Dimensiones de los componentes de la cerveza

La cerveza es una bebida a la que tradicionalmente se le han atribuido diferentes dimensiones:  hedónica, económica y psicológica. Aspectos de la cerveza que se han puesto de manifiesto en estos momentos de confinamiento ya que, según los análisis semanales de GELT, el consumo de esta bebida ha aumentado significativamente por constituir un momento de desconexión. Este sentimiento es lógico, ya que el consumo de alcohol en momentos de estrés, libera endorfinas en el núcleo accumbens, con el consiguiente aumento de los sentimientos positivos (1). Además, es una bebida social; todos hemos esperado con ilusión la fase de desconfinamiento que nos permitiera reunirnos con familiares y amigos para podernos “tomar una cerveza” y hacernos partícipes de nuestras alegrías y de nuestras penas.

La cerveza es un alimento con el consiguiente valor nutricional, pero en los últimos años se la está atribuyendo multitud de valores funcionales que la hacen candidata a disminuir el riesgo de padecer enfermedades de lo más variadas, cardiovasculares, neurológicas, etc., debido no solamente a sus nutrientes sino también a sus componentes bioactivos. Por ello, este artículo se va a ocupar de la composición de la cerveza, su relación con el proceso maltero-cervecero y sus efectos beneficiosos tan publicitados.

Composición de la cerveza

Establecer la composición de la cerveza es complejo ya que, según estudios metabolómicos e ionómicos (2), contiene 4.568 componentes, que pueden proceder de las materias primas o ser consecuencia de las interacciones y reacciones que tienen lugar durante el proceso de elaboración de la cerveza. Estos elementos le confieren unas características específicas, que la diferencian del resto de las bebidas (sabor, aroma, capacidad espumante, …) y son los responsables de su interés nutritivo y funcional.

Nutrientes

Agua. Es el componente mayoritario de la cerveza ya que el contenido medio es de aproximadamente un 90%. Es determinante de los estilos de cerveza, de las propiedades sensoriales y de la calidad de la cerveza. De hecho, algunas conocidas variedades de cerveza como Pilsen, Ale, Lager, Indian Pale Ale, etc., se vinculan a la composición del agua en los lugares de origen (contenido en sales), vinculación que hoy no es tan estrecha debido a que algunas cervecerías utilizan métodos correctores de la composición salina del agua para adecuar su contenido a los valores deseados.

A pesar de este elevado contenido en agua y de lo que se indica en diferentes medios o ambientes, la cerveza, excepto la 0,0, no sirve para hidratar debido a su contenido en alcohol.

Hidratos de carbono. Son el principal elemento no volátil de la cerveza (Tabla 1).  Su presencia en esta bebida es aproximadamente de 3,3- 4,6 g/100 ml.

La composición en hidratos de carbono y en sus componentes reflejan las diferentes condiciones de producción empleadas (3), por lo que su monitorización se utiliza para discriminar entre los diferentes tipos de cerveza y en el desarrollo de nuevos tipos y selección de ingredientes (4).

Entre los carbohidratos se encuentran mono, di y trisacáridos (D-glucosa, D-fructosa, maltosa, sacarosa, maltotriosa, iso-maltosa, rafinosa, …), así como dextrinas y polisacáridos no amiláceos como β-glucanos o pentosanos, todos ellos en cantidades dependientes del estilo de cerveza y de las materias primas. Por ejemplo, las cervezas de trigo contienen mayor cantidad de dextrinas (10,13 g/l) que las elaboradas con malta de cebada (7,62 g/l), con adjuntos de arroz (9,41 g/l) o de arroz y maíz (7,05 g/l) (5). Lo mismo ocurre con los polisacáridos no amiláceos (6,79 g/l, 4,82 g/l y 3,07 g/l, respectivamente). Muchos de ellos influyen en la viscosidad de la cerveza, sabor y capacidad espumante de la cerveza.

Algunos de estos carbohidratos como algún trisacárido, se han asociado con la prevención de enfermedades cardíacas y de dislipemias (4-5).

