El lúpulo y su aplicación para obtener una cerveza de características sensoriales particulares

España se mantiene como el cuarto productor de cerveza europeo por detrás de Alemania, Reino Unido y Polonia y el décimo a nivel mundial. Su consumo entre la población española se ha visto aumentado en la última década, alcanzando los 19 l/persona/año en 2017 frente a los 17 l/persona/año en 2006 (INE y Magrama). Este aumento se ha podido deber en parte a un aumento del negocio de cervecerías artesanales. En España, a pesar de que este tipo de producción solo supone alrededor del 0,1% de la elaboración total de cerveza (Martínez Muñoz, 2015), el fenómeno ha experimentado una tendencia alcista imparable que pretende convertir a las artesanas en parte de una cultura gourmet que, hasta hace poco tiempo, en España estaba limitada al vino. En este sentido la industria cervecera busca, cada vez más, propuestas con características organolépticas diferenciadas con un cuerpo, sabor y aroma concreto. Estas características, no solo vienen determinadas por el proceso de fabricación en sí, sino sobre todo por los ingredientes empleados a la hora de elaborar la cerveza.

En 1516, en Alemania entró en vigor la ley de la pureza alemana (Reinheitsgebot), considerada la primera regulación legal de un alimento y con la que se establecía que la cerveza solamente se debía elaborar a partir de tres ingredientes: agua, cebada malteada y lúpulo. Fue, además, la primera vez que se regulaba el uso de lúpulo en la cerveza. Posteriormente, la revolución industrial provocó un avance de la tecnología utilizada, aumentando la eficiencia y el mercado de la cerveza. Con el descubrimiento de la levadura en 1876 por Luis Pasteur, junto con el uso de la pasteurización, disminuyeron enormemente las infecciones microbianas de la cerveza, evitando las pérdidas. A día de hoy, la legislación establece que la cerveza puede contener agua, malta, lúpulo y levaduras, así como otros productos amiláceos o también azúcares siempre y cuando la malta represente, al menos, el 50% en masa del total de la materia prima empleada. De entre todos estos ingredientes cabe destacar el lúpulo, el cual es en gran parte responsable de unas propiedades específicas de amargor y aromas a la cerveza, si bien es cierto que no todas las cervezas lo incorporan en su elaboración o no en cantidades importantes.

El lúpulo (H. lupulus), es una planta enredadera domesticada y cultivada (principalmente en Europa, Asia occidental y Norteamérica) desde la Edad Media. Comenzó a usarse en la elaboración de cerveza debido a sus propiedades antisépticas, para mejorar su higiene y conservación, sin embargo, actualmente, no se contempla una cerveza sin los sabores y aromas que aporta este ingrediente. El lúpulo es la inflorescencia femenina de la planta Humulus lupulus, de la familia de cannabáceas. Los compuestos más interesantes de cara a dotar a la cerveza de unas características específicas están contenidos en la glándula lupulina (Figura 1. Foto al microscopio de glándulas de lupulina), una estructura desarrollada a partir de células epidérmicas. Estas glándulas de lupulina de los conos hembra del lúpulo contienen resinas blandas ricas en derivados de floroglucinol, llamados alfa-ácidos (cohumulona, humulona, adhumulona) y beta-ácidos (colupulona, lupulona, adlupulona) y que son los principales compuestos amargos de la cerveza (Haseleu et al., 2010).

Otros constituyentes son los aceites esenciales (humuleno, farneseno, mirceno, geraniol y linalool entre los principales), que confieren al lúpulo su aroma característico y los taninos (un tipo de polifenoles). La calidad del lúpulo cervecero depende de la variedad vegetal que se utilice y de las prácticas de cultivo como las condiciones climáticas de la región de cultivo y año (Krofta y Kucera, 2010; Mozný et al. 2009). El contenido en alfa ácidos (que proporcionarán el amargor a la cerveza) así como la cantidad de aceites esenciales (que proporcionarán un aroma característico) son claves a la hora de clasificar las diferentes variedades. La figura 2 recoge un resumen de las principales propiedades (contenido en alfa ácidos, beta ácidos y aceite esencial) de las variedades de lúpulo comerciales más empleadas en la elaboración de la cerveza (Columbus y Nugget), quedando constancia de las diferencias que se dan tanto entre las dos variedades de lúpulo como entre un mismo tipo con países de origen diferente.

Influencia de la variedad y aplicación del lúpulo

A pesar de que en la actualidad existen más de 200 variedades comerciales de lúpulo, en España tan solo se cultivan con fines industriales algunas procedentes de países externos como Alemania, Gran Bretaña, República Checa o EE UU. Estas variedades comerciales europeas o americanas no siempre funcionan bien según las condiciones agroclimáticas. Es por ello que en España el 99% de la superficie de plantación de lúpulo se concentra únicamente en Castilla y León. Destaca también que en España el 99% de la superficie plantada de lúpulo la componen únicamente dos tipos: Nugget (92% de la superficie) y Columbus (7%).

Por otro lado, la forma en que se incorpore el lúpulo a la cerveza le va a conferir diferentes características. La manera más habitual de introducir el lúpulo es hacerlo en ebullición en el mosto cervecero. De esta manera se consigue disolver los alfa ácidos dando lugar a la formación de iso-alfa ácidos, principales responsables del amargor en la cerveza.

