almidn y el

contenido de amilosa se eleva desde un 22% (cebada) hasta 26% (malta)

aproximadamente.

5. Despus se comienzan a degradar los -glucanos y arabinoxilanos que se

encuentran en la pared celular del endospermo, con ello se consigue la

exposicin de las partes proteicas que protegen a los grnulos de almidn.

6. Las protenas son degradadas parcialmente por las proteasas y peptidasas,

liberando nitrgeno amino libre (FAN: Free Amino Nitrogen). La proteolisis de

los granos es de gran importancia debido al FAN liberado, pues no slo es

necesario para el crecimiento del embrin sino que asegura la produccin

eficiente de enzimas durante todo el proceso de germinacin (Palmer, 1989).

Los pptidos y el FAN obtenidos con la proteolisis tambin son requeridos

para el crecimiento de las levaduras durante la fermentacin, por ello, una

insuficiente degradacin de protenas provoca extractos pobres de malta

(Taylor, 1991).

7. Finalmente el resto de almidn es degradado hasta la obtencin de azcares

principalmente maltosa y glucosa, nutriendo el embrin para la posterior

formacin de raicillas en el grano.

8. Despus de la hidrlisis del almidn ocurre un metabolismo denominado

extracto en agua fra, el cual consiste en la formacin de aminocidos y

azcares durante la respiracin, los cuales se manifiestan con la formacin de

raicillas y acrospira.

2.4 Elaboracin de la malta

2.4.1Seleccin y limpieza del grano

Es una actividad cualitativa que se realiza en base a propiedades organolpticas

de la cebada y consiste en comprobar si el grano posee un tamao uniforme, si se

encuentra libre de materias extraas tales como otras semillas, si contiene granos

rotos, heces de roedores, piedras, etc.


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II. ANTECEDENTES

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La limpieza de la cebada consiste en eliminar cualquier sustancia ajena a la

misma, as como los granos daados, vanos, inmaduros, chupados o verdes que

pudiesen existir (NMX-FF-043-SCFI-2003). Otros parmetros de gran importancia

son el tamao, el olor y el color del grano; la cebada con carga microbiana muy

alta emite un olor caracterstico que se detecta con facilidad.

Posteriormente se efectan pruebas de laboratorio entre ellas la determinacin de

humedad, la viabilidad de germinacin y el contenido proximal de la cebada

(Callejo, 2002).

2.4.1.1 Parmetros de calidad de cebada maltera

En Mxico, los parmetros de calidad para la cebada maltera se encuentran

establecidos en la NMX-FF-043-SCFI-2003, en dicha norma se hace referencia a

propiedades fisicoqumicas de la cebada, las cuales se describen en la tabla 2.

Anderson et al, 2000; Callejo, 2002; Hornsey, 1999 indican que el uso de granos

de calidad adecuada son de gran importancia durante el malteado (tabla 3).

Tabla 2.Parmetros y especificaciones de calidad maltera en cebada (NMX-FF-043-SCFI-2003).

Parmetro Especificaciones

Humedad

Grano de tamao para uso maltero

Granos quebrados

Impurezas

Granos daadosGerminacin mnima

Mezcla de otras variedades

Peso hectoltrico

Olor

Residuos txicos

Contaminantes o toxinas

Entre 11.5 y 13.5%

Contenido mnimo de 85% del total de la muestra

Mximo 5.0%

Mximo 2.0%

Mximo 10%Mnimo 85%

Mximo 10%

56 Kg/L (cebadas de dos hileras)

58 Kg/L (cebadas de seis hileras)

Caracterstico del grano, sin olores extraos

Sin residuos

Sin contaminacin evidente


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II. ANTECEDENTES

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Adems de las propiedades fisicoqumicas, la cebada considerada como maltera

debe cumplir con otros parmetros especficos de calidad; tales como nitrgeno

(1.5 a 2.1%), protenas (8.3 a 12.3%) y -glucanos (31%) establecidos en

mtodos de Analytica EBC, 2003.

Se requiere adems que las cebadas destinadas al malteado no posean altas

cantidades de lpidos, (normalmente el contenido de grasa en cebada es de 3-4%

del peso seco del total del grano) debido a consecuencias como la oxidacin de

grasas y turbidez en cerveza y mosto (Narzis et Skein, 1986). Finalmente, la

cantidad de carbohidratos (principalmente azcares y almidn) debe ser alta para

asegurar fermentaciones eficientes durante la elaboracin de cerveza (Hornsey,

1999); cabe resaltar que no existen valores especficos en normas en cuanto al

contenido de lpidos y carbohidratos en cebadas y maltas.

Tabla 3. Caractersticas de calidad maltera en cebada (Anderson et al, 2000; Callejo, 2002;Hornsey, 1999).

Caracterstica Beneficios a la malta

1. Granos gordos, de superficie lisa y sin

partir, con cascarilla fina y de color amarillo

claro.