Compuestos nitrogenados. La cerveza contiene un promedio de 0,2–0,6 g/100 ml de compuestos nitrogenados que proceden de la cebada malteada y que van disminuyendo durante la elaboración de la cerveza (Figura 1).

Los principales compuestos nitrogenados son proteínas pertenecientes a la familia de las proteínas Z de cebada, de la proteína LTP1 (lipid transfer protein) y de un inhibidor dimérico de la α-amilasa de cebada-1 (BDAI-1). Las tres se suelen encontrar glicosiladas y tienen efectos sobre la espuma: BDAI-1 y proteína Z son factores positivos (7). Asimismo, se pueden detectar péptidos y polipéptidos, que se digieren fácilmente y que participan en la turbidez y en la estabilización de la espuma. Entre estos polipéptidos se encuentran derivados de las hordeínas, por lo que la cerveza no debe ser ingerida por enfermos celíacos, excepto que sean “cervezas sin gluten”. Procedentes de la degradación de los péptidos encontramos aminoácidos como ácido glutámico, lisina, histidina, arginina, glicina, alanina, serina, triptófano, fenilalanina, tirosina o prolina que, además de contribuir al sabor de la cerveza, también afectan a su valor nutricional, debido a que algunos son aminoácidos esenciales.

Otros compuestos nitrogenados detectados en la cerveza son las aminas (agmatina, putrescina, histamina, etilamina o dimetilamina) procedentes de la malta y del lúpulo, en concentraciones dependientes de las condiciones durante la maceración por una posible contaminación bacteriana. Estas aminas biógenas pueden producir diferentes síntomas en sinergia con el alcohol, e interaccionan farmacológicamente con antidepresivos como los IMAO.

Por último, en la cerveza existen derivados nucleotídicos. El metabolismo en el cuerpo humano de uno de ellos (bases púricas) produce ácido úrico, que es un desencadenante de la gota. Asimismo, se emplean como indicadores de la higiene en los procesos cerveceros y su presencia confiere sabores desagradables.

Lípidos. Aunque el contenido de lípidos en la cerveza es prácticamente nulo, poseen gran importancia en la extensión y velocidad de la fermentación, así como en el perfil y calidad del sabor de la cerveza. Así, ácidos grasos de cadena media son responsable de las características de sabor rancio o caprino, mientras que ácidos grasos insaturados de cadena larga pueden sufrir una degradación oxidativa con la formación de trans-2-nonenal, con sabor de envejecimiento.  Asimismo, el perfil de ácidos grasos afecta a la efusión de la cerveza: ácidos grasos insaturados actúan como supresores de la efusión mientras que los ácidos grasos saturados actúan como promotores de esta (8).

Compuestos inorgánicos. Encontramos 30, aproximadamente, dependiendo del estilo de cerveza e influyendo en las características organolépticas como sabor (el cloruro proporciona suavidad y plenitud de sabor, mientras que el sulfato mejora el carácter seco de una cerveza) y turbidez (hierro, plomo, cobre, zinc y estaño).

Estos compuestos pueden proceder de las materias primas como la cebada malteada y cereales empleados como adjuntos (K, Na, Ca y Mg), equipo de procesado o envases (Ni, Cr, Sn, Cu) e, incluso, de residuos de herbicidas aportados, por ejemplo, por el lúpulo (9).

Estos compuestos pueden sufrir cambios durante el proceso de elaboración, tanto en cuanto a su contenido como a su biodisponibilidad (el Se en la cerveza se encuentra como organoselenio, más biodisponible que el selenio inorgánico).

El contenido de minerales en la cerveza, además de cubrir parcialmente la ingesta recomendada, se ha asociado también con la prevención de enfermedades. Por ejemplo, el Si se relaciona con la prevención de la osteoporosis y del Alzheimer, el bajo contenido en sodio con la hipertensión. Al ser la cerveza baja en calcio y rica en magnesio protege de la formación de cálculos renales o el Se, mineral antioxidante, contribuye a la prevención de la recurrencia del cáncer de piel no asociado a melanoma.

