Universidad de Concepción

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Química

Elaboración de

Cerveza Artesanal

Integrante(es): Gerson Rodríguez Carrasco

Profesor(es): Teresita Marzialetti B.

Ljubisa R. Radovic

Fecha entrega: 12 - Junio - 2014

1. Resumen:

Se determinó que el proceso de elaboración de la cerveza artesanal consta de cinco etapas

fundamentales las cuales son: Malteado, maceración, procesamiento del mosto, fermentación y

acabado. El cereal utilizado para la descripción del proceso fue la cebada. Se desarrollaron dos

tipos de maceración y dos tipos de fermentación, indicando sus características principales. Se

clasificó la cerveza artesanal en tres tipos: Cerveza Ale, cerveza Lager y cerveza mixta,

describiendo particularidades de cada una.

2. Introducción:

La cerveza, por definición clásica, corresponde a una bebida alcohólica fermentada hecha de

cereales malteados, lúpulo y levadura. En la actualidad, muchos agregan nuevas sustancias a la

mezcla que modifican superficialmente la definición de este producto, no obstante, se mantiene la

connotación clásica al referirse a ella [1].

El proceso de fabricación de la cerveza es un arte que se ha ido desarrollando desde cientos de

siglos atrás, dando origen a una gran variedad de procesos que se caracterizan por el mecanismo

de elaboración, originando dos clasificaciones de cerveza: Cervezas Industriales (CI) y Cerveza

Artesanal (CA). Donde, la gran diferencia está en la inversión en su proceso de fabricación,

ganancia del producto y área de distribución de cada una de estas, siendo la CI la que representa

la mayor demanda en las características mencionadas

Las CI son fabricadas, casi en su totalidad, por grandes industrias de distribución masiva del

producto, por ejemplo: Compañía de Cervecerías Unidas (CCU), Compañía Cervecera de Canarias

(CCC), entre otras. En cambio, Las CA son fabricadas por microempresarios que desarrollan el arte

de fabricación de manera independiente o bien, a rasgos de inversión moderada.

La CA es un tipo de cerveza que a pesar de ser hecha a menor escala de producción que la CI,

comprende un proceso de elaboración controlado que, en varias ocasiones, marca grandes

diferencias en la atracción del consumidor. La CA no posee aditivos artificiales y contiene mayor

proporción de materias primas.

Este informe tiene por objetivo aportar ciertos conocimientos sobre el proceso general de

fabricación de la CA, dándole énfasis a cada una de las etapas básicas para la elaboración del

producto deseado. Además, se definirán tres tipos de cervezas clasificadas por el tipo de

fermentación y de levadura utilizada. Para cada uno de éstos tipos, se dará un ejemplo de cervezas

importadas que poseen reserva en Chile [2],[3].

Es importante recalcar que, para el desarrollo de este informe gran parte de la información se

obtuvo de la referencia [1]. En ésta se describe el proceso general de fabricación de cerveza, no

obstante, la elaboración de la CA sigue el mismo procedimiento con ligeras variantes que son las

expresadas en este informe.

3. METODOLOGÍA

Para responder a los objetivos del informe se recurrió a diversas fuentes de información. Esta

sección muestra los elementos esenciales que fueron necesarios concretarlo.

3.1. Búsqueda en Google

Éste es el medio en el que se realizó la búsqueda inicial de la información. Se utilizaron palabras

claves como “Cerveza artesanal”, “Elaboración cerveza”, “Cursos Cerveza”. Se encontraron

referencias de rápida obtención tales como sitios web que ofrecen cursos de aprendizaje [4] y

sitios que contienen artículos sobre los diferentes tipos de cerveza [4, 5]. Asimismo, se obtuvo

información específica de algunos materiales y/o ingredientes del proceso de elaboración [5].

Se indagó más a fondo en los vínculos y referencias las que permitieron incluir otras palabras

claves tales como: “Munstons” [6], “Castle malting” [7], las cuales otorgan información más técnica

sobre los ingredientes y referencias, con cierto grado de confiabilidad, del proceso de elaboración

3.2. Búsqueda en Web of Knowledge Se recurrió a la búsqueda de palabras claves de las etapas del proceso de fabricación de cerveza: “Maceration”, “Fermentatión”, “Pasteurization”, “Beer drewing” entre otros. Como resultado se obtuvo una referencia de una enciclopedia [8] y un artículo [9].

