Proceso de fabricación de la cerveza

La cerveza forma parte de la evolución de la humanidad, teniéndose registros arqueológicos que datan desde hace más de 8000 años atrás en jarrones de barro mesopotámicos. Incluso los registros de la cerveza pasan por el antiguo Egipto, donde era una manera simple de potabilizar el agua y a la vez crear una bebida embriagante recreativa al alcance de la población.

La cerveza, bebida que forma parte de la evolución de la humanidad

La cerveza se fabrica a partir de la fermentación de un cereal, principalmente cebada. También, se puede elaborar con diversos cereales como arroz, maíz, entre otros. A nivel mundial el boom de las cervezas artesanales ha traído consigo una enorme explosión de creatividad que permite a los cerveceros crear bebidas con una infinidad de sabores y con estilos diferentes, que varían según  el grado de fermentación de cada preparación.

En esta nota vamos a describir a nivel básico el proceso de fabricación de la cerveza para que tengan una idea inicial si están pensando ejecutar o diseñar un proyecto de fabricación de esta popular bebida, que por lo general se sirve fría a una temperatura ideal de 5 ̊C.

Tabla de contenidos

1. ✔ ¿Qué es la cerveza?
2. ✔ Tipos de cerveza
3. ✔ ¿Qué es Brewing?
4. ✔ Pasos para hacer la cerveza
5. ✔ Cereales cerveceros
6. ✔ Lúpulo
7. ✔ Agua
8. ✔ Clarificador
9. ✔ Levadura
10. ✔ Adicionales
11. ✔ Proceso de fabricación de la cerveza
1. ✔ Germinación o malteado
2. ✔ Secado y tostado
3. ✔ Molienda
4. ✔ Maceración
5. ✔ Cocción o hervido
6. ✔ Fermentación
7. ✔ Terminación

¿Qué es la cerveza?

La cerveza es una bebida alcohólica producto de una fermentación de grano

Casi todos sabemos que la cerveza es una bebida alcohólica embriagante y muy refrescante que disfrutamos en todas partes del mundo. Sin embargo, vamos a profundizar en su concepto y definirla de manera académica para tener una idea más amplia de los procesos involucrados durante su creación.

La cerveza es una bebida alcohólica que se caracteriza por ser fabricada sin un proceso de destilación, lo que la diferencia de otras bebidas alcohólicas existentes. Se produce a base de cereales (principalmente cebada), los cuales son fermentados en presencia de agua y levadura.

Se le otorga sabor con lúpulo y otras hierbas aromáticas. Su coloración tiende a ser amarillenta con tonalidades rojizas y hasta marrones, según los ingredientes utilizados en su preparación y el tipo y tiempo de fermentado de sus almidones.

En un análisis físico se nota que es burbujeante o gaseosa, ya que en ella se disuelve CO2 proveniente del proceso de fermentación (actualmente en los procesos industriales se inyecta dióxido de carbono para elevar el nivel de gas en la cerveza) y presenta abundante espuma que se aloja en la parte superior del recipiente que la contiene. Su graduación alcohólica va desde 3% vol hasta 9% vol, según el tipo de cerveza.

Los principales tipos de cerveza son:

1. Lager (Cerveza de fermentación baja).
2. Ale (Cerveza de fermentación alta).
3. Lambic (Cerveza de fermentación espontánea).
4. Kierk (Cerveza de fermentación espontánea).
5. Geuze (Cerveza de fermentación espontánea).
6. Cervezas tradicionales (Recetas antiguas de África y América).

Diferentes tipos de cerveza

Como pueden ver, la diferencia radica en la fermentación. Sin embargo, muchas de ellas como las Lager y las Ale tienen ramificaciones derivadas de las recetas y del proceso. Dicho procedimiento, varía según la región en donde se fabrica la cerveza, los ingredientes que se usan y el toque personal de cada cervecero.

¿Qué es Brewing?

Al proceso de fabricación de la cerveza se le conoce como Brewing. Es una receta ancestral que es más o menos estándar, no obstante, cada receta es diferente y cada maestro cervecero le da un toque especial. Asimismo, a nivel industrial e incluso artesanal se siguen una serie de pasos que veremos a continuación y que forman parte de un buen Brewing.

