Estimación de la estabilidad y valor sensorial de la cerveza lager mediante el control de los iso-alfa-ácidos

Resumen

El sabor y aroma característicos de la cerveza están originados por sustancias amargas que se derivan de la isomerización de los alfa-ácidos contenidos en lúpulo. Estos compuestos son principalmente los denominados iso-alfa-ácidos y afectan de manera sustancial a las propiedades organolépticas del producto final. El control de la estabilidad de dichos iso-alfa-ácidos ha sido el objetivo general de este trabajo. En particular, se ha estudiado la influencia de la temperatura sobre la estabilidad de los iso-alfa-ácidos presentes en cervezas de fermentación baja (cervezas lager) con el objeto de mejorar el conocimiento sobre los factores que afectan a su calidad organoléptica desde su elaboración hasta que llega al consumidor. Con el fin de disponer de muestras específicamente adecuadas a nuestra investigación, se diseñó e implementó un sistema de elaboración de cerveza a escala de laboratorio en condiciones muy controladas. Las variedades de malta utilizadas fueron Beka, Cargill, Nevada, Prestige y Scarlett. La monitorización del extracto aparente y del acidez durante el proceso de fermentación, así como los posteriores análisis cromatográficos y sensoriales de las muestras elaboradas, pusieron de manifiesto que el procedimiento desarrollado era válido para la elaboración de cerveza en biorreactor de 5 litros de capacidad. A partir de muestras de estas cervezas elaboradas y de 40 cervezas lager comerciales diferentes, seleccionadas aleatoriamente (agrupadas en negras, rubias y sin alcohol), se procedió a la separaron e identificación de los isómeros cis-/trans- de cada uno de los iso-alfa-ácidos presentes en las cervezas usando cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Análogamente se cuantificaron las formas reducidas de los iso-alfa-ácidos presentes en las cervezas comerciales. El análisis cromatográfico se aplicó a muestras de cerveza previamente sometidas a periodos de envejecimiento de 14 días a temperaturas comprendidas entre 20 y 60ºC con el fin de estudiar cuantitativamente el efecto de la temperatura sobre la degradación de iso-alfa-ácidos en la matriz-cerveza. Se cuantificó la degradación de iso-alfa-ácidos determinando, tiempos de vida media y temperaturas criticas de máxima degradación, observando que el isómero trans se degrada más rápidamente que su homologo cis. Los resultados obtenidos fueron analizados, considerando una cinética de degradación de primer orden. El análisis de los datos permitió obtener los parámetros cinéticos y termodinámicos del proceso de degradación de los iso-alfa-ácidos. Las energías de activación obtenidas en cervezas elaboradas varían entre 67,9 y 76 kJ.mol-1 y en las cervezas comerciales varían entre 62,9 y 74,6 KJ.mol-1. Asimismo, se determinaron los parámetros termodinámicos de activación del proceso (entalpía, entropía y energía libre) para cada uno de los iso-alfa-ácidos presentes. Adicionalmente, se determinaron otros parámetros significativos para cuantificar la estabilidad de los iso-alfa-ácidos tales como la temperatura crítica de degradación y el tiempo de vida media (t1/2). Se pudo comprobar que el isómero trans de la isocohumulona es el que sufre mayor degradación durante los periodos almacenamiento de la cerveza. Con el fin de poder relacionar los resultados del análisis cuantitativo de iso-alfa-ácidos con las propiedades organolépticas de las cervezas, se diseñó un protocolo de análisis sensorial que se aplicó a las cervezas comerciales estudiadas. De este modo, se establecieron correlaciones entre concentraciones de iso-alfa-ácidos obtenidos mediante HPLC y los resultados del análisis sensorial. Con objeto de completar el trabajo, se analizó un grupo de veintiuna cervezas comerciales mediante voltametría, utilizando para ello una lengua electrónica basada en sensores polipirrólicos. Los resultados obtenidos presentan gran concordancia con los obtenidos mediante HPLC. Los resultados obtenidos proporcionan una importante información para optimizar la conservación de las cervezas en términos de su contenido en iso-alfa-ácidos