3.3. Búsqueda en Science Direct

Se utilizaron palabras claves similares a las utilizadas en la búsqueda en Web of Knowledge

obteniendo resultados tales como páginas de libros y capítulos de libros [1, 10, 11, 12], ésta es la

búsqueda más importante dado que en este punto se encuentran referencias escenciales. En las

referencias de estos archivos y la posterior búsqueda de enlaces se encontraron dos referencias

importantes: [13], [14]

4. Resultados y Discusión

La Figura 1 muestra en ella cinco etapas indispensables en la fabricación de cerveza artesanal.

Además, se representan las sub-etapas fundamentales del proceso de tal manera de establecer un

conocimiento previo sobre el proceso.

Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la cerveza artesanal, adaptado de la

referencia [11]

Antes de iniciar el proceso de fabricación se deben conocer los ingredientes y su rol dentro del

proceso. Para la cerveza artesanal, los cuatro ingredientes básicos son el agua, los cereales, el

lúpulo y la levadura. El agua comprende entre el 90% y el 95% de la composición final de la

cerveza. El cereal es utilizado para producir la malta. El cereal más común es la cebada ya que

contiene un alto contenido de almidón. El almidón puede ser fácilmente convertido a hidratos de

carbonos fermentables, y le otorga el aporte proteico que le permite a la levadura formar la

espuma de la cerveza y darle un sabor único. El lúpulo es también utilizado para contribuir al sabor

de la cerveza, pero además le otorga compuestos específicos antibacterianos. Finalmente, las

levaduras son los organismos de fermentación predominantes utilizados para fabricar la cerveza

en todo el mundo, pues otorgan las características especiales a la bebida.

Algunos complementos que se le puede agregar a los cereales son arroz, trigo, soya, yuca, papas,

azúcares y jarabes. Todos estos corresponden a almidones que contribuyen con hidratos de

carbono fermentables. Además, éstos entregan características especiales al sabor para producir

variados tipos de cerveza [1].

4.1 Malteado

El objetivo principal del malteado es producir la malta que se usará posteriormente como fuente

de azúcares del mosto de la cerveza. Para ello, el grano produce la cantidad necesaria de enzimas

que posteriormente degraden el almidón a azúcares sencillos. Ésta etapa contribuye

esencialmente al color y cuerpo de la cerveza, produciendo de este modo, la diferenciación entre

las cervezas obscuras y las cervezas claras [4]. La cebada es el ingrediente común que se emplea

frecuentemente en la elaboración de cerveza artesanal. A continuación, se describirá el proceso

de malteado, utilizando la cebada como el cereal empleado en el proceso.

Para producir la malta, o bien cebada malteada, los granos de este cereal son remojados en agua

aireada entre 10 – 20 °C durante uno o dos días, y luego, se los germina entre 15 – 20 °C durante la

misma cantidad de tiempo. Se debe controlar que la humedad aumente hasta un aproximado del

45% [11]. La germinación de la cebada ocurre dejando que los brotes se produzcan en el volumen

de control determinado para el proceso; cuando esto se cumple, los brotes son retirados, dejando

una solución rica en contenidos proteicos y sustratos, llamada malta [7]

La malta es sometida a un nuevo tratamiento que corresponde al secado, y que ocurre en

condiciones controladas de temperatura para eliminar aproximadamente el 95% del agua sin

desactivar las enzimas deseadas para el producto. Esta etapa del proceso puede influenciar el

pardeamiento enzimático [11] y la generación de compuestos con sabor como consecuencia del

calor generado. Por ejemplo, las cervezas obscuras se forman por cambios más bruscos de

temperatura en el secado generando el tostado del grano [1].

4.2 Maceración

Durante la maceración, la mayor parte de los hidratos de carbono insolubles y proteínas son

hidrolizadas en materiales solubles fermentables, por medio de las enzimas presentes en la malta.

