Propiedades fisicoquímicas de cerveza artesanal a partir de malta de cebada y malta de quinua con zarzamora deshidratada

Introducción

La quinua (Chenopodium quinoa Willd) es un pseudocereal y una de las plantas más antiguas cultivadas en el continente americano, con evidencias arqueológicas que datan de 5000 a 3000 a.C. (Schmidt et al., 2021). La quinua tiene un alto perfil nutricional, con un 10-18 % de proteínas y un 4.1-8.8 % de grasas. Es ideal para pacientes celíacos porque no contiene gluten. La planta entera puede utilizarse como alimento tanto para humanos como para el ganado (Afzal et al., 2022). Por otro lado, la producción de maltas con propiedades de procesamiento y sabor mejoradas podría impulsar el desarrollo de una amplia gama de productos a base de malta en la industria de alimentos y bebidas, y ampliar las aplicaciones de estos pseudocereales. Se dispone de datos limitados sobre el malteado de quinua (Almaguer et al., 2024); además, en los últimos años de estudio, la cerveza a base de quinua se ha caracterizado por poseer compuestos aromáticos exclusivos, pureza en sabor, aroma, textura y el amargor típico, todos ellos satisfactorios para los consumidores. A pesar de ser un alimento libre de gluten, la quinua también aporta un alto contenido de proteínas, lo que se traduce en tiempos de filtración largos y se asocia a problemas de fermentación durante la elaboración de la cerveza (López-Rodríguez et al., 2024).

Las zarzamoras se consumen normalmente frescas o procesadas en jugo. Se consideran una excelente fuente de antioxidantes y pueden incluirse en la lista de frutas con los beneficios nutricionales más importantes (Halim et al., 2022). La cerveza artesanal se compone básicamente de cuatro ingredientes principales: agua, malta, lúpulo y levadura (Ambra et al., 2021; Cunha et al., 2023). Posteriormente a la fermentación, se forma alcohol y CO₂ (Cunha et al., 2023). La malta y el lúpulo contienen naturalmente compuestos fenólicos; sin embargo, durante la producción de cerveza, estas moléculas sufren modificaciones químicas y se forman nuevas moléculas que influyen tanto en el rendimiento como en las características finales de una cerveza. El aroma, los sabores, el gusto, la astringencia, el cuerpo y la plenitud son el resultado de la actividad metabólica de los microorganismos sobre las materias primas, y aquí se resumen las evidencias científicas que sugieren que todos ellos están influenciados por el contenido de fenoles (Ambra et al., 2021).

Por lo tanto, sería interesante añadir las frutas y otros adjuntos no malteados siempre durante las etapas frías de la producción de cerveza (fermentación o maduración) para enriquecer la bebida con compuestos de interés (Cunha et al., 2023). La cerveza es la bebida milenaria más consumida en el mundo. En 2021 su producción alcanzó los 1.860 millones de hectolitros, siendo China, Estados Unidos y Brasil los principales países fabricantes (Paucar­Menacho, 2022).

La popularidad de la cerveza artesanal suscita un interés creciente en varios países y ofrece alternativas a la producción de cerveza convencional. En Europa, América del Sur y América del Norte, la cerveza artesanal es muy conocida; de hecho, se trata de uno de los segmentos en crecimiento en el sector de las bebidas. Este aumento está asociado con la “generación millennial” (personas de entre 21 y 30 años), que se percibe interesada en explorar nuevos sabores de cerveza y dispuesta a pagar precios más altos. Los bebedores de cerveza artesanal están particularmente interesados en probar sabores diferentes a los habituales y conocidos productos comerciales (Einfalt, 2021).

Por otro lado, múltiples estudios de investigación epidemiológica reportan que un consumo moderado de cerveza disminuye la mortalidad cardiovascular debido a cambios en el perfil lipídico y aumenta la capacidad antioxidante. Además, el consumo regular y moderado de cerveza se asocia con un menor riesgo de enfermedad de Alzheimer, diabetes y osteoporosis. En consumidores moderados de cerveza, se ha encontrado una disminución del 20 al 25 % en la tasa de mortalidad por enfermedad coronaria. Todos estos beneficios se atribuyen a los nutrientes de las materias primas y a los creados durante el propio proceso de elaboración de la cerveza (Cadenas et al., 2021).

