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miércoles, 31 de mayo de 2017

¿Cómo se hace la cerveza sin alcohol?

En los últimos años el consumo de cerveza sin alcohol ha aumentado en España de forma significativa, debido principalmente al endurecimiento de las normas de circulación y también a una mejora de su sabor, que se parece cada vez más al producto original. ¿Quieres saber cómo se hace la cerveza sin alcohol y por qué no sabe como la cerveza normal?

Tipos de cerveza según su grado alcohólico

La legislación de cada país establece unos límites que definen los tipos de cerveza en función de su concentración de alcohol. En el caso de la legislación española podemos encontrar los siguientes tipos de cerveza:
  • cerveza: normalmente contiene entre un 4% y un 5% de alcohol, aunque hay cervezas con una graduación mucho mayor.
  • cerveza baja en alcohol: se denomina así a las cervezas cuya concentración de alcohol se encuentra entre el 1% y el 3%. Al tener una menor concentración de alcohol que la cerveza normal, también aportan menos calorías, por lo que algunas marcas utilizan como reclamo la denominación "light".
  • cerveza sin alcohol: su graduación alcohólica debe ser inferior al 1%. (Evidentemente su contenido calórico es inferior al de las denominadas "cervezas light"). Cabe destacar que el término 0,0 no está recogido en la legislación, así que su interpretación queda sujeta a la imaginación del consumidor, que debe suponer  que se utiliza para hacer referencia a una concentración de alcohol inferior al 0,1%.

Para comprender mejor cómo se elabora la cerveza sin alcohol, es necesario saber cómo se elabora la cerveza normal, así que veamos... (Si ya sabes cómo se hace puedes saltar hasta el apartado 2. También puedes ver un vídeo en el que se explica el proceso)

1. ELABORACIÓN DE CERVEZA

Materias primas 

La legislación española establece que la cerveza debe elaborarse a partir de cuatro materias primas: aguacebadalúpulo levadura. Todas ellas se mencionaban ya en la Ley de Pureza de 1516. Mejor dicho, todas, a excepción de la levadura, ya que en esa época ni siquiera se conocía su existencia (los microorganismos fueron descubiertos a finales del siglo XVII por Anton van Leeuwenhoek), y mucho menos su papel en la fermentación (que fue descubierto en el año 1880 por Louis Pasteur).
  • Agua. La proporción de agua que contiene la cerveza varía en función de su extracto seco y, sobre todo, de su graduación alcohólica (obviamente, cuanto mayor sea el extracto seco y el grado alcohólico de la cerveza, menor será su contenido en agua). En cualquier caso, se trata del ingrediente mayoritario de esta bebida, así que es importante conocer sus características, especialmente su composición mineral, ya que es un factor que va a determinar las propiedades finales de la cerveza.
  • Cebada. No es imprescindible utilizar cebada para la elaboración de cerveza; basta con utilizar una fuente de almidón sacarificable, es decir, capaz de ser transformado en azúcares simples. Esto es fundamental, ya que el almidón no puede ser fermentado por las levaduras, pero los azúcares simples sí. Ahora bien, en el caso de que utilizáramos un cereal diferente de la cebada para la elaboración de esta bebida, ya no podríamos llamarla "cerveza", sino que deberíamos denominarla "cerveza de...".
  • Lúpulo. Para la elaboración de cerveza se utiliza la flor femenina del lúpulo, una planta de la familia de las Cannabáceas ("prima" del cannabis). La resina que contiene esta flor otorga a la cerveza un sabor amargo, que sirve para compensar el dulzor de la malta (más adelante veremos qué es la malta). Además contiene aceites esenciales aportan a esta bebida una gran variedad de aromas. En definitiva, podemos decir que el lúpulo es el principal responsable del sabor de la cerveza.
  • Levaduras del género Saccharomyces. Las levaduras son fundamentales en el proceso de elaboración de cerveza, ya que son las responsables de la fermentación alcohólica. La especie de levadura que se utiliza habitualmente en la elaboración de cerveza es Saccharomyces cerevisiae, aunque también se utilizan otras, como Saccharomyces pastorianus. Por cierto que esta última también se conoce con el nombre de Saccharomyces carlsbergensis debido a que fue descubierta por la empresa cervecera Carlsberg.
Proceso de elaboración