Pasos para hacer la cerveza

En la siguiente lista voy a enumerar los pasos a seguir para hacer un buen Brewing o para realizar un eficiente proceso de fabricación de la cerveza:

1. Germinación o malteado: Es la primera etapa del proceso y tiene como objetivo germinar el grano de modo que esté preparado para fabricar las enzimas necesarias para ejecutar los pasos posteriores.
2. Secado y tostado: Es la segunda etapa del proceso, que consiste en eliminar toda la cantidad de agua posible del grano para facilitar su almacenamiento y activar sus propiedades organolépticas.
3. Molienda: El tercer paso es reducir el tamaño del grano mediante molinos. Esto permite facilitar el acceso de las enzimas a las reservas de glúcidos que se encuentran dentro del grano.
4. Maceración: En este paso las enzimas hidrolizan el almidón, gracias a la temperatura y el pH del agua que se utiliza como agente de maceración.
5. Cocción: Esta parte del proceso permite obtener el sabor característico de la cerveza y además asegura un medio aséptico donde solo se encuentre la levadura.
6. Fermentación: En este paso del proceso, la levadura convierte los azúcares o glúcidos en alcohol (etanol) y dióxido de carbono (CO2).
7. Terminación: Es la última etapa del Brewing y está conformado por varios procedimientos que se realizan luego de la fermentación, con la finalidad de caracterizar la cerveza. Entre estos procesos, tenemos la maduración, el filtrado, la carbonatación y el afinamiento del sabor.

Cada uno de estos pasos se describirán de forma más detallada. La idea es que tengan una especia de guía de los pasos a seguir durante el Brewing mientras avanzamos en la nota.

Materias primas para la fabricación de la cerveza

Como todo proceso, la fabricación de la cerveza requiere el uso de materias primas necesarias para lograr el objetivo. Hacer una receta exitosa depende de una buena selección de materias primas y la combinación de éstas con otros elementos que provengan de la imaginación del cervecero. Cada receta es distinta, sin embargo las principales materias primas utilizadas alrededor del mundo para la fabricación de la cerveza son las siguientes:

Cereales cerveceros

El trigo, uno de los cereales utilizados en la fabricación de la cerveza

Existen diferentes tipos de cereales que son utilizados en la fabricación de la cerveza, y seguidamente, veremos los más usados alrededor del mundo. La principal característica de estos cereales es que deben contar con una alta cantidad de almidón para poder ser hidrolizados. Su selección dependerá de su precio, abundancia y calidad, según sea el diseño de planta que tengan en mente (Incluso, es común encontrar combinaciones de cereales en muchas recetas de cerveza):

• Trigo: Es el cereal de más producción a nivel mundial, por lo tanto, es muy abundante. Es un ingrediente tradicional dentro del Brewing, ya que otorga a la cerveza mayor turbidez debido a que sus granos no tienen cáscara, eliminando de este modo el lecho de filtrado. Esta característica otorga al grano un 8% más de almidón que la cebada, lo que otorga niveles mayores de extracción.
• Arroz: Al igual que el trigo, este cereal no tiene cáscara. El arroz requiere temperaturas más elevadas para gelatinizar el almidón, a diferencia del trigo o la cebada (entre 70 ̊C y 80 ̊C). Por ello, se requiere de una cocción previa a la maceración para de esta manera licuar el almidón. Cabe destacar, que el arroz ofrece mayor cantidad de almidón que el trigo y la cebada, pero cuenta con menos fibras, lípidos y proteínas, los cuales son muy requeridos dentro del Brewing.
• Sorgo: Este cereal es muy abundante en los países áridos, siendo el cereal por excelencia en las cervezas africanas. No tiene cáscara y posee un alto nivel proteico, otorgando una coloración oscura a la cerveza. La cantidad de almidón del sorgo es similar a la del maíz. Durante el procedimiento de malteado, experimenta pérdidas considerables del 30%, ya que este cereal tiene un rango muy limitado de temperaturas para ello (entre 24 ̊C y 26 ̊C). Además, el sorgo es propenso a ser atacado por hongos, lo que requiere mayores cuidados.
• Avena: Es un cereal extraordinario, ya que cuenta con altos niveles de proteínas y lípidos, así como de fibra, dando buenas características a la cerveza. Fue muy utilizado durante la Segunda Guerra Mundial. Su estructura de almidón es muy granular, necesitándose temperaturas mucho más bajas para gelatinizar su almidón (55 ̊C a 60 ̊C). Los granos de avena cuentan con una cáscara que otorga una gran cantidad de fibra, lo que es sumamente beneficioso en la aspersión del mosto.
• Maíz: Una de las características principales del maíz es que la temperatura de gelatinización de su almidón es alta. Es por esta razón, que este cereal debe pasar por un proceso de pre-cocción para poder disolver el almidón. Asimismo, la cantidad de almidón del maíz es muy elevada. Como contraparte, contiene una alta cantidad de lípidos (cerca del 5%) los cuales deben ser eliminados en gran medida antes del proceso de fabricación de la cerveza, lo que conlleva un gasto extra dentro del proceso.
• Cebada: El rey indiscutible de los cereales cerveceros. Es el de mayor uso alrededor del mundo. Posee una enorme cantidad de almidón y proteínas, lo que fomenta el desarrollo idóneo de la levadura. No todas las variedades de cebada son óptimas para la elaboración de cerveza, hay que utilizar las cebadas cerveceras, las cuales son ideales para ser malteadas, ya que cuentan con características especiales como granos gruesos y uniformes con cáscara fina. Además, la cebada tiene una gran capacidad de absorber agua y es de rápido germinado, con lo cual se puede obtener la mayor cantidad posible de malta.