Para lograr esto, la malta seca es mezclada con agua tibia y colocada en una maceadora o

trituradora. Existen dos tipos de maceración: La maceración simple y la maceración escalonada:

a) Maceración Simple: Se realiza el macerado del grano a una temperatura constante

durante todo el proceso que dependerá del estilo de cerveza que se desea fabricar, y que

dependerá exclusivamente de la relación agua-grano usada en el proceso. Normalmente

la temperatura inicial del agua tibia estará en el rango de 5.5 a 8.5 °C por sobre la

temperatura objetivo del macerado. Luego, deberá mantenerse a la temperatura

constante de maceración entre una a dos horas controlando que la desviación no sea

mayor a 2 °C

b) Maceración escalonada: Se realiza el macerado del grano a temperaturas e intervalos de

tiempo controlados para regular la actividad enzimática y controlar el PH de la solución

de manera de prevenir la formación de contaminantes o bacterias indeseables. Para el

caso de la malta de cebada, la primera maceración ocurre entre 40 – 50 °C para mejorar

la acción de la enzima α-amilasa, la segunda maceración ocurre entre 65 – 70 °C para

mejorar la acción de la enzima β-amilasa, y luego, se modifica la temperatura del proceso

a aproximadamente 75 °C para inactivar estas enzimas. Los intervalos de tiempo para

cada paso suele estar entre una a dos horas.

En el procedimiento de maceración, ya sea simple o escalonada, el mosto (que contenía los

compuestos solubles) se separa de los sólidos para ser posteriormente procesado.

4.3 Procesamiento del mosto:

El mosto es transferido a un tanque de calentamiento denominado hervidor de cerveza. Antes de

hervir la mezcla se le añade el lúpulo que le otorgará propiedades esenciales., tales como

proporcionar compuestos de sabor y aroma, así como compuestos que poseen actividad

antimicrobiana [12].

El procesamiento del mosto es un proceso que tarda entre una a dos horas y consiste en elevar la

temperatura del volumen de control a la temperatura de ebullición del mosto. Cabe recalcar que

hervir a esta temperatura sirve para varias funciones tales como:

- Eliminar la casi totalidad de los microorganismos aún vivos de la maceración

- Desactivar enzimas restantes de la maceración

- Aumentar la extracción de aceites esenciales y resinas del lúpulo

- Precipitar las sustancias responsables de la turbiedad

- Mejorar el desarrollo del color

- Eliminar los compuestos volátiles indeseables

- Evaporar el agua aumentando la concentración de mosto[1]

El mosto calentado se separa a continuación de los bagazos que produce, es enfriado rápidamente

y es colocado en un recipiente de fermentación. [6]

4.4 Fermentación.

En este proceso el mosto se inocula con la levadura y es fermentado. Durante la fermentación la

levadura produce el alcohol, el dióxido de carbono y algunos constituyentes adicionales de sabor.

El ambiente de fermentación debe mantenerse limpio para reducir problemas de contaminación.

Además, se debe mantener a temperatura y humedad constante para mantener la tasa de

crecimiento de la levadura. Además, el tipo de cerveza que se desea fabricar depende del tipo de

fermentación a la que es sometido el mosto, estos son: [1]

a) Fermentación baja: La fermentación baja o también llamada fermentación en el fondo

ocurre a temperaturas en el rango de 0 a 4 °C y, convenientemente toma entre 2 a 5 días.

En ella, las levaduras floculan y por ende se depositan en el fondo del volumen de control.

Estas levaduras pueden ser recogidas desde la parte inferior para su reutilización. La

variación de la temperatura en la fermentación es la que produce cambios en la estructura

final de las cervezas, todo depende de la capacidad para controlar la reacción exotérmica.

b) Fermentación alta: La fermentación alta o también llamada fermentación en la superficie

ocurre a temperaturas más altas que las anteriores (entre 18 y 24 °C) y opera durante un

amplio rango de días en función del producto deseado. En este proceso las levaduras

tienden a formar pequeños grupos de células que se elevan a la parte superior del líquido

y absorben burbujas de dióxido de carbono. Estas células pueden ser recogidas desde la

superficie para su posterior reutilización [1, 3].