Tradicionalmente, la cerveza se prepara a partir de la fermentación de cereales malteados (generalmente cebada), lúpulo, levadura y agua, dando como resultado una bebida alcohólica con un sabor amargo característico. Sin embargo, la fórmula puede variar según la región, adaptándose a las preferencias y necesidades del consumidor. Las cervezas presentan valores de pH de 2 a 5, el contenido de alcohol (% v/v) es de 2 a 20 %, la acidez total presenta un máximo valor de 10 g de ácido láctico/L y la acidez volátil debe de estar por debajo de 1.2, de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana (Estados Unidos Mexicanos. Secretaría de Economía. Dirección General de Normas, 2017). Hoy en día la industria busca materias primas que produzcan bebidas con sabores únicos, al mismo tiempo que los consumidores buscan opciones de alimentos más saludables y nutritivos (Paucar­Menacho, 2022). Bajo este contexto el objetivo de este trabajo fue desarrollar cerveza artesanal de malta de cebada y malta de quinua con fruta deshidratada y evaluar las propiedades fisicoquímicas.

Materiales y Métodos

El desarrollo de la investigación se realizó en el laboratorio de alimentos del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Campo Experimental Zacatecas (22º 54’ N, 102º 39’ O), Calera de Víctor Rosales, Zacatecas, México, con una altitud de 2 197 msnm, donde se evaluaron 10 diferentes tratamientos de cerveza artesanal con diferentes mezclas de malta de cebada-malta de quinua saborizada con o sin polvo deshidratado de zarzamora (Tabla 1).

Obtención de la malta de quinua

Los granos de quinua se adquirieron en el mercado local. Se limpiaron de impurezas (paja) y se lavaron con agua destilada en tres ocasiones; el agua de deshecho se eliminó con apoyo de un colador. Después, se realizó la hidratación de los granos en una relación de 1:1.5 (quinua: agua) y se dejaron reposar dentro de la estufa de secado (Fisher Scientific, Modelo 655G, U.S.A.) por 44 h a 30 ℃. Posteriormente, los granos de quinua se colocaron en bandejas de acero inoxidable para dejarlos germinar a 22-23 ℃ por 26 h. Los granos de quinua se llevaron al secador durante 53 h a 50 ℃ hasta alcanzar una humedad de 5 a 7 % y así proceder con el quebrado del grano. En tanto, la malta de cebada (Canada Malting Superior Pale Ale), importada y distribuida por BEERMEX, fue adquirida en línea para el desarrollo del proyecto.

Preparación de la cerveza artesanal

La preparación de la cerveza artesanal se realizó de acuerdo con el protocolo de Deželak et al. (2014). El agua (4 L) se calentó (90 ℃) para agregar las diferentes mezclas de las maltas en una proporción de 0.65 g de malta/2.5 L agua. La mezcla formada se calentó a 67 ℃ por 60 min para formar el mosto. Posteriormente, el mosto se filtró y se dejó en maceración a 80 ℃ por 90 min. Durante el tiempo de la maceración, se agregó en dos partes el lúpulo (1 g/L); la primera adición del lúpulo fue a los 40 min y la segunda adición fue a los 65 min. Después con un baño de agua fría se bajó la temperatura a 23 ℃. Se agregó la bentonita (4 g diluidos en 300 mL del mosto) y también se activó la levadura. Se vertió con mucho cuidado la cerveza en recipientes de vidrio (ocupando la mitad del recipiente), a los cuales se les acopló una trampa de aire rústica. Por otro lado, la fruta deshidratada fue previamente triturada en grandes trozos con ayuda del mortero y se adicionó 20 g/L a la cerveza. Transcurridos 8 días de fermentación se realizó el trasiego y se procedió al envasado. Previamente al envasado, se preparó una solución de sacarosa (4 g/L) que se agregó a la botella de cerveza antes de sellarla.

Propiedades fisicoquímicas en la cerveza

Color. Se colocó una muestra de cerveza en una caja Petri, se midió con el colorímetro en cinco puntos distintos y se reportaron los valores de L, a* y b*.

Antocianinas totales. La cuantificación de antocianinas totales se realizó según el método desarrollado por Abdel-Aal y Hucl (1999). En un tubo Falcon se pesaron 50 mg de cerveza y se agregaron 24 mL de etanol acidificado. La muestra se agitó en un vórtex a 8000 rpm/30 min. Se determinó el pH y de ser necesario se ajustó el pH a 1 con HCl 4.0 N. La muestra se centrifugó a 5000 rpm/15 min. En matraces aforados de 50 mL se recuperó el sobrenadante y se aforó con etanol acidificado. Se agitó vigorosamente y se leyó en el espectrofotómetro a una absorbancia de 535 nm. El contenido de antocianinas totales se reportó como mg de cianidina 3-glucósido/L de muestra.

Acidez titulable total (ATT). La cerveza (60 mL) se desgasificó por 5 min. Se agregaron 3 gotas de azul de bromotimol y se tituló con NaOH 0.1 N y el proceso terminó hasta que viró a un color azul verde. Los datos se reportaron como acidez total (g de ácido láctico/L).

