Fabricacin de CervezaGua Breve de los procesos y Conceptos necesarios para fabricar tu primera Caa

NDICE

RESUMEN

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INTRODUCCIN

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PROCESO DE ELABORACIN DE DE CERVEZA CARACTERSTICAS FSICAS Y QUMICAS MATERIAS PRIMAS UTILIZADAS SUBPRODUCTOS Y DESECHOS OBTENIDOS DESCRIPCIN DEL PROCESO Y LOS EQUIPOS MS UTILIZADOS VARIABLES Y CONDICIONES MS IMPORTANTES A ENCONTRAR REPRESENTACIN DEL PROCESO REPRESENTACIN DEL PROCESO POR BLOQUES REPRESENTACIN DEL PROCESO POR SMBOLOS BALANCE DE MATERIA Y ENERGA LA ELABORACIN DE CERVEZA CIRCUITOS DE CONTROL DATOS ESTADSTICOS DE PRODUCCIN EMPRESAS PRODUCTORAS DE CERVEZA CONCLUSIONES

6 11 13 24 24 27 33 33 34 35 41 42 46

BIBLIOGRAFIA

ResumenLa cerveza es una bebida alcohlica muy antigua, desarrollada por los pueblos de los imperios mesopotmicos y por los egipcios, resultado de fermentar los cereales germinados en agua, en presencia de levadura. Aunque existen en el mercado cervezas de trigo, mijo y arroz, la ms habitual es la obtenida a partir de la fermentacin de la cebada. Una vez embebida de agua, la cebada se deja germinar a fin de que el almidn se convierta en azcar soluble. Una vez conseguido este proceso, se seca y se tuesta ms o menos, segn se quiera obtener una cerveza plida, dorada o negra. Para conseguir ese paladar amargo que caracteriza a la cerveza, se le aade lpulo o, ms exactamente, su flor, un cono de ptalos dorados que contiene resinas y aceites aromticos. Para conseguir la mezcla de ambos sabores, se aade el lpulo durante el proceso de ebullicin de la cerveza, en las tinas de cobre, al tiempo que tambin se adiciona el azcar. Sin la presencia del lpulo, la masa en ebullicin o Wort podra utilizarse para la destilacin de whisky. Si la cerveza tiene mucho gas carbnico, ya sea natural o aadido, se denomina "Lager". La "Stout" es oscura y densa, algo dulzona, caracterstica de Irlanda e Inglaterra. La "Bock" es densa y guarda algo de aroma de las levaduras. La cerveza clara es una clase inglesa, suave, endulzada y con intenso sabor a lpulo. Desde 1945 la industria cervecera ha logrado un gran desarrollo; entre 1945 y 1965 se duplic la produccin mundial. El aumento de la produccin y del consumo ha sido notable en pases como Japn, URSS, Mxico y Espaa.

IntroduccinEl misterio de la elaboracin de cerveza El arte de fabricar de cerveza y vino se ha ido desarrollando a lo largo de 5.000-8.000 aos. Debieron producirse varios descubrimientos independientes de que exponiendo al aire los jugos de frutas, o los extractos de cereales, se obtenan bebidas fermentadas. Explicar cmo sucede la fermentacin no fue posible hasta el siglo XIX, lo que no impidi que se fueran introduciendo sucesivas mejoras en las tcnicas de elaboracin. Existen ilustraciones de la elaboracin de cerveza que pertenecen al apogeo de las civilizaciones Egipcia y Babilnica, de unos 4.300 aos de antigedad; durante la civilizacin griega y ms tarde durante la romana, el dominio del vino se convirti en una cuestin de importancia para el mercado internacional. Esas bebidas alcohlicas resultaban particularmente atractivas para aquellos individuos de vida poco placentera, en cuanto que producan euforia alcohlica. Otras ventajas, inapreciadas en aquellos tiempos, eran la mejora relativa de la dudosa calidad microbiolgica del agua, en virtud de su bajo pH y de su contenido alcohlico, y su valor nutritivo; adems de su elevado valor calrico y de su riqueza en sustancias nitrogenadas asimilables, si contenan levaduras las bebidas en cuestin proporcionaban vitaminas del complejo B. En la Edad Media la elaboracin de cerveza fue considerada un arte o un misterio, cuyos detalles eran celosamente guardados por los maestros cerveceros y sus gremios. Y ciertamente era un misterio, porque se desconocan las razones que justificaban las diversas etapas del proceso de elaboracin, la mayor parte de los cules, como la fermentacin, fueron descubiertas por casualidad. As, el malteado consista en la inmersin de la cebada en agua y en permitirle que germinara, pero no se conoca las razones por las que la cebada se ablandaba y se hacia dulce. De un modo similar se desconocan por qu convena secar la cebada germinada a temperaturas relativamente fras, a lo que se buscaban explicaciones esotricas.

Fig. 1 Bebiendo cerveza en la poca de la civilizacin babilnica (2.400 antes de Cristo). Tomado de 100 Jahre Fakulttfr Brauwesen Weihenstephan 1865-1965, Verlag Hans Cari: Nurenberg.

Tipos de cervezas La mayor parte de las cervezas producidas hasta la segunda mitad del siglo XIX eran fermentadas por levaduras que al final del proceso ascendan a la superficie y podan desnatarse (esto es, levaduras altas). Es muy probable que muchos cerveceros de las primeras pocas de la historia de la elaboracin de la cerveza no se percatasen del valor de la nata recogida y la descartaran. La fermentacin de las partidas subsiguientes tena, por ello, que depender de las levaduras que contaminarn las vasijas no suficientemente limpias, el resto del utillaje y las materias primas. Pero las malas condiciones higinicas tambin facilitaban la presencia de levaduras y bacterias que producan turbideces y aromas no deseados. Por estas razones, hasta tiempos recientes ha sido muy variable la calidad de distintas partidas y muchos cerveceros obtenan vinagre, en lugar de cerveza, a causa de las infecciones con bacterias acidoacticas. El lpulo se introdujo en Gran Bretaa desde Flandes en el siglo XVI, por inmigrantes de este origen. Entre los fabricantes de la cerveza tradicional, sin lpulo, y los elaboradores de la nueva cerveza se estableci una dura competencia que gener algunos conflictos. Hoy, el trmino cerveza es una expresin genrica que abarca tanto lo que en Gran Bretaa se denomina ale, una bebida a la que se le aade lpulo, fabricada con levaduras altas, como aquellas otras bebidas de malta a las que se les aade lpulo y son fermentadas con levaduras bajas. Las levaduras bajas son aquellas que al final de la fermentacin se hunden y van al fondo; se emplearon por primera vez en Baviera. Rinden un producto de calidad superior al generado por la mayor parte de lavaduras altas. No es, por tanto sorprenderte que a partir del momento en que los bvaros las difundieron en otras regiones, estas levaduras hayan ido reemplazando progresivamente a las levaduras altas en la mayor parte del mundo. Se utilizan para producir las cervezas llamadas , palabra alemana que significa guarda, o permanencia en bodega. Historia reciente de la elaboracin de cerveza La elaboracin de cerveza creci al mismo ritmo que lo hicieron las carreteras, los canales y los ferrocarriles. Este aserto es particularmente cierto en lo que se refiere a las grandes factoras elaboradoras de cerveza, capaces de sostener un mercado nacional (internacional en expansin, huellas del cual son marcas como India Pal Ale, Russian Stout, y Export. Las fbricas de cerveza que mayor xito tuvieron fueron aquellas que contaban con un abastecimiento de agua natural adecuado al tipo de cervezas que estaban elaborando. As, Pilsen dio su nombre a las lagers plidas europeas como Pils o Pilsner. Hoy, sin embargo, cualquier agua puede modificarse de manera que reproduzca la de Burton-on-Trent o Pilsen. Las grandes industrias cerveceras tienen en esta poca otros problemas relacionados con el agua especialmente los de si es o no adecuada para los generadores de vapor y los sistemas de lavado automtico y si es o no posible ver tener grandes volmenes de efluentes de la factora a los desages pblicos. El descubrimiento de las mquinas de vapor permiti aumentar mucho el tamao de los equipos de las fbricas de cerveza que originalmente utilizaban la fuerza humana o la hidrulica para mover sus mquinas. El problema capital de las fbricas era la necesidad de operar a bajas temperaturas en ciertas etapas del malteado y la elaboracin de cerveza. Por eso, las campaas de malteado y elaboracin de cerveza se limitaban en los pases de clima templado al otoo, el invierno y la primavera y tanto las malteras como las industrias cerveceras eran impropias de los climas tropicales. Al comienzo del siglo XX se dispuso de equipos de refrigeracin basa dos en la compresin de amonaco, lo que permiti que el malteado y la elaboracin de cerveza pudieran llevarse a cabo durante todo el ao, tanto en los pases y regiones de clima templado como en los tropicales.

Proceso de elaboracin de de cervezaEl proceso de Elaboracin de Cerveza consta de tres etapas claramente definidas, que son Cocimiento, Fermentacin y Reposo las cuales dependen exclusivamente del tipo de cerveza que se piensa elaborar, debido a que segn la clase de cerveza varia la cantidad y tipo de Materia Prima. Esta es una de las causas principales por las cuales existen tantas variedades de cerveza. Siendo las otras el Tipo y naturaleza de Agua cervecera Tipo y naturaleza de levadura cervecera Tiempos y Temperaturas en Cocimiento Tiempos y Temperaturas en Fermentacin

Comentario [BC1]: Aspectos generales, desde el malteado hasta la clasificacin de las cervezas

Procesos de ElaboracinCOCIMIENTO: Tiene por objeto extraer todos los principios tiles de la malta (extracto fermentesible), lpulo (Amargos y aceites esenciales) y sucedneos o materias auxiliares para preparar el mosto cervecero. Comparte 5 fases que son : 1. Molienda: La molienda consiste en destruir el grano, respetando la cscara o envoltura y provocando la pulverizacin de la harina. la malta escomprimida entre dos cilindros pero evitando destruir la cscara lomenos posible pues sta servir de lecho filtrante en la operacin de filtracin del mosto; a su vez el interior del grano en una harina lo ms fina posible. Estas dos condiciones, cscara entera y harina fina no podrn respetarse si el grano no est seco (excepcin molienda hmeda) y muy bien desagregado una tercera exigenciaes un buen calibrado de la malta. La molienda debe ser tambin regulada segn el cocimiento; si se utiliza un alto porcentaje de granos crudos o adjuntos es necesario moler groseramente. S para la filtracin del mosto se utiliza un filtro prensa en lugar de una cuba-filtro o de falso fondo se puede moler mas fino pues en el filtro prensa el espesor de la capa filtrante de orujo o afrecho es mucho mas delgada. Porcentaje Molienda aila-Lauter Cascara 20 a 25 Harina Gruesa 45 a 55 Harina Fina 20 a 30

Filtro-Prensa 12 a 15 40 a 45 40 a 45

2. Proceso en Pailas Fase del proceso donde se extraen de la malta y eventualmente de los granos crudos la mayor cantidad de extracto y de la mejor calidad posible en funcin al tipo de cerveza que se busca fabricar. La extraccin se logra principalmente por hidrlisis enzimatica, solamente un 10% de la extraccin es debida a una simple disolucin qumica. Las amilasas desdoblan el almidn en dextrinas y maltosa principalmente las enzimas proteolticas desdoblan las protenas complejas en materias nitrogenadas solubles, la fitasa desdobla la fitina en inositol y fosfato,etc. Estas transformaciones enzimaticas han sido ya empezadas durante el malteado a un ritmo mucho menos intenso de el que suceder en el cocimiento; donde debido a la accin de las diferentes temperaturas y la gran cantidad de agua las reacciones suceden muchas veces en forma explosiva. Cuantitativamente el desdoblamiento del almidn en azucares y dextrinas es el mas importante.La frmula bruta del almidn es: (C6H10O5)n. Las principales reacciones que ocurren durante el cocimiento por accin de las amilasas son formacin de dextrinas. (C6H10O5)n ----------------> n(C6H10O5)n/x formacin de maltosa : (C6H10O5)n + n/2 H2O -----> n/2(C12H22O11) Y en menor

proporcin formacin de glucosa (C6H10O5)n + n H2O --------> n(C6H12O6) El almidn contiene dos polisacridos diferentes : amilosa y amilopctina; la amilosa esta constituida por cadenas rectilineas de glucosa con uniones a 1-4; la amilopctina esta constituida por cadenas ramificadas de uniones de glucosa en uniones a 1-4 y a 1-6 existiendo tambin uniones del tipo a 1-3. Para desdoblar el almidn se necesitan varias amilasas siendo las principales las y amilasas.