2. Granos sanos (sin daos fsicos, con

contaminaciones mnimas causadas por

mohos, ausencia de cebadas pre-germinadas

y libres de material extrao como insectos y

piedras).

3. El endospermo del grano debe ser blanco

y harinoso con un aspecto brillante.4. Granos de cebada con adecuada

capacidad de hidratacin.

5. Capacidad de desarrollar los complejos

enzimticos requeridos.

1. Asegura un malteado

homogneo.

2. Evita problemas durante

la elaboracin de la malta y

maximiza el rendimiento del

grano de cebada.

3. Habr un mayor

rendimiento de la malta.4. Acelera el proceso de

malteado.

5. Las enzimas son

necesarias para el malteado.


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II. ANTECEDENTES

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2.4.2 Remojo

Es una fase crtica del malteado debido a que del remojo depende en gran

medida la capacidad de germinacin del grano (French etMcRuer, 1990), el cual

consiste en suministrar agua al interior del grano con el objetivo primordial de

incrementar su humedad hasta 40-45% (Analytica EBC, 2003).

Durante el remojo, la absorcin de agua al interior del grano es rpida, aunque

despus desciende gradualmente; el embrin toma rpidamente agua, en cambio

el endospermo sufre una hidratacin ms lenta (Anderson et al, 2000). En cuanto

a los grnulos de almidn, los pequeos tienen una mayor capacidad de

absorcin de agua (alrededor de un 33%) mientras que la penetracin de agua en

los grnulos de mayor tamao es ms lenta (Bathgate, 1989). La capacidad de

hidratacin de la cebada depende de la variedad, del tamao del grano, de la

cantidad de la muestra a remojar, de la temperatura y tiempo de remojo, entre

otros factores (Briggs, 1998).

Conforme avanza el tiempo de remojo, la semilla de cebada incrementa su

tamao hasta un 25% y ocurre un ablandamiento de las clulas, as como la

activacin de enzimas presentes en la cebada para iniciar el proceso de

germinacin.

El remojo consta de dos fases importantes: los perodos de inmersin (suministro

constante de agua) y los perodos de oxigenacin (suministro de oxgeno). El

oxgeno es necesario porque la respiracin del embrin aumenta

significativamente lo que crea una demanda importante de este gas en el agua de

remojo (French et McRuer, 1990), adems es promotor de la formacin de a-amilasa; en ausencia de oxgeno, el embrin puede metabolizar anaerbicamente

las reservas, pero de un modo energticamente poco eficaz, convirtindolas en

dixido de carbono y alcohol y a medida que el alcohol incrementa su

concentracin, se vuelve txico para el grano, mientras que un exceso de dixido

de carbono inhibe la formacin de enzimas (Wheith etKlaushofer, 1993).

Despus del remojo, el agua empleada sufre una coloracin debido a que lacebada puede contener materiales solubles y microorganismos que alteran el


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II. ANTECEDENTES

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proceso de malteado, por ello es de gran importancia cambiar el agua de remojo

por lo menos una vez durante todo el malteado (Anderson et al, 2000).

Al final de la fase de remojo, el agua utilizada se elimina y se contina con la

germinacin; esta etapa puede realizarse en el mismo recipiente donde es

realizado el remojo o puede utilizarse material distinto.

Normalmente se recomienda realizar el remojo a temperaturas prximas a 16C

(Briggs, 1998), con una duracin total de 2 a 3 das (Wolfgang, 1999); el tiempo

anterior debe distribuirse de tal manera que cada 6 8 h los perodos de remojo

sean sustituidos por perodos de oxigenacin conocidos como descansos de aire.

Tradicionalmente, el remojo de la cebada se realiza por inmersin del grano en el

agua con descansos de aire o suministros de oxgeno, aunque tambin existen

otros tipos de remojo tales como remojo por dispersin de agua (spray); remojo

en agua fluida y remojo en agua caliente (MacGregor etBatty, 1996).

2.4.3 Germinacin

La germinacin es un proceso controlado cuyo objetivo es generar nutrientes,

principalmente azcares y aminocidos mediante la modificacin del endospermo,

la cual ocurre por el desarrollo, distribucin y accin de enzimas (a y -amilasas,

proteasas, arabinoxilasas y -glucanasas). Los compuestos obtenidos en la

germinacin sern utilizados por la levadura durante la elaboracin de cerveza.

La transformacin de la cebada depende de factores como la cantidad y forma de

distribucin del agua dentro del endospermo amilceo, la cantidad y capacidad delas enzimas hidrolticas y las caractersticas estructurales del almidn a la

degradacin debido a la proteccin que le confieren -glucanos y protenas.

La germinacin del grano es controlada mediante la estabilizacin de la humedad

de la muestra (la cual debe mantenerse alrededor de 42%), con suministro de

oxgeno, la eliminacin del dixido de carbono y la eliminacin del exceso de calor

generado por la respiracin de la semilla.


