La Cerveza - fermentación PDF

Title La Cerveza - fermentación
Author John John
Course Chirurgie plastica si microchirurgie
Institution Universitatea Titu Maiorescu
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fermentación...


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La Cerveza. Es una bebida de bajo contenido alcohólico resultante de fermentar mediante levadura seleccionada, el mosto elaborado con malta de cebada, arroz, maíz, lúpulo y agua. Cada uno de los componentes, tomados por separado, es considerado de gran importancia. Así por ejemplo, el grano de cebada por su valor energético (hidratos de carbono) y por su contenido de proteínas y sales (fosfatos). En promedio, cada 100 g de cerveza se consumen 46 kcal. Es decir que un chopp de cerveza de 300 ml contiene aproximadamente 150 kcal. Siendo su composición de un 94% promedio de agua. La cerveza normalmente es elaborada mediante la mezcla de varios cereales como cebada, maíz, arroz entre otros. Pero han sido excluidas materias primas como yuca, patata, zanahoria. Pese a contener un alto porcentaje de almidón los cuales pueden ser transformados en azúcares fermentables indispensables para la elaboración de bebidas alcohólicas y de moderación como la cerveza. (Marquez, 2015).

La producción industrial masiva es reconocida como iniciada a fines del siglo XVIII, quedando muy pocos rastros de aquellas marcas. En la actualidad, beber cerveza en sus distintos tipos es una costumbre de casi todos los pueblos del mundo. Para su elaboración no se depende exclusivamente de un grano determinado, sino de los cereales locales (existieron y existen cervezas de Maíz, Cebada, Arroz, Mijo, Avena, entre otros cereales. Productos básicos utilizados para la elaboración de la cerveza La Malta: Se obtiene del proceso de malteo de granos de cebada cervecera (de alto rendimiento en extracto). El malteo comprende el desarrollo controlado de la germinación del grano y con un procedimiento final de secado / tostado. Una vez transformada, la malta cederá el almidón, las enzimas y las proteínas, necesarias para la elaboración del mosto. El Lúpulo: Proviene de las flores maduras femeninas de la planta del lúpulo. Dota a la cerveza del gusto amargo, agradable y del fino aroma que lo caracteriza, interviniendo también en la formación y calidad de espuma. El Agua: La gran importancia de este elemento está dado porque colabora en el proceso y en el sabor final del producto. El agua, al igual que todos los demás componentes, es constantemente analizada y tratada con sulfatos, nitratos, cloruros, sodio, calcio, etc. Para mantener los estándares de calidad exigidos, en las plantas se cuenta con equipamientos de última generación, que permiten desalinizar y depurar el líquido a utilizar. Adjuntos: El arroz partido y la sémola de maíz, como adjuntos, contribuyen sólo con los almidones necesarios para la elaboración de la cerveza. La levadura: Las levaduras son Hongos unicelulares que se reproducen por gemación. Una célula de levadura de cerveza típica tiene, cuando se halla plenamente desarrollada, entre 8 a 14µm de diámetro y una masa de materia seca de 40pg. La levadura es esencial para el proceso de elaboración de cerveza en donde la mayor parte de las sustancias presentes en el mosto (Azucares) difunden a través de la pared hacia el interior de la célula.

Elaboración industrial de la cerveza: Precisamente desde finales del siglo XIX la historia de la cerveza se confunde con el desarrollo de métodos que permitían la elaboración masiva de la cerveza, en detrimento muchas veces de los criterios de calidad. Hasta bien entrados los años 1970, fueron desapareciendo grandes cantidades de recetas y se fue uniformizando mundialmente la producción, principalmente de cervezas Lager de calidad mediana a baja, al mismo tiempo que se hacen y se consumen cada vez cantidades más grandes. Aun así, algunas asociaciones de productores y consumidores especialmente ingleses, alemanes y americanos siguen exigiendo cervezas de calidad.