Podemos establecer cuatro fases en el proceso de elaboración de la cerveza:
  1. Preparación de la malta Como ya hemos mencionado, el almidón que contiene la cebada no es fermentable, así que debemos provocar su hidrólisis para obtener azúcares simples que las levaduras sean capaces de fermentar. Para ello lo que se hace es remojar los granos de cebada con agua, bajo condiciones de temperatura controlada. De este modo comienza la germinación del grano y se activan las enzimas que transformarán el almidón en azúcares simples. Una vez obtenidos los resultados deseados, se somete el grano a una desecación para detener el proceso, y posteriormente a un tostado, que será más o menos intenso en función de los aromas que queramos conseguir. Finalmente el grano se triturapara que la parte interna (el cotiledón), quede expuesta, ya que es donde se encuentran la mayor parte de los azúcares. Al final de esta primera fase se obtiene lo que se conoce con el nombre de malta cebada malteada.
  2. Obtención del mosto Una vez obtenida la malta, se introduce en un depósito con agua y se calienta. Así se inicia de nuevo el proceso de sacarificación del almidón y se extraen los aromas de la malta. Finalmente la mezcla azucarada resultante de este proceso, conocida con el nombre de wort, se filtra con ayuda de las vainas de la cebada y se introduce en una caldera, donde se añade el lúpulo. En dicha caldera se somete la mezcla a ebullición, de modo que conseguimos varios objetivos: extraer los aromas del lúpulo, mejorar el color, eliminar proteínas que podrían enturbiar la cerveza y esterilizar el wort. Una vez finalizado el proceso, se hace pasar el wort a través de un intercambiador de calor para enfriarlo.
  3. Fermentación del mosto El mosto obtenido en la fase anterior se introduce en un fermentador, que no es más que un depósito donde podemos controlar ciertos parámetros, como por ejemplo la temperatura. Aquí se adicionan levaduras seleccionadas del géneroSaccharomyces, que llevan a cabo la fermentación de los azúcares simples procedentes de la hidrólisis del almidón, para dar como resultado etanol (alcohol etílico), dióxido de carbono, y también otros compuestos que otorgan sabor y aroma a la cerveza, como ácido succínico, ácido láctico y glicerol.
  4. Maduración y clarificación La cerveza obtenida después de la fermentación se somete a un proceso demaduración en bodega y, en el caso de que sea necesario, a una posteriorclarificación para reducir su turbidez. Finalmente se ajusta su contenido en dióxido de carbono y se embotella.
2. ELABORACIÓN DE CERVEZA SIN ALCOHOL

Para elaborar cerveza sin alcohol no existe un único método, sino varios, lo explica en gran parte las enormes diferencias que podemos encontrar entre este tipo de bebidas. ¿Cuál es el método que se utiliza habitualmente? Pues eso depende, porque como puedes imaginar, cada uno de ellos tiene sus ventajas y sus inconvenientes, así que la elección depende de las necesidades de cada cervecera. El método ideal sería aquel que permitiera eliminar la cantidad de alcohol deseada (a poder ser de forma rápida y sencilla), que permitiera obtener una cerveza con unas características similares a las de la cerveza normal (aspecto, olor, sabor) y que fuera económicamente rentable.

Para comprender mejor los diferentes métodos que existen para elaborar cerveza sin alcohol, podemos clasificarlos en dos grupos: 
  • métodos que se basan en adaptar el proceso de elaboración de la cerveza para tratar de limitar la cantidad de alcohol (etanol) que se obtiene durante la fermentación, 
  • tratamientos físicos para separar el etanol una vez que la cerveza ha sido elaborada.
Los tratamientos físicos presentan una serie de ventajas frente a los primeros, entre las que podemos destacar la posibilidad de obtener cerveza con una concentración de alcohol mucho menor (en la mayoría de los casos). Sin embargo requieren el uso de maquinaria especializada, lo que supone costes mucho más elevados que en el caso de los métodos del primer grupo. Veamos en qué consiste cada uno de ellos.