Al final de la fermentación la cerveza verde se separa del sedimento y se transfiere a tanques de

acero revestido en madera o vidrio. Este paso permite que la cerveza pueda desarrollar sus

últimas características de sabor, color y cuerpo. En ocasiones, se incluye una etapa adicional de

acondicionamiento sometiendo a la cerveza a temperaturas de aproximadamente 1 °C durante 3

días. [1]

4.5 Acabado [1]

La cerveza ahora se somete a varios pasos de procesamiento para la distribución al consumidor.

En este punto existen pasos opcionales que se pueden hacer de más de una manera y, en

ocasiones, pasos que no son necesarios realizar. Éstos corresponde a:

- Control de enfriamiento y filtración

- Carbonatación

- Pasteurización

El acabado se emplea según el tipo de producto que se desee elaborar. La mayoría de las cervezas

son sometidas a un control de enfriamiento mediante la adición de proteasas para evitar el

desarrollo de la bruma y el turbamiento a temperaturas de refrigeración. Luego se les añade

ciertos agentes especiales para clarificarlas si es necesario y pasa a ser filtrada de tal manera de

tener una solución homogénea. Es opcional realizar un segundo filtrado para darle una

composición menos concentrada a la cerveza.

La carbonatación consiste en añadir dióxido de carbono en el producto. Una alternativa es realizar

una segunda fermentación natural añadiendo levadura nuevamente; la otra alternativa es inyectar

directamente el CO2 a la cerveza.

La pasteurización se emplea para aumentar la vida útil de la cerveza, se realiza cuando el producto

es envasado especialmente en lata o en botella. Consiste en la disminución sustancial de agentes

patógenos, responsables de la descomposición de productos alimenticios, de tal manera de evitar

intoxicaciones alimenticias. Se realiza sometiendo la cerveza a temperaturas y, en ocasiones, a

elementos químicos de tal manera que en el contenido de la solución, no se generen residuos a

temperaturas ambiente. Esto requiere un estudio avanzado de la transferencia de calor y de la

composición de la cerveza a fabricar. En caso de que la cerveza no sea pasteurizada, se la debe

enfriar a temperaturas de refrigeración para mantener la máxima calidad. Cabe recalcar que, si la

cerveza se encuentra en barriles, esta no debe ser pasteurizada debido a que éstos cumplen con

condiciones de temperatura requeridos.

4.5 Tipos de cerveza artesanal

La cerveza artesanal dado la variedad de ingredientes existentes en la actualidad tiene distintas

formas de fabricación. Una forma de clasificar ésta variedad, es a partir de la levadura utilizada y el

tipo de fermentación a la cual es sometido el mosto. Así, existen tres importantes tipos de

cerveza: Cerveza Ale, Cerveza Lager, Cerveza mixta.

4.51 Cerveza Ale [14]

Ale es un tipo de levadura, uno de los cuatro ingredientes principales de la cerveza artesanal, y

que además es tratada con la técnica de fermentación alta. Toda la cerveza que esté preparada

bajo este tipo de fermentación y levadura es considerada Cerveza Ale.

Las cervezas Ale se caracterizan por tener un sabor más robusto, o bien, de mínimas

concentraciones de agua en solución. Tienden a ser bastante complejas, pero es la cerveza más

preferidas por los cerveceros artesanales.

Existe gran variedad de tipos de cerveza ale. Un ejemplo de ellas es una cerveza importada con

reserva en Chile llamada Cerveza Pale ale que, combina los aromas apetecedores de la fruta y el

bouquet del lúpulo para darle su composición. Además, es cremosa, redondeada y perfumada con

acabado seco

4.52 Cerveza Lager [14]

Lager también es un tipo de levadura. Las Cervezas Lager por su parte, son cervezas bastante más

redondas, con sabores bien marcados, donde se puede distinguir el lúpulo. En la actualidad, es la

cerveza más popular, principalmente se fabrica en la industria, dado que se debe servir más fría

para potenciar su calor.

A diferencia de la cerveza Ale, la cerveza Lager es de fermentación baja, es decir, el proceso se

produce en el fondo del mosto. Además, deben madurar a temperaturas muy bajas (cercanas a los

0°C) por un largo período de tiempo. Cabe recalcar que, la palabra Lager en alemán significa

“almacén” siendo justamente la mayor dificultad para el cervecero artesanal, debido a que la

cerveza requiere largo tiempo de maduración a bajas temperaturas, lo que requiere de la

infraestructura adecuada.

