Procesos de Fermentación
         Cerveza
ALIMENTOS FERMENTADOS

 Mezcla compleja de carbohidratos, grasas y
    proteínas modificación simultánea ó en alguna
    secuencia por microorganismos y sus enzimas
   carbohidratos         fermentaciones
   Proteínas            proteolíticas
   Los productos predominantes dependen del
    sustrato, microorganismo y condiciones del
    proceso
   Reacciones bajo control proporcionan alcoholes,
    ácidos orgánicos, aldehidos y cetonas
BENEFICIOS DE LOS FERMENTADOS

 Son más nutritivos que sus equivalentes no fermentados
 LA ACTIVIDAD MICROBIANA NO SÓLO ES
  CATABÓLICA., TAMBIEN ES METABÓLICA. Síntesis de
  vitaminas y otros factores de crecimiento.
 Liberación de nutrientes encerrados en las estructuras y
  células vegetales por materiales que no son digeribles.
  Granos y semillas. Molienda, cocción, actividad
  fermentativa
 Quebramiento enzimático de celulosa, hemicelulosa y otros
  polímeros en azúcares
 Cambios en la apariencia, textura, olor y sabor
PRINCIPIO DE LA FERMENTACION

 En la conservación de alimentos es: Estimular el
    crecimiento y metabolismo de los
    microorganismos responsables de la producción de
    alcohol y ácido
   Suprimir el crecimiento de microorganismos
    proteolíticos, lipolíticos y patógenos
   Azúcar + Levadura= alcohol + CO2
   Alcohol+ O2+Acetobacter= vinagre+ HO2
   Azúcar + Lactococcus= Ac láctico
Fermentaciones por levaduras

 C6H12O6 +levadura           2 C2H5OH+2 CO2
   Saccharomyces cerevisiae y S ellipsoides
    S.calbergensis
   Base de la producción de vino, cerveza y pan.
   Depende de la concentración de azúcar, tipo de
    levadura (tolerancia al etanol, 12-15%),
    temperatura y Oxígeno
   Concentración de alcohol no es suficiente para
    proceso de conservación, Pasteurización
   Uso de cultivos seleccionados, iniciadores.
PRODUCCIÓN DE CERVEZA

 Aerobia se incrementa la masa celular de la
 Levadura


 Anaeróbica se incrementa producción de etanol.
 Proceso de fermentación

 En proceso utiliza ambas condiciones
PRODUCCIÓN DE CERVEZA

 Producción de la malta
 Preparación del mosto
 Proceso de fermentación
 Maduración
 Filtración
 Embotellado y Pasteurización
Materias primas en producción de la Malta


 Malta de cebada, cebada sin maltear, arroz, azúcar,
 lúpulo, preparados enzimáticos y agua

 Grano de cebada se humedece: para estimular, La
 germinación= Solubilización harina del núcleo de los
 granos de cereales
Materias primas en producción de la Malta


 Incremento de la actividad enzimática amilasa,
  hemicelulasas, proteasas, fosfatasas y oxidasas
 El almidón se libera por hemicelulasas
 Gránulos de almidón degradados por amilasas
  =dextrinas+ azúcares
PRODUCCION DE MALTA.

 Semilla germinada se seca con calor moderado a
    fin de no inactivar la amilasa 90-102ºC .
   Los mono y oligosacáridos y los aa libres son
    responsables del sabor y color durante la
    desecación
   Semilla germinada seca se conoce como malta
   El control de este proceso genera los tipos de malta
    pobres ó ricos en enzimas y por lo tanto diferentes
    clases de cerveza.
   Los azúcares son utilizados por la levadura
PREPARACION DEL MOSTO

 Desintegración de los cereales molturación
 Maceración y extracción del contenido de los granos
  (15% Barbas y glumas 45% sémola y
  15% harina)
 Filtración Separación de los materiales sólidos de los
  líquidos
 Calentamiento del mosto + lúpulo (Cocción)
 Enfriamiento del mosto y clarificación
COCCION