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II. ANTECEDENTES

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La actividad enzimtica se manifiesta por la aparicin externa de raicillas en un

extremo y el avance por debajo de la cscara de la acrospira o cotiledn,

(Castae etDamm, 1997); el crecimiento del cotiledn y de raicillas de la cebada

es conocido como desagregacin, de acuerdo con el grado alcanzado en el

proceso de transformacin, se dice que las maltas son ms o menos

desagregadas, de esta forma, las maltas menos desagregadas, es decir con

tamaos de raicillas menores se emplean para la elaboracin de cervezas claras

(raicillas con 1.5 veces la longitud del grano), mientras que las maltas con grados

mayores de desagregacin son utilizadas para fabricar cervezas de color oscuro;

se aceptan raicillas con tamaos de hasta 2 veces la longitud del grano segn

Callejo (2002), mientras que la acrospira debe alcanzar 2/3 de la longitud del

grano (Figura 11).

Figura 11. Esquema de raicillas y acrospira durante la germinacin de cebada (Callejo, 2002)

Una vez que finaliza la germinacin, el producto obtenido, conocido como malta

verde, se puede someter a una corriente de aire estril a 25C para disminuir la

humedad de la muestra y con ello reducir el riesgo de desarrollo de

microorganismos (Galn et al, 2004) debido a que un inadecuado control durante

la germinacin puede reducir la calidad de la malta, sobre todo cuando se

desarrolla contaminacin por mohos o insectos (HGCA, 2002).

Raicillas

Acrospira


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II. ANTECEDENTES

25

Tradicionalmente, la germinacin se lleva a cabo a temperaturas entre 16 y 20 C,

bajo este rango se obtiene un crecimiento eficiente en las raicillas de la cebada

(MacGregor etBatty; 1996, Bamforth, 2000). Existen dos sistemas de germinacin

para maltas cerveceras (Callejo, 2002):

Germinacin tradicional. Este sistema de germinacin consiste en extender los

granos remojados de cebada en el suelo de malteado en una capa uniforme de

25cm de profundidad. El material del recubrimiento del suelo debe ser

impermeable y las prdidas de humedad se compensan mediante duchas de

agua hacia el grano de cebada. Se requiere del volteo con palas para eliminar

dixido de carbono y evitar entrecruzamientos de raicillas, este proceso necesita

tiempos largos de germinacin; entre 8 y 10 das (MacGregor et Batty, 1996).

Sistemas neumticos. En este tipo de germinacin el contenido de agua, la

humedad y la temperatura son controladas mediante la inyeccin de aire hmedo

templado al lecho de cebada, por lo que necesitan una caja de germinacin y una

planta de acondicionamiento para mantener las condiciones de humedad y

temperatura constantes. Se han desarrollado 2 tipos de sistemas neumticos de

germinacin.

1. Germinacin en tambores. Consiste en colocar la cebada en cilindros

perforados y se le suministra aire por la parte inferior del tambor; as mismo, estos

recipientes estn provistos por una especie de tornillo en la parte superior, el cual

gira removiendo la cebada, eliminando as el dixido de carbono y evitando

sobrecalentamientos.

2. Germinacin en cajas.Este es el sistema de germinacin ms empleado en

la actualidad, la germinacin de la muestra se realiza en recipientes amplios de

base plana; las semillas se distribuyen formando una capa de 0.7 a 1.5cm; los

granos de cebada son removidos para evitar entrecruzamientos entre las raicillas

conforme incrementa el tamao de las mismas, debido a que si las races se

enredan entre s, dificultan la penetracin de oxgeno a las semillas que se

encuentran en la parte interior de la caja (MacGregor etBatty, 1996).


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II. ANTECEDENTES

26

2.4.4 Secado

Consiste en la aplicacin de calor a la cebada despus de que ha culminado la

fase de germinacin con el objetivo de detener la degradacin del almidn y

reducir la humedad hasta 2-5%, con ello se logra mantener la estabilidad de la

malta durante el perodo de almacenamiento. Con el secado de la malta tambin

se pretende detener la actividad enzimtica desencadenada durante la

germinacin sin destruir las enzimas e introducir las caractersticas finales de

color y sabor (MacGregor etBatty, 1996).

El secado se caracteriza por manejar temperaturas que no impliquen la

destruccin de las enzimas desarrolladas durante la germinacin (a y -amilasas,

-glucanasas, proteasas y dextrinasas), debido a que estas enzimas son muy

sensibles a altas temperaturas.

El secado es un proceso que requiere un riguroso control y comnmente, se inicia

a bajas temperaturas (35-50C), las cuales se van incrementando hasta llegar a

temperaturas prximas a 75C para la elaboracin de maltas claras y

temperaturas prximas a 100C para obtener maltas oscuras; sin embargo

tambin existen procedimientos de secado a temperatura constante, como es el

caso de la malta caramelo, la cual se trata a la temperatura ms baja posible sin

aumento de calor; bajo el tratamiento anterior se produce una acentuacin

considerable de sabor (Meilgaard, 1993).

