Innovaciones en el 'flavor', análisis de calidad y de los efectos en la salud de la cerveza artesana

Con los avances en la producción de cerveza en todo el mundo y sus consumidores cada vez más exigentes, surgen más desafíos en la búsqueda de nuevas técnicas, enfoques e innovaciones en el sector, por ello las cerveceras artesanales van de la mano de las nuevas tendencias en el desarrollo de las cervezas; y siempre asegurando la calidad microbiológica y seguridad alimentaria de cara al consumidor. Las nuevas tendencias en el uso de levaduras de especies diferentes a Saccharomyces comprenden la producción de cervezas con bajo contenido de alcohol, cervezas funcionales y enfoques de bioflavoring. Este es un campo poco explorado en la práctica de la elaboración de cerveza, que aún requiere de un impulso en el sector basado en una investigación extensa con aplicación práctica que incluya el escalado.

Uso de nuevas levaduras

La producción de la mayoría de los compuestos del aroma con un papel significativo en las características sensoriales de la cerveza depende estrictamente de la cepa de levadura elegida para la fermentación. Esto hace que la selección de la cepa sea una tarea muy importante. En la actualidad para la gran mayoría de las cervezas de todo el mundo, la levadura del género Saccharomyces es el único inóculo microbiano. Los intentos por obtener productos con características sensoriales más complejas han llevado a los investigadores y cerveceros a buscar levaduras no convencionales, es decir, no- Saccharomyces que están aún por explorarse en este sector. Por ello, para evaluar la capacidad de estas levaduras no- Saccharomyces se ha desarrollado un sistema de cribado/screening que permita encontrar nuevas levaduras que aporten interesantes y agradables aromas, y/o con las que se pueda elaborar cervezas con bajo contenido de alcohol, esta última cada vez más demandada en el mercado.
En esta evaluación se incluyen diversas actividades enzimáticas, metabolismo de los azúcares del mosto, capacidad de floculación, productos principales de la fermentación, las resistencias a la presión, temperatura, alcohol y al lúpulo, entre otros estudios. Así, en los últimos años se ha demostrado a través de diversos tipos de fermentaciones a escala de laboratorio (Figura 1) e incluso en las fermentaciones en botella, que una levadura no -Saccharomyces bien seleccionada, puede ejercer influencias positivas en el aroma y flavor de la cerveza a través de la síntesis de metabolitos secundarios y enzimas responsables de la bioconversión de precursores a compuestos aromáticos deseables. A modo de ejemplo, con las cepas seleccionadas de Torulaspora delbruecki se logran cervezas con pronunciada complejidad sensorial destacándose los aromas frutales y florales, siendo altamente positivo en las fermentaciones previas de las por su aroma a plátano, chicle y clavo de olor. Asimismo, algunas cepas de Lanchacea thermotolerans son aptas para la producción de cervezas ácidas sin la participación de bacteria lácticas y en una única etapa de fermentación[1]. En la tabla 1 se resume las principales aplicaciones de estas levaduras no- Saccharomyces en cervecería.

 

Compuestos aromáticos y análisis sensorial

Una vez seleccionada la levadura y determinada su posible aplicación, es posible modular el flavor de la cerveza mediante un método biológico natural, trabajando en la optimización de diversos factores del proceso fermentativo como la temperatura, aireación, duración, cantidad de inóculo y características nutricionales del mosto. Los resultados se evalúan a través de catas de producto con un panel sensorial altamente entrenado y/o en consumidores habituales para medir el grado de aceptabilidad del producto. Además, haciendo uso de una metodología específica para la caracterización del perfil aromático de la cerveza, como lo es el método HSSE ( Head Space Sorptive Extraction) y Cromatografía de Gas acoplada a Espectrometría de Masas ( GC/MS) se logra identificar los compuestos responsables del aroma[5], y al cuantificarlos nos permite conocer si los aromas de interés han logrado sobrepasar el umbral de detección olfativo, lo que hará que sea más apreciado por el consumidor. Además, permite conocer la producción de compuestos no deseados en abundancia, como acetaldehído, diacetilo, furaldehído y otros, teniendo en cuenta el estilo cervecero elaborado.

Calidad de las cervezas artesanas

Para que el producto llegue al consumidor con la calidad deseada, se debe asegurar que se cumplan todos los parámetros de calidad, desde la producción y durante todo el tiempo de vida del producto. Entre los controles físico-químicos destacan la concentración de alcohol (a declarar por ley), las unidades de amargor ( BU), acidez total, color, turbidez, extracto/densidad y pH. Los controles microbiológicos no solo sirven para garantizar la ausencia de microorganismos deteriorantes de la cerveza (bacterias lácticas como Lactobacillus brevis y Pediococcus damnosus, y algunas levaduras, como Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus, y Brettanomycess, entre otros); sino que también es imprescindible para la mejora de los procesos cerveceros por la información que aportan los análisis de viabilidad, vitalidad, floculación y recuento de levaduras. Para prevenir la contaminación o para la toma de decisiones después de un incidente, es importante conocer la microbiota de la cervecería y el estado microbiológico de las superficies de los equipos (fermentadores, llenadora y taponadora); principalmente en cervecerías que no pasteurizan la cerveza después de su llenado en botella. Identificando las zonas de riesgo y al microorganismo causante del deterioro es posible encontrar el origen de la contaminación y tomar acciones eficaces.