A pesar de que en la actualidad existen más de 200 variedades comerciales de lúpulo, España el 99% de la superficie plantada de lúpulo la componen únicamente dos tipos: Nugget (92% de la superficie) y Columbus (7%)

El mayor problema de la ebullición es que a esa temperatura se pierden muchos de los aromas más sutiles y diferenciadores del lúpulo. Para intentar que esos sabores y aromas característicos de lúpulo lleguen a la cerveza se desarrolló el método de dry hopping, posterior a la cocción. Mediante este proceso se incorpora el lúpulo a la cerveza en su estado de maduración, cuando la cerveza está en la fase de acondicionamiento previa al embotellado. La mejor forma de realizar el dry hopping es colocar el lúpulo en un fermentador secundario, después de que la cerveza ha sido retirada del fermentador principal, y queda en reposo por un par de semanas antes de ser envasada, permitiendo así que los aceites volátiles se difundan en la cerveza. Al no hervir el lúpulo, la lupulina no se impregna en la bebida, por lo que no le proporciona amargor extra, pero sí mayor intensidad de aroma y sabor.

En los últimos años, las empresas cerveceras y especialmente las micro-cervecerías, demandan nuevas variedades con características organolépticas diferenciadas, es por ello que el empleo de esta técnica es cada vez más habitual. Sin embargo, este proceso es costoso y supone un tiempo importante para la industria cervecera, teniendo paralizado el producto en la empresa durante un tiempo. Es por ello que resulta de gran interés para la industria cervecera el desarrollo de una tecnología que permitiera la aplicación del lúpulo a la cerveza consiguiendo el máximo aporte de sabores y aromas, en un proceso rentable.

Recuperación de variedades silvestres

En este entorno, CNTA, junto con la empresa Montes de Cristal y Acero, que comercializa lúpulo con la marca Queen Country, y el Departamento de Producción Agraria de la Universidad Pública de Navarra, ven una oportunidad en el cultivo del lúpulo en Navarra y en el interés de la recuperación de variedades silvestres. Esos genotipos están adaptados a las condiciones edafoclimática de la zona media de Navarra donde se encuentra la empresa, posibilitando además la obtención de lúpulo con unas propiedades propias, posicionándose como actor de relevancia en el mercado del lúpulo y haciendo frente a la demanda cada vez mayor del empleo de lúpulo por parte de la industria cervecera. El proyecto que está actualmente en marcha trata de buscar aquellas características particulares de los lúpulos silvestres, a través de la caracterización de sus principales compuestos, y estudiar la viabilidad de su domesticación y cultivo en condiciones controladas, proporcionando un lúpulo con las mismas propiedades sensoriales. La Universidad Pública de Navarra está caracterizando genéticamente las plantas silvestres encontradas con el fin de identificar la variedad a la que pertenecen. De esta forma, y si se cumplen los objetivos planteados en el proyecto, se conseguirían incorporar nuevas variedades en el cultivo de lúpulo con unas características perfectamente caracterizadas, lo cual permitiría a la empresa Montes de Cristal y Acero comercializar lúpulos autóctonos con una marca sensorial bien definida para la elaboración de cervezas de características diferenciales.

CNTA cuenta con los equipos y técnicas analíticas para la determinación de alfa y beta ácidos en lúpulo y la obtención y caracterización de sus aceites esenciales. Además, CNTA está en trámites para convertirse en organismo certificador de lúpulo. Se está además estudiando la aplicación de la tecnología de pulsos eléctricos de alto voltaje (PEAV) como nuevo proceso de tratamiento del lúpulo previo a su incorporación en la cerveza, con el objetivo de mejorar la extracción de todos los componentes sensoriales (amargor y aromas), mejorando el rendimiento del proceso y permitiendo la obtención de una cerveza con unas propiedades organolépticas características. Para esta última fase, CNTA dispone del equipamiento necesario (cámara de tratamiento de pulsos eléctricos y técnicas analíticas necesarias) para llevar a cabo el tratamiento del lúpulo y la caracterización de la cerveza en cuanto a contenido de polifenoles totales, capacidad antioxidante, amargor y perfil de compuestos aromáticos de cerveza entre otras.

Bibliografía
• Haseleu, G., Lagemann, A., Stephan, A., Intelmann, D., Dunkel, A., Hofmann, T. (2010) Quantitative Sensomics Profiling of Hop-Derived Bitter Compounds Throughout a Full-Scale Beer Manufacturing Process. Journal of Agricultural and Food Chemistry 58 (13), 7930-7939
• Instituto Nacional de Estadística (INE). http://www.ine.es/jaxiT3/Datos.htm?t=10698
Krofta, K., Kucera, J. (2010). Mathematical model for prediction of alpha acid contents from meteorological data for ‘Saaz’ aroma variety. In D. De Keukeleire et al. (Eds.), Acta Horticulturae, vol. 848, Proceedings of the Second International Humulus Symposium, pp. 131–139.
• Martínez Muñoz, A (2015). Análisis comparativo de compuestos bioactivos en cerveza artesanal y cerveza industrial. Universidad de Lleida facultad de medicina grado en nutrición humana y dietética.
• Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (MAPAMA). http://www.mapama.gob.es/es/alimentacion/temas/consumo-y-comercializacion-y-distribucion-alimentaria/informe_del_consumo_de_alimentos_en_espana_2016_webvf_tcm30-419505.pdf
• Mozny, M., Tolasz, R., Nekovar, J., Sparks, T., Trnka, M., & Zalud, Z. (2009). The impact of climate change on the yield and quality of Saaz hops in the Czech Republic. Agricultural and Forest Meteorology, 149, 913–919.

Isabel Juániz, Investigadora del Área de I+D+i de CNTA y María José Saiz, Responsable de la unidad técnica del área I+D+i de CNTA