Las condiciones de secado son muy variadas y estas dependen de las

caractersticas finales que se les quiere dar a la malta (Anderson et al, 1999). El

uso de temperaturas prximas a los 100C se conoce como curado y se aplica amaltas oscuras destinadas para la elaboracin de cervezas tipo ale.Al final de la

fase del secado las enzimas termolbiles como las proteasas y -glucanasas se

encuentran desnaturalizadas y el resto las enzimas remanentes se encuentran

coaguladas. La coagulacin de las enzimas es de gran importancia para obtener

cervezas no turbias. El secado puede durar entre 16 y 60 horas, dependiendo del

tipo de malta a producir (Hornsey, 1999).


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II. ANTECEDENTES

27

El principal cambio que se manifiesta durante el secado es el oscurecimiento de la

malta debido a reacciones de Maillard. La reaccin entre los aminocidos y

azcares puede seguir otras rutas qumicas originando compuestos como las

pirazinas, tiofenoles, pirroles y furanos que confieren caractersticas especiales a

las maltas, como sabores tpicos a tostado, caf o caramelo. Las reacciones de

Maillard se favorecen a temperaturas por encima de 80C. En maltas oscuras se

debe inducir la formacin de estos compuestos, mientras que en las maltas claras

las condiciones de tostado han de ser ms suaves para evitar su sntesis.

Durante el secado, tambin se debe evitar que la malta se someta a muy altas

temperaturas, debido a la produccin de N-nitrosoaminas, las cuales pueden

resultar carcinognicas, por lo cual debe disminuirse y/o evitarse su formacin

(Wainwriht, 1986).

El secado de la malta se divide en tres etapas principales:

1. Eliminacin del agua libre. La humedad de la muestra disminuye

aproximadamente desde 42% hasta 23%, el agua se elimina con facilidad

2. Estado Intermedio. La humedad se reduce hasta 12%. Despus de esta

etapa, se ha minimizado la actividad enzimtica; la temperatura de secado hasta

la fase intermedia no debe superar los 50C y normalmente ocurre entre las 12 y

24h de tratamiento (Callejo, 2002).

3. Eliminacin de agua ligada.Ocurre una disminucin de humedad desde 12

hasta 6%.

4. Curado de la malta o golpe de fuego. Reduccin de humedad hasta 2-5%,

con el curado se eliminan sabores a malta verde. Despus de estas dos ltimas

etapas, la temperatura del aire se encuentra 50 y 90C.

El secado de la malta suele llevarse a cabo en contenedores verticales con

calentamiento indirecto y condiciones de recirculacin de aire. Industrialmente serealiza en un secadero con control de humedad y temperatura; mientras que a


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II. ANTECEDENTES

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nivel experimental puede realizarse en hornos de secado con recirculacin de aire

caliente y control de temperatura. Al final del secado, la malta debe ser

almacenada a temperaturas bajas (4-5C) para mantener constante la humedad

obtenida, adems de evitar contaminacin de la misma, sobre todo de tipo

microbiolgica (Callejo, 2002).

2.4.5 Molienda y eliminacin de raicillas

Consiste en desechar la mayor parte de raicillas formadas durante el malteado ya

que no tienen una funcin importante en procesos posteriores; el peso de las

raicillas supone de 3 a 5% del peso total de la malta y se eliminan por abrasin de

la muestra, por agitacin y por mtodos de tamizado (Pelembe et al, 2002).

Despus de la eliminacin de las raicillas la malta es molida para que se someta

al macerado, la molienda se realiza con el fin de conseguir una extraccin

adecuada de materias tiles, as como la produccin de partculas de un tamao,

que sea rpidamente atacado por las enzimas y posteriormente favorecer la

filtracin del mosto (Castae etDamm, 1997). Las partculas no deben ser muy

pequeas (aunque no existe un tamao especfico para este parmetro), debido a

que estas pueden causar problemas de drenado del mosto, en tanto que las

partculas excesivamente grandes pueden afectar la enzimlisis de la malta,

obteniendo velocidades de conversin lentas e incompletas (Hornsey, 1999).

Para la molienda de la malta suelen emplearse molinos de uno o varios cilindros,

provistos de tamices, de esta forma se obtiene una separacin de cscaras,

smolas gruesas y finas y harina, existen dos tipos de molienda, la molienda seca

y la molienda hmeda. La molienda seca se prefiere para maltas biendesagregadas, normalmente destinadas a la elaboracin de cervezas lager.

En la molienda hmeda, los granos se remojan con agua hasta que el contenido

de humedad alcanza un 30%, con lo que se mejora el extracto potencial y las

caractersticas de drenado o filtrado del mosto de la malta macerada debido a que

en la molienda hmeda, la cscara del grano se mantiene intacta.