Sin embargo, muchas cervecerías no cuentan con equipos/infraestructura o personal calificado para el desarrollo de estos análisis, por ello apoyarse en centros de investigación o empresas terceras que brinden estos servicios suele ser una decisión acertada. Para ello, en nuestro laboratorio, se ha desarrollado una metodología de monitoreo ambiental (aire), de superficies de equipos, mosto, cerveza en fermentación, cerveza recién embotellada y producto final, haciendo uso de la microbiología clásica con medios específicos y de técnicas avanzadas para la identificación de microorganismos como lo es el análisis por MALDI-TOF Biotyper (MALDI-Matrix-Assisted-Laser Desorption/Ionization Time-Of-Flight Mass Spectrometry). Además el aumento de la producción de diversos estilos cerveceros lleva a la necesidad de conocer la susceptibilidad de cada marca a una posible contaminación microbiana, por ello se están desarrollando herramientas para determinar qué marcas de cerveza, producidas en una misma fábrica, son los más susceptibles. Este conocimiento será útil para el cervecero a la hora de programar la elaboración y envasado de cada marca, en la elección y tratamiento de materias primas, en el diseño y reingeniería de sus procesos, en los planes de limpieza y sanitización, en la formulación de la receta, etc., con la finalidad de prevenir no sólo pérdidas económicas, sino también pérdida de la confianza en la marca.

Cerveza y salud

Con el incremento del consumo de cervezas con bajo contenido de alcohol ( sin alcohol y 0,0) así como la demanda de cervezas funcionales, se ha desarrollado una plataforma in vitro de las condiciones del tracto gastrointestinal humano, llamada simgi, que permite simular el tránsito digestivo de alimentos y componentes alimentarios (http://www.cial. uam-csic.es/simgi/). Se trata de un modelo multicompartimental dinámico controlado por un ordenador y que simula las condiciones del estómago, el intestino delgado y tres reactores en continuo donde se reproducen las condiciones fisiológicas de las regiones ascendente, transversa y descendente del colon y que pretende dar respuesta a la necesidad de simular in vitro los procesos de digestión y metabólicos que sufren los alimentos y bebidas en el tracto gastrointestinal humano. Los estudios en un modelo como el simgi® permiten la evaluación de alimentos, bebidas e ingredientes funcionales, como una aproximación complementaria y/o previa a los estudios de intervención en humanos, más complejos y costosos[6], además nos ayuda a estudiar los efectos de las ingestas agudas y moderadas de la cerveza y otras bebidas fermentadas, sobre la microbiota humana, así como identificar el efecto de la microbiota en la generación de metabolitos con propiedades beneficiosas para la salud. Estos estudios tienen cada vez más interés ya que algunos estilos de cerveza artesanal y las nuevas cervezas funcionales tienen compuestos con potenciales efectos positivos para la salud como los polifenoles, ácido fólico, betaglucanos y arabinoxilanos.

Mar Magaly Rodríguez-Saavedra, Dolores González de Llano, M. Victoria Moreno-Arribas. Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL), CSIC-UAM.

Agradecimientos
Proyecto AGL2015-64522-C2-R-01 (Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades), Proyecto EIT Food AnnualFoodAgenda H2020-EIT ID 19169, y beca Presidente de la República del Perú.

Referencias bibliográficas
Domizio, P., et al., Lachancea thermotolerans as an alternative yeast for the production of beer. Journal of the Institute of Brewing, 2016. 122(4): p. 599-604.
Basso, R.F., A.R. Alcarde, and C.B. Portugal, Could non-Saccharomyces yeasts contribute on innovative brewing fermentations? Food Research International, 2016. 86: p. 112-120.
De Francesco, G., et al., Mrakia gelida in brewing process: An innovative production of low alcohol beer using a psychrophilic yeast strain. Food microbiology, 2018. 76: p. 354-362.
De Francesco, G., et al., Screening of new strains of Saccharomycodes ludwigii and Zygosaccharomyces rouxii to produce low‐alcohol beer. Journal of the Institute of Brewing, 2015. 121(1): p. 113-121.
Esteban-Fernández, A.; Rocha-Alcubilla, M.; Muñoz-González, C.; Moreno-Arribas, M. V.,
Pozo-Bayón, M.A. Intra oral adsorption and release of aroma compounds following in-mouth wine exposure
Food Chemistry, 2016, 2015, 280-288 Cueva, C., et al., Application of a new dynamic gastrointestinal simulator (SIMGI) to study the impact of red wine in colonic metabolism. Food
Research International, 2015. 72: p. 149-159.