3. Filtracin de Mosto Habiendo ya disuelto las materias solubles por el cocimiento es necesario separar el mosto de la parte insoluble llamada orujo o afrecho. La operacin se realiza en dos fases primero el flujo del mosto y luego la operacin de lavado del extracto que contiene el orujo. El mosto y el agua de lavado deben ser claros pues si se aporta durante la operacin demasiadas sustancias mal disueltas, la clarificacin de la cerveza ser demasiado difcil. La calidad de la cerveza pude ser tambin alterada por un lavado de orujo con agua alcalina pues los polifenoles y sustancias amargas de la cscara de la malta se disuelven muy fcilmente en agua alcalina an ms si se tiene en cuenta que el lavado se hace en agua a una temperatura mxima de 75 c; a propsito de la temperatura es muy importante no excederse de 75 c pues se corre el riesgo de disolver almidn presente an en el orujo, lo que acareara problemas de turbiedad y fermentacin posteriores. Existen dos tipos de aparatos donde se realizan la filtracin y posteriormente el lavado del orujo : Cuba filtro y Filtro prensa. Cuba Filtro La variacin de concentracin del orujo no implica directamente en el volumen de la cuba, pudiendo ser el espesor de 25 a 50 cm. Como desventaja la proporcin de adjunto es de 25 %. Otra ventaja es la menor mano de obra, pero el tiempo de filtracin es mayor. Filtro Prensa Se puede filtrar un mosto ms denso, con una filtracin ms rpida y una proporcin de adjuntos mayor del 75 %. Como desventajas el mosto es menos brillante, hay mayor cantidad de cidos grasos insaturados, y el trabajo es ms exigente. 4. Ebullicin de Mosto La finalidad de la ebullicin es Estabilizar enzimtica y microbiolgicamente el mosto, buscar la coagulacin de las protenas. La destruccin de las enzimas es realizada para evitar que sigan desdoblando a lo largo de la fermentacin, las amilasas podran seguir desdoblando las dextrinas y stas se transformaran enteramente en alcohol. La esterilizacin del mosto es obtenida por simple ebullicin, pues su reaccin es ligeramente cida. La coagulacin de las materias protenicas debe hacerse lo mejor posible, pues si subsisten en el mosto ocasionaran problemas en la fermentacin y provocando fcilmente turbiedad en la cerveza embotellada. La esterilizacin y la destruccin de las enzimas es fcil de realizar, un cuarto de hora de ebullicin es generalmente suficiente. La coagulacin de protenas es mucho ms difcil, se realiza por etapas, la primera es la desnaturalizacin que consiste en la ruptura de puentes de hidrgeno en la molcula de protena, pasando del estado hidratado al deshidratado, mantenindose en suspensin nicamente por su carga elctrica; luego de la desnaturalizacin se produce la coagulacin propiamente dicha por agrupacin de micelios deshidratados; es aqu donde el PH juega un papel importantsimo pues la coagulacin ser eficiente si se realiza en el punto isoelctrico; como existen muchas protenas en el mosto se ha optado por el PH 5.3 como l mas conveniente. La violencia de la ebullicin influye tambin en la coagulacin ms no en la desnaturalizacin. Durante la ebullicin. La coloracin tambin aumenta sobre todo por la formacin de melanoidinas, tambin por oxidacin de taninos, estas dos reacciones son favorecidas por el PH elevado. Por ltimo a lo largo de la ebullicin se forman productos reductores que contribuyen a la calidad y estabilidad de cerveza. El Lupulado del mosto se realiza tradicionalmente durante esta operacin, es decir en la paila de ebullicin. El amargor es obtenido por isomerizacin de los cidos y del lpulo; esta isomerizacin es incompleta debido principalmente al PH del mosto, el PH ptimo de isomerizacin es 9. Como se ha visto existen muchas lupulonas y humulonas en el lpulo; cada uno de estos compuestos donar su ismero respectivo; el conjunto es conocido como isohumulonas pues son esencialmente quienes donan el amargor deseado.

5. Enfriamiento de Mosto El mosto obtenido por sacarificacin de la malta o de los adjuntos y por protelisis de las protenas de la malta, ebullido durante hora y media con el lpulo para otorgarle el amargo, a lo largo de esta ebullicin la esterilizacin completa es obtenida gracias en particular a un PH vecino a 5.3. Los precipitados protecos son eliminados por sedimentacin, filtracin o centrifugacin; el mosto es enseguida enfriado a la temperatura de inoculacin de la levadura, esta temperatura depende del tipo de levadura empleada y del tipo de cerveza a fabricar entre 6 a 20 C . Durante el enfriamiento un nuevo precipitado de polifenoles-protenas se forma, por un lado por enlaces de hidrgeno y tambin por la falta de solubilidad de las prolaminas. La presencia de este nuevo precipitado juega un rol esencial sobre la formacin de H2S por la levadura. El mosto enfriado, en principio estril, debe ser airada antes del inicio de la fermentacin, de no ser airada la tasa de mortalidad levuriana aumentara a tal punto que la levadura no podra ser reutilizada; la oxigenacin del mosto antes del inicio de la fermentacin permite a la levadura sintetizar cidos grasos insaturados (olecos, linolecos, y linolnicos), en ausencia de estos cidos grasos la pared celular esta sujeta a alteraciones lo cual lo hace ms permeable a los steres correspondientes a los alcoholes superiores que ella misma forma. La composicin del mosto es muy variable en funcin al tipo de cerveza fabricada, su densidad puede variar entre 2 a 20 P (grados Plato) es decir que puede contener de 2 a 20 gr de soluto por 100 grs de lquido; a su vez puede ser rico o no en aminocidos y pptidos en funcin de la importancia de la protelisis y de la proporcin de adjuntos utilizados. La relacin maltosa/dextrinas es igualmente variable de acuerdo al mtodo de cocimiento escogido. De manera general se puede decir que el mosto es un medio incompleto, normalmente carente de aminocidos y cidos grasos insaturados pues es imposible obtener un crecimiento rpido y completo de levadura; cosa que no sucede si se tratara de un medio sinttico a base de extractos de levadura. FERMENTACION: La fermentacin juega un rol esencial en la calidad de la cerveza, en particular gracias a los productos secundarios como los alcoholes superiores y steres; es tambin la etapa de la fabricacin ms difcil de controlar. La levadura que es reutilizada de una fermentacin a otra no tiene un metabolismo estable; ella degenera. Esta degradacin es debida a una infeccin por presencia de otros microorganismos, ni habitualmente tampoco debido a una mutacin; debido a modificaciones progresivas de la membrana celular y de la actividad enzimtica de la levadura. Las fermentaciones son modificaciones del metabolismo celular, es decir el conjunto de modificaciones bioqumicas y fsicas. Este metabolismo comprende el catabolismo y anabolismo. Se ha preparado un lquido complejo y se ha purificado cuidadosamente hasta el momento de agregar la levadura cervecera para producir su fermentacin. Al final de esta cuando los azucares han sido transformados hasta alcohol y gas carbnico se tendr la cerveza. Despus de la fermentacin la cerveza es separada de la levadura,la cual puede ser utilizada para fermentar mas mosto, posteriormente. La cerveza se deja un determinado tiempo en reposo durante el cual se fijan ciertas cualidades y se clarifica naturalmente; despus es filtrada. El principal producto obtenido durante la fermentacin es el alcohol etlico pero se conoce dos tipos de fermentaciones en cervecera la fermentacin de superficie y la fermentacin de fondo Fermentacin de superficie.- Se usa levadura que va a la superficie del lquido despus de filtrar la fermentacin. Con este sistema se hacen cervezas tipo Ale, Porter, Lambic. Fermentacin de fondo.- Se emplea un tipo de levadura que se sedimenta al fondo de la tina despus de haber efectuado la fermentacin del mosto con ella se hacen cervezas tipo Lager. En las cerveceras nacionales se emplea este tipo de fermentacin. Descripcin del proceso: Se agrega al mosto fro, levadura en una cantidad calculada, para que quede en el mosto de 8 a 10 millones de clulas por cc. Para la fermentacin de mosto concentrado, se usa un milln de clulas por cc por cada grado plato del mosto. La cantidad de levadura previamente determinada se diluye en el mosto y luego se inyecta a la lnea de mosto fro durante el enfriamiento. La cantidad total de levadura que se