Elaboración casera de la cerveza: Precisamente en los años 1940, se puede decir que vuelve a aparecer la idea de producir cerveza casera. De hecho, el 80% de todas las cervezas históricas son caseras o artesanales. Las mujeres europeas fueron excelentes cerveceras pero, como se ha dicho, la costumbre de hacer cerveza casera desapareció, y volvió a brotar por el interés que tuvieron los elaboradores caseros americanos para reproducir las cervezas tradicionales europeas. Hasta el punto que importantes productores de talla mediana han apostado por producir cervezas históricas y por resucitar recetas perdidas. Las asociaciones de elaboradores y consumidores desarrollaron (o propiciaron) también la degustación y la apreciación científica o profesional de la cerveza. Esta corriente pasó de nuevo el Atlántico para llegar en los años 1980 primero a Inglaterra y después al resto de países de Europa. Valor nutricional de la cerveza: Nutrientes Calorías Proteínas Hidratos de Carbono Índice Glucémico

Valor 35 Kcalorías 03 gr 3.1 gr 110

La fermentación alcohólica (o fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales un alcohol en forma de etanol, dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. (García, 2015) El etanol resultante de la fermentación alcohólica se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc. La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno. Para ello disocian las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación.

Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxígeno (O2), sobre todo durante la reacción química. Por eso se dice que la fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico. En la fermentación alcohólica las levaduras descarboxilan el piruvato obtenido de la ruta Embden-Meyerhof-Parnas (glicolisis) dando acetaldehído, y éste se reduce a etanol por la acción del NADH2 (Nicotinamida adenina dinucleótido). Siendo la reacción global, conocida como la ecuación de Gay-

El balance energético de la fermentación puede expresarse de la siguiente forma:

La transformación de glucosa en alcohol supone la cesión de 40 kcal. Mientras que la formación de un enlace de ATP necesita 7,3 kcal, por tanto se requerirán 14,6 kcal, al crearse dos enlaces de ATP, tal y como se muestra en la primera ecuación. Esta energía es empleada por las levaduras que llevan a cabo la fermentación alcohólica para crecer. De forma que sólo quedan, 40 – 14,6 = 25,6 kcal que se liberan, calentando la masa de fermentación Fermentación discontinua: Llamados también procesos ―Bach‖ o lote, son de gran importancia dentro de la biotecnología y son de gran uso industrial. Las técnicas que se llevan a cabo dependerán si el proceso es aerobio o anaerobio. ―Un proceso discontinuo o ―Bach‖ puede considerarse como un sistema cerrado. A tiempo cero, la solución esterilizada de nutrientes se inocula con microorganismos y se permite que se lleve a cabo la fermentación en condiciones óptimas. A lo largo de la fermentación no se adiciona nada, excepto ácidos o bases para controlar el pH. La composición del medio, la concentración de sustrato, la concentración de biomasa y la concentración de metabolitos cambia continuamente como resultado del metabolismo de la célula.(Mora, 2014) Fermentación continua: En la fermentación continua se establece un sistema abierto. La solución nutritiva estéril se añade continuamente al biorreactor y una cantidad equivalente del cultivo, con los microorganismos, se saca simultáneamente del sistema

Las bebidas alcohólicas: son aquellas bebidas que contienen etanol (alcohol etílico) en su composición. Atendiendo a la elaboración se pueden distinguir entre las bebidas producidas simplemente por fermentación alcohólica (vino, cerveza, sidra, hidromiel, sake) en las que el contenido en alcohol no suele superar los 15 grados, y las producidas por destilación, generalmente a partir de un producto de fermentación previo. Entre estas últimas se encuentran los diferentes tipos de licores y aguardientes (como el brandy, el whisky, el tequila, el ron, el vodka, la cachaça, el pisco, la ginebra, entre otras)