Acidez volátil (AV). Se midieron 10 mL de cerveza desgasificada, 250 mL de agua destilada y 0.30 mg de ácido cítrico. La muestra se destiló hasta recolectar 100 mL del destilado. Al destilado se le agregaron tres gotas de fenolftaleína y se tituló con NaOH 0.1 N hasta obtener un vire rosa pálido. Se anotaron los mL de NaOH gastados y la acidez volátil se reportó como g de miliequivalentes de ácido láctico/L.

Contenido de alcohol. En un matraz aforado se midieron 250 mL de cerveza (20 ℃) y se vertieron en un matraz bola de 1000 mL. El matraz aforado se lavó tres veces con 50 mL de agua destilada y en cada lavado, la porción se agregó al matraz de destilación. Después, la cerveza se neutralizó con 10 mL de óxido de calcio y una gota de antiespumante. La muestra se colocó en el destilador y el proceso terminó cuando se recuperaron 200 mL. La muestra se dejó enfriar a 20 ℃, se aforó con agua destilada (20 ℃) y se vertió en una probeta de 250 mL. Se colocó el alcoholímetro, se midió y se reportaron los datos como contenido de alcohol en % v/v.

Análisis estadístico

Se realizó un diseño completamente al azar. Todos los análisis se realizaron por triplicado, y los resultados se expresaron como media ± desviación estándar. Los resultados de los análisis fueron sometidos a un Análisis de Varianza y se realizó la prueba de medias de Tukey con un nivel de significancia del p ≤ 0.05 (SAS Institute, 2023).

Resultados

Color

En la Figura 1 se presentan las diferentes cervezas artesanales de malta de cebada-malta de quinua. Los tratamientos T1, T3, T5, T7 y T9 presentaron colores más rojizos debido a la presencia de zarzamora. Las muestras T2, T4, T6, T8 y T10 presentaron colores ámbar debido a que no contienen fruta.

En la Tabla 2 se aprecia la colorimetría de los diferentes tratamientos de cerveza artesanal. Los valores de L* fueron mayores en T1 con respecto a T3, T5, T7 y T9, tratamientos que tienen zarzamora. Sin embargo, los valores de luminosidad disminuyen cuando no se agrega zarzamora a la cerveza; el T2 presentó menores valores de L* con respecto a T4, T6, T8 y T10. Por lo tanto, T6 y T8 fueron estadísticamente diferentes (p ≤ 0.05) a los otros tratamientos, mientras que el T3 presentó el valor más bajo de luminosidad. Los valores de a* en T1 presentan un color rojizo, el cual se adopta en mayor proporción en T3 y T5. Este color disminuye en T7 y T9, que contienen entre 20 y 10 % de malta de quinua con zarzamora, respectivamente. Además, los valores de a* en T2 disminuyen conforme disminuye la concentración de malta de cebada. El parámetro b* presentó valores positivos en los diferentes tratamientos. El T2, T3 y T4 fueron estadísticamente iguales (p ≤ 0.05) con valores mayores al T7, T8 y T10. Asimismo, los valores de b* incrementan en T3 y T5 con respecto al T1, es decir, tornan un color azulado, el cual disminuye conforme se reduce la cantidad de malta de quinua en T7 y T9. La cerveza de malta de cebada-malta de quinua que no contiene zarzamora disminuye significativamente (p ≤ 0.05) en los diferentes tratamientos con respecto a T2.

Los valores promedio en las columnas con letras distintas son estadísticamente diferentes (p ≤ 0.05) de la prueba de medias de Tukey.

Antocianinas totales

En la Figura 2 se observan los niveles de antocianinas presentes en los diferentes tratamientos de cerveza. El T1 presentó valores más altos de antocianinas con respecto al T3 (90 % de malta de cebada y 10 % de malta de quinua) y T5 (80 % de malta de cebada y 20 % de malta de quinua); pero el T1 disminuye los valores de antocianinas en T7 y T9, es decir en cervezas que presentan mayor concentración de quinua, 30 y 70 % de quinua, respectivamente. La misma tendencia la presentó el T2 (17.1 mg de cianidina 3-glucósido/L de muestra), en relación con T4, T6, T8 y T10, cervezas sin adición de zarzamora. Los altos valores de antocianinas en T2 pueden ser resultado del color puro de la cerveza por su malta base y por los altos valores de b* (Tabla 2). El contenido de antocianinas en las diferentes cervezas de malta de cebada-malta de quinua les aporta cierta funcionalidad, es decir, pueden ser caracterizadas como cervezas funcionales, principalmente en las elaboradas con 30 % de malta de cebada y 70 % de malta de quinua.

pH y acidez titulable total (ATT)

El pH en las cervezas que incluían zarzamora en la producción presentó diferencias significativas (p ≤ 0.05). El T9 presentó los valores de pH más bajos, siendo estadísticamente diferente (p ≤ 0.05) a T1, T3, T5 y T7 (Tabla 3). Asimismo, las cervezas de malta de cebada-malta de quinua que no contenían zarzamora también presentaron diferencias significativas (p ≤ 0.05); siendo el T10 el que mostró los valores más bajos de pH con respecto a T2, T4, T6 y T8 (Tabla 3).

