Produccion del Mosto

En la producción cervecera moderna, los cereales principales utilizados son la malta y los adjuntos sólidos como el maíz y el arroz. La malta, al igual que los adjuntos sólidos, se almacena en granos para mantenerlos protegidos, resguardando así los componentes esenciales del grano, principalmente las enzimas en el caso de los cereales malteados. El único cereal que se almacena ya molido es el maíz, el cual se utiliza únicamente en forma de grits, debido a su bajo contenido de grasas y su alto contenido de almidón. Solo el endospermo del maíz es útil para la producción de cerveza, requiriendo procesos industriales especializados para eliminar la cáscara y el embrión. Menos comúnmente, se utilizan hojuelas de maíz, las cuales se almacena directamente cómo hojuelas y no necesitan ser molidas. Estas se maceran directamente en conjunto con la malta. El arroz utilizado en la industria cervecera es el mismo de uso culinario, pero es la fracción separada de los granos enteros, la cual no se comercializa para usos como arroz de mesa. Esta fracción se denomina comúnmente arroz 100% partido. Todos los cereales en grano deben ser molidos para la producción de mosto. Necesidad de la molienda La molienda es una etapa crítica en la producción de cerveza, necesaria para romper la estructura de los granos y liberar el contenido de almidón y enzimas para su posterior conversión en azúcares fermentables durante la maceración. Los objetivos principales de la molienda son: Maximizar la extracción de azúcares fermentablesAsegurar una buena exposición del almidón a las enzimas durante la maceración Preservar la cáscara de la maltaMantener la integridad de la cáscara es crucial para formar un lecho filtrante efectivo en la cuba filtro Diferencias en la molienda La molienda de la malta puede variar significativamente según el tipo de equipo de filtración de mosto utilizado. Para una cuba filtro, es crucial mantener la integridad de las cáscaras de la malta, ya que estas forman un lecho filtrante adecuado que asegura un mosto claro y una adecuada filtrabilidad. En contraste, cuando se utiliza un filtro prensa, la molienda puede ser más fina, ya que este equipo no depende tanto de la estructura de las cáscaras para obtener un mosto claro y limpio. A continuación, se describen las diferencias en la molienda según el tipo de filtro de mosto a utilizar: Molienda para filtración de mosto con filtro prensaPara la malta, se utiliza un molino de martillos, con el objetivo de obtener una molienda más fina y, consecuentemente, lograr una mayor extracción de los componentes de la malta. En el caso de los adjuntos en grano (el grits y las hojuelas de maíz no es necesario molerlo), se utiliza mayoritariamente el molino de martillos, aunque en algunas cervecerías se emplean molinos de rodillos o, menos comúnmente, molinos de discos. En todos los casos, la molienda adjuntos solidos en grano se realiza en seco Molienda para filtración de mosto con cuba filtroPara los adjuntos en grano, se utilizan los mismos tipos de molinos que para la filtración con filtro prensa.Para la malta, se emplean molinos de rodillos, que vienen en una amplia variedad de configuraciones, tanto en el número de rodillos como en el método de humectación de la malta. Según la humectación, se pueden distinguir tres tipos de molienda: Molienda seca de malta Consiste en dos o más rodillos que giran en direcciones opuestas para romper los granos. Estos molinos pueden ser de: Un par de rodillos: Utilizado solo en micro cervecerías. Dos pares de rodillos: Con tamices intermedios para realizar una separación de las fracciones molidas y optimizar la molienda. Cinco rodillos: Muy comunes provisto de tamices intermedios. Tres pares de rodillos: Los más comunes e igualmente provistos de tamices intermedio, por debajo de los primeros dos pares de rodillos. Molienda húmeda de malta Similar al molino de un par de rodillos en seco, pero diseñado para trabajar con granos humedecidos. La molienda húmeda implica añadir agua a los granos antes de molerlos, lo que reduce la producción de polvo y puede mejorar la eficiencia de extracción. Molienda de malta con acondicionamiento Método intermedio que involucra humedecer ligeramente la malta antes de la molienda para mejorar la flexibilidad de las cáscaras y reducir el polvo. Esto ayuda a mantener la integridad de las cáscaras, similar a la molienda en seco, pero con las ventajas de una molienda más eficiente. Evaluación de la Molienda Para evaluar la calidad de la molienda, se utilizan varios criterios: Tamaño de partículaLa distribución del tamaño de partícula debe ser uniforme, con una buena mezcla de harina, grits y cáscaras. Integridad de las cáscarasLas cáscaras deben estar lo suficientemente enteras para formar un lecho filtrante eficaz. Rendimiento de extracciónLa eficiencia en la extracción de azúcares fermentables debe ser alta, sin una excesiva producción de harina que podría obstruir el sistema de filtración.