La forma más sencilla de producir cerveza con bajo contenido alcohólico es comenzar con un wort de baja densidad (normalmente se consigue añadiendo agua al wort original), y llevar a cabo una fermentación controlada (más adelante veremos en que consiste). Como puedes imaginar, la cerveza así obtenida, no sólo tiene poco alcohol, sino que también tiene poco sabor. Para resolver este problema existen varias alternativas. Una de ellas consiste en utilizar un wort de alta densidad, con el que después de la fermentación se obtiene una cerveza cuya concentración de compuestos volátiles (que aportan sabor y aroma) es mucho mayor de lo habitual, mientras que su grado alcohólico no aumenta en la misma proporción. Lo que se hace a continuación es diluir la cerveza con agua para reducir el grado alcohólico, mientras se conservan parte de los aromas y los sabores. Un importante inconveniente que presenta esta técnica es que sólo sirve para obtener cervezas de hasta un 2% de alcohol.

Adaptación del proceso de elaboración

Para conseguir que en el proceso de elaboración de la cerveza se produzca una baja cantidad de etanol, podemos actuar sobre el proceso de malteado y/o sobre el proceso de fermentación.
  • Adaptación del proceso malteado
    Si queremos obtener cerveza de hasta un 1% de alcohol, lo que se puede hacer es llevar a cabo un malteado a alta temperatura. Así se consigue inactivar una de las enzimas que participan en la hidrólisis del almidón (concretamente la β-amilasa, que se inactiva a 80 ºC), por lo que la cantidad de azúcares fermentables producidos será menor (y por consiguiente la cantidad de etanol obtenida). Ahora bien, la cerveza resultante contendrá un elevado contenido de dextrinas, por lo que su sabor no será igual que el de la cerveza normal.
  • Adaptación de la fermentación
    Si variamos algunos aspectos relacionados con la fermentación podremos conseguir cervezas con bajo contenido alcohólico. Una de las opciones consiste en utilizar ciertas especies de levadura, como Saccharomyces ludwigii, que fermenta solamente un 15% de los azúcares fermentables, dando como resultado una menor cantidad de etanol.
Otra forma de prevenir la transformación a etanol de todos los azúcares fermentables, consiste en llevar a cabo una fermentación controlada, que puede consistir en la aplicación de baja temperatura sobre el depósito de fermentación para finalizar el proceso y después retirar las levaduras antes de que de que éste se complete.

En ambos casos, la cerveza obtenida contendrá una notable cantidad de maltosa, por lo que su sabor es diferente al de una cerveza normal. El principal inconveniente de estos métodos es que no permiten obtener cerveza con bajas concentraciones de etanol.
  • Cold contact
    Se trata de una variante de fermentación controlada con la que podemos obtener cerveza con una concentración de etanol inferior al 0,05%. Consiste en enfriar el wort hasta temperaturas de entre -1 ºC y 0 ºC, inocular levaduras en gran número y dejarlas actuar durante varios días. A esas temperaturas su metabolismo es más lento, por lo que producen una menor cantidad de etanol. El inconveniente es que se pueden producir sabores anómalos, debidos en gran parte a la autolisis de estos microorganismos.

    Una adaptación de este método es el que utiliza la cervecera neerlandesa Bavaria, que consiste en inmovilizar las levaduras para que no exista el riesgo de autolisis que causa sabores anómalos en la cerveza. La compañía patentó este sistema en 1979, consiguiendo así desarrollar la primera cerveza 0,0% del mercado.
Tratamientos físicos 

Para tratar de retirar parte del etanol que contiene la cerveza, podemos utilizar calor, o bien, llevar a cabo un proceso de separación por membranas. Veamos en qué consisten estos métodos.