inyecta se calcula teniendo el cuenta el volumen de mosto que va contener la tina de fermentacin. La temperatura inicial de fermentacin puede variar entre 6 a 10 C . Una vez que se inicia la fermentacin se aprecian como cambios notorios, el descenso del extracto, la produccin de gas carbnico y el desprendimiento de calor; durante la fermentacin se controla el descenso de la densidad regulando la temperatura con atemperadores (serpentines o chaquetas), por los cuales circula agua fra o salmuera o agua glicolada a temperaturas que oscilan entre 1 a 2C para el caso del agua y de -5 a -10C. para el caso de la salmuera o el agua glicolada. Para recolectar el gas carbnico que se desprende de la fermentacin, comnmente el tanque est conectado por la parte superior con dos tuberas; una que va a la intemperie y la otra que va a la planta de purificacin de gas carbnico. En la planta de gas carbnico, ste es purificado y licuado con el fin de inyectarlo posteriormente a la cerveza. Cuando se alcanza el extracto lmite o sea hasta donde se le va a dejar fermentar se abre el fro para conseguir enfriar la cerveza y para que la levadura se alimente. Se consigue enfriar la cerveza hasta 5C. y se suspende el envi de gas carbnico a la planta, luego se bombea la cerveza a los tanques de maduracin y se recupera la levadura. A la cantidad de levadura obtenida en cada fermentacin se le denomina cosecha de levadura , lo normal es obtener 4 veces la cantidad de levadura agregada. MADURACION: Con el nombre de maduracin se distingue la etapa siguiente a la fermentacin y comprende todo el tiempo aque dure la cerveza en los tanques a baja temperatura antes de ser filtrada. Comnmente se divide en dos etapas que son reposo y acabado, entre el reposo y el acabado puede haber una prefiltracin, preenfriamiento y precarbonatacin. La maduracin se puede hacer : Dos etapas Reposo y acabado y durante el reposo hacer una segunda fermentacin, en el paso de reposo a acabado la temperatura es de 2 a 3C. y en acabado se puede enfriar a -1C. Fermentar hasta el extracto lmite Este sistema es americano y en el paso de fermentacin a reposo se efecta el enfriamiento y entre reposo y acabado, precarbonatacin, prefiltracin y preenfriamiento y durante la filtracin final se hace tambin enfriamiento. Los objetivos de la maduracin son acumular o almacenar cerveza, dejar sedimentar en forma natural la materia amorfa y la levadura que an tiene la cerveza, refinacin del sabor por eliminacin de las sustancias voltiles que causan el sabor verde, separacin por precipitacin de los compuestos que se forman al ser enfriada la cerveza, es muy importante considerar que la cerveza se enturbia al ser enfriada despus de haber sido filtrada, otro de los objetivos es completar la atenuacin lmite que no ha sido alcanzada en la fermentacin y tambin se busca carbonatar la cerveza. Al recibir la cerveza en un tanque de maduracin es necesario contrapresionar para evitar la salida de gas y la formacin de espuma. Es un factor que puede contribuir a la deficiencia de espuma. Durante la maduracin la cerveza debe mantenerse bajo presin de 0.3 a 0.5 atmsferas para evitar la oxidacin y facilitar la clarificacin (la levadura con presin tiende a sedimentarse y mas con fro) y se evita el exceso de purga. Al recibo la contrapresin puede ser con aire o con gas carbnico. Despus se deja bajar la presin con el objeto de efectuar purga y eliminar aire en la parte vaca del tanque. Luego se cierra y se sostiene algo de presin porque si no , hay eliminacin de muchas sustancias voltiles y se afecta el aroma de la cerveza. El tanque no se llena completamente Si la maduracin es muy larga o prolongada el sabor se suaviza demasiado, pierde cuerpo, pierde amargo y queda muy simple aparte de que es muy costoso tener maduraciones largas, pues se necesitan muchos tanques.generalmente se deja un 2 a 5 % de cmara libre. Con respecto a la temperatura de cerveza en maduracin se especifica entre -2 y 0.C. si se hace segunda maduracin se pasa a la etapa de reposo de 2 a 3C. y cuando se pasa al acabado se enfra a 2C. Si es mayor de 0C.puede presentarse autlisis de la levadura que pasa a maduracin afectando el sabor, se presentan coagulaciones de las sustancias que precipitan en fro (proteosas o peptonas taninos) y por tanto se obtienen cervezas qumicamente inestables, tambin por esta temperatura alta no se obtiene una buena clarificacin y por lo tanto cervezas muy turbias al final de la maduracin que causan problemas en la filtracin. Al subir la temperatura se puede aumentar el efecto de la oxidacin. En referencia al tiempo de la maduracin cuando se hace en una sola etapa se deja de 2 a 3 semanas. Cuando es en dos etapas el tiempo de la primera etapa dura comnmente 2 semanas y el tiempo de acabado o segunda etapa dura aproximadamente una semana. La produccin debe ser programada de tal manera que la cerveza tenga una maduracin uniforme. Si el tiempo es corto menos de 15 das es posible que se obtenga un sabor verde, no precipiten las sustancias que causan estabilidad qumica deficiente, no se clarifique bien la cerveza originando problemas de filtracin.

Al final de la maduracin como se va a llevar a cabo una filtracin y por lo tanto una eliminacin de la levadura se tendr que proteger la cerveza agregndole antioxidantes para que se combinen con el oxgeno y evitar que se combine con la cerveza pudindose emplear cido ascrbico o bisulfito de sodio o potasio y para mejorar la clarificacin de la cerveza se emplean clarificantes que pueden ser gelatina, viruta y una mezcla de bentonita con cido tnico. La clarificacin normal de la cerveza en maduracin es afectada por maltas muy frescas sin el debido tiempo de reposo, temperaturas altas en maduracin, alto extracto fermentable residual, poco tiempo de maduracin, falta de presin positiva en los tanques de maduracin y tambin por maltas mal modificadas o con un alto contenido de beta glucanos. Para proteger la cerveza contra la turbiedad fina o por fro se emplean estabilizadores que son enzimas proteolticas de origen vegetal como la papaina de la papaya o la bromelina de la pia. El efecto de los estabilizadores contra la turbiedad por fro es degradar protenas, proteosas y peptonas hasta polipptidos para que no se combinen con los antociangenos y no se formen las protenas taninos que ocasionen turbiedad, estos se agregan por lo general antes de la filtracin.

Caractersticas fsicas y qumicasLas caractersticas de las enzimas amilolticas de la malta son : La -amilasa corta las cadenas rectas de almidn de dos en dos glucosas, cada pareja se combina con una molcula de agua formando una molcula de maltosa, esta enzima puede de esta manera desdoblar enteramente las cadenas de amilasa en maltosa, slo es detenida s el nmero de glucosas de la cadena es impar, formando una molcula de malto-triosa al final. La -amilasa tambin ataca la amilopctina pero se detiene totalmente en las zonas donde existen enlaces del tipo 1-6. - amilasa: Tiene su ptimo de temperatura de 62 a 65 c , se destruye s se mantiene 30 minutos a 65 c rpidamente, y entre 70 a 75 c inmediatamente. Su PH ptimo se sita a 5.0, a un PH superior de 5.7 su accin declina fuertemente. La -amilasa es tambin incapaz de romper los enlaces 1-6 de la amilopctina, su misin consiste en cortar en un lugar cualquiera los enlaces 1-4. Tericamente la -amilasa podra formar molculas de maltosa cortando las cadenas hasta que queden dos unidades de glucosa, pero para llegar a esos extremos se tendra que dejar reaccionar mucho tiempo la enzima. Se observa pues que por la accin combinada de estas 2 enzimas el almidn ser desdoblado en gran parte en maltosa y dextrinas es decir las zonas donde por la existencia de enlaces 1-6 las enzimas en mencin no han podido actuar; estas zonas son compuestas por tres glucosas como mnimo es decir maltotriosas. - Amilasa : Tiene su ptimo de temperatura entre los 72 y 75 c , es destruida a 80 c, su PH ptimo es de 5.6 a 5.8 Las caracteristicas de las enzimas Proteoliticas son: Contrariamente a lo que pasa con el almidn las sustancias nitrogenadas estn lejos de disolverse completamente durante el cocimiento; se disuelven mayormente durante el malteado. Pero es muy importante tener en cuenta la gran diferencia existente entre los compuestos nitrogenados que se disuelven durante el malteado, y los que se disuelven durante el cocimiento, los compuestos que aqu se forman son sobre todo los pptidos. Las protenasas estn en su mxima actividad a la temperatura de 45 - 50 c; a 60 c estn an en actividad, pero formando una proporcin alta de compuestos nitrogenados complejos; A 70 c las protenasas son rpidamente destruidas; su PH ptimo de accin es de 4.6 a 5.0 El 5 a 6 % de los slidos del mosto son compuestos nitrogenados, y un 40 a 45 % de las protenas de la malta son solubles. En cambio los adjuntos tiene 8 a 10 % de protenas, pero la casi totalidad de estas no entran en solucin durante el macerado. El lpulo contiene 14 a 15 % de protenas. De las protenas que se solubilizan en la maceracin buena parte de ellas se retira por coagulacin, en parte en la misma maceracin y en parte durante la ebullicin del mosto. La actividad de las enzimas proteolticas durante la maceracin es baja por que las condiciones de PH no son ptimas. En el mosto quedan compuestos nitrogenados a partir de proteosas y peptonas en forma coloidal, las protenas que no son degradadas hasta proteosas y peptonas se coagulan por desnaturalizacin debida al calor y sucede durante la ebullicin del mosto. Las proteosas y peptonas no son coaguladas, sino que permanecen en forma coloidal, pueden combinarse parcialmente con taninos provenientes de malta y lpulo y buena parte de aquellos precipitan cuando el mosto es enfriado durante la fermentacin. Temperaturas y Tiempos tradicionales de maceracin: Cada cervecera utiliza el sistema de maceracin que ms le conviene segn las materias primas y los equipos de que se dispone, y segn la cerveza que se desea elaborar. Para lograr esto se busca favorecer determinadas reacciones enzimticas dejando las masas a determinadas temperaturas durante algn tiempo. Este tiempo que dura la masa a determinada temperatura se le llama descanso. Los descansos ms comunes en los diferentes sistemas de maceracin son:

Comentario [JLbc2]: Las caractersticas de los componentes de la cerveza

Descanso de Hidratacin ( 35 c ) Es un descanso que varia entre 20 a 60 minutos, y se realiza cuando se descarga las harinas de malta en el agua cervecera con el agitador de la paila funcionando. Descanso de Proteolisis ( 45 c ) Esta temperatura es ptima para la actividad de la pptidasa, es decir para la formacin de aminocidos y pptidos simples, tambin hay actividad de la fitasa (48 c ) que activa la transformacin de los compuestos orgnicos del fsforo. Este descanso se conoce tambin como de peptonizacin. y puede variar de 10 a 60 minutos. Descanso de formacin de azucares (55 - 62.5 C ) Temperatura ptima para la formacin de maltosa o sea para la actividad de la -amilasa variando entre 5 a 20 minutos, aqu an hay algo de actividad proteoltica y algo de actividad de la -amilasa. Descanso formacin de dextrinas (67 - 72.5 C ) A esta temperatura se tiene la mxima actividad de la - amilasa producindose una gran cantidad de dextrinas, con un tiempo que vara entre los 5 y 30 minutos. Descanso de conversin (70 - 74 c ) Este descanso la mayora de veces es idntico al anterior, pero sirve para completar todas las actividades enzimticas, en este descanso quedan sacridos de acrodextrinas hacia abajo. Con una duracin mxima de 30 minutos. Descanso estabilizacin de masa (74 - 77.5 C ) Se realiza para inactivacin total de las enzimas, hay una ligera actividad de la - amilasa, pero se va destruyendo. Con este descanso se termina la maceracin, posteriormente se pasar la masa a la paila de filtracin o filtro prensa para separar los afrechos. Este descanso con un promedio de duracin entre 5 a 10 minutos es importante para regular la viscosidad del mosto durante la filtracin. Sistemas de Maceracin: Depende de las materias primas, del tipo de cerveza que se desea elaborar y de los equipos que se dispone . actualmente se practican tres sistemas siendo estos sistemas los que dan origen a la variedad de cervezas en el mundo y son los siguientes : Infusin Donde el aumento de la temperatura se hace progresivamente en todo el conjunto con el agitador de la paila funcionando. Decoccin La elevacin de la temperatura se hace nicamente haciendo hervir una de las partes del cocimiento y mezclando proteoltica y algo de actividad de la -amilasa. Doble masa o Mixto Tpico para la utilizacin de adjuntos, siendo el mas empleado en nuestro medio, y se puede decir que es una mezcla de los dos anteriores.

