Como sabemos, al momento de querer elaborar una buena cerveza en casa, es necesario lograr producir un mostro nutritivo y rico en azucares para que este pueda convertirse en cerveza. Esta conversión se logrará gracias a la importante función de las levaduras que inocularemos una vez que el mosto se encuentre en las condiciones adecuadas.
En este importante proceso de fermentación es donde conseguimos aquellos productos de la levadura que son fundamentales para nuestra futura cerveza. Estos productos los conocemos como dióxido de carbono (CO2) y alcohol (OH), junto con energía expresada en forma de temperatura, ya que debemos entender la fermentación alcohólica como un proceso exotérmico (que librea calor). Pero la levadura también formará una serie de subproductos, los cuales deberán ser controlados para lograr una buena cerveza y con el perfil y estilo que deseamos.
Para cuando nuestra cerveza se encuentre en la etapa de fermentación, será muy importante tener en cuenta cómo pueden afectar las variables de fermentación el desarrollo de esta, ya que las levaduras reaccionan de distintas formas a las variables de fermentación. Entenderemos como variable de fermentación cualquier agente o factor que afecte a las levaduras y su deseado funcionamiento.
Dentro de las variables de fermentación que manejamos a nivel Home brewer encontramos la temperatura del medio, el pitching rate (inoculación) y la composición del mosto, es decir nutrición y composición de azucares. Existen otras variables que son menos conocidas como el alcohol, la competencia biológica, ácidos orgánicos o una posible y no deseada toxicidad del mosto.
Temperatura: A mayores temperaturas de fermentación nos podemos encontrar las siguientes reacciones sobre la levadura. El metabolismo es más rápido por lo que también se acelera el crecimiento de esta. Se produce un aumento en la formación de alcoholes superiores, un incremento en la producción de esteres, incremento en la formación de metabolitos azufrados volátiles y un incremento de metabolitos relacionados a las cervezas verdes como son el acetaldehído, diacetilo y H2S.
Pitching rate: Una vez inoculada la levadura debemos saber que la relación en cuanto a concentración de azucares y levadura va a afectar directamente la producción de compuestos volátiles. A menor relación en la concentración de azucares y levadura nos encontramos en una situación de alto pitching en donde las vías metabólicas se inundan, por lo cual hay una menor producción de compuestos volátiles, Existe un mayor crecimiento de biomasa y mayores intermediaros metabólicos.
Cuando nos encontramos en la situación de un elevado pitching rate es decir mayor cantidad de levadura, existe una mayor competencia por el oxígeno presente y que es necesario para la fase aeróbica de crecimiento en donde la levadura se dedica a crear pared celular para luego poder reproducirse en la fase anaeróbica de fermentación. Es por esto que podemos ver un menor crecimiento de la biomasa, menores intermediarios metabólicos y vías metabólicas que fluyen mejor.
A un menor pitching rate incrementa la producción de alcoholes superiores, incrementa la producción de esteres, incremento metabolitos azufrados volátiles y el incremento de los metabolitos relacionados con las cervezas inmaduras o verdes (acetaldehído, diacetilo y H2S).
Las recomendaciones en cuanto a la inoculación de una levadura van a ser variables según el laboratorio donde estas son cultivadas y estilo de cerveza que estamos buscando realizar.
Fermentis, un clásico laboratorio utilizado por los home brewers recomienda inoculaciones según el tipo de cepa de 50 a 80 (g / hl) para las cepas ale y de 80 a 120 (g / hl) para cepas lager.
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| Tabla de piching rate estándar (www.wyeastlab.com) |
Composición del mosto: Dentro de esta variable de fermentación es importante la relación de azucares fermentables y el efecto de la concentración de azucares (OG) sobre la posible formación de compuestos volátiles. Dentro de los azucares fermentables derivados del almidón encontramos la glucosa, la maltosa y la maltotriosa, los que la levadura los utilizará en ese orden. También encontramos dextrinas, pero estas son azucares no fermentables. Al tener una mayor proporción de azúcares de características más simples disponibles (por ejemplo, glucosa), la producción de compuestos volátiles aumentará, debido a que la levadura debería comenzar su trabajo relativamente “estresada”, debido a la mayor cantidad de azúcar fácilmente fermentable.