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II. ANTECEDENTES

29

2.4.6 Prdidas por malteado

Durante la elaboracin de la malta existe una prdida de peso que normalmente

oscila entre el 7-10%. Las prdidas se deben principalmente a tres razones:

1. Prdidas respiratorias: Representan hasta un 4-5%, se trata de las prdidas

de material que ocurren durante la germinacin.

2. Prdida de peso de las raicillas:Aproximadamente un 3-4%.

3. Prdidas durante el remojo: Pueden ser desde 1% hasta un 1.5%.

Las prdidas por malteado, no deben sobrepasar el 20-25% del total de la

materia.

2.5 Calidad microbiolgica de la malta

Desde el momento de la formacin de la espiga, hasta la llegada al proceso, los

granos de los cereales son contaminados naturalmente por numerosos

microorganismos, esta flora microbiana es diversa y est compuesta por

bacterias, levaduras y hongos. Adems de la microflora aportada en el campo, las

operaciones de manipulacin y eventualmente las condiciones de secado originan

contaminaciones secundarias incrementando la contaminacin del grano.

En la mayora de los casos la microflora presente en los cereales representa un

riesgo potencial; hogos y bacterias se desarrollan a expensas del grano, y

producen agua debido a su actividad metablica, adems incrementan la

temperatura de la muestra originando la presencia de olores y sabores

desagradables y en el caso de algunos hongos pueden producir micotoxinas que

tienen efectos patolgicos en el hombre y animales (Callejo, 2002).

Las micotoxinas formadas pueden ser termostables y tolerantes a fenmenos de

oxidacin, por lo que representan un gran problema en el campo de la

alimentacin debido a que su periodo de vida en el alimento es ms amplio que el

del hongo sintetizador. De forma general, la sntesis de micotoxinas en la cebada


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II. ANTECEDENTES

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suele ocurrir cuando las condiciones de hidratacin son adecuadas para el

crecimiento fngico, adems todas las micotoxinas suelen encontrarse en

semillas obviamente alteradas (de color oscuro, enmohecidas, con fragmentos

rotos, etc.). Los granos que estn daados mecnicamente se encuentran mucho

ms sujetos a alteraciones microbianas, sobre todo aquellos que presentan

rupturas en la zona del germen, debido a que los mohos crecen favorablemente

en dicha seccin.

Los hongos son la microflora abundante en cereales y se desarrollan con

humedades relativas muy inferiores a las necesarias para otros microorganismos.

Antes de la cosecha, los granos de los cereales son contaminados

significativamente por las especies de mohos siguientes: Alternaria,

Cladosporium, Fusariumy Helmitosporium (ICMSF, 1998). Mientras que durante

el almacenamiento, los grupos originarios de la contaminacin son Aspergillus y

Penicillum , se trata de especies que a menudo provienen de contaminaciones

secundarias causadas por la manipulacin de los granos. Estas especies de

mohos tienen la capacidad de crecer en semillas con contenidos de humedad

entre 15 y 16% y pueden sintetizar micotoxinas.

Las principales consecuencias de la contaminacin microbiolgica en cereales

son la prdida de la capacidad germinativa y el aumento la acidez de semillas

causado por las lipasas producidas por hongos de campo o durante el

almacenamiento principalmente las provenientes del gnero Penicillium, as como

la produccin de olores indeseables a moho que pueden persistir en los

productos ya cocidos.

En cebada y malta, suele haber altas concentraciones de los gneros Alternariay

Fusarium, los cuales provocan prdidas en el rendimiento y calidad de la malta

(Vinko et al, 2005). Durante la elaboracin de la malta, se favorecen las

condiciones (alta humedad, temperatura adecuada y la misma germinacin de la

semilla) para el crecimiento microbiano, en este caso, los principales

contaminantes son hongos provenientes del gnero Fusarium, los cualesdisminuyen la calidad del mosto y la malta debido a la produccin de altas


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II. ANTECEDENTES

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cantidades de nitrgeno (resultado de la degradacin causada por los

microorganismos), as como problemas de viscosidad y decoloracin en el mosto

mientras que en la cerveza provocan sabores indeseables (Schwarz et al, 2001).

Los hongos del gnero Fusariumgeneran la formacin de desoxinilvalenol (DON)

as como otras micotoxinas tales como trichothecina, zearelenona, fumonisina

moniliforme, etc. (Schwarz et al, 1995; Munar etSebree, 1997), las cuales pueden

afectar la salud del ser humano y de los animales (Hussein et Brasel, 2001;

Logrieco et al, 2003).

El DON es un componente hidrofbico que se elimina en la fase de remojo de la

cebada, pero cuando la cebada se encuentra contaminada excesivamente, no se

elimina durarte el resto del proceso de elaboracin de cerveza. El DON es

responsable de la formacin del gushing de la cerveza (Haikara, A.; 2001;

Kleemola et al, 2001), dicho fenmeno consiste en un levantamiento inestable de

la espuma que se presenta rpidamente al abrir la tapa de las latas o botellas

(Schwarz et al, 1995; Scott, 1996). Las variedades Fusarium graminearum,

Fusarium culmorum y Fusarium poae son potenciales inductores del gushing

(Niessen et al, 1992; Vaag et al, 1993; Schwarz et al, 1996; Munar et Sebree,

1997).