Lúpulo

El lúpulo, uno de los ingredientes principales en la fabricación de la cerveza

En los procesos de fabricación de la cerveza se utiliza el Humulus Lupulus (Lúpulo). Esta planta es desecada en hornos con aire caliente para de esta manera almacenarla y utilizarla para su consumo. La función del lúpulo en el proceso de fabricación de la cerveza, es otorgar el aroma característico de ésta y un sabor amargo para balancear el azúcar de los cereales. Posee α-ácidos que aportan propiedades antibióticas a la solución, lo que permite eliminar bacterias dañinas para su consumo. 

Además, el lúpulo tiende a facilitar la actividad de la levadura, otorgando velocidad a la fermentación. Existen muchos tipos diferentes de lúpulo, su selección dependerá de la receta a utilizar y del tipo de grano que se esté empleando.

Los lúpulos más utilizados en el mercado son:

1. First Gold
2. Mount Hood
3. Saaz
4. Hallertauer Mittelfrϋh
5. Lublin. Ahtanum

Agua

Se trata del disolvente universal y compone la mayor parte de la cerveza (cerca del 85%). El agua es empleada durante diferentes etapas del proceso, como el remojo, macerado, entre otros. Por supuesto, la calidad del agua va a influir en las características de nuestra cerveza, además de modificar la velocidad de maceración y fermentación.

No se recomienda un agua muy pura, ya que la ausencia de ciertos elementos como fosfatos y calcio afectará las condiciones de prosperidad de la levadura. Además, este tipo de agua tan pura retrasa el tiempo de maceración y germinado, ya que de cierto modo colapsa la célula vegetal. Por lo cual, se recomienda utilizar agua potable, incolora y con la cantidad de minerales óptimos para el consumo humano. No se requiere agua de alta pureza para este tipo de procesos.

Clarificador

Los clarificadores son utilizados para aglutinar la solución y actuar como agente floculante durante el proceso de fermentación. De esta manera, los sólidos aglutinados se depositarán al fondo del fermentador, siendo mucho más sencillo retirarlos al final del proceso, además de brindar un mejor color y apariencia a la cerveza. Uno de los principales clarificadores en el Brewing es el Irish Mosh.

Levadura

La levadura es fundamental para la fermentación

Es uno de los elementos principales en la fabricación de la cerveza, ya que consume los azúcares y los convierte en etanol. Para el proceso de fabricación de la cerveza se utilizan dos tipos de levaduras:

1. Saccharomyces cerevisiae: Esta levadura es la más popular en los procesos de fabricación de la cerveza. Es una levadura ideal para trabajar con cebada. La fermentación que ocurre con esta levadura tiene lugar en la superficie del mosto, ya que las colonias de ésta se ubican cerca de la superficie de la solución durante la fermentación. El rango de temperatura en el cual ocurre la fermentación con esta levadura, va desde los 15 ̊C hasta los 22 ̊C. Al ocurrir la fermentación de las levaduras en la parte superior del recipiente que las contiene, son más propensas a contaminación, lo cual, de ocurrir, afectará sensiblemente el sabor de la cerveza haciéndolo desagradable, por ello es muy difícil de controlar. Este tipo de fermentación se conoce como “Ale”.
2. Saccharomyces pastorianus: La principal característica de esta levadura es que se deposita en el fondo del fermentador, es justo allí en donde comienza el procesamiento de los azúcares en etanol. Este tipo de fermentación se da desde los 9 ̊C y se conoce como “Lager”.