Por otro lado, en la ATT los tratamientos fueron significativamente diferentes (p ≤ 0.05). El T1, T3, T4, T5, T6, T7 y T9 fueron estadísticamente iguales (p ≤ 0.05); pero estadísticamente diferentes a T2, a T8 y T10. El valor de ATT aumenta cuando se utiliza malta de cebada y malta de quinua al 30 y 70 %, respectivamente; esto es en cervezas con zarzamora. En tanto, las cervezas T2 y T10 que no contenían zarzamora presentaron la misma tendencia que aquella que incluía zarzamora en la formulación. Además, las diferentes cervezas de malta de cebada-malta de quinua presentan valores de pH y ATT dentro del rango marcado por la Norma Oficial Mexicana (Estados Unidos Mexicanos. Secretaría de Economía. Dirección General de Normas, 2017).

Los valores promedio en las columnas con letras distintas son estadísticamente diferentes (p ≤ 0.05) de la prueba de medias de Tukey.

Acidez volátil (AV)

La AV presentó valores de 0.11 ± 0.001 a 0.47 ± 0.001 g de miliequivalentes de ácido láctico/L (Figura 3). Los diferentes tratamientos presentaron diferencias significativas (p ≤ 0.05). En cervezas con sabor a zarzamora el T1 incrementó los valores de AV en T3 (malta de cebada-malta de quinua, 90-10 %) y en T9 (malta de cebada-malta de quinua, 70-30 %), pero disminuyó significativamente (p ≤ 0.05) en T5 (malta de cebada-malta de quinua, 80-20 %) y T7 (malta de cebada-malta de quinua, 70-30 %). Las cervezas sin zarzamora presentaron valores altos de AV en T2 (malta de cebada, 100 %) y la AV disminuyó significativamente (p ≤ 0.05) en T4 (malta de cebada-malta de quinua, 90-10 %). Además, los valores de AV incrementaron cuando la concentración de malta de cebada disminuyó y, a su vez, incrementó la concentración de malta de quinua en T6, T8 y T10. Los valores de AV en las diferentes cervezas de malta de cebada-malta de quinua permiten una mayor conservación y un mejor equilibrio de las bebidas.

Alcohol

En la Figura 4 se pueden apreciar valores de 4.0 a 7.1 % v/v de alcohol en las diferentes cervezas artesanales. La cerveza con adición de zarzamora (T1) y la cerveza sin zarzamora (T4) fueron las que presentaron mayor contenido de alcohol. Es decir, las cervezas que presentaron mayor contenido de malta de cebada fueron las que presentaron el mayor contenido alcohólico y fueron estadísticamente iguales (p ≤ 0.05) entre sí. Asimismo, las cervezas que presentaron menor contenido de alcohol fueron la T2 (con zarzamora), T3, T5 y T9; las cuales no contenían zarzamora añadida y fueron estadísticamente iguales (p ≤ 0.05) al resto de los tratamientos. El contenido de alcohol puede aportar una mayor estabilidad en el almacenamiento y mayor maduración de aromas y sabores sensorialmente, aportando un mejor cuerpo a la cerveza.

Discusión y Conclusiones

Se mostraron cambios significativos en los parámetros de color debido al efecto de la adición de zarzamora deshidratada, proporcionando a la cerveza un tono más rojizo o ámbar (dependiendo de si presenta o no zarzamora). Asimismo, las diferentes concentraciones y mezclas de malta de cebada y malta de quinua son una alternativa para la producción de cerveza artesanal con un enfoque funcional, por su contenido en antocianinas. La cerveza artesanal de malta de cebada-malta de quinua con polvo de zarzamora deshidratada presentó una excelente calidad fisicoquímica (pH, acidez titulable total, acidez volátil y contenido de alcohol) de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana; lo cual le permite tener un mejor y mayor cuerpo. Además, el proceso de la cerveza artesanal de malta de cebada-malta de quinua (70-30 y 30-70 %) puede ser una alternativa comercial por sus propiedades fisicoquímicas.

Referencias

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