Otro problema causado por los mohos es el incremento en la degradacin de las

clulas del grano de cebada debido a reacciones de protelisis y amillisis

provocadas por enzimas fngicas (Schwarzet al, 2001).

En general, la presencia de Fusarium en la cebada y malta representa prdidasimportantes, debido a la disminucin de la calidad de la malta y a la presencia de

toxinas (Mesterhazy et al, 2003; Scott, 1996), como consecuencia directa,

disminuye el valor econmico de estos productos (Schaafsma, 2002).

Una alternativa para combatir la contaminacin por Fusarium es el empleo de

cultivos starter, se trata de cultivos de tipo cido lcticos que producen

compuestos txicos para los mohos, sin afectar la calidad de la malta (Boivin etMalanda, 1993; Haikara etLaitila, 1995).


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II. ANTECEDENTES

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Se ha demostrado que Lactobacillus plantarum y Pediococcus pentosaceus son

eficientes para inhibir el desarrollo de hongos cuando se adicionan a la cebada

durante el remojo en concentraciones cercanas a 107 clulas/g (Boivin et

Malanda, 1997; Haikara et al, 1993). Los cultivos cido lcticos tambin restringen

el crecimiento de bacterias Gram-positivas y Gram-negativas, las cuales compiten

con los granos de cebada por la utilizacin del oxgeno presente en la muestra

(Doran etBriggs, 1993).

La contaminacin de los granos no se puede evitar debido a la exposicin de los

cereales a diversos factores de manipulacin y conservacin, sin embargo, el

desarrollo se puede controlar mediante mtodos adecuados de almacenamiento.

Por ejemplo, la refrigeracin (temperaturas prximas a 5C) permite la estabilidad

del grano sin dao durante periodos prolongados.

Un mtodo ms eficiente para disminuir el desarrollo de mohos es desecar los

cereales a humedades inferiores a 15%, esta actividad suele realizarse mediante

la exposicin al sol y al viento, el secado le confiere proteccin al grano y

disminuye considerablemente la poblacin microbiana. Aunque la contaminacin

por mohos en los cereales no puede llevarse a cero, debe insistirse en la

importancia de limitarla en magnitud, las acciones procedentes son la destruccin

de esporas en alguna etapa clave, la inhibicin de su desarrollo y la destruccin

de las toxinas ya formadas (Fernndez, 2000).

2.6 Usos de la malta

2.6.1 Produccin de cerveza

La produccin de cerveza es un proceso complejo que se lleva a cabo mediante

los siguientes pasos principales (Linko et al, 1998):

Integracin de la malta. La malta es una materia prima fundamental en el

proceso de cervecera, ya que es la fuente de sustratos necesarios para la

fermentacin, sta se adiciona molida y se mezcla con agua para producir mosto.


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II. ANTECEDENTES

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Maceracin.Consiste en mezclar uno o varios tipos de malta con agua, con el

objetivo principal de solubilizar la mayor cantidad de materias hidrosolubles de la

malta y granos crudos que sern el sustrato de la levadura, esta extraccin se

logra mediante hidrlisis enzimtica. La actividad enzimtica que se detuvo en la

fase se secado de la malta se activa de nueva cuenta en esta etapa mediante

condiciones especficas de tiempo y temperatura.

El rendimiento del macerado est determinado por los siguientes factores:

Calidad de la malta utilizada, composicin del agua utilizada, proporcin

agua/molienda, pH del macerado, temperaturas de maceracin (61-72C).

La maceracin finaliza con una separacin por filtracin de los compuestos

slidos y se recupera la fase lquida.

Ebullicin o coccin del mosto. Consiste en llevar a ebullicin el extracto

obtenido durante la maceracin junto con el lpulo durante un lapso de tiempo

que oscila entre 30 y 60min.

Los objetivos principales de la coccin son la estabilizacin del mosto (la cual

incluye la inactivacin de enzimas, la esterilizacin del mosto y la coagulacin de

compuestos proteicos), la concentracin del mosto, la modificacin del sabor y

desarrollo del color. El desarrollo del color y sabor del mosto ocurre gracias a la

destilacin de productos voltiles, extraccin de sustancias amargas del lpulo y

la produccin de color por caramelizacin de azcares as como la formacin de

otros productos como las melanoidinas.

Durante esta etapa se deben controlar aspectos como la agitacin, el tiempo,

presin, pH y la temperatura de coccin.

Despus de la coccin, el producto obtenido se denomina turbio caliente y es

sometido a una segunda filtracin para separar los slidos formados, de nueva

cuenta, se aprovecha la parte lquida para continuar con el proceso de cervecera.