Si logramos manejar y controlar de la mejor manera posible estos factores que afectan las variables de fermentación. Podremos otorgarle a la levadura las mejores condiciones para que trabaje de la mejor manera y así pueda convertir óptimamente y sin problemas nuestro mosto en un excelente producto. Logrando cervezas redondas balanceadas y sin defectos aromáticos causados por la levadura.
Es por esto que es fundamental controlar nuestras temperaturas de fermentación. Esto es posible utilizando distintos tipos de calefactores o coolers dependiendo de los equipos que utilicemos para fermentar o preparando nuestros propios controladores de temperaturas.
- Controlador de temperatura para Homebrewers http://chilebruers.wixsite.com/chilebruers/single-post/2016/04/05/controlador-temperatura-homebrewers
También es necesario conocer los niveles de piching rate que vamos a inocular, revisando las características de la levadura que utilizaremos y tomando en cuenta el estilo de cerveza que queremos producir.
La nutrición del mosto va a depender de como manejemos la maceración de nuestros cereales, estos datos los pueden revisar y comparar según el experimento que realizamos de maceraciones, ya que las temperaturas y pH en la maceración son fundamentales para tener una mejor eficiencia y obtención de azucares.
Otros subproductos que pueden ser producidos por las levaduras debido a estos factores que afectan las variables de fermentación, son los conocidos compuestos volátiles. Gran parte de estos compuestos volátiles se producen en la etapa de crecimiento de la levadura. Es por esta razón que cualquier variable que afecte la fase de crecimiento tendrá efectos directos sobre la formación de compuestos volátiles. Además de todo lo anterior, la levadura puede verse sometida a estrés por diversos factores que impiden su normal funcionamiento y la realización de su trabajo de la manera esperada.
Uno de los factores importantes de estrés, es el estrés químico, que puede ocurrir por la presencia de los siguientes factores:
- Etanol: A concentraciones superiores a las óptimas, sobre los 7% v/v, este puede llegar a la inhibición y muerte de la levadura.
- pH: Si este es menor a 4,5 o mayor a 6,5 podemos encontrar la formación de subproductos como glicerol y ácido acético.
- Carbohidratos: si las concentraciones de estos superan un 15% p/v podemos encontrar la formación de glicerol, la presencia de esta va a afectar principalmente en la sensación en boca, otorgando cuerpo y textura.
- Limitación de nutrientes: Un mosto que no contenga los nutrientes y azucares necesarios para alimentar la levadura no permitirá esta pueda desarrollarse de buena forma, creando competencia por el poco alimento y no permitiendo que se lleve a cabo una buena fermentación.
- Metabolitos tóxicos: Ácido láctico en concentraciones mayores a 0.8% p/v
Ácido acético en concentraciones mayores a 0.05% p/v
Ácidos grasos de cadena
Estos tendrán como efecto la disminución de la eficiencia de fermentación.
También podemos encontrarnos con estrés biológico, estos pueden ocurrir en la parte interna y externa de la levadura y estos son debidos a:
- Envejecimiento: Esto afecta a la levadura con una perdida en su capacidad fermentativa. Se debe procurar usar levaduras frescas para lograr mejor desempeño celular.
- Cambio de genotipo: Esto quiere decir que la capacidad de estresarse va a ser variable según la cepa de la levadura, es decir que existen levaduras más o menos resistentes a distintos factores.
- Competencia con otros microorganismos: Esto afecta al inhibir el crecimiento de la levadura y dar paso al crecimiento de componentes no deseados en nuestra cerveza.
Existe también el estrés físico:
- Temperatura: Una fermentación sobre los 35°C lleva a la liberación de gran cantidad de esteres que pueden ser no deseados y también llevar a la muerte celular y consecuentes defectos de autolisis.
- Presión mecánica: Cuando la levadura está presionada por una columna muy alta de líquido llegando a romperse. Esto es muy importante a la hora de diseñar y/o comprar el equipo de fermentación.