Materias primas utilizadasCebada malteada La cebada de dos hileras de primavera se procesa bajo una germinacin y secado, activndose de esta forma enzimas que convertirn los almidones en azucares solubles. Aunque son varios los granos de cereal que pueden ser satisfactoriamente malteados, los de cebada son los que generalmente presentan menos problemas tcnicos. El maz se maltea muy raras veces, porque su grasa se enrancia. El trigo se maltea a escala comercial, especialmente para la elaboracin de ciertos tipos de pan, pero el desarrollo de microorganismos durante la germinacin en la superficie del grano plantea ciertos problemas. Para la produccin de cervezas nativas africanas se maltean diversos cereales (especialmente sorgo). En el transcurso de los aos, se ha ido imponiendo, prcticamente en todo el mundo, el aroma de las cervezas elaboradas a partir de cebada malteada. Adems, la cebada utilizada para la elaboracin de malta destinada a la produccin de cerveza es ms rica en almidn, que es la sustancia que da origen al extracto fermentescible. Tambin contiene protenas, generalmente en cantidades ms que suficientes para proporcionar los aminocidos necesarios para el crecimiento de la levadura, y las sustancias nitrogenadas que desarrollan un papel importante en la formacin de espuma. Existen numerosas variedades de cebada. Difieren no slo en la forma de la planta o en el aspecto de la espiga, sino tambin en sus caractersticas fisiolgicas. Algunas crecen en los pases templa dos y se siembran durante el otoo y el invierno, en tanto que otras son apropiadas para su siembra en primavera. Hay variedades que dan granos durmientes, lo que es ventajoso para el caso de que la espigas maduras se humedezcan antes de la recoleccin, de manera que se den condiciones favorables para que los granos germinen cuando todava se encuentran en la espiga, pero constituye un inconveniente si obliga al malteador a recurrir a un tratamiento prolongado y complejo para germinar los granos. Adems de las variantes genticas, se deben considerar los efectos del clima y el suelo sobre el crecimiento de la cebada. En el hemisferio norte, la cebada crece bien desde Escandinavia hasta los pases norteafricanos que bordean el Mediterrneo. Tambin crece bien en las altiplanicies tropicales, como en Kenia. Los principales pases productores de cebada son la USSR, Canad, los Estado Unidos, Francia y el Reino Unido de la Gran Bretaa. El grano de cebada En la Figura 2.1 y 2.2 se representa un corte longitudinal y otro transversal del grano de cebada. Pueden observarse las brcteas, denominadas glumilla dorsal y glumilla inferior, la primera se prolonga en una barba. En su base se encuentra la antigua unin de la flor a la planta madre, y, prxima a ella, una regin llamada micrpilo a travs del cual puede permear el aire y el agua a la planta embrionaria. El embrin se halla situado principalmente en la parte redondeada o dorsal del grano; su vaina radicular se encuentra prxima al micrpilo, de manera que pueda fcilmente atravesar esta regin cuando se inicie la germinacin. En contraste con esto, el tallo embrionario apunta hacia extremo distal del grano. Separando el embrin del depsito de nutrientes o endospermo se encuentra una estructura, a modo de escudo, denominada escutelo, considerado por algunos como la he embrionaria de esta planta monocotilednea. La mayor parte e endospermo est constituido por clulas de gran tamao, desvitalizadas, provistas de granos de almidn grandes y pequeos. Los granos de almidn se encuentran recubiertos de protena; tambin contienen algo de grasa. Las paredes celulares, delgadas, contienen hemicelulosa y gomas (glucanos). En la periferia del endospermo encuentra una capa constituida por clulas de pequeo tamao, ricas en protena y exentas de granos de almidn. A esta capa se denomina aleurona; tiene un grosor de tres clulas y no alcanza escutelo; en su lugar se sita una capa de clulas aplanadas y vacas.

Nudo Fig. 2 Detalles de la espiga de cebada (a) espiga de una cebada de dos filas (b) espiga de una cebada de seis filas vista desde arriba y (c espiga de una cebada de dos filas vista desde arriba. El trazo discontinuo representan las florecillas que estn adheridas al nudo siguiente.

Fig. 2.1 Seccin longitudinal (vertical) de un grano de cebada.

Fig. 2.2 Seccin longitudinal (vertical) de un grano de cebada.

La cascarilla y la cubierta del fruto tienen funcin protectora. Tambin aseguran la distribucin eficaz del agua por capilaridad, sobre la superficie del grano. El agua puede luego penetrar ha el embrin, en parte a travs del micrpilo y en parte por va del cualquier discontinuidad casual de la cascarilla. la cubierta de la semilla, fundida a la cubierta del fruto, es selectivamente permeable. No slo impide la salida de azcares y aminocidos del grano, sino tambin la entrada de microorganismos. Las fracturas casuales de estas cepas permiten perdidas de nutrientes y de resistencia mecnica, y el crecimiento microbiano en los tejidos. En casos extremos, pueden incluso evitar la germinacin del embrin. El escutelo tiene una funcin secretora, permitiendo la liberacin de enzimas hidroliticos del embrin al endospermo amilceo. La degradacin enzimtica de la protena, el almidn y las paredes celulares proporciona nutrientes solubles en forma de aminocidos y azcares que difunden al embrin y sostienen el crecimiento. La capa de aleurona tiene tambin una funcin secretora, pero se halla limitada a la amilasa, un enzima que hidroliza los carbohidratos. Durante su crecimiento inicial, el embrin libera la fitohormona giberelina que a su vez conduce a un incremento de la dotacin enzimtica de la aleurona, por activacin de precursores enzi-mticos o por iniciacin de la biosntesis completa de los enzimas. Los enzimas segregados por el escutelo y la aleurona atacan el endospermo amilceo progresivamente hacia el extremo distal del grano. Aunque la protena, el almidn y las sustancias de la pared celular slo son parcialmente degradados, el grano se va reblandeciendo y su contenido deviene ms dulce. El malteador llama a estos cambios desagregacin. Almacenamiento de la cebada La cebada es ms estable seca y mantenida a baja temperatura. Si ha sido recolectada por una cosechadora cuando su contenido en agua era superior al 15 % suele secarse en la granja o en las materias. El proceso de secado tiene que llevarse a cabo de tal forma que permanezca viable la planta embrionaria contenida en cada grano; por consiguiente, es necesario evitar el uso de temperaturas demasiado altas y para acelerar la desecacin debe recurrirse a aumentar la velocidad del flujo del aire y a un calentamiento gradual del mismo. En una operacin de secado tpica de dos horas de duracin, el aire utilizado para la desecacin debe hallarse inicialmente a 54 C e ir elevando su temperatura hasta los 66 C, pero la temperatura del grano nunca debe sobrepasar 52 C. El calentamiento tiene habitualmente otro efecto ventajoso, el de reducir el tiempo necesario para finalizar el perodo durmiente (estado de reposo). Un tratamiento tpico consiste en desecarla hasta un 12 % de agua y almacenarla luego a 25 C durante 7-14 das. Es habitual reducir despus la temperatura a 15 C, mientras se efectan las operaciones de limpieza y clasificacin de los granos por tamao. El movimiento del grano de un silo a otro contribuye a uniformizar la temperatura de grandes volmenes de grano y a introducir oxigeno, necesario para que los embriones respiren. Si est hmedo, el grano es fcilmente atacado por los insectos y los hongos causantes de su deterioro, especialmente si la temperatura supera los 15 C. El metabolismo de los insectos y el de los hongos, cuando se establecen, produce agua y eleva localmente la temperatura, lo que favorece la extensin de la infestacin. Bajo condiciones extremas, la elevacin de la temperatura puede incluso causar el incendio del grano. Es, por tanto, conveniente tener en cada silo varios elementos termosensibles; de este modo se puede detectar cualquier subida significativa de temperatura y tomar las medidas oportunas para evitar un deterioro grave.

Los insectos que habitualmente se encuentran en el malteado son el escarabajo de dientes de sierra, el gorgojo y el escarabajo plano. Algunos como el escarabajo Khapra pueden desarrollarse en el grano a contenidos de agua muy bajos, incluso en malta acabada con un 2 % de agua. Hay microorganismos capaces de crecer en los granos de cebada, entre ellos, mohos, levaduras y bacterias. Los ms importantes suelen ser los hongos filamentosos, como los del gnero Aspergi-llus. El grado de infestacin es muy alto si la cebada madura est hmeda, es decir, si el grano maduro se moja. Estos hongos, sin embargo, son desplazados durante el almacenamiento por otros a los que con frecuencia se hace referencia con el trmino hongos del almacenamiento. Es preciso cuidar de que la cebada no sea contaminada por hongos como el Aspergillus fumigatus, cuyos esporos producen lesiones en el pulmn. Tambin es preciso evitar la presencia de los hongos productores de aflatoxinas por fortuna raros y el cornezuelo (Claviceps purpurea), que al desarrollarse en los granos de cebada produce unos frutos negros ricos en ergotamina, una sustancia txica. El agua El 95 % del peso de la cerveza es agua, por tanto, y dado que el consumo anual de cerveza en el mundo es de 850 Mhl, se beben unos 85 Mm3 de agua al ao en forma de cerveza. Este enorme volumen (equivalente al de un lago de una extensin de 9 x 9 km y 1 m de profundidad) no incluye toda el agua consumida por la industria cervecera. Las fbricas suelen almacenar grandes cantidades . Gran parte se emplea en la limpieza; se gastan volmenes considerables en la generacin de vapor, evaporacin, y se pierde mucha en los vertidos a los desages como agua de enfriamiento o calentamiento y acompaando a los materiales extrados. Las distintas industrias cerveceras difieren mucho en su eficacia en la utilizacin del agua. Las que menos agua derrochan utilizan volmenes aproximadamente cuatro veces superiores al de cerveza producida, pero muchas fbricas emplean volmenes ms de diez veces superior al de la cerveza que producen. El agua se est volviendo cada vez ms cara, al igual que el tratamiento de las aguas de desecho. La economa en el uso del agua y en la liberacin de afluentes est, desde el punto de vista econmico, fuertemente incentivada. Esta economa est justificada tambin por razones medio-ambientales, como la reduccin de la polucin, el mantenimiento a niveles altos de las capas freticas, y la disminucin de las emisiones de vapor de agua. Las factoras de cerveza se construyeron en aquellos lugares en los que dispona de agua adecuada para el tipo de cerveza a producir. As, el alto contenido en sulfato calcico de Burton-on-Trent resultaba ideal para la fabricacin de las pal ales, fuertes y muy aromticas que se producan en la cervecera del monasterio. En contraste con esto, las aguas blandas de Pilsen, en Checoslovaquia, resultaban ideales para la elaboracin de las y, de hecho, a este tipo de cervezas se les conoce habitualmente como pilsner o pils, cuando se elaboraban en Europa. El agua rica en bicarbonato calcico (dureza temporal) resultaba excelente para la produccin de las cervezas ms oscuras, por lo que las de Munich, Londres y Dubln alcanzaron fama y renombre. Lpulo Es una flor aromtica que contiene en su interior una sustancia cuya extraccin sirve para impartir a la cerveza un sabor amargo caracterstico. Levadura La levadura es para la cerveza lo que el oxigeno para la vida del hombre, de su vitalidad depende la conversin de los azucares solubles fermentables en alcohol. La levadura de cerveza contiene 17 vitaminas, todas las del grupo b, 14 minerales y 46% de protenas.