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II. ANTECEDENTES

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Enfriamiento del mosto. Despus de la coccin del mosto, este se lleva a la

temperatura de siembra de las levaduras. A medida que la temperatura desciende

por debajo de 60C, el mosto previamente clarificado empieza a enturbiarse

debido a la formacin de turbio fro (se trata de materia desintegrada en pequeas

partculas que precipitan con gran dificultad), el cual puede disminuir la capacidad

de fermentacin de las levaduras a causa de que estas partculas pueden

adherirse a burbujas de aire o incluso a las mismas levaduras. La materia del

turbio fro se puede separar mediante centrifugacin, logrando eliminar hasta 60%

del turbio total. Despus del enfriamiento, es necesario airear el mosto para

facilitar el crecimiento de las levaduras, el oxgeno es requerido por las levaduras

para sintetizar cidos grasos de las paredes celulares.

Fermentacin:Se trata de la transformacin del mosto en cerveza mediante la

conversin de los azcares hasta compuestos como etanol y dixido de carbono

por las enzimas de la levadura. La fermentacin se divide en dos etapas:

Fermentacin primaria.En esta fase, la cerveza adquiere textura y sabor; esta

parte est determinada por la dosis de levadura adicionada al mosto, la viabilidad

de la levadura, la aireacin del mosto y la presin que se encuentra dentro del

tanque de fermentacin.

Fermentacin secundaria.Tambin es conocida como maduracin o guarda, se

entiende por guarda a las transformaciones que tienen lugar entre el final de la

fermentacin primaria y la ulterior filtracin de la cerveza previa al envasado. Con

la maduracin se consigue la clarificacin de la cerveza que se realiza por

decantacin de materias como complejos tanino-protenas y levaduras muertas.Tambin ocurre la formacin de diversos compuestos responsables del sabor y

aroma tpicos de la cerveza.

Operaciones finales:Se trata de operaciones como la filtracin, el embotellado y

la pasteurizacin de la cerveza.

Durante la filtracin se eliminan todos los microorganismos y partculas coloidalesque se encuentran en la cerveza al finalizar la guarda.


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II. ANTECEDENTES

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Con la pasteurizacin se detienen todos los procesos enzimticos de la cerveza,

as tambin se produce la muerte de levaduras que no fueron retenidas durante el

filtrado.

2.6.2 Otros usos de la malta

Adems del uso como materia prima para la elaboracin de cerveza, la malta

tambin puede ser destinada para la elaboracin de otras bebidas tales como el

whisky y vodka, los cuales se elaboran a partir de mezclas de malta junto con

otros cereales como el maz, sorgo, arroz y trigo. La malta tambin puede ser

destinada para la elaboracin de vinagre (producto que surge a partir de la

oxidacin bacterial del alcohol). Este tipo de malta debe poseer alto poder

diastsico para asegurar la conversin de los azcares hasta cido actico

mediante la actividad de la bacteria cido acticaAcetobacter aceti (MacGregor et

Batty, 1996).

Otras aplicaciones que se les puede dar a las maltas oscuras es para la

extraccin de componentes que se emplean como adjuntos para el caf y en

algunos casos para la elaboracin de pan (MacGregor etBatty, 1996).

.


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36

III. OBJETIVOS

3.1 Objetivo General

Establecer las condiciones ptimas para la elaboracin de malta con diversas

variedades de cebada (Hordeum vulgare) producidas en los Estados de Hidalgo y

Tlaxcala; evaluar la calidad de las maltas obtenidas y seleccionar las de mejor

calidad.

3.2 Objetivos Especficos

Evaluar la calidad de las cebadas de estudio para conocer si stas poseen

propiedades de cebadas malteras de acuerdo a la Norma Mexicana NMX-FF-

043-SCFI-2003.

Establecer y evaluar diversos tratamientos de remojo, germinacin y secado

para analizar el comportamiento de las cebadas estudiadas ante el proceso demalteado.

Evaluar la calidad de las maltas elaboradas mediante anlisis de viabilidad de

germinacin, humedad, prdidas por malteado, -glucanos, poder diastsico y

protenas teniendo en cuenta los valores establecidos por organismos

oficiales.

Seleccionar las condiciones de malteado ideales para las cebadas analizadas

as como aquellas maltas de mejor calidad.


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IV. MATERIALES Y MTODOS

4.1 Materia prima

En este trabajo de investigacin se elaboraron diversos tipos de malta con 7

variedades de cebada (Hordeum vulgare) producidas en regiones de los Estados

de Hidalgo y Tlaxcala; las cuales se muestran en la tabla 4.

Tabla 4.Variedades de cebada sometidas a procesos de malteado

Clave Variedad Regin Ao de cosecha

Esm1-H

Esm2-H

PO-H

M16-H

Forr-T

M16-T

Esm1-T

Esmeralda 1

Esmeralda 2

Pastor Ortiz

M16

Forrajera

M16

Esmeralda 1

pan, Hidalgo

Emiliano Zapata, Hidalgo

Almoloya de Jurez, Hidalgo

pan, Hidalgo

Calpulalpan, Tlaxcala

Zacatenco, Tlaxcala

Calpulalpan, Tlaxcala

Septiembre 2003

Octubre 2003

Septiembre 2003

Octubre 2003

Octubre 2003

Octubre 2003

Octubre 2003

Tambin se utilizaron dos maltas comerciales de grado nacional (Esmeralda Ty Esperanza R; produccin 2005) proporcionadas por la maltera de

Calpulalpan, Tlaxcala.

4.2 Muestreo y tamao de la muestra

Debido a que la actual investigacin form parte del proyecto: Caracterizacin de

maltas y productos derivados, elaborados con variedades de cebada (Hordeumvulgare) producidas en los Estados de Hidalgo y Tlaxcala, se parti de una

poblacin conocida (50.00Kg) de cada una de las variedades de cebada. En la

poblacin conocida se realiz un muestreo aleatorio simple.

Se determin con un 95% de confiabilidad el tamao de muestra representativa

de granos de cebada para la produccin de malta. La probabilidad de que las

variedades de cebada pudiesen ser utilizadas para la elaboracin de malta fue deun 50% (Mnch etngeles, 1997).


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2. Los oligosacridos formados, se transformaron a glucosa con la actividad de

la enzima -glucosidasa, para ello, se distribuyeron dos alcuotas de la siguiente

manera:

Alcuota 1 (Muestra):0.1 l de muestra centrifugada + 0.1 l de -glucosidasa (el

pH se ajust a 4.0 con buffer de acetato de sodio).

Alcuota 2 (Blanco):0.1 l muestra centrifugada + 0.1 l de buffer de acetato de

sodio pH= 4.0.

Las muestras se incubaron durante 15 min. a 40C.

3. La glucosa obtenida en la reaccin anterior se cuantific mediante la actividad

del complejo glucosa oxidasa/peroxidasa (agente GOPOD), en presencia de 4-

Aminoantipirina y cido p-hidroxibenzico. En esta reaccin ocurri una

degradacin de glucosa hasta obtener quinoniemina (compuesto colorido en

tonos rosas). Para llevar a cabo esta reaccin se adicionaron 3ml del agente

GOPOD a todas las muestras, a los blancos y a los estndares de glucosa; las

muestras se mantuvieron a 40C durante 20 min.

4. Finalmente se ley la absorbancia de las muestras, blancos y glucosa

estndar a 510 nm ( 20 nm) en celdas de vidrio de 1 cm en un espectrofotmetro

ultraviole ta GENESIS (TERMOELECTRON).

EExxpprreessiinnddeeRReessuullttaaddooss..

BS =?E*(F/W)*27

Donde:

BS =-glucanos en % en muestra seca

?E = Absorbancia de la reaccin - absorbancia del blanco

27 = Factor de ajuste para determinacin de -glucanos.

W = Peso de la muestra seca en mg

F = 100 g de glucosa/ absorbancia de 100 mg de glucosa

1g= 1000 mg = 1*106 g


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4.4.1 Experimentos de remojo

Estos experimentos se realizaron para establecer las condiciones de tiempo y

temperatura de la fase de remojo.

a) Remojo a temperatura ambiente (19-22C)

A manera de ejemplo , aleatoriamente se sometieron a remojo tres variedades de

cebada (PO-H, M16-H y Esm1-T) a temperatura ambiente (19-22C). Se

colocaron 400g de cada muestra con 1200 ml de agua desinfectada con cloro

(Hipoclorito de Sodio, 0.3mg/L) en recipientes con capacidad de 4 L cerrados.

Cada 24h los recipientes se agitaron una vez manualmente de forma vertical

(aproximadamente 100 agitaciones del recipiente) para proveer de oxgeno a la

muestra.

En este experimento la fase de remojo dur 7 das y las muestras alcanzaron una

humedad ideal de 40-45% (Analytica EBC, 2003; AOAC, 1990). Para analizar el

incremento de humedad, se tomaron muestras a diferentes intervalos de tiempo.

b) Remojo a 4C

Durante el remojo realizado a temperatura ambiente las muestras presentaron

desarrollo de mohos y levaduras; debido a ello se plante un segundo

experimento de remojo a 4C con la finalidad de reducir el desarrollo microbiano

(Fernndez, 2000), procurando alterar al mnimo la actividad metablica del

grano. Se seleccionaron dos muestras de cebada al azar (PO-H y Esm1-H) y se

sometieron a remojo a 4C durante 10 das (tiempo en que alcanzaron

humedades prximas al 45%). Las cantidades de muestra y agua fueron las

mismas que para el experimento anterior; tambin se realiz cambio de agua yagitacin manual de forma vertical cada 24h.

En este experimento, las muestras de cebada se lavaron con agua antes de

iniciar el remojo con el fin de arrastrar l

Elaboracion y Evaluacion Maltas Cerveceras1

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