Calentamiento de los cereales macerados a 35°-50°C
  20-30 minutos y      63-64°C
 almidon B_amilasa          Dextrinas
Cebada cruda enzimas         Glucanos
La cocción da lugar a composición mosto en glucosa,
  sacarosa, levulosa, maltosa y maltotriosa        Grado
  final de la fermentación
Adición del lúpulo cocción 2 horas, solubiliza los
  compuestos del lúpulo         sabor amargo
La cocción determina coagulación de proteínas
Albumina-taninos se eliminan por sedimentación
  Producen turbidez espumas y sabores desagradables
Filtración

 Mosto filtrado se inocula con las levaduras
    incorporación de aire estéril Oxígeno 8mg/l-1
   Composición mosto: Maltosa 65-70%
    Maltotriosa 10%
    Sacarosa 2-6%
    Dextrinas sin fermentar 15-20%
    Sales minerales 1.5-2%
   Proteína 3-5%
   Ácidos como Ac láctico 0.6-0.9
CARACTERÍSTICAS DE LAS LEVADURAS

 Fermentación principal Levadura S calsbergensis
 Características: Fermentación de maltotriosa
 (Clase de cerveza clara, oscura, ó de escaso
 contenido alcohólico), poder fermentativo ( 230
 ug de CO2), capacidad de floculación (Al 55%
 de fermentación complejos mananos y albúmina
 agregados) y la formación de compuestos
 secundarios(intervienen en el sabor, alcohol
 isoamílico, propílico, ésteres, áciods, compuestos
 sulfurados, diacetilo y pentadiona). Temperatura
 5-10°C
FERMENTACIÓN

 S cerevisiae En cervezas oscuras, no floculante
  Temperatura 15-20°C Producen mas alcoholes y ésteres.
 Glucoamilasas para fermentar dextrinas
 Deccera bruxellensis en la maduración con S carlbergensis
  cerveza inglesa
 Cerveza dietética la maduración S.diastaticus que fermenta
  dextrinas sencillas
Cultivos de 5 a 50ml    1-5 litros  200-250 litros
Temperatura de 8-10°C Inóculo de 12-15 x106
FERMENTACIÓN

 Inóculo 12-18 horas crecimiento exponencial
  Comienza la fermentación 24 horas espuma blanca
  “Rizado”
 Incremento de temperatura a 12°C debe
  refrigerarse a 8-10°C
 Transforma 1.5-2Kg por Hl de cerveza en alcohol y
  CO2 entre 2 y 3 día .Al 5 y 6 día se inicia
  floculación
 Enfriamiento a 5-6°C bombeo a tanques de
  almacenamiento
MADURACIÓN

 Tras la fermentación queda 1% de material
  fermentable (maltotriosa y maltosa)
 La concentración de levaduras es de 5-10 x106
  ufc/ml y CO2 del 2%
Presión en el tanque de almacenamiento es de 1.3 -
  1.5 atm para retener el CO2. Contenido final 0.38-
  0.48 g/l
La fermentación continúa 8 días más . Tiempo de
  maduración depende de la clase de mosto, de
  levaduras, fermentación y la temperatura de
  maduración Tiempo óptimo 42 días
MADURACIÓN

 Los esteres no deben exceder 30 mg/L y se forman
  en la maduración
 Acidos volátiles Isobutírico, isovalerianico,
  caprónico, caprílico, caprínico en concentraciones de
  20-20 mg/L
 El pH inicial del mosto 5.4-5.6 desciende en 24 hr a
  4.4-4.5 y al final de la fermentación 4.1-4.4 .
FILTRACION DE LA CERVEZA