Un ejemplo de este tipo de cerveza corresponde a una cerveza importada con reserva en Chile

llamada Cerveza Bock, la cual es de composición fuerte, posee un extracto primitivo del 14% o

más, y es de color obscuro. Se fabrica con una baja fermentación de tal manera que se obtiene un

alto contenido de alcohol en la cerveza.

4.53 Cerveza mixta [13]

Las cervezas mixtas corresponden a una clasificación en la que se incluyen mezclas de cervezas Ale

y Lager, esto implica, utilizar una levadura ale y someterla a fermentación baja junto a otros

agregados o bien, utilizar una levadura lager y someterla a fermentación alta.

Se tiene como ejemplo de cerveza importada con reserva en Chile la llamada Cerveza Kolsch, que

corresponde al tipo de levadura Ale sometida a fermentación baja con agregados de Isinglass. Es

una cerveza delicada y suave, de sabor robusto como las Ale pero menos amarga.

5. Conclusiones

La elaboración de la cerveza artesanal es un proceso complejo que para su óptima realización

necesita ser controlado minuciosamente etapa a etapa. El saber controlar la temperatura es

fundamental para esto debido a que todo el proceso está sometido a calentamiento y

enfriamiento.

A partir de referencias confiables, fue posible determinar rangos de temperatura y operación que

permitieran diferenciar las etapas del proceso y a su vez conocer los diferentes métodos en la

fabricación de cerveza tales como la maceración simple y escalonada, fermentación alta y

fermentación baja.

Existen diferentes tipos de cerveza artesanal, pero clasificadas en función de la levadura utilizada y

el método de fermentación aplicado, se obtiene una distinción generalizada que abarca todos los

tipos. Ésta clasificación corresponde a la cerveza Ale, cerveza Lager, cerveza mixta.

La mayor complejidad para fabricar la cerveza es la cantidad de tiempo y la cantidad de energía. A

nivel industrial, dado que se debe optimizar el proceso, es un factor muy importante. Para el caso

de la cerveza artesanal, el tiempo y la energía, es un elemento que va a juicio del fabricante, dado

que la gran variedad de cervezas artesanales no están sustentadas con respecto al costo de ellas,

sino a la calidad del producto final.

6. Bibliografía

[1] M A Harrison, Encyclopedia of Microbiology, Joshua Lederberg, 2000, Pages 412-421

[2] http://www.cervezaelmolino.com/index.php?id=que-es-una-cerveza-artesana, visitado el 10

de Junio de 2014

[3] http://www.cerveceroscaseros.com.ar/qdiferencia.htm, visitado el 10 de Junio de 2014

[4] http://www.minicerveceria.cl, visitado el 10 de Junio de 2014

[5] http://www.cerveceros.org/, visitado el 10 de Junio de 2014

[6] http://www.muntons.com/, visitado el 10 de Junio de 2014

[7] http://www.castlemalting.com/ visitado el 10 de Junio de 2014

[8] Mariano Luján Corro, Víctor Vásquez Villalobos, Scientia Agropecuaria, 2010, automatic control with fuzzy logic of home-made beer production in maceration and cooking stages. [9] Eduardo J. Pires, José A. Teixeira, Tomás Brányik, António A. Vicente, Yeast: the soul of beer’s

aroma -a review of flavour- active esters and higher alcohols produced by the brewing yeast, 2014

[10] Leif-Alexander Garbe, Paul Schwarz, Alexander Ehme, Beer a quality perspective, Charles W.

Bamforth, 2009, Pages 185-212

[11] Silvia Sorano, Stefano Buiatti, Monica Anese, Food Chemistry: Influence of malt browning

degree on lipoxygenase activity, 2010.

[12] T.H. Kao, G.Y. Wu, Food Chemistry: Simultaneous determination of prenylflavonoid and hops

bitter acid in beer, 2010.

[13] http://www.shastasob.org/, visitado el 10 de Junio de 2014

[14] http://www.wisegeek.org/what-is-the-difference-between-beer-and-ale.htm, visitado el 10

de Junio de 2014