Tratamiento con ultrasonidos en lúpulo: potencial para mejorar la eficiencia y el coste en la producción de cerveza

Una de las startups seleccionadas fue Sonicat System, la cual se planteó participar en Food (Tech)2 Challengers al ver que las cerveceras, principalmente artesanales, tras completar el proceso de fermentación añaden lúpulo para aumentar las propiedades aromáticas del producto, con el incremento de coste que supone esa adición y, posteriormente, la dejan infusionar durante 10 o 15 días.

El desafío que Sonicat propuso a CNTA fue validar el potencial de su tecnología patentada de ultrasonidos para mejorar la eficiencia en la extractabilidad de compuestos de lúpulo en la producción de cerveza.

Para cumplir con ese reto se investigaron las siguientes hipótesis:

• La tecnología de ultrasonidos acelera el proceso de liberación de compuestos amargos y aromáticos, mejorando las características organolépticas de la cerveza.
• La extracción mejorada de estos compuestos se realiza en unas condiciones de operación más beneficiosas y eficientes en rangos como la temperatura o tiempo.

DoE para corroborar las hipótesis

Con el fin de validar ambas hipótesis se hicieron dos Diseños de Experimentos (DoE), que se trabajaron a una condición fija de temperatura (15 ºC) para poder evaluar la influencia de los ultrasonidos. 

En el primer DoE se realizó un estudio preliminar para seleccionar la potencia y frecuencia más efectiva del reactor para el tratamiento con ultrasonidos para ver la mejor extractabilidad para los compuestos α- y β-ácidos (amargor) y los compuestos aromáticos.

En el segundo DoE, con la potencia y frecuencia seleccionada en el primer DoE, se realizó un Diseño de Experimento para la selección de tiempo de tratamiento. Para ello, se realizaron diferentes estudios de control, con diferentes tiempos de tratamiento (6, 12, 18 y 24 horas) tanto sin aplicar ultrasonidos como aplicando la tecnología.

Tras la realización de los dos DoE, se llegó a la conclusión que las mejores condiciones de trabajo para maximizar la extracción de α- y β-ácidos (amargor) y los compuestos aromáticos del lúpulo fueron combinar potencia alta con frecuencia baja, tal y como se muestran en la Tabla 1 y los Gráficos 1 y 2.

En cuanto al tiempo de tratamiento, se observaron diferencias significativas, únicamente en el caso de α-humuleno entre los tiempos de 12 y 24 horas, siendo mayor la extracción a 12 horas. Para los demás compuestos estudiados, no existieron diferencias significativas entre los tiempos de tratamientos, siendo suficientes seis horas para extraer significativamente una mayor concentración de compuestos, respecto a las muestras de Control a las que no se les realizó ningún tipo de tratamiento. (Ver Tabla 2 y Gráficos 3 y 4). 

A la finalización de los diferentes DoE, se concluyó que aplicando la tecnología con ultrasonidos, en los términos antes descritos, se lograba una optimización de los procesos de tratamiento (menos tiempo de tratamiento) y se conseguía una mayor extractabilidad de los compuestos amargos y aromáticos. 

Grandes expectativas

Tras la conclusión del programa de aceleración, en donde CNTA ayudó a Sonicat System a validar su tecnología de ultrasonidos en la extracción del lúpulo, los resultados obtenidos fueron muy prometedores, ya que permitieron poner la primera piedra para lograr que las cerveceras ahorren en materia prima (al conseguir una mejora en la extracción de los compuestos amargos y aromáticos) y en energía (al necesitar un tiempo de tratamiento de solo seis horas y conseguir que la cerveza esté menos tiempo infusionando).

Además, para continuar avanzando en este desafío, desde CNTA se aconsejó probar este tratamiento en matriz real (cerveza) para confirmar los resultados del estudio. Consejo que recogieron desde la startup catalana, ya que actualmente está colaborando con Cervezas Matoll, una empresa cervecera de Lleida, para replicar el experimento realizado junto con CNTA. 

Las diferentes pruebas que se están realizando están ofreciendo resultados muy interesantes y si se acaban confirmando esas expectativas desde Sonicat System tienen la intención de poner a disposición de más cerveceras su tecnología de ultrasonidos.