Separación de materiales que la enturbian y de
 levaduras.
Clarificación da el grado de estabilidad en
 almacenamiento. CO2 se fija físicamente .La
 formación y estabilización de la espuma se da por
 microburbujas de gas en la maduración con
 envoltura coloide.
Estabilización y pasteurización embotellado
Cerveza al 12% contiene entre 3.8 y 4.2 g de
 alcohol/lt y 0.38 a 0.50 de CO2
PROCESOS ACELERADOS

 Capacidad de producción se incrementa: Mayor
    concentración de levaduras
   Tº de fermentación y maduración altas
   Sistemas de agitación y fermentación bajo presión
   Se reduce el tiempo en 13 días. 3 fases propagación,
    fermentación, maduración
   Mosto enriquecido con Oxígeno Tº 8-8.5ºC 40hr
   Concentración levaduras 35-40 x 106 15-18 hr
   Inoculación y tiempo fermentación a presión 1.8atm 5
    días . Enfriamiento a 4ºC
   Maduración 1.25-1.4atm 6-7 días
CARACTERISTICAS DE LA CERVEZA

 COLOR Materias primas, malta= color del
  mosto=color de la cerveza y la cepa de levadura
 LA ESPUMA depende del CO2 y proteínas en
  suspensión
 BRILLO Y TRANSPARENCIA La turbidez en una
  cerveza puede deberse a deficiencias en la filtración,
  contaminación microbiológica por bacterias o
  levaduras salvajes, presencia de proteínas pesadas,
  desgasificación o contaminación con oxígeno ,
  reacciones fotoquímicas por sobreexposición a la
CARACTERISTICAS DE LA CERVEZA

 CONTENIDO ALCOHÓLICO Y DENSIDAD
  Depende de la relación de azúcares
  fermentables y carbohidratos no fermentables
  conocidos como dextrinas.
 Bajo contenido alcohólico(3% - 4%) hasta 7% - 12%
  de alcohol
CARACTERISTICAS DE LA CERVEZA

 Una cerveza de tipo Corriente con una densidad o
    extracto original de 10% a 14%
   tendrá el siguiente contenido porcentual:
   Agua ......................... 88% - 92%
   Alcohol ..................... 2,5%- 4%
   Extracto .................... 5% - 8%. (carbohidratos,
    proteínas y minerales)