Estos son los principales tipos de levaduras utilizadas. Cabe destacar, que actualmente pueden encontrarse diferentes tipos de cepas híbridas, las cuales claramente afectarán las características de la cerveza.

Asimismo, la temperatura es una variable primordial para el crecimiento de las levaduras. A bajas temperaturas prosperan las levaduras Lager, mientras que a temperaturas más cálidas las levaduras Ale son más utilizadas. Hay que destacar, que la temperatura del mosto durante la inoculación de la levadura es vital para que pueda crecer y prosperar. 

Esta temperatura no debe ser menor a 5 ̊C de diferencia de la temperatura a la cual se ha mantenido a la levadura, para evitar un choque térmico que inhiba el crecimiento de ésta.

Adicionales

Cerveza negra

Se pueden utilizar también algunos aditivos adicionales para modificar las características de la cerveza, como por ejemplo, acidificantes para regular el valor del pH durante la germinación y el macerado. Además, se pueden utilizar otros ingredientes adicionales para aportar sabor a la cerveza, como esencias, entre otros.

Por supuesto, hay que tener en cuenta que se requieren elementos de limpieza y desinfección para los equipos y el área de producción, los cuales deben ser tomados en cuenta durante la planeación de los costos de fabricación.

Proceso de fabricación de la cerveza

Llegó el momento de realizar la descripción básica del proceso, empecemos entonces con lo que nos ha traído hasta acá.

Germinación o malteado

Granos de cebada malteada

El primer paso en nuestro proceso. Hay que promover la germinación controlada del cereal, para de esta manera activar las enzimas presentes en el grano, vitales para la maceración de nuestro producto. Para ello, el grano debe mantenerse con un grado de humedad del 45%.

Los granos son pasados por un proceso de remojo en agua a una temperatura de unos 16 ̊C. Seguidamente, se procede a drenar el agua, dejando remojar los granos al aire evitando cambios bruscos de temperatura. Debe evitarse la superposición de granos para que el paso del aire sea homogéneo entre éstos.

Industrialmente, se tiende a colocar los granos sobre planchas o sobre el suelo regándolos con agua y removiéndolos con máquinas dentro de galpones para fomentar el malteado o germinado. También, son utilizados germinadores de torre los cuales aprovechan el calor al máximo, así como el agua. Son muy eficientes y permiten remojar por 8 horas y dejar secar al aire por 12 horas.

Secado y tostado

La siguiente etapa se lleva a cabo una vez que tengamos los granos germinados, es decir, nuestras maltas en estado crudo. A través de bandas transportadoras u otro tipo en movilización, las maltas son llevadas a un desecador para eliminar el exceso de humedad.

Se recomienda parar dicho desecado cuando las maltas tengan cerca del 5% de humedad, de esta manera se pueden almacenar por más tiempo.

Luego, las maltas desecadas pasan por un proceso de tostado, de manera que obtengan una coloración más oscura y diferentes sabores. Dicha coloración en las maltas afectará la oscuridad de la cerveza y su amargura, de modo que es una parte importante del proceso.

Molienda

Una vez que nuestras maltas están tostadas, son transportadas a la zona de molienda. La idea es minimizar el tamaño de los granos para fomentar que las enzimas en la cubeta de maceración puedan atacar a los azúcares de las maltas. Para ello, se hacen pasar los granos malteados por molinos. El molino seleccionado dependerá del grado de finura que se desee. Además, deben aplicarse ciertas normas básicas para una molienda de calidad, las cuales son las siguientes:

• Todos los granos deben ser molidos.
• Deben partirse la mayoría de las cascarillas de las maltas.
• Las reservas de almidón de las maltas (endospermo) no deben tener trazas de cascarillas.
• Homogeneizar el tamaño del endospermo.
• Minimizar la cantidad de harinas a menos del 10%.

El tipo de molino más utilizado en la industria de la cerveza es el de rodillos ajustables, pero se pueden utilizar morteros, molinos de café, batidoras, etc. Incluso a nivel artesanal, se colocan las maltas dentro de bolsas de tela y son aplastadas por martillos. Finalmente, las maltas se tamizan y se utiliza aire suave o centrifugación para eliminar las cascarillas.