La maceración de pura malta se puede realizar mediante dos métodos tradicionales: infusión y decocción. Infusión Es el método más sencillo y comúnmente utilizado, donde la malta se mezcla con agua caliente en una sola etapa. Dependiendo del tipo de cerveza y de los perfiles de sabor deseados, la temperatura y los tiempos de pausa pueden variar. Un ejemplo exhaustivo de infusión podría ser: Mezclado de la malta molida con el agua a 45ºC con pausa de 5 minEsta etapa se conoce como la pausa de la glucanasa, ya que esta es la temperatura óptima para esta enzima. Subir la temperatura hasta 55ºC y hacer una pausa de 10 minEsta es la pausa de la proteasa. El incremento de temperatura debe ser de aproximadamente un grado centígrado por minuto en todos los pasos de aumento de temperatura. Subir la temperatura a 63ºC y hacer una pausa de 5 minEsta es la pausa de licuefacción, aunque debería llamarse pausa de maltosa, ya que este es el óptimo de la β-amilasa, que forma maltosa a partir del almidón. En esta pausa, además de la formación de maltosa, ocurre la gelatinización del almidón y la licuefacción del mismo por un efecto reducido de la α-amilasa, aunque esté fuera de su óptimo de temperatura. Subir la temperatura a 72ºC y hacer una pausa hasta alcanzar la normalidad del yodoEsta pausa se llama sacarificación y está en el óptimo de la α-amilasa. En este paso, debemos asegurar la normalidad del yodo, que indica que no queda almidón sin convertir degradar Finalmente, subir la temperatura a 78ºC y luego bombear el macerado a la filtración. El pH de la maceración es de suma importancia, ya que las enzimas también tienen óptimos de pH y fuera de estos no trabajan. Las enzimas tienen diferentes óptimos de pH, pero se puede decir que en la maceración de malta, un pH de entre 5.2 y 5.4 es el óptimo para los diferentes grupos de enzimas de la malta. Decocción Es un método más complejo que implica retirar y hervir una parte del macerado y luego devolverlo al resto del mosto. Este proceso se puede repetir varias veces (doble o triple decocción) y se utiliza principalmente en cervezas tradicionales. En este caso, se necesita un recipiente adicional denominado cocedor de malta. La decocción ayuda a desarrollar sabores más profundos y complejos y a mejorar la eficiencia de extracción.

La maceración de malta con adjuntos implica la utilización de cereales no malteados junto con la malta. Tradicionalmente, esta técnica se utilizaba sin la adición de enzimas externas, pero los métodos modernos han incorporado el uso de enzimas para mejorar la eficiencia del proceso. Método Antiguo En el método antiguo, la maceración con adjuntos se realiza de la siguiente manera: Mezcla InicialEl adjunto molido se mezcla con un 10% a 20% de malta o se bombea una solución del macerador de malta para iniciar la licuefacción y reducir la viscosidad de la solución. Cocción del AdjuntoLa mezcla se hierve para desdoblar el almidón lo máximo posible. Maceración CombinadaLa solución del adjunto hervido se mezcla nuevamente con el macerador de malta y se procede con la maceración convencional de malta por infusión, como si solo se estuviese utilizando malta. Preferiblemente comenzado por la la pausa de 63ºC. Método Moderno En la actualidad, el proceso ha evolucionado con la adición de enzimas como la α-amilasa, lo que permite una mayor eficiencia y control sobre el proceso. Un ejemplo exhaustivo del método moderno podría ser: Mezclado del adjunto con agua a 60ºCAñadir el adjunto molido al agua a 60ºc y mantener la temperatura. Adición de α-amilasaIncorporar la enzima después de la caída de los primeros kilogramos de adjunto, esto se hace para proteger la enzima, y mantener la temperatura hasta terminar de añadir el adjunto. Aumento de temperatura a 80ºC: Incrementar la temperatura a 80ºC, manteniendo una pausa de 15 minutos para asegurar una gelatinización del almidón. Aumento de temperatura a 90ºC: Subir la temperatura a 90ºC y mantener durante 30 minutos para asegurar la sacarificación, formando la mayor cantidad posible de azúcares fermentables. CocciónHervir la solución de adjunto durante 10 minutos. Con esto se pretende desdoblar lo máximo posible el almidón para ser atacado posteriormente por las enzimas de la malta. Este paso se excluye en algunas cervecerías dependiendo de la eficiencia de la enzima utilizada y la preferencia de la cervecería. Mezcla con el macerador de maltaAsegurando de mantener la temperatura por debajo de los 65°C, preferiblemente a 63ºC, al mezclar el adjunto con el macerador de malta para asegurar que las enzimas de la malta puedan trabajar eficientemente durante la maceración convencional. Maceración combinadaProceder con la maceración convencional de malta por infusión, como si solo se estuviese utilizando malta. Preferiblemente comenzado por la la pausa de 63ºC.