Cerveza modificado simplificado1

  • 1.
  • 2.
    ALIMENTOS FERMENTADOS  Mezclacompleja de carbohidratos, grasas y proteínas modificación simultánea ó en alguna secuencia por microorganismos y sus enzimas  carbohidratos fermentaciones  Proteínas proteolíticas  Los productos predominantes dependen del sustrato, microorganismo y condiciones del proceso  Reacciones bajo control proporcionan alcoholes, ácidos orgánicos, aldehidos y cetonas
  • 3.
    BENEFICIOS DE LOSFERMENTADOS  Son más nutritivos que sus equivalentes no fermentados  LA ACTIVIDAD MICROBIANA NO SÓLO ES CATABÓLICA., TAMBIEN ES METABÓLICA. Síntesis de vitaminas y otros factores de crecimiento.  Liberación de nutrientes encerrados en las estructuras y células vegetales por materiales que no son digeribles. Granos y semillas. Molienda, cocción, actividad fermentativa  Quebramiento enzimático de celulosa, hemicelulosa y otros polímeros en azúcares  Cambios en la apariencia, textura, olor y sabor
  • 4.
    PRINCIPIO DE LAFERMENTACION  En la conservación de alimentos es: Estimular el crecimiento y metabolismo de los microorganismos responsables de la producción de alcohol y ácido  Suprimir el crecimiento de microorganismos proteolíticos, lipolíticos y patógenos  Azúcar + Levadura= alcohol + CO2  Alcohol+ O2+Acetobacter= vinagre+ HO2  Azúcar + Lactococcus= Ac láctico
  • 5.
    Fermentaciones por levaduras C6H12O6 +levadura 2 C2H5OH+2 CO2  Saccharomyces cerevisiae y S ellipsoides S.calbergensis  Base de la producción de vino, cerveza y pan.  Depende de la concentración de azúcar, tipo de levadura (tolerancia al etanol, 12-15%), temperatura y Oxígeno  Concentración de alcohol no es suficiente para proceso de conservación, Pasteurización  Uso de cultivos seleccionados, iniciadores.
  • 6.
    PRODUCCIÓN DE CERVEZA Aerobia se incrementa la masa celular de la  Levadura  Anaeróbica se incrementa producción de etanol. Proceso de fermentación  En proceso utiliza ambas condiciones
  • 7.
    PRODUCCIÓN DE CERVEZA Producción de la malta  Preparación del mosto  Proceso de fermentación  Maduración  Filtración  Embotellado y Pasteurización
  • 8.
    Materias primas enproducción de la Malta  Malta de cebada, cebada sin maltear, arroz, azúcar, lúpulo, preparados enzimáticos y agua  Grano de cebada se humedece: para estimular, La germinación= Solubilización harina del núcleo de los granos de cereales
  • 9.
    Materias primas enproducción de la Malta  Incremento de la actividad enzimática amilasa, hemicelulasas, proteasas, fosfatasas y oxidasas  El almidón se libera por hemicelulasas  Gránulos de almidón degradados por amilasas =dextrinas+ azúcares
  • 10.
    PRODUCCION DE MALTA. Semilla germinada se seca con calor moderado a fin de no inactivar la amilasa 90-102ºC .  Los mono y oligosacáridos y los aa libres son responsables del sabor y color durante la desecación  Semilla germinada seca se conoce como malta  El control de este proceso genera los tipos de malta pobres ó ricos en enzimas y por lo tanto diferentes clases de cerveza.  Los azúcares son utilizados por la levadura
  • 11.
    PREPARACION DEL MOSTO Desintegración de los cereales molturación  Maceración y extracción del contenido de los granos (15% Barbas y glumas 45% sémola y 15% harina)  Filtración Separación de los materiales sólidos de los líquidos  Calentamiento del mosto + lúpulo (Cocción)  Enfriamiento del mosto y clarificación
  • 12.
    COCCION Calentamiento de loscereales macerados a 35°-50°C 20-30 minutos y 63-64°C almidon B_amilasa Dextrinas Cebada cruda enzimas Glucanos La cocción da lugar a composición mosto en glucosa, sacarosa, levulosa, maltosa y maltotriosa Grado final de la fermentación Adición del lúpulo cocción 2 horas, solubiliza los compuestos del lúpulo sabor amargo La cocción determina coagulación de proteínas Albumina-taninos se eliminan por sedimentación Producen turbidez espumas y sabores desagradables
  • 13.
    Filtración  Mosto filtradose inocula con las levaduras incorporación de aire estéril Oxígeno 8mg/l-1  Composición mosto: Maltosa 65-70%  Maltotriosa 10%  Sacarosa 2-6%  Dextrinas sin fermentar 15-20%  Sales minerales 1.5-2%  Proteína 3-5%  Ácidos como Ac láctico 0.6-0.9