1. Métodos que aplican calor

Como sabrás, el punto de ebullición del etanol es inferior al del agua (a presión atmosférica, el punto de ebullición del etanol es de 78 ºC, mientras que el del agua es de 100 ºC), así que podemos aprovechar esa característica para lograr separarlo de la cerveza. 
  • Destilación 
    Este método consiste simplemente en calentar la cerveza para que se evapore el etanol. El concentrado que resulta al final de este proceso, se diluye con agua. Así se puede obtener cerveza con una concentración de alcohol de hasta 0,5%. Como puedes imaginar, la cerveza que se obtiene de esta forma no tiene un sabor muy agradable, ya que la elevada temperatura provoca la aparición de un sabor "a quemado" y la pérdida de compuestos volátiles (aportan sabor y aroma), por lo que en la actualidad apenas se utiliza.
  • Destilación a vacíoComo su nombre indica, este método es similar al anterior, con la diferencia de que en este caso se aplica vacío, por lo que se necesitan temperaturas más bajas (50 ºC-60 ºC) para evaporar el alcohol. Así se evita el sabor "a quemado", pero se siguen perdiendo compuestos volátiles. Para solucionar este inconveniente, se puede llevar a cabo un proceso en dos pasos: en el primero se retiran ésteres y otros compuestos volátiles y en el segundo se retira el etanol. Finalmente la cerveza sin alcohol se enfría y se mezcla con los compuestos volátiles que se retiraron en la primera fase. Así se puede obtener una cerveza muy baja en alcohol (inferior al 0,05%) y con buenas características organolépticas.
  • Evaporación en película a vacíoLa cerveza se introduce en un cilindro que cuenta con una serie de tubos de gran longitud y reducido diámetro. Al atravesar estos tubos, el fluido forma una delgada lámina, favoreciendo así la evaporación del etanol. Este sistema trabaja a vacío, así que la temperatura necesaria para evaporar el etanol no es muy elevada (entre 30 ºC y 40 ºC). Así se minimiza la degradación de la cerveza, aunque se siguen perdiendo algunos compuestos volátiles. Mediante este método se puede obtener cerveza con muy baja concentración de alcohol (hasta un 0,03%).
  • Sistema Sigmatec Este sistema es el más avanzado que existe en la actualidad. Es similar al anterior, con la importante diferencia de que en este caso se incorpora una Unidad de Recuperación de Aromas (patentada por la empresa que fabrica esta maquinaria), que permite reincorporar a la cerveza la mayor parte de los compuestos volátiles que se evaporan junto al etanol.

2. Métodos de separación por membranas

Estos métodos se basan en la utilización de membranas semipermeables, que actúan como filtros muy específicos: dejan pasar el agua, mientras que retienen los sólidos suspendidos y otras sustancias. Como puedes ver, en estos casos no es necesario aplicar altas temperaturas, por lo que la cerveza no sufre alteraciones debidas al calor. Ahora bien, hay que tener en cuenta que no es económicamente rentable utilizar estos métodos para obtener cervezas con una concentración de alcohol inferior al 0,5% (normalmente se utiliza para obtener cervezas con una concentración del 2%).
  • Ósmosis inversaEste método consiste en aplicar altas presiones (entre 30 y 50 bar) para hacer pasar la cerveza a través de una membrana semipermeable. El agua y los compuestos de bajo peso molecular, como el etanol, son capaces de atravesar la membrana, mientras que el resto de los compuestos son retenidos (es necesario diluir la cerveza inicial con agua para compensar la pérdida que tiene lugar durante el proceso). Eso significa que la pérdida de aromas se limita a compuestos de bajo peso molecular. 

La membrana semipermeable deja pasar agua, etanol y otros compuestos de bajo peso molecular.

  • Diálisis
    La diálisis se basa en un principio similar al de la ósmosis inversa, sólo que en lugar de utilizar altas presiones para hacer pasar los compuestos a través de la membrana, se emplea el gradiente de concentración, por lo que se trata de una técnica, en principio, más sencilla y económica.



En este caso el paso a través de la membrana obedece al gradiente de concentración que existe entre el fluido que se encuentra en el interior del cilindro central y el fluido exterior.

CONCLUSIONES

  • Como ves, existen numerosos métodos para elaborar cerveza sin alcohol, cada uno de los cuales presenta una serie de ventajas e inconvenientes, que hay tener en cuenta a la hora de decantarse por uno de ellos. 
  • Al emplear cualquiera de estos métodos, no sólo se elimina el alcohol de la cerveza, sino que también se pierden algunos compuestos volátiles que aportan olor y sabor. Es por esto que las características organolépticas de la cerveza sin alcohol son diferentes a las de la cerveza normal. 
  • Aunque consiguiéramos reincorporar todos y cada uno de estos compuestos volátiles, las características organolépticas de este producto seguirían siendo diferentes a los de la bebida original, ya que el etanol que retiramos en el proceso también aporta sabor y olor al producto.


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