Maceración

Fábrica de cerveza

El siguiente paso consiste en transportar las maltas molidas a una cubeta de maceración, la cual puede ser una olla grande, recipiente metálico o una olla eléctrica con termostato para cocción. Una vez que tengamos nuestras maltas molidas dentro de la cuba o cubeta de maceración, se les adiciona agua previamente acidificada a un pH de 5,5.

La relación de líquido y sólido es la siguiente: Por cada kilogramo de grano molido se deben verter 3 litros de agua. Luego, hay que mezclar los elementos hasta obtener una pasta consistente (mosto). Previamente, se recomienda calentar el agua hasta los 70 ̊C y dejar enfriar hasta los 65 ̊C antes de adicionarla, ya que esa temperatura es óptima para la activación de las enzimas.

Hay que recordar, que las enzimas son las responsables de la hidrolización de los azúcares, por ello, hay que mantener perfiles térmicos que fomenten la actividad enzimática, es decir, hacer la mezcla a una temperatura de agua comprendida entre los 55 ̊C y los 68 ̊C. Las enzimas harán su trabajo dentro de este rango de temperaturas consumiendo azúcares, proteínas y lípidos.




Lo ideal es aislar la cuba de maceración para evitar pérdidas de calor. En la práctica esto no es frecuente, ya que principalmente se utilizan recipientes de acero inoxidable con un plato falso donde quedarán los restos sólidos de la maceración que se irá separando por efecto gravitatorio.

Finalmente, se filtra el mosto. Los residuos sólidos (bagazo) son reutilizados como alimento animal. La solución acuosa pasará a la siguiente fase del proceso de fabricación de la cerveza.

Cocción o hervido

Reactor de cocción de cerveza

Nuestro mosto ahora de color caramelo, debe pasar por una cocción de unos 90 minutos de duración o más, dependiendo del tipo de cerveza a preparar. Debe adicionarse al mosto, el lúpulo y el clarificante. Esto se realiza dentro de un hervidor (un recipiente metálico u olla).

El propósito de esta cocción es aportar el amargor y el aroma del lúpulo al mosto. Mientras se esteriliza la mezcla, se coagulan las proteínas y se evaporan los aromas no deseados. Luego de la cocción, el mosto se hace pasar por un centrifugado para homogeneizar.

Fermentación

Tanques de fermentación de la cerveza

Esta es la fase decisiva de nuestro proceso de fabricación. En esta etapa el mosto debe ser previamente enfriado hasta casi igualar la temperatura idónea para el uso de la levadura. Luego, se coloca en un nuevo recipiente metálico (tanques o fermentadores) el mosto con la levadura y se mezcla hasta disolver casi todo.

La cantidad de levadura variará según la receta de cerveza que estemos siguiendo. En este proceso, la levadura consumirá los azucares y generará etanol, liberando CO2. También, se formarán otros compuestos que le otorgan sabor, cuerpo y características aromáticas a la cerveza.

La temperatura de fermentación dependerá de la levadura utilizada en el proceso de elaboración. El tiempo de fermentación variará de unos 4 a 6 días para cerveza Ale y unos 7 a 8 días para cerveza Lager.

Terminación

Barriles de cerveza

Esta etapa culminante está conformada por varias mini etapas. La primera, consiste en eliminar los restos de levadura de la cerveza. Para ello, se procede a utilizar un envasado estático en recipientes verticales para sedimentar la levadura y luego retirar la cerveza y filtrar.

Luego, se baja la temperatura para fomentar la clarificación de la cerveza, gracias a que fomenta los enlaces dipolo-dipolo y las fuerzas de Van der Waals. Suele también adicionarse CO2, para carbonatar más la cerveza.

Después, se pasa a un proceso de maduración de la cerveza almacenándola en barriles a bajas temperaturas para estabilizar los aromas y el sabor de la cerveza, así como elevar sus matices. La maduración puede durar unas semanas o hasta 6 meses, dependiendo de la receta que se siga. Finalmente, se aplican los controles de calidad y luego se realiza el envasado del producto.

El proceso de elaboración de la cerveza es relativamente simple, siendo importante seguir los detalles de la receta y controlar las condiciones de operación. Como siempre, les invito a comentar la publicación para compartir experiencias, aclarar dudas, o tomar notas sobre detalles de cada uno de los procesos involucrados en la fabricación de la cerveza.


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