  • 14.
    CARACTERÍSTICAS DE LASLEVADURAS  Fermentación principal Levadura S calsbergensis  Características: Fermentación de maltotriosa (Clase de cerveza clara, oscura, ó de escaso contenido alcohólico), poder fermentativo ( 230 ug de CO2), capacidad de floculación (Al 55% de fermentación complejos mananos y albúmina agregados) y la formación de compuestos secundarios(intervienen en el sabor, alcohol isoamílico, propílico, ésteres, áciods, compuestos sulfurados, diacetilo y pentadiona). Temperatura 5-10°C
  • 15.
    FERMENTACIÓN  S cerevisiaeEn cervezas oscuras, no floculante Temperatura 15-20°C Producen mas alcoholes y ésteres.  Glucoamilasas para fermentar dextrinas  Deccera bruxellensis en la maduración con S carlbergensis cerveza inglesa  Cerveza dietética la maduración S.diastaticus que fermenta dextrinas sencillas Cultivos de 5 a 50ml 1-5 litros 200-250 litros Temperatura de 8-10°C Inóculo de 12-15 x106
  • 16.
    FERMENTACIÓN  Inóculo 12-18horas crecimiento exponencial Comienza la fermentación 24 horas espuma blanca “Rizado”  Incremento de temperatura a 12°C debe refrigerarse a 8-10°C  Transforma 1.5-2Kg por Hl de cerveza en alcohol y CO2 entre 2 y 3 día .Al 5 y 6 día se inicia floculación  Enfriamiento a 5-6°C bombeo a tanques de almacenamiento
  • 17.
    MADURACIÓN  Tras lafermentación queda 1% de material fermentable (maltotriosa y maltosa)  La concentración de levaduras es de 5-10 x106 ufc/ml y CO2 del 2% Presión en el tanque de almacenamiento es de 1.3 - 1.5 atm para retener el CO2. Contenido final 0.38- 0.48 g/l La fermentación continúa 8 días más . Tiempo de maduración depende de la clase de mosto, de levaduras, fermentación y la temperatura de maduración Tiempo óptimo 42 días
  • 18.
    MADURACIÓN  Los esteresno deben exceder 30 mg/L y se forman en la maduración  Acidos volátiles Isobutírico, isovalerianico, caprónico, caprílico, caprínico en concentraciones de 20-20 mg/L  El pH inicial del mosto 5.4-5.6 desciende en 24 hr a 4.4-4.5 y al final de la fermentación 4.1-4.4 .
  • 19.
    FILTRACION DE LACERVEZA Separación de materiales que la enturbian y de levaduras. Clarificación da el grado de estabilidad en almacenamiento. CO2 se fija físicamente .La formación y estabilización de la espuma se da por microburbujas de gas en la maduración con envoltura coloide. Estabilización y pasteurización embotellado Cerveza al 12% contiene entre 3.8 y 4.2 g de alcohol/lt y 0.38 a 0.50 de CO2
  • 20.
    PROCESOS ACELERADOS  Capacidadde producción se incrementa: Mayor concentración de levaduras  Tº de fermentación y maduración altas  Sistemas de agitación y fermentación bajo presión  Se reduce el tiempo en 13 días. 3 fases propagación, fermentación, maduración  Mosto enriquecido con Oxígeno Tº 8-8.5ºC 40hr  Concentración levaduras 35-40 x 106 15-18 hr  Inoculación y tiempo fermentación a presión 1.8atm 5 días . Enfriamiento a 4ºC  Maduración 1.25-1.4atm 6-7 días
  • 21.
    CARACTERISTICAS DE LACERVEZA  COLOR Materias primas, malta= color del mosto=color de la cerveza y la cepa de levadura  LA ESPUMA depende del CO2 y proteínas en suspensión  BRILLO Y TRANSPARENCIA La turbidez en una cerveza puede deberse a deficiencias en la filtración, contaminación microbiológica por bacterias o levaduras salvajes, presencia de proteínas pesadas, desgasificación o contaminación con oxígeno , reacciones fotoquímicas por sobreexposición a la
  • 22.
    CARACTERISTICAS DE LACERVEZA  CONTENIDO ALCOHÓLICO Y DENSIDAD Depende de la relación de azúcares fermentables y carbohidratos no fermentables conocidos como dextrinas.  Bajo contenido alcohólico(3% - 4%) hasta 7% - 12% de alcohol
  • 23.
    CARACTERISTICAS DE LACERVEZA  Una cerveza de tipo Corriente con una densidad o extracto original de 10% a 14%  tendrá el siguiente contenido porcentual:  Agua ......................... 88% - 92%  Alcohol ..................... 2,5%- 4%  Extracto .................... 5% - 8%. (carbohidratos, proteínas y minerales)