Clasificacin de las levadurasLas levaduras son hongos unicelulares que se reproducen pe gemacin. No encajan perfectamente en ningn grupo de hongo por lo que parece apropiado revisar, siquiera sea someramente, clasificacin de los hongos en general. Ficomicetos

Los ficomicetos desarrollan normalmente micelios, tubos ramificados, protegidos por una pared, de dimetro bastante uniforme, que contienen citoplasma y numerosos ncleos. Los micelios de los ficomicetos no tienen septos transversos. Algunos (como los mohos del pan, Mucor y Rhizopus) tienen clulas sexuales masculinas y femeninas de igual tamao y forma. Otros tienen clulas sexuales femeninas de mayor tamao, por ejemplo Pseudoperonopora, el responsable de la peronspora del lpulo. Ascomicetos Los ascomicetos tienen micelios divididos por septos trasversos poseen esporas caractersticas (ascosporas), producidas en sacos, nominados aseas, una vez que se ha producido la fusin sexual. Otras esporas, llamadas conidios, no proceden de la unin sexual. Cnstituye el grupo ms numeroso de los hongos y en el se incluyen muchas levaduras, como los Saccharomyces, y hongos, como los pergillus y Penicillium, muy usados en las industrias microbiolgicas. Basidiomicetos Los basidiomicetos tambin poseen micelios divididos por redes transversas, pero sus basidiosporas se forman en cuatro ecrescencas de una clula caracterstica, denominada basidio. La roya y el carbn de la cebada constituyen ejemplos de basidiomicetos, pero ms familiares resultan los championes o los nscalos o rovellones. A este grupo pertenecen las levaduras del gnero -Sporobo-lomyces que posee esporas externas, poco corrientes denominadas balistosporas.

Esquemas de (a) Saccharomyces cerevisiae (gemacin multilateral), (b) Schiwsaccharomyces pombe (fusin binaria), (c) Nadsonia sp (gemacin bipolar), (d) pseudomicelio de Pie/lia membranaefaciens. 2. Aseas y ascosporos de (a) Saccharomyces sp, (b) Pichia sp y (c) Hansenula saturnus. Ampliaciones: las clulas maduras de (a) tienen 8-10 ^m de dimetro; las de \(b) y (c) son de tamao similar; y (a), (b) y (c) estn representadas con ampliaciones 2 veces superiores a los de l(a). (b) y (c); \(d) lo est a 1/2 de las de \(a), (b) y (c)

Hongos imperfectos Este grupo representa un cajn de satare, al que pertenecen especies cuyos procesos reproductivos se desconocen y en los que se encuentran, por tanto, esporas caractersticas. Ocasionalmente se descubre, en algunas de ellas, la presencia, por ejemplo, de ascosporas y automticamente se retira la especie en cuestin de este grupo y se la clasifica como Ascomiceto. Ejemplos de estos hongos son el Verticillum del

lpulo y el Fusarium, que infecta la cebada. Muchas levaduras se encuentran tambin incluidas en este grupo (por ejemplo especies de Candida). Las levaduras comprenden 39 gneros y 350 especies. Se identifican y clasifican, basndose en caractersticas morfolgicas y fisiolgicas. Entre los aspectos morfolgicos considerados, se encuentran el tamao y la forma de las clulas, en medio slidos y lquidos especificados, el modo de reproduccin y si forma velo en la superficie o sedimenta en un medio lquido. Entre las caractersticas fisiolgicas consideradas, se encuentra si puede crecer (y fermentar) en un determinado carbohidrato y si puede o no utilizar determinadas fuentes de nitrgeno, como los nitratos. Las clulas de las levaduras pueden ser ovales, esfricas, tener forma de limn o de cigarro puro. Pueden dividirse mediante gemacin, acaecida en cualquier lugar de la superficie, o slo en los extremos, o polos. Algunas no forman gemas, pero exhiben todas las dems caractersticas del grupo; forman simplemente un tabique en el interior de la clula, tras elongarse. Hay levaduras que forman, especialmente en medio slido, filamentos, ramificados o no, denominados pseudomicelio; otras ofrecen micelos muy similares a los de los mohos. Una de las caractersticas fisiolgicas de los Saccharomyces que ayuda a su identificacin es la de que no utilizan el nitrato como fuente de nitrgeno, frente a lo que hacen algunos otros gneros, como Hansenula. Saccharomyces cerevisiae, se distingue de Saccharomyces carisbergensis, la otra levadura de la cerveza, en que la primera no fermenta el azcar melibiosa y la segunda s. Ambas utilizan la galactosa, en tanto que las levaduras que participan en el envejecimiento del jerez, S. bayanus, no la fermenta. Todas las especies de Saccharomyces mencionadas fermentan la maltosa, que no es en cambio utilizada por S. capensis. Diferenciacin serolgica Las tcnicas serolgicas constituyen un mtodo rpido para la identificacin de cepas. En unos casos son extremadamente valiosas, aunque en otro resultan de difcil aplicacin. Las pruebas serolgicas dependen d una reaccin muy especifica entre anticuerpos obtenidos de sangre de mamferos y antgenos (o sustancias orgnicas extraas introducidas en su sangre). Constituye uno de los mecanismos clave de 1a defensa de nuestro propio organismo; le permite luchar con xito contra las infecciones bacterianas y contra las clulas extraas, al igual que contra macromolculas orgnicas. Se inyectan a un conejo, por ejemplo, clulas cuteras, desvitalizadas, de una cepa (A). El animal inyectado produce anticuerpos, con grupos qumicos especficos que complementan los de la superficie de la clula, que actan como amignos. Al cabo de una serie de inyecciones, se retira un cierto volumen de sangre, que se libera de glbulos rojos para obtener el suero, que se puede conservar durante largos periodos de tiempo, si se almacena a refrigeracin en presencia de algn conservador. Cuando se mezcla con una suspensin de la levadura de la capa A, el suero aglutina las clulas; de hecho, aglutina a todas las cepas que exhiban, en su superficie, alguno o algunos de los grupos que actan como antgenos. Supongamos que el suero (al que se denomina antisuero de la capa A) se mezcla con clulas de una cepa emparentada, B. La cepa B ser aglutinada y gastar los anticuerpos que reaccionan con ambas. El antisuero absorbido no tendr ya anticuerpos capaces de reaccionar con clulas de la cepa B, pero es posible que pueda aglutinar a las clulas de la cepa A, porque sta probablemente tenga grupos, o antgenos, no compartidos con la cepa B. Se puede hacer uso de este principio del modo que se indica en la Tabla 7.1, para establecer las relaciones existentes entre cepas, especies o gneros; pero tambin se puede usar para identificar cepas desconocidas. Resulta til la posibilidad de acoplar los anticuerpos a colorantes fluorescentes, dado que as los anticuerpos que reaccionan con una determinada cepa de levadura fluorescen en su superficie, con lo que basta con cantidades de anticuerpos mucho ms reducidas que las que se necesitan para las pruebas de aglutinacin. Con un microscopio adecuado e iluminacin de cuarzo-iodo, es posible identificar clulas Fluorescentes individualizadas entre miles de no fluorescentes, lo que hace posible detectar la presencia de levaduras no deseadas (las llamadas levaduras salvajes), a bajas concentraciones, en medio de un cultivo de lavadura, siempre que sea posible preparar un antisuero que reaccione con las levaduras salvajes y no con las del cultivo. Se puede potenciar el grado de fluorescencia de una clula mediante una modificacin de la tcnica, en lugar de acoplarlo a un colorante, se inyecta a una cabra el antisuero absorvido, a partir de la sangre de esta se obtiene un antisuero contra el antisuero del conejo, que es el que se acopla al colorante. Para detectar las clulas salvajes, se aade primero a la suspensin de levaduras el antisuero absorbido y luego el antisuero de cabra fluorescente. Las levaduras salvajes se recubren de una primera capa de antisuero de conejo y una segunda de

antisuero de cabra (anticonejo). De este modo la levadura se puede recubrir con ms molculas de colorante que si se usara la tcnica de una sola capa.

Estructura de la clula de levadura Una clula de una levadura de cereza tpica tiene, cuando se halla plenamente desarrollada, entre 8 y 14 nm de dimetro y una masa de materia seca de 40 pg. Por tanto 1012 clulas desecadas pesan unos 40 g. En vivo, prensadas, ese mismo nmero de clulas pesan unos 200 g. El examen al microscopio ordinario revela que cada clula est rodeada por una pared y que en el interior de la misma se pueden distinguir pocas estructuras, salvo una o ms vacuolas. Para observar el ncleo y varios otros orgnulos se necesita recurrir a preparaciones teidas, o a la microscopa de contraste de fases. La superficie de las levaduras se puede estudiar mediante microscopa electrnica de barrido y las estructuras internas mediante microscopa electrnica de transmisin, sobre preparaciones fracturadas por congelacin, frescas, no fijadas. En la Figura 3, se muestra un diagrama de la seccin de una levadura de cerveza tpica. Una informacin ms detallada de las partes de la clula exige la identificacin bioqumica de sus componentes. La pared celular representa el 30 % del peso seco total y tiene un grosor de 100-200 nm. Est constituida por aproximadamente un 40 % de (3 glucanos, otro 40 % de a mananos, 8 % de protena, 7 % de lpidos, 3 % de sustancias inorgnicas y 2 % de hexosamina y quitina. El glucano est unido a la protena y representa el componente estructural ms abundante; se halla fundamentalmente en la cara interna de la pared. El tamao se encuentra tambin ligado a la protena, a veces a travs de hexosamina, y tiende a localizarse en la cara externa de la pared. La superficie de la clula se encuentra cargada, debido a la presencia de grupos carbxilo y fosfato que, al pH de la cerveza, la confieren una fuerte carga neta negativa. Tambin se encuentran grupos amino, pero slo le confieren regiones locales de carga positiva. Las paredes celulares se pueden disolver mediante el uso de una preparacin enzimtica mixta, procedente de un actinomiceto denominado Arthrobader luteus, o de la glndula digestiva de un caracol comestible, Helix pomada. Generalmente, se requiere un agente reductor, como el mercaptoetanol. Si se mantienen en un estabilizador osmtico, como una disolucin acuosa de manitol al 20 %, las clulas de levadura permanecen intactas, pero esfricas, al haber perdido su pared; se les denomina esferoblastos y, si las condiciones culturales son las adecuadas, resintetizan sus paredes. Algunas tcnicas de manipulacin gentica explotan estos hechos.

Fig. 3 Diagrama de una electronografa de la seccin transversal de una clula en reposo de levadura de panaderos (Saccharomyces cerevisiae). ER, retculo endoplsmico; M, mitocondrias; N, ncleo; Nm, membrana nuclear; Nn, nuclolo; Pi, invaginacin; Pl, plasmalerna; V, vacuola; Vp, granulo de polimetafosiato; W, pared celular; Ws, cicatriz de gemacin; L granulo lipdico.