Vitaminas. La cerveza contiene pequeñas cantidades de vitaminas del grupo B (10) que proceden fundamentalmente del mosto. Prácticamente no se detecta ácido ascórbico, a no ser que se agregue como antioxidante.

En los últimos años, se ha atribuido a la cerveza un importante significado nutricional como fuente de vitaminas, especialmente de folato (15-17 %), al que se ha dado gran publicidad por su papel en la prevención de enfermedades cardiovasculares o de alteraciones neurológicas en mujeres gestantes (cerveza sin alcohol). Pero hay que ser prudente a la hora de interpretar estos resultados ya que habría que consumir, aproximadamente, 6,6 l de cerveza para cubrir las necesidades de un individuo.

Compuestos organolépticos

En cuanto a compuestos organolépticos que confieren caracteres propios a la cerveza hay algunos que, además, tienen propiedades funcionales.

Entre otros, son los polifenoles. La cerveza contiene ácidos fenólicos y flavonoides, que pueden influir en las características sensoriales, ya que pueden ser volátiles contribuyendo al aroma, o no volátiles, influyendo en el color, sabor, estabilidad coloidal y vida útil de la cerveza (11-12).

Según la Phenol-Explorer Database (13), las cervezas con un mayor contenido en polifenoles son las de tipo Ale (52,32 mg /100 ml); mientras que la cerveza sin alcohol es la que menor contenido de polifenoles posee (12,20 mg/100 ml). Las cervezas con alcohol tipo Lager y negra tienen un contenido medio (27,83 mg/100 ml y 41,60 mg/100 ml, respectivamente).

La mayoría de los polifenoles son derivados de la malta (aproximadamente el 70%), mientras que el otro 30% son derivados del lúpulo. Aunque el perfil fenólico es amplio, los principales son derivados de ácido benzoico y cinámico, cumarinas, flavonoles, catequinas, proantocianidinas di y trioligomérica y chalconas preniladas. Su contenido depende del proceso de elaboración.

Son compuestos antioxidantes y protegen tanto a la cerveza de la acción oxidativa de los iso-α-ácidos, como al ser humano, disminuyendo el riesgo de patologías asociadas al estrés oxidativo, como diferentes tipos de cáncer, a la vez que actúan como anticoagulantes y mejoran los niveles de lípidos en plasma (8).

Los compuestos volátiles presentes en la cerveza, formados durante la fermentación y que ayudan a crear el perfil de aroma y sabor de la cerveza, son el etanol, así como una serie de subproductos, incluidos otros alcoholes, compuestos de carbonilo, ésteres, éteres, aldehídos y ácidos.  La concentración de estas sustancias volátiles resulta decisiva en la selección de materias primas y cepas de levadura, así como para el control de calidad. Cada uno de estos compuestos afecta al perfil de la cerveza de diferentes maneras: los ésteres confieren sabor afrutado; los alcoholes olor y sabor picante; los ácidos carboxílicos olores afrutados, amargos o rancios; los éteres aromas más dulces; los iso-α- ácidos (humulonas) e iso-β- ácidos son responsables del amargor de la cerveza o el SO2, que estabiliza el sabor.

Además, normalmente por procesos de deterioro, se producen compuestos como las dicetonas vecinales, responsables de los sabores desagradables asociados a la contaminación microbiana en la cerveza de la que son indicadores.

Algunos de estos compuestos, además de afectar a las características organolépticas (sabor, aroma, estabilidad de espuma…)  y a la vida útil de la cerveza (los ácidos orgánicos disminuyen el pH o los iso ácidos actúan como antisépticos o bacteriostáticos) poseen efectos fisiológicos saludables actuando a diferentes niveles. Por ejemplo, los ácidos carboxílicos reducen los niveles del ácido úrico, los iso ácidos mejoran el deterioro cognitivo inducido por las dietas altas en grasas y reducen la formación de tumores hepáticos en ratones.