La maceración es una etapa crucial en la elaboración del mosto. Su propósito principal es solubilizar no solo las sustancias solubles de los cereales, sino también las insolubles a través de la degradación de estas. Todas las sustancias solubilizadas se denominan extracto. Claramente, el objetivo principal es la formación de azúcares fermentables, pero también se generan otros sacáridos no fermentables, como las dextrinas, las cuales aportan cuerpo a la cerveza. Es importante tener cuidado con las sustancias que deseamos solubilizar lo menos posible, como los taninos de las cáscaras, que pueden afectar negativamente la calidad. Además, buscamos extraer aminoácidos y proteínas de bajo peso molecular, así como degradar los betaglucanos, ya que influyen negativamente en la filtración del mosto y de la cerveza. La degradación de las sustancias insolubles podría ser el objetivo primordial de la maceración. Esta degradación ocurre a través de las diferentes enzimas que se formaron durante la producción de la malta. Podemos imaginar las enzimas como tijeras naturales que pueden cortar moléculas grandes en pequeñas. Hay varios tipos de enzimas en la malta, y estas funcionan solo dentro de un rango específico de temperatura. Fuera de este rango, no trabajan, y por encima del rango superior, se desactivan irreversiblemente. Las enzimas principales de la malta y sus propósitos, junto con sus óptimos de temperatura, son: α-amilasaConvierte el almidón en azúcares fermentables. Óptimo de temperatura: 70-75°C. β-amilasaRompe los enlaces terminales del almidón para producir maltosa. Óptimo de temperatura: 60-65°C. ProteasasDegradan las proteínas en aminoácidos y péptidos. Óptimo de temperatura: 45-55°C. β-glucanasaDegrada los beta-glucanos que afectan la viscosidad del mosto. Óptimo de temperatura: 40-45°C. La degradación del almidón ocurre en tres etapas importantes: GelatinizaciónHinchamiento y reventamiento de los granos de almidón por la incorporación de gran cantidad de agua caliente en la molécula de almidón. Esto ocurre en la malta a unos 60°C, en el maíz a unos 75°C y en el arroz a unos 80°C o más. LicuefacciónDisminución de la viscosidad de la solución por el efecto de la degradación del almidón por acción de la α-amilasa, transformándolo en moléculas más pequeñas. SacarificaciónFormación de maltosa a través de la acción de la beta-amilasa. A partir de esta explicación, podemos decir que la maceración, desde el punto de vista de proceso, consiste en el mezclado de la malta con agua y el calentamiento de la solución, realizando diferentes pausas con tiempos y temperaturas controladas para solubilizar los componentes de la malta. Dependiendo de la materia prima a utilizar, podemos dividir las maceraciones en dos tipos: Maceración con pura maltaMaceración con adjuntos no malteados Estas se realizan en recipientes separados denominados macerador de malta o cuba de maceración y cocedor de adjuntos. El propósito de la maceración de los adjuntos es degradar el almidón para convertirlo en azúcares fermentables, a diferencia de la malta, que además del almidón, busca solubilizar otros componentes importantes.