Las levaduras se multiplican por gemacin. Una zona debilitada de la pared permite que se forme una prolusin del citoplasma, a la que, de inmediato, se provee de pared. A medida que crece, van emigrando a la gema los orgnulos de la clula madre, incluido un ncleo (tras su divisin). Finalmente, la gema alcanza su tamao definitivo, lo que no implica necesariamente su separacin de la clula madre. Es bastante frecuente encontrar largas cadenas de levaduras, debido a la no disyuncin de las distintas clulas formadas. Si las clulas madre e hija se separan, en la primera queda un anillo denominado cicatriz de gemacin, fcilmente distinguible; el de la clula hija es ms difcil de distinguir. Una sola clula puede dar lugar a ms de 30 gemas a lo largo de su vida, pero es raro que en ningn momento se encuentren juntas ms d dos o tres. La pared celular es permeada por algunos de los enzimas segregados por la levadura; el ms importante es la invertasa, que hidroliza la sacarosa antes de que penetre en la clula; entre ellos se encuentra tambin la fosfatasa. Saccharomyces carisbergensis segrega melibiasa, pero Saccharomyces cerevisiae no. Algunas levaduras segregan cantidades apreciables de proteasas, pero las del gnero Saccharomyces slo tienen una actividad de este tipo limitada. El citoplasma se halla envuelto por una membrana viva, el plasmalerna, que no slo recubre al citoplasma, sino que se ramifica, unindose con la red membranosa interna. Estas estructuras estn constituidas por lpidos, entre ellos fosfolpidos y esterles, y protenas. El plasmalena juega un papel importante en la regulacin del flujo de todos los materiales tanto hacia el interior como hacia el exterior de la clula. Las dems membranas probablemente compartimentalizan la clula y le proporcionan una superficie en laque operan determinados enzimas. El ncleo de las levaduras ofrece un dimetro de 1,5 ^m y est rodeado por una doble membrana. En su interior se alberga un rea densa, en forma de media luna, a la que se denomina nuclolo. Los cromosomas no son distinguibles, pero hay pruebas genticas que indican la existencia de al menos 17 pares y varios fragmentos en las clulas diploides. Las clulas de levaduras en crecimiento rpido ofrecen varias vacuolas, pero las maduras, normalmente, slo muestran una. Dentro de su membrana nica, se encuentran partculas densas, de polifosfato, a las que tradicionalmente se denomina granulos de velutina. Cuando crecen en condiciones aerbicas, y en especial si la concentracin de glucosa es escasa se observan varias mitocondrias en el interior de cada clula. Cada mitocondria est rodeada por una doble membrana. Las mitocondrias albergan a los citocromos a los enzimas respiratorios y al sistema responsable de la biosntesis de adenosin trifosfato (ATP). Son, por tanto, las responsables del metabolismo oxidativo de los azcares, que se degradan a dixido de carbono y agua; el ATP que sintetizan almacena la energa qumica derivada de estas reacciones. En condiciones anaerbicas, o cuando las concentraciones de glucosa son altas, las mitocondrias parecen atrofiarse y perder, al menos temporalmente, su actividad bioqumica. Estos cambios pueden apreciarse fcilmente, observando el espectro de los citocromos de la levadura. Un una levadura en aerobiosis, el espectro tiene cuatro bandas., en lano que en anacrobiosis slo muestra dos. Las flores de la planta del lpulo (tambin llamadas conos o pias) contienen en su interior unas glndulas de color amarillo. Estas glndulas estn llenas de una resina llamada lupulina, que es el principio activo que los cerveceros buscan en el lpulo. La lupulina aporta: a. Componentes amargos. Son aportados principalmente por los llamados cidos alfa. Dotan a la cerveza de su caracterstico amargor, contribuyen a la formacin de espuma y ayudan a la conservacin de la cerveza. b. Componentes aromticos. Son los llamados aceites esenciales. Incorporan aroma y sabor a la cerveza. c. Taninos. Contribuyen a la conservacin. De estos tres componentes los ms relevantes son los dos primeros y por eso aprenderemos un poco ms sobre ellos. - Componentes amargos El amargor del lpulo proporciona el contrapunto adecuado al dulzor de la malta. Este sabor amargo es extraido del lpulo durante la coccin. Mediante ella, los cidos alfa insolubles se isomerizan en cidos iso-alfa ms solubles. Se han conseguido aislar en el laboratorio cinco cidos alfa que estn presentes en el lpulo de forma natural; en proporciones que varan segn la variedad: humulone cohumulone adhumulone prehumulone

posthumulone Adems de cidos, el lpulo tambin contiene cidos beta, los cuales tambin aaden amargor a la cerveza cuando se oxidan. Sin embargo, los cidos beta oxidados no son tan amargos como los cidos alfa isomerizados y contribuyen mucho menos al amargor final de la cerveza. Los cidos alfa son muy susceptibles a la oxidacin (sobre todo a temperaturas elevadas) y cuando esto ocurre ya no pueden ser isomerizados en cidos iso-alfa, lo cual merma significativamente su capacidad de amargor. Esta es una caracterstica que hace que su almacenamiento y conservacin sean muy delicados. Los cerveceros deben tener sto muy en cuenta y, por ello, tratan de conseguir lpulos lo ms frescos posibles y de guardarlos en fro (cmaras frigorficas) y en condiciones anaerbicas (libres de oxgeno). - Componentes aromticos Los investigadores no han sido capaces, hasta ahora, de reproducir la complejidad de aromas del lpulo aadiendo componentes qumicos sintticos. Tambin aaden amargor a la cerveza cuando se oxidan. Sin embargo, los cidos beta oxidados no son tan amargos como los cidos alfa isomerizados y contribuyen mucho menos al amargor final de la cerveza.Ni tampoco utilizando otro tipo de plantas o especias. Existe un consenso generalizado sobre que son las sinergias que se producen entre los distintos componentes del lpulo las que le confieren su inimitable capacidad aromatizante. Mediante tcnicas cromatogrficas se han conseguido identificar ms de 250 aceites esenciales y todava existen otros muchos an desconocidos. Los aceites esenciales son extremadamente voltiles y son una razn ms para conservar el lpulo en algn medio anaerbico, como en recipientes al vacio o bolsas purgadas de oxgeno mediante CO2 o nitrgeno. Tampoco soportan una coccin dilatada. Es por ello que los lpulos aromticos se suelen aadir en los ltimos minutos de coccin, mientras que los lpulos amargos se aaden antes para facilitar la isomerizacin de los cidos alfa

Subproductos y desechos obtenidosProductos de levaduraAlgunos excedentes de las factoras de cerveza inglesas se despachan a las destileras escocesas. Otros se utilizan para la obtencin de extractos de levadura, generalmente para usos farmacuticos o para saborizar y aromatizar algunos alimentos. Las levaduras se liberan de las sustancias amargas del lpulo, antes de la autolisis de las clulas, mediante tratamiento con lcalis diluidos. En el proceso autoltico, para la elaboracin de pastillas con fines farmacuticos, se mantienen las clulas a 45 C durante 12-24 horas, en presencia de pequeos volmenes de cloroformo o acetato de etilo. El extracto se clarifica y concentra para formar un jarabe, o se somete a deshidratacin por atomizacin. Para la obtencin de extractos saborizantes y aromatizantes se mezcla la levadura con sal, azcar y esteres de acetato, para formar una pasta. Durante el proceso, se extraen las sustancias de bajo peso molecular y se concentran para obtener un producto salado, con sabor a carne, que es rico en aminocidos, vitaminas y nucletidos. La levadura es tambin una fuente de invertasa, un enzima segregado por las clulas para hidrolizar la sacarosa. Se pueden obtener preparaciones deshidratadas, de levaduras ricas en este enzima. Se utilizan para la inversin de la sacarosa, o, lo que es ms interesante, para la elaboracin de bombones. Para este ltimo fin, se parte de una mezcla slida de granulos de sacarosa, un preparado de levadura y sustancias aromatizantes y se recubre luego con chocolate, antes de que la invertasa hidrolice la sacarosa y licu el relleno.

Descripcin del proceso y los equipos ms utilizadosLimpieza del grano y molienda La planta es manejada automticamente a travs de paneles elctricos. La cebada malteada se vierte en sus respectivas tolvas de recepcin donde a travs de un sistema neumtico es transportada directamente a la mquina limpiadora, la cual hace que tanto el polvo que esta adherido al grano as como partculas que pudieran venir mezcladas se separen totalmente en forma tal, que sea solamente la malta propiamente dicha la que caiga en la balanza que ira pesando la cantidad exacta que se necesita para la fabricacin del producto, este mismo sistema se emplea para el arroz. A medida que el grano va pasando de la limpiadora a la balanza, esta lo vuelca en el molino donde el grano es triturado a una medida exacta pasando nuevamente a travs de otro sistema neumtico para ser almacenado en un tanque hermticamente cerrado. Una vez molida la cantidad deseada, tanto de malta como de arroz, se comienza el proceso de infusin. Esto consiste en mezclar la proporcin correcta de agua a la temperatura deseada con la cantidad de malta necesaria para obtener un extracto ya calculado que le proporciona a la cerveza un sabor caracterstico y un aceptable cuerpo al paladar. Dicha mezcla se hace automticamente a travs de un "aparato mezclador" de acero inoxidable, desde donde la masa es bombeada al macerador o paila de mezcla respectiva. Sala de cocimiento Aqu se podrn apreciar cuatro diferentes tanques de acero inoxidable, los cuales cumplen cada uno una misin diferente. La sala cuenta con un cocedor de arroz, un macerador para la cebada malteada, una olla de filtracin y una olla de coccin. Todos los movimientos y traslados del mosto que se harn de un tanque a otro son accionados por un panel automtico que, con solo apretar un botn, efecta los respectivos cambios que se deseen hacer a travs del proceso. En la paila de mezcla se somete la cebada malteada a un proceso de maceracin donde a diferentes temperaturas y con estacionamientos de tiempos variables se van produciendo dentro de las sustancias que contena el grano diversas modificaciones de carcter fsico- qumico. Los almidones se convertirn en azcares y se formarn como consecuencia de las temperaturas aplicadas, las diferentes caractersticas que harn en el futuro que la cerveza tenga esa espuma que a usted le agrada y su caracterstico sabor, color y calidad. El mismo procedimiento se utiliza para la infusin de arroz con la nica excepcin que el arroz se hace llegar a un punto de ebullicin para luego mezclarlo con la cebada malteada y as formar una masa uniforme. Olla de filtracin Una vez obtenida la temperatura, deseada en el macerador se proceder a traspasar toda la mezcla la olla de filtracin o lauter. La funcin del lauter es hacer que toda la sustancia slida se deposite a manera

de capa permeable para proceder posteriormente a filtrar el mosto o extracto. Cabe destacar que esta olla de filtracin tiene un entrepao de acero inoxidable perforado, el cual hace que el mosto se filtre a travs de la capa que ha formado la misma cscara de la malta. ste lquido claro conteniendo azucares fermentable y no fermentable es recogido por la parte inferior del tanque y bombeado a la olla de cocimiento tambin llamada " olla de coccin" Olla de coccin El mosto de la cerveza recogido en la olla de coccin es hervido con el lpulo para darle el sabor caracterstico. Como consecuencia de la ebullicin se producir una evaporacin y se obtendr un mosto concentrado con todos los elementos de la futura cerveza. Terminada la ebullicin se separa el lpulo del mosto, pasando este por un separador llamado whirpool, que acta como recipiente de sedimentacin, donde toda la sustancia albuminoidea en suspencin se asentar en el fondo. Luego de 15 minutos en descanso se pasar dicho mosto a travs de un enfriador de placas, en el cual entrar a 99c y saldr a 7c. El enfriador trabaja con agua a 2c que se calienta como consecuencia del intercambio de calor Sala de fermentacin maduracin El mosto se recibe en tanques cerrados de acero inoxidable donde se aade la levadura. Durante la fermentacin se producen dos elementos que forman parte integral de la cerveza: alcohol y gas carbnico. Despus de 10 das se saca la levadura y la cerveza es transferida a los tanques de maduracin y reposo. Aqu reposar durante 15 das a una temperatura de -1 para que se sedimenten residuos de lpulo, clulas de levadura restantes y protenas durante todo este perodo, la cerveza se madura y adquiere un carcter particular y su sabor especial. Filtracin Terminado el perodo de reposo la cerveza se vuelve a enfriar a travs de un enfriador especial y se enva al filtro. Aqu se retienen partculas ms finas de protenas y clulas de levadura. Luego pasa por un aparato carbonatador, donde se le inyecta el gas necesario para la resencia y efervescencia de la cerveza. Tanques finales Al salir la cerveza del carbonatador es depositada en los tanques finales y una vez llenos son analizados en su etapa final por el departamento de control de calidad. Solo as estn listos para ser transferidos a la mquina llenadora.

Representacin de una plata productora de cerveza

Variables y condiciones ms importantes a encontrarContaminacin qumica y microbiana Se estima que la mitad de la poblacin del mundo (alrededor de 2 millones de personas) carece de agua de bebida que rena las debidas condiciones sanitarias y que alrededor del 80 % de los casos de enfermedad guardan alguna relacin con el agua. A pesar de la amplia difusin de la malaria, la ceguera del ro (onchocercosis) y la bilarciosis, muchas de las enfermedades transmitidas por el agua son resultado directo de la actividad humana. As, el tifus y el clera pueden resultar endmicos en varias partes del Globo. Entre 1980-1990, sin embargo, la Organizacin de Naciones Unidas piensa gastar 300 billones de dlares en proporcionar agua de bebida sana para toda la poblacin del mundo. La contaminacin microbiana del agua no es la nica ampliamente difundida; tambin lo est la qumica y, por tanto, las industrias cerveceras deben prestar particular atencin a la seleccin y el tratamiento del agua que utilizan. Muchas veces la obtienen de pozos; proviene por tanto de la lluvia o de la fusin de la nieve y no slo ha atravesado el suelo sino tambin la roca subyacente. Para ello perforan pozos en las rocas que contienen agua (acuferos). Suelen ser rocas de textura grosera y porosa y con frecuencia con fisuras ramificadas. La composicin inica del agua depende considerablemente de la constitucin qumica de las rocas a travs de las cuales a permeado. As, las rocas PERMO-TRIAS, como la arenisca Keuper depositada en zonas desrticas o semidesrticas, tienen un alto contenido salino. Las areniscas porosas pueden intercambiar bases y aportar sales de hierro al agua. En contraste con esto, el agua extrada de las calisas y los yesos es rica en carbonato de calcio y magnesio. Algunas factoras se abastecen de ros, lagos o canales; es un agua mas fcilmente contaminada por productos orgnicos y organismos vivos que la de los pozos, si estos son convenientemente explotados. Ambos tipos de abastecimiento pueden verse afectados en alguna extensin por los fertilizantes artificiales y por los diversos productos qumicos utilizados en la agricultura, as como por la contaminacin procedente de operaciones industriales efectuadas en el rea de captacin. Son fuente de preocupacin (i) los nitratos y nitritos procedentes de los fertilizantes; (ii) los hidrocarburos clorados, los detergentes, los aceites minerales, el arsnico, el plomo, el mercurio y el cromo (sales de) y otros productos txicos procedentes de operaciones industriales y (iii) los efluentes domsticos. Por eso se han establecido estndares de pureza para el agua potable; lo fueron primero con carcter nacional y despus con mbito internacional (tabla 3.1). La preocupacin por los nitritos deriva del hecho de que reacciona con ciertos compuestos nitrogenados, como las aminas, para dar sustancias carcinogenticas, denominadas nitrosaminas. La preocupacin por los nitratos es consecuencia de ser fcilmente convertibles, por numerosas bacterias presentes tanto en las aguas naturales como en los mostos, en nitritos. Sin embargo, los nitratos y otras sustancias que los generan, son utilizados con frecuencia, en exceso, en la agricultura intensiva. La contaminacin industrial del agua esta mucho mas estrictamente controlada, pero, a veces, se producen fallos y no siempre son observados de inmediato. Los microorganismos de las aguas procedentes de fuentes de aprovisionamiento distintas de los pozos perforados en rocas, se eliminan ordinariamente por filtracin y clorado. El agua de los pozos no suele tratarse de este modo, por lo que su contaminacin con efluentes (particularmente los de origen domstico) representa un problema grave. Por todo ello suelen efectuarse rutinariamente anlisis bacteriolgicos. Con estos anlisis se intenta detectar los microorganismos, ms o menos inocuos, que habitualmente alberga el intestino de los seres humanos, o de los animales. Se trata de microorganismos que pertenecen a la familia de las enterobacteriaceas y que abundan en la heces (108-109 clulas g-1), por lo que es fcil detectar por tcnicas bacteriolgicas huellas de material fecal. Tabla 3.1 Estndares internacionales para el agua de bebida (1971) ms lmites adicionales aplicados al agua potable europea (1970) en mgl-1aSlidos totales Dureza total (como CO3Ca) Fe Mn Cu Zn Permisible 500 100 0.1 0.05 0.05 5.0 Excesivo 1500 500 1.0 0.5 1.5 15.0

Ca Mg SO Sl F NO As Cd CN Pb Hg Se Detergentes aninicos Aceite mineral Sustancias fenlicas (como fenol) Hidrocarburos aromticos policclicos Emisin a Emisin b pH Ba Cr HS NO NH Oxigeno disuelto CO libre

75 30-150 200 200 0.6-1.7 0.2 0.01 0.001 7.0-8.5 1 0.05 0.05 0.05 0.05 >5 0

200 150 400 45 0.05 0.01 0.05 0.1 0.001 0.01 1.0 0.3 0.002 0.2 3 pCil-1 30pCil-1 9.2

a Los estndares de los Estados Unidos son casi idnticos, pero tienen lmites adicionales, especialmente en relacin con los hidrocarburos clorados. b' Depende de la tasa de SO-; el valor 30 se aplica para tasas de SO- de 250 mg l-1. c Depende de la temperatura diaria mxima; el valor ms alto corresponde a temperaturas de 10-12 C.

Las bacterias patgenas, como las responsables del tifus o el clera, son mucho menos abundantes y viables. La idea que preside la realizacin de estas determinaciones y la estrategia adoptada es la de que, si no existen en el agua bacterias fecales inocuas, es razonablemente correcto pensar que tampoco existan bacterias patgenas. Las bacterias coliformes fecales suelen caracterizarse por su crecimiento, en medio lactasado, ha 44C, produciendo gas y generando indol a partir de la protena. No obstante, algunas no crecen a 44 y si a 37 C. Es preciso, sin embargo, sealar que la identificacin y el recuento de las diversas bacterias coliformes no es una tarea fcil y requiere considerable experiencia. Ablandamiento y desionizacin La dureza temporal puede producirse por ebullicin, especialmente si el agua de ebullicin se airea.

Esto ayuda a eliminar el dixido de carbono y precipita carbonato calcico. Es menos eficaz en presencia de iones magnesio, por que el carbonato de magnesio precipita peor y es ms soluble. Otro mtodo tradicional consiste en aadir dosis cuidadosamente controladas de lechada de cal al agua, de manera que precipite el carbonato. Un tratamiento adecuado para la dureza permanente consiste en tratar el agua con carbonato sdico. El tratamiento cido del agua elimina la dureza temporal y se emplea con frecuencia en las fbricas de cerveza. La desionizacin es un proceso en el que se utilizan resinas intercambiadoras de cidos o bases. Las zeolitas, que son resinas naturales han sido sustituidas por resinas sintticas, como los poliestirenos. Para eliminar la dureza temporal se emplea una resina dbilmente cida (catinica). Cuando se ha convertido por completo a la forma calcica y magnesica, puede regenerarse la resina mediante tratamiento cido. Para eliminar la dureza permanente del agua, debe utilizarse una resina aninica que se regenera por tratamiento con sosa caustica. Es posible eliminar tanto la dureza permanente como la temporal, utilizando primero la resina catinica, desgasificando el agua para eliminar el dixido de carbono y tratndola luego con una resina aninica. Durante los ltimos aos, se viene utilizando un mtodo alternativo de desionizacin, la osmosis inversa, que emplea membranas de acetato de celulosa o nylon que retienen a los iones ms grandes, pero permite la salida del agua y los iones de pequeo tamao. Obviamente, se necesita aplicar una presin considerable (30-60 bares) para impulsar el paso del agua a travs de la membrana. La importancia de los iones calcio y bicarbonato La dureza temporal del agua utilizada en la elaboracin de cerveza se suele reducir a menos de 25 mg l 1, mediante tratamiento cido o adicin de lechada de cal. Se procede as, porque, cuando se cuece el mosto, el bicarbonato libera dixido de carbono tomando hidrogeniones. Este consumo de iones hidrgeno reduce la acidez y, por tanto, eleva el pH. La malta proporciona una cantidad considerable de cido fosfrico al degradarse el hexametafosfato de inositol (fitina) bajo la accin del enzima fitasa. El cido fosfrico se ioniza rpidamente, libera iones e hidrgeno. En presencia de iones calcio, el fosfato calcico, muy insoluble, precipita. Esta precipitacin induce la disociacin de ms molculas de cido fosfrico y la liberacin simultnea de nuevos iones hidrgeno; por tanto, la disolucin se va haciendo progresivamente ms acida y el pH del mosto va descendiendo. Los iones de calcio son importantes tambin por su efecto estabilizador de la a amilasa que es, junto con la amilasa B, el ms importante de los enzimas participantes en la degradacin del almidn durante el proceso de extraccin. La amilasa a no opera normalmente sin calcio. Como quiera que los iones calcio precipitan los fosfatos y reducen el pH del mosto, en presencia de calcio se activan otros enzimas que operan mejor a valores bajos de pH;como la amilasa B y algunas peptidasas. Por otro lado, los poliferoles se extraen peor cuanto ms bajo sea el pH, por lo que las cervezas fabricadas con aguas ricas en calcio resultan menos astringentes y menos coloreadas. Tanto las levaduras como los cogulos floculan mejor en presencia de iones calcio; por consiguiente, los iones calcio facilitan la clarificacin del mosto y de la cerveza. Finalmente, en presencia de iones calcio, precipitan cristales de oxalato calcico, lo que evita la liberacin incontrolada del dixido de carbono disuelto. Aunque los iones magnesio suelen tener efectos similares a los iones calcio, su eficacia en la reduccin del pH es mucho menor, por que el fosfato magnesico es mas soluble que el fosfato calcico. Los iones magnesio son sin embargo, esenciales para el funcionamiento de ciertos enzimas de las levaduras. Por ejemplo el magnesio es un cofactor de la piruvatodescarbocilaza el enzima que cataliza la produccin del acetaldehdo. Limpieza e higienizacin Durante el proceso de elaboracin de cerveza se producen precipitados, tanto de sales inorgnicas como de productos orgnicos, y adherencias de los mismos a las superficies de los depsitos, las tuberas y otras piezas del equipo con las que contactan el mosto y la cerveza. Estos depsitos estn constituidos fundamentalmente por sales de calcio y magnesio, protena desnaturalizada y levadura. Para evitar que crezcan, especialmente en las superficies de transferencia de calor, es necesario proceder a la limpieza del equipo. An es ms importante eliminar la costra antes de que proporciones nutrientes y proteccin a los microorganismos contaminantes. Estrictamente hablando, es posible esterilizarla, pero con ello lo

nico que se logra es dificultar su posterior eliminacin y, en cualquier caso, la esterilizacin es slo temporal. La regla principal es limpiar primero e higienizar despus. Una secuencia tpica de limpieza, supone primero un lavado con agua. El agua utilizada en esta etapa no tiene por que estar absolutamente limpia puede ser agua utilizada para un aclarado final. Este lavado va seguido por rociado a alta velocidad de un fluido germicida, a temperatura de 80-85C. Si se trata de un equipo de acero inoxidable, este lquido contiene un 2 % de sosa caustica, e hipoclorito sdico, que no solo esteriliza si no que facilita adems la limpieza. Para disolver las sales del calcio, se puede aadir gluconato sdico; para mantener las partculas insolubles en suspensin y evitar su depsito, debe aadirse tambin tripolifosfato sdico. De ordinario, el agente Higienizitante, o detergente, vuelve al depsito para ser utilizado de nuevo tras reforzar su concentracin se somete despus a una ducha con agua limpia y fra; este agua, poco sucia, se almacena en un tanque de depsito, para ser utilizada luego como agua de primer lavado. En los programas rigurosos de limpieza, se procede entonces a rociar los depsitos y las tuberas con un agente esterilizante fro, que puede estar constituido por un iodforo (un producto cido que libera iodo), y a duchar las superficies, a continuacin, con agua fra. Durante los ltimos aos, el lavado de tanques se ha automatizado. La mano de obra es cara y la limpieza manual no siempre es fiable. Las fbricas de cerveza han pasado a utilizar recipientes hermticos equipados con cabezas aspersoras (alcachofas) y chorros rotatorios de alta presin. Se selecciona el programa de apertura y cierre de vlvulas, los rociados de aclarado e higienizacin y el retorno de las disoluciones a los depsitos y se pasan a un microprocesador que, en el momento adecuado, enva rdenes activadores de vlvulas y bombas del sistema de limpieza in situ (CIP). Se logra as una considerable economa de agua. La energa humana se sustituye por energa qumica, calor y la energa mecnica del rociado a presin. Tambin se utiliza vapor para la esterilizacin, pero slo puede ser plenamente eficaz si se encuentra a saturacin y opera sobre un equipo ya caliente. Debe, adems, facilitarse la salida de condensados a medida que el utillaje a esterilizar se calienta. Para alcanzar la esterilidad se necesita no menos de 30 minutos de tratamiento al vapor a 1 bar por encima de la presin atmosfrica tras haber alcanzado una temperatura de 100 C el material a esterilizar, que tiene que encontrarse, desde el principio, limpio. El vapor es relativamente caro, especialmente si se utiliza para esterilizar tanques situados en plantas refrigeradas. Debe hallarse exento de contaminacin qumica. Sus efectos se anulan si el equipo es enfriado luego con agua no estril. Agua para la refrigeracin y el calentamiento Cuando el fabricante de cerveza desea enfriar el mosto aromatizado con lpulo y clarificarlo, suele utilizar un cambiador de calor de placas, en el que el agua circula a contra corriente del mosto caliente. Como consecuencia de todo ello, se produce mucha agua caliente (a 70-85 C) que se utiliza en la extraccin de la malta y que tambin puede emplearse para calentar el agua utilizada a este fin. Se usa igualmente como agua de lavado. Se puede obtener ms agua caliente haciendo circular el agua fra por un cambiador de calor situado en la chimenea de la caldera de coccin, donde es calentada por el vapor producido por la ebullicin del mosto.

La mayor parte de las fbricas utilizan para el calentamiento vapor seco saturado (a unos 150C y 3, 5 bares de presin, sobre la atmosfrica), pero algunas usan agua caliente a presin (en el intervalo 145170C y unos 17 bares de presin, sobre la atmosfrica). Las instalaciones a vapor son ms baratas, pero tambin mas complicadas, en cuanto que la velocidad de consumo del vapor viene determinada por la velocidad a que puede condensarse el vapor. Como no es fcil establecer un depsito, la plante generadora de vapor tiene que ser de respuesta flexible a las demandas de energa trmica. En los sistemas de agua caliente a presin elevada, se establece el flujo del calentador al equipo a calentar en circuito cerrado. El volumen de agua en el sistema constituye un gran reservorio de energa, de modo que pueden satisfacerse fcilmente demandas bruscas. Plantean tambin menos problemas con respecto al control del imput energtico al equipo, no produce condensados que retirar y no da lugar a tanto requemado sobre las superficies de acero inoxidable como el que produce el calentamiento por vapor. Tratamiento de efluentes Las industrias cerveceras suelen tratar sus propios efluentes para que cumplan las especificaciones exigidas para su descarga a los colectores pblicos, sin tratamiento alguno. Una tercera alternativa que se les ofrece es un tratamiento parcial.

La contaminacin de los efluentes se puede medir determinando (i) la concentracin de slidos en suspensin (SS) y (ii) la concentracin de sustancias que pueden oxidarse qumicamente por ebullicin con dicromato potsico y cido sulfrico concentrado (demanda qumica de oxgeno o COD). Si se mide la COD es por que cuando los efluentes se incorporan a una va fluvial los microorganismos aerbicos consumen el oxgeno disuelto, para metabolizar la materia orgnica. Por consiguiente, cuanta mas materia orgnica halla (o, en otras palabras, cuanto mayor sea COD) ms oxgeno disuelto se utiliza. Una concentracin de materia orgnica alta puede desoxigenar completamente el agua y causar la muerte de los organismos aerbicos. Por esta razn resulta necesario restringir los niveles de COD de los efluentes que se vierten en las corrientes de agua naturales 10-20 mg l-1. Tambin se hace necesaria la limitacin de los slidos en suspensin (SS); no solo por que habitualmente representan materia orgnica, sino tambin por que tienden a sedimentar en los cursos fluviales generando los anaerbicos. Los efluentes globales de una industria cervecera suelen tener valores SS del orden de 240mg l-1 y valores COD de unos 1800mg l-. El pH suele encontrarse dentro del rango 3,5-5,5, excepto las descargas de los procesos de limpieza y desinfeccin cuando se utilizan preparados basados en sosa caustica, cuyos efluentes tienen valores de pH que pueden llegar a ser de hasta 10. El costo del vertido a los desages pblicos lo calculan las autoridades locales utilizando una frmula que tiene en cuenta (i) el volumen de efluentes, (ii) el costo de su transporte a la depuradora, (iii) los slidos en suspensin y (iv) el costo de reducir sus valores de COD a los que deben alcanzar tras la depuracin. Puede haber restricciones respecto del pH y la temperatura y penalizaciones si los SS o el COD sobrepasan ciertos lmites. Las factoras estn, por tanto, interesadas en mantener volmenes y valores SS y COD mnimos, lo que pueden lograr limitando las descargas de agotados, como partculas de malta, fragmentos de lpulo, exceso de levadura, turbios y el sedimiento de la base de los fermentadores. Tambin resulta conveniente no efectuar descargas de mostos dbiles o cerveza estropeada. En la medida de lo posible, conviene recoger los bagazos para su utilizacin como pienso. Los mostos dbiles y la cerveza alterada pueden incorporarse a los piensos para cerdos o reciclarse adecuadamente en el proceso fermentativo. Si una industria cervecera decide tratar sus propios efluentes, le resulta conveniente filtrarlos groseramente y reunir todos los filtrados. Se necesita, para ello, utilizar un tanque de almacenamiento en el que debe reducirse el tiempo de residencia a unas pocas horas, para evitar la digestin microbiana, que se ver acompaada de la emisin de olores desagradables y tratar luego los efluentes aerbicamente, lo que es bastante frecuente, o anaerbicamente, lo que es menos habitual, pero de inters creciente. La digestin aerbica depende de la presencia de grandes poblaciones microbianas capaces de absolver, tanto las sustancias orgnicas verdaderamente disueltas, como aquellas otras que se encuentran en disolucin coloidal y metabolizarlas, fundamentalmente a dixido de carbono y agua. La energa derivada de estos procesos metabolicos es utilizada por los microorganismos para su propio desarrollo y multiplicacin. Se dispone de 2 tipos bsicos de proceso el ms antiguo de los cuales es el sistema de filtro por precolacin, que consiste en un lecho de piedras de 2 metros de profundidad, situado dentro de una pared circular y ventilada de un modo natural. El efluente es nebulizado por unos brazos distribuidores rotatorios sobre el lecho de piedras y se desliza por entre estas, que se encuentran recubiertas por una pelcula de micro organismos. Aunque el tiempo de circulacin o residencia sea de solo unos 30 s, pueden reducirse sustancialmente los valores SS y COD. Este filtro opera poco satisfactoriamente en condiciones variables de flujo, composicin y pH. Un dispositivo en cierto modo similar es el constituido por torres rellenas, no apretadamente, con lminas de material plstico rgido sobre el que pueden crecer los microorganismos. El efluente se va deslizando torre abajo, contra corriente del aire, que fluye ascendentemente. Mas frecuente resulta el sistema de lodos activados, que depende de la presencia de concentraciones altas de microorganismos que floculan y son mantenidos en suspensin por aire a presin o por agitacin mecnica. Para facilitar el metabolismo aerbico del efluente, se mantienen a altas velocidades de transferencia de oxgeno. En el proceso se multiplican abundantemente los microorganismos del lodo y es preciso mantener relativamente constante la poblacin eliminando parte de ella. El lodo resulta difcil de concentrar y deshidratar y no es muy popular como fertilizante, debido, entre otras cosas, a que tiende a ser maloliente y posee un elevado contenido metlico. Este sistema resulta caro, en virtud del consumo de energa preciso para airear el lodo (lo que puede representar ms del 50 % de la energa elctrica consumida por una factora). Requiere adems montar, aguas abajo de la instalacin de lodo activado, un dispositivo para la sedimentacin de los SS.

Otro mtodo de tratamiento de los efluentes consiste en la diges