La graduación alcohólica: o grado alcohólico volumétrico de una bebida alcohólica es la expresión en grados del número de volúmenes de alcohol (etanol) contenidos en 100 volúmenes del producto, medidos a la temperatura de 20 ºC. Se trata de una medida de concentración porcentual en volumen. La destilación: es el proceso de separar los componentes o sustancias de una mezcla líquida mediante el uso de la ebullición selectiva y la condensación. La destilación puede resultar en una separación esencialmente completa Los cereales: (de Ceres, el nombre en latín de la diosa de la agricultura) son plantas de la familia de las poáceas cultivadas por su grano (fruto de pared delgada adherida a la semilla, característico de la familia). Incluyen cereales mayores como el trigo, el arroz, el maíz, la cebada, la avena y el centeno, y cereales menores como el sorgo, el mijo, el teff, el triticale, el alpiste o la lágrima de Job. El tamaño del grano de algunos cereales, más grande que el de los demás pastos, fue producto de la domesticación que ya lleva miles de años. Muchos cereales en los inicios de su domesticación fomentaron la aparición de civilizaciones que se asociaron a ellos El Trigo: es el término que designa al conjunto de cereales, tanto cultivados como silvestres, que pertenecen al género Triticum; se trata de plantas anuales de la familia de las gramíneas, ampliamente cultivadas en todo el mundo. La cebada: es una planta monocotiledónea anual perteneciente a la familia de las poáceas (gramíneas); a su vez, es un cereal de gran importancia tanto para animales como para humanos y es el quinto cereal más cultivado en el mundo El arroz: es la semilla de la planta Oryza sativa (simplemente arroz o arroz asiático) o de Oryza glaberrima (arroz africano). Se trata de un cereal considerado alimento básico en muchas culturas culinarias (en especial la cocina asiática), así como en algunas partes de América Latina.2 La Avena: es un género de plantas de la familia de las poáceas, utilizada como alimento y como forraje. Si bien en épocas tempranas la avena no tuvo la importancia del trigo o la cebada, en Asia Central se cultivaba en buena cantidad, aunque se la consideraba una mala hierba. En búsquedas arqueológicas se encontraron pruebas del uso de la avena en Europa Central en la Edad de Bronce. También se hallaron granos de este cereal en excavaciones egipcias, aunque no se pudo probar que fuera cultivada El sorgo: es un género de poáceas oriundas de las regiones tropicales y subtropicales de África oriental. Se cultivan en su zona de origen; en Europa, América y Asia como cereal para consumo humano y animal (en la producción de forrajes), y para la elaboración de bebidas alcohólicas y escobas Los mijos: forman un grupo de varios cereales con semilla pequeña, posee un alto contenido proteico y requiere de poca agua para crecer. El triticale: es un cereal reforzado que procede del cruzamiento entre trigo y centeno. El alpiste: es una gramínea anual, de crecimiento invierno-primaveral. Originaria de la región mediterránea, se cultiva para la producción de granos en las zonas templadas del mundo.

Velocidad de Reacción para la obtención de cerveza: Una reacción de degradación de los carbohidratos A → B ocurre cuando una cierta cantidad de A alcanza un estado de activación que la permite transformarse en B estableciendo un nuevo enlace químico. La diferencia entre la energía del estado basal y la máxima energía alcanzada se denomina energía de activación. Un catalizador disminuye la energía de activación (Ea´ en la figura ) y permite incrementar la velocidad con que cursa la reacción a una temperatura constante. Los catalizadores no cambian sin embargo el cambio de energía que acompaña la transformación de A en B.

Cuando un sistema se deja reaccionar, la concentración de los componentes alcanza un valor fijo que depende de la naturaleza de los reactantes. Esa situación se conoce como equilibrio químico. En el equilibrio, la variación de energía libre es 0. Para un sistema de reacción A + B → C + D, el contenido de energía libre viene dado por: ∆G= ∆� � + ���� [� ][� ] / [� ][� ] Y está definido por una constante de equilibrio ��� = [�][�] / [�][�] Se puede definir la energía libre estándar de una reacción como ∆� 0 = −2,3 �� ��� ��q Cuando la reacción tienda a ir en el sentido de los productos C y D, entonces: [C] x [D] > [A] x [B], ([C] x [D] / [A] x [B]) > 1, log Keq > 0 y ΔG° < 0, se está en presencia de una reacción exergónica, que libera energía, está favorecida termodinámicamente. Si es a la inversa, ΔG° > 0, es endergónica, no se da espontáneamente (citado en FBIOYF, 2014). Modelos Cinéticos para el Pardeamiento no Enzimático: El estudio de las reacciones de pardeamiento no enzimático, su cinética y velocidad de reacción, así como el efecto de la temperatura y la concentración sobre dicha cinética, se lleva a cabo mediante el análisis de diferentes parámetros relacionados con el pardeamiento no enzimático. Además de las medidas calorimétricas los parámetros más relevantes son:  

Determinación del contenido de ácido ascórbico. Determinación del contenido en azucares y grupo amino libres.

Cinética de Primer Orden: El puré de banano, debido a su particular composición química, la principal vía de pardeamiento no enzimático es la reacción de Maillard. La

presencia de colores pardos sirve como indicador de tratamientos térmicos excesivos o almacenamientos inadecuados. Este mecanismo de degradación puede darse tanto en presencia como en ausencia de oxígeno y, generalmente, puede caracterizarse por una cinética de desaparición de primer orden (citado en Labuza L. y., 1975). La expresión para este modelo matemático viene dada por la siguiente ecuación: �� = ��0 ��� (−�1�) Donde: �� 0 es la concentración inicial de azúcares; �� es la concentración de azucares