El isoxanthohumol es el principal flavonoide del lúpulo encontrado en la cerveza y puede alcanzar el nivel de 3.5 mg/ml (11). Se ha encontrado que posee numerosas actividades biológicas con efectos potencialmente beneficiosos para el ser humano, desde antioxidantes, antiinflamatorias, antibacterianas, antivirales, antitumorales y proestrogénicas (12).

En resumen, la cerveza es un alimento que, consumido de manera moderada e integrada en la dieta mediterránea, cumple con sus diferentes dimensiones, pero dista mucho de ser un alimento funcional sustitutivo de un medicamento en la prevención o tratamiento de distintas enfermedades, como se sugiere en diferentes publicaciones. No obstante, en la planta piloto de la Fundación Benéfico Docente-Escym, en colaboración con la Unidad de Nutrición y Bromatología de la UAH, se están desarrollando cervezas que, variando materias primas o procesos de producción, poseen un valor añadido al mejorar características organolépticas, utilizan procesos más sostenibles o aportan componentes bioactivos.

Bibliografía

1. Mitchell JM, O’neil JP, Janabi M, Marks SM, Jagust WJ, Fields HL.  Alcohol Consumption Induces Endogenous Opioid Release in the Human Orbitofrontal Cortex and Nucleus Accumbens. Science Translational Medicine2012,11,116ra6.

2. Bettenhausen HM, Barr L, Broeckling CD, Chaparro JM, Holbrook C, Sedin D, Heuberger AL. Influence of malt source on beer chemistry, flavor, and flavor stability. Food Research International, 2018,113: 487-504.

3. Anderson HE, Santos IE, Hildenbrand ZL, Schug KA. A review of the analytical methods used for beer ingredient and finished product analysis and quality control. Analytica Chimica Acta, 2019, 1085: 1-20.

4. Das AJ, Khawas P, Miyaji T, Deka SC. HPLC and GC-MS analyses of organic acids, carbohydrates, amino acids and volatile aromatic compounds in some varieties of rice beer from northeast India. J. Inst. Brew. 2014,120, 244e252.

5. Li M, Du J, Zhang K. Profiling of carbohydrates in commercial beers and their influence on beer quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2020 May;100(7):3062-3070. DOI: 10.1002/jsfa.10337.

6. Devolli A, Dara F, Stafasani M, Shahinasi E, Kodra M. The Influence of Protein Content on Beer Quality and Colloidal Stability. International Journal of Innovative Approaches in Agricultural Research, 2018. 2(4), 391-407. doi: 10.29329/ijiaar.2018.174.12.

7. Wu MJ, Rogers PJ, Clarke FM.  125th Anniversary Review: The role of proteins in beer redox stability J. Inst. Brew., 2012; 118: 1–11.

8. Cortacero-Ramírez S, Hernáinz-Bermúdez de Castro M, Segura-Carretero A, Cruces-Blanco C, Fernández-Gutiérrez A. Analysis of beer components by capillary electrophoretic methods. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2003, 22: 440-455. 10.1016/S0165-9936(03)00704-0.

9. Rodrigo S, Young S D, Talaverano M I, Broadley M R. The influence of style and origin on mineral composition of beers retailing in the UK. European Food Research & Technology, 2017,243, 931-939. doi: 10.1007/s00217-016-2805-y. https://www.bedca.net/bdpub/index.php.

10. Bartmaoska A, Tronina T, Popłooski J. Biotransformation of a major beer prenylflavonoid-Isoxanthohumol. J. Biosci.,, 2018 74(1–2): 1–7. https://doi.org/10.1515/znc-2018-0101.

11. Stompor M, Świtalska M, Podgórski R. Synthesis and biological evaluation of 4’-O-acetylisoxanthohumol and its analogues as antioxidant and antiproliferative agents. Acta Biochim. Pol.,2017, 64(3):577–583. https://doi.org/10.18388/abp.2017_1608.

12.  Neveu V, Pérez-Jiménez J, Vos F, Crespy V, du Chaffaut L, Mennen L, et al. Phenol-Explorer: an online.