La filtración del mosto utilizando un filtro prensa o de placas es una tecnología moderna y eficiente que compite con la tradicional cuba de filtración. Este método ha evolucionado significativamente, ofreciendo varias ventajas en términos de recuperación del extracto, calidad del mosto y eficiencia del proceso. A continuación, se detalla el proceso y las tecnologías actuales en el uso de filtros prensa. Filtros prensa de nueva generación En las últimas décadas, se han introducido al mercado nuevos filtros prensa que ofrecen mejoras significativas respecto a los diseños convencionales. El filtro prensa consiste en módulos de cámaras de membrana y placas alternadas, fabricadas de polipropileno. Las membranas elásticas se inflan con aire comprimido para presionar contra el bagazo, facilitando una extracción eficiente del extracto. Secuencia operativa en el filtro prensa Ventajas del filtro prensa Los filtros prensa modernos presentan varias ventajas: Tiempo de filtración confiable: Permiten realizar hasta 12 cocimientos diarios.Facilidad de operación: Reducción del esfuerzo de trabajo y alta durabilidad de las telas filtrantes.Calidad del mosto: Obtención de mosto claro con baja turbidez.Rendimiento: Alta extracción del extracto y eficiencia en el tiempo de filtración.Mínima absorción de oxígeno: Introducción de macerado por abajo.

La filtración del mosto es un proceso esencial que requiere una cuidadosa selección del método y control de las condiciones operativas. Este proceso asegura la eliminación de partículas sólidas del mosto. Hoy en día las principales técnicas de filtración del mosto incluyen el uso de la cuba filtro y el filtro prensa, y cada una de ellas ofrecen ventajas y desafíos específicos que deben ser considerados según las necesidades y capacidades de la cervecería. Al final del proceso de maceración, la mezcla resultante está compuesta por una solución acuosa de sustancias solubles y no solubles. El líquido con la parte soluble se denomina mosto, mientras que las partes no solubles es el bagazo o afrecho. El bagazo está compuesto esencialmente por cáscaras, embriones y otras sustancias las cuales no fueron disueltas durante la maceración. Para la fabricación de cerveza, se utiliza únicamente el mosto, que debe ser separado del bagazo. Este proceso de separación se denomina filtración del mosto. En la filtración del mosto, es crucial recuperar el extracto de manera casi completa. Este proceso se lleva a cabo en 2 fases consecutivas: Filtración de mosto (primer mosto y lavado o riego) El mosto que se filtra del bagazo se denomina primer mosto. Una vez que el primer mosto se ha filtrado, todavía queda extracto en el bagazo. Este extracto debe ser recuperado para optimizar el proceso. Por esta razón, el bagazo se lava para extraer el extracto soluble restante después de la filtración del primer mosto. Este proceso de lavado diluye progresivamente el mosto. Para alcanzar la concentración deseada del mosto al final de la filtración, el primer mosto debe tener un contenido de extracto de aproximadamente 5 puntos (5%) superior que el extracto original de la cerveza a fabricar. Por ejemplo, para una cerveza con 12% de extracto, el primer mosto debe tener unos 18% de extracto. El extracto retenido en el bagazo se extrae lavándolo con agua caliente normalmente a 78ºC. Este proceso es conocido como riego o lavado. El mosto filtrado y más diluidos se denominan mosto del lavado o segundo mosto, cuyo contenido de extracto disminuye rápidamente al inicio y de forma más lenta posteriormente, ya que el último extracto se lava con dificultad debido a la difusión. La cantidad de agua de riego utilizada depende de la cantidad y concentración del primer mosto, así como de la concentración deseada en el cocedor de mosto. Para una cerveza con 12% de extracto, se utilizan diferentes relaciones de cantidad de primer mosto y agua de riego, según la concentración del primer mosto. Automatización de los filtros de mosto Hoy en día, los filtros de mosto modernos tienen un alto grado de automatización, permitiendo que las filtraciones ocurran casi en su totalidad de manera automática. Este proceso es bastante complejo y requiere el monitoreo de varios parámetros críticos. Por esta razón, el grado de automatización es alto para garantizar una filtración óptima. La automatización incluye sistemas avanzados de control y monitoreo que gestionan aspectos como: Control de FlujoSensores y actuadores regulan el flujo del mosto para asegurar una filtración uniforme.Presión y temperaturaMonitoreo constante de la presión y la temperatura para mantener condiciones óptimas durante la filtración.Nivel de mostoSensores de nivel aseguran que el mosto se mantenga dentro de los límites adecuados para evitar desbordamientos o funcionamiento en seco.Recirculación y LavadoSistemas automáticos gestionan la recirculación del mosto y el lavado para maximizar la eficiencia de extracción de azúcares.Drenaje y Descarga de BagazoAutomatización del drenaje del mosto filtrado y la descarga del bagazo para reducir el tiempo de inactividad entre lotes. Transporte y análisis del bagazo El bagazo obtenido tras la filtración tiene un contenido de agua del 60 a 80% y se genera a razón de unos 21 kg por hectolitro de cerveza. Este bagazo es valioso como forraje debido a su buen valor nutritivo y digestibilidad mejorada en comparación con la cebada original. Sin embargo, es importante vender el bagazo rápidamente, ya que puede fermentarse y deteriorarse fácilmente en climas cálidos. El transporte del bagazo generalmente se realiza mediante sistemas de tornillo sinfín y aire comprimido hasta instalaciones de almacenamiento o directamente a vehículos de remoción en las cervecerías más pequeñas. En algunas plantas, el bagazo puede ser secado para reducir su contenido de agua a unos 10%, aunque este proceso es costoso en términos de energía y solo es viable si el bagazo seco se puede vender a un precio significativamente mayor que el bagazo húmedo. El análisis del bagazo proporciona información sobre la cantidad de extracto restante. Este análisis incluye la determinación del extracto extraíble por lavado y el extracto total. La diferencia entre ambos representa el extracto degradable. Estos datos son esenciales para evaluar la eficiencia del proceso de cocción y filtración, y para identificar posibles mejoras.

La fermentación es la etapa central del bloque frío en la que la levadura transforma los azúcares fermentables del mosto en alcohol, dióxido de carbono y compuestos secundarios que definen gran parte del aroma, sabor y carácter de la cerveza. Aunque la reacción principal consiste en la conversión de azúcares en etanol y CO₂, desde el punto de vista tecnológico la fermentación es un proceso mucho más amplio, ya que durante esta etapa se determinan la atenuación, el perfil sensorial, la formación y reducción de subproductos, la caída del pH, la sedimentación de levadura y la preparación de la cerveza para la posterior guarda fría. Una fermentación bien conducida debe ser regular, completa, limpia y reproducible. Para lograrlo, es necesario controlar la calidad del mosto frío, la aireación, la dosificación y condición fisiológica de la levadura, la temperatura, la presión, el pH, la disponibilidad de nutrientes, la evolución del extracto, la formación de CO₂ y la reducción de compuestos de cerveza joven, especialmente el diacetilo y el acetaldehído. En una conducción moderna en tanques cilindrocónicos, la fermentación no termina únicamente cuando se alcanza el extracto final aparente. Debe considerarse finalizada cuando la cerveza ha alcanzado el extracto final estable y la levadura ha completado la reducción de diacetilo hasta el valor especificado, normalmente alrededor de 0,10 mg/L de diacetilo total. Solo después de este punto se inicia el enfriamiento controlado, la cosecha principal de levadura y posteriormente la guarda o maduración fría en TCC. Objetivo tecnológico de la fermentación El objetivo de la fermentación no es solamente producir alcohol. La fermentación debe transformar el mosto en una cerveza joven estable, atenuada y sensorialmente limpia, preparada para la etapa de guarda fría. Para ello debe cumplir varias funciones simultáneas. Primero, debe convertir los azúcares fermentables en alcohol y CO₂. Segundo, debe alcanzar el grado de atenuación previsto para el producto. Tercero, debe generar el perfil aromático propio de la cepa y del estilo de cerveza. Cuarto, debe permitir que la levadura reduzca compuestos indeseables de cerveza joven, como diacetilo y acetaldehído. Quinto, debe favorecer una caída adecuada del pH y una sedimentación controlada de la levadura. Desde este enfoque, la fermentación incluye tres grandes momentos tecnológicos: la fase inicial de adaptación y crecimiento de la levadura, la fase de fermentación activa y la fase final de reducción de compuestos de cerveza joven. Esta última fase es fundamental, porque define si la cerveza puede ser enfriada y enviada a guarda fría sin riesgo de defectos como mantequilla, manzana verde o notas inmaduras. Fundamento bioquímico Durante la fermentación, la levadura metaboliza los azúcares fermentables del mosto mediante rutas enzimáticas que transforman los carbohidratos en piruvato y posteriormente en etanol y dióxido de carbono. En condiciones cerveceras, el metabolismo es predominantemente fermentativo, aunque al inicio del proceso la levadura requiere oxígeno para sintetizar componentes esenciales de membrana. La levadura no consume todos los azúcares al mismo tiempo. Primero utiliza los azúcares simples, como glucosa y fructosa. Luego consume maltosa, que es el azúcar fermentable predominante en el mosto cervecero. Finalmente fermenta maltotriosa, de forma más lenta y dependiendo de la capacidad específica de la cepa. Las dextrinas y otros carbohidratos no fermentables permanecen en la cerveza y contribuyen al cuerpo, la viscosidad y la sensación en boca. Además de alcohol y CO₂, la levadura produce numerosos metabolitos secundarios. Algunos son positivos en determinadas concentraciones, como ciertos ésteres frutales o alcoholes superiores moderados. Otros deben mantenerse bajos o reducirse durante la fermentación final, como diacetilo, acetaldehído y compuestos azufrados excesivos. Por esta razón, la fermentación debe entenderse como una etapa de formación y depuración sensorial. Preparación del mosto para la fermentación La fermentación comienza con un mosto frío en condiciones adecuadas. La calidad del mosto que entra al fermentador determina en gran medida el comportamiento de la levadura y la regularidad del proceso. El mosto debe llegar con temperatura correcta, buena composición fermentable, bajo nivel de contaminación microbiológica, concentración adecuada de nutrientes, oxígeno disuelto suficiente y una carga controlada de sólidos. El enfriamiento del mosto se realiza normalmente en línea, desde el whirlpool o sedimentador hacia el fermentador, mediante intercambiador de placas. Durante esta transferencia se efectúa la aireación u oxigenación y, en muchos sistemas modernos, también la dosificación de levadura en línea. Esta práctica permite distribuir de forma homogénea la levadura y el oxígeno en todo el volumen de mosto que entra al tanque. La temperatura de entrada debe ser compatible con la cepa y con la estrategia de fermentación. En fermentaciones lager puede trabajarse con temperaturas iniciales cercanas a 8–10 °C, mientras que en fermentaciones ale se utilizan temperaturas más elevadas. En cualquier caso, deben evitarse variaciones bruscas, ya que la levadura es sensible al shock térmico, especialmente durante la fase inicial de adaptación y crecimiento. Oxígeno inicial El oxígeno inicial es una variable crítica. La levadura no necesita oxígeno para producir alcohol, pero sí lo requiere al inicio para sintetizar esteroles y ácidos grasos insaturados, componentes fundamentales de la membrana celular. Una membrana bien constituida permite mejor transporte de azúcares, mayor tolerancia al alcohol, mejor resistencia al estrés y fermentaciones más completas. La oxigenación debe realizarse sobre el mosto frío, de forma higiénica y controlada. La cantidad de oxígeno requerida depende del extracto original, la cepa, la temperatura de fermentación, la concentración celular, el estado fisiológico de la levadura y el tipo de proceso. Como referencia para fermentaciones intensivas o mostos de alta densidad, puede trabajarse alrededor de 12 mg/L de oxígeno disuelto, ajustando siempre el valor a la realidad de cada cervecería. Una oxigenación insuficiente puede provocar fermentaciones lentas, baja multiplicación celular, atenuación incompleta, aumento de diacetilo, mayor acetaldehído y estrés de levadura. Una oxigenación excesiva o aplicada fuera del momento correcto puede favorecer oxidaciones posteriores. Por ello, el oxígeno debe incorporarse al inicio, en el mosto frío, y no en etapas avanzadas del proceso. Nutrientes y FAN La levadura necesita una composición adecuada de nutrientes para fermentar de manera eficiente. Entre los más importantes se encuentra el FAN, o