Investigadores del Campus de Palencia avanzan en las claves del amargor de la cerveza

Cristina G. Pedraz/DICYT  Las características organolépticas de la cerveza, como la espuma, el cuerpo o el amargor, vienen definidas tanto por las materias primas utilizadas (malta, lúpulo, levadura y agua) como por el método de producción de cada maestro cervecero. En el caso del amargor, es una de las propiedades más apreciadas por parte del consumidor y su control es esencial para que el producto final tenga éxito en el mercado. Con el objetivo de dar respuesta a esta necesidad, investigadores del Área de Tecnología de los Alimentos de la Universidad de Valladolid, ubicada en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Forestal del Campus de Palencia, estudian en profundidad los compuestos responsables de la aparición del amargor y sus particularidades para ajustarlas al gusto de los consumidores. El profesor Carlos Blanco, uno de los investigadores del Área que trabaja en esta línea, ha explicado las fuentes de las que procede el amargor, como las resinas del lúpulo, que también son las responsables de conferir a la cerveza su aroma característico.

No obstante, los compuestos más amargos se forman durante el proceso de elaboración de la cerveza. Como precisa el investigador, los ácidos que presenta el lúpulo se clasifican en alfa-ácidos y beta-ácidos. “Los alfa-ácidos son los más importantes y dependiendo de su estructura química toman como nombre humulona, cohumulona, adhumulona, prehumulona y posthumulona”, mientras que los beta-ácidos, de los que también se conocen cinco compuestos denominados en general lupulonas, apenas intervienen en las características finales del producto. Esto se debe a que en la fase de cocción del mosto, una de las primeras del proceso de elaboración de la cerveza, los beta-ácidos se descomponen.

En ese mismo proceso, y como consecuencia del incremento de la temperatura, los alfa-ácidos sufren una reorganización molecular, lo que se define como isomerización, y se forman los iso-alfa-ácidos, “que persisten tras la cocción del mosto en una gran proporción y son los responsables del amargor final de la cerveza”.

En el proceso de isomerización, por cada alfa-ácido se originan dos tipos de iso-alfa-ácidos correspondientes a las configuraciones cis- y trans-. “Los isómeros cis- y trans- son compuestos que poseen la misma fórmula molecular, pero sus radicales están dispuestos de forma diferente en el espacio”, precisa Blanco. Finalmente, dependiendo de la cantidad y el tipo de iso-alfa-ácidos y de la proporción de isómeros cis- o trans-, la cerveza será más o menos amarga. Asimismo, los científicos han determinado que también influye la naturaleza del radical R, uno de los radicales hidrocarbonados del isómero, y el grado de hidrogenización de los iso-alfa-ácidos.

Según recuerda el experto, como en otros productos la hidrogenación sirve para evitar el deterioro de la calidad. Consiste en el empleo de derivados hidrogenados (iso-alfa-ácidos a los que se ha adicionado hidrógeno), “lo que impide la oxidación iniciada por efecto de la luz, mejora la eficiencia del proceso y consigue una mayor estabilidad para la espuma”, asegura.

En la misma línea, el grupo de investigadores del Campus de Palencia estudia el envejecimiento del producto y su relación con el amargor. Tal y como señala Carlos Blanco, la mayor parte de los estudios científicos en el campo de la cerveza se centran en la optimización del proceso industrial para una mayor calidad sensorial mientras que, pese a su relevancia, son pocos los proyectos que profundizan en la vida útil de la cerveza.

Estudio del envejecimiento

“Teniendo en cuenta que en el tiempo de almacenamiento acentúa la degradación de los iso-alfa-ácidos y que el producto envasado suele sufrir largos periodos de almacenamiento, es importante cuantificar la degradación de los mismos por el efecto del tiempo y la temperatura de almacenamiento en cervezas de distintas características”, asegura.

Al igual que en el estudio de la estructura iso-alfa-ácida y del grado de hidrogenación en el amargor de la cerveza, el equipo de investigadores colabora en este trabajo con distintas empresas del sector. Asimismo, elabora su propia cerveza y produce un envejecimiento acelerado mediante un tratamiento térmico de 14 días a diferentes temperaturas. En cuanto a las técnicas que emplean para estimar el amargor se encuentra, por un lado, la cromatografía líquida de alta resolución, un método de separación para la caracterización de mezclas complejas “que permite conocer el amargor como suma de las concentraciones de los distintos iso-alfa-ácidos”.

En este sentido, el grupo de científicos ha realizado un importante avance. “Hemos desarrollado un programa que nos permite conocer para cada iso-alfa-ácido la concentración tanto de la forma cis- como de la forma trans-“, un área que aún no ha sido abordada por la comunidad científica y que permite conocer en detalle cuál de las dos se degrada en mayor proporción, lo que se traduce en diferentes pérdidas de amargor. Por otro lado emplean la espectofotometría, una técnica analítica utilizada en cervecería para determinar la concentración de determinadas sustancias; y las denominadas lenguas electrónicas, redes de sensores capaces de detectar características como el amargor a través de una serie de parámetros. En esta parte los investigadores han contado con la colaboración del Grupo de Física y Química del Estado Sólido de la Universidad de Valladolid, que trabaja en el desarrollo de sensores con aplicación en la industria alimentaria.

Este grupo de investigadores de alimentos del Departamento de Ingeniería Agrícola y Forestal, ha publicado en los últimos años diversos artículos científicos en revistas de gran impacto. El último, que trata sobre la concordancia entre las mediciones del amargor de la cerveza obtenidas con lengua electrónica y las medidas cromatográficas, ha sido publicado hace tan solo dos semanas en la revista Food Chemistry.

En el mismo marco, varios alumnos de la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias han presentado sus trabajos de fin de carrera y tesis doctorales ahondando en aspectos como la importancia de los derivados del lúpulo en la estabilidad microbiológica de la cerveza, los efectos del calor sobre estos derivados o el análisis de elementos minoritarios en cerveza. El próximo será Dieudonné Nimubona, que prevé leer su tesis doctoral en breve. Por último realizan actividades formativas como cursos sobre cerveza, impartidos durante el mes de julio, al que asisten titulados, profesionales y alumnos interesados en el sector.

Cuatro ingredientes y diversos procesos físicos y químicos

La elaboración de cerveza es todo un arte que contempla diversos procesos físicos, químicos y biológicos. De cómo se lleven a cabo estos procesos surge la inmensa tipología de cervezas que se encuentran hoy en el mercado. No obstante, todas son resultado de tres etapas (cocción, fermentación y envasado) y cuatro ingredientes principales (malta, lúpulo, levadura y agua). Según explican los investigadores del Área de Tecnología de los Alimentos, la malta se obtiene mediante un proceso denominado malteado, que se inicia con el remojo del grano de cebada para conseguir su germinación, imitando el proceso natural. Durante esta fase el almidón de la cebada se descompone en azúcares sencillos que posteriormente serán utilizados por la levadura para producir alcohol y anhídrido carbónico en la etapa de fermentación.   Por otro lado, el lúpulo es una planta trepadora que con el paso del tiempo ha desarrollado las características que le dan a la cerveza su particular aroma y amargor. En la elaboración de la cerveza se utiliza el Humulus lupulos, una de las tres especies de lúpulo que se conocen, y en concreto sus flores femeninas (denominadas conos). La comunidad científica conoce además que los derivados del lúpulo previenen de forma natural la contaminación de la cerveza por bacterias acéticas, tácticas y otros microorganismos.   En cuanto a la levadura, se trata de un microorganismo unicelular que en el proceso de fermentación utiliza la glucosa como sustrato respiratorio produciendo alcohol etílico y dióxido de carbono. Fundamentalmente se emplean dos tipos de levadura en la fabricación de cerveza, una de fermentación a baja temperatura para la elaboración de cervezas lager (la Saccharomyces carlsbergensis) y una de fermentación a mayor temperatura para las cervezas ale (la Saccharomyces cerevisae). Mientras que las ale tienen una mayor graduación alcohólica y un sabor más complejo, las lager se almacenan durante 30 días en condiciones de baja temperatura, momento en que adquieren su aroma y sabor especial, más suave.   Por último, el ingrediente que se encuentra en mayor proporción en la cerveza (en un 95 por ciento) es el agua, que debe cumplir determinados requerimientos sensoriales (color, turbidez, sabor y olor) y unos niveles estándar de microorganismos con ausencia de patógenos. Del mismo modo, la presencia de sales disueltas como carbonatos, sulfatos o cloruros influye en el proceso de elaboración y en las características finales de la bebida.   Las propiedades de la cerveza centran los trabajos de investigación de muchos grupos. Científicos de todo el mundo han comprobado los efectos positivos para el organismo del consumo de cerveza. Estudios recientes han puesto de manifiesto, por ejemplo, que la ingesta moderada de cerveza después de un ejercicio físico intenso hidrata lo mismo que el agua o que el silicio que contiene parece interaccionar con el aluminio, un metal neurotóxico que se relaciona con la demencia y otros desórdenes, de modo que reduciría el riesgo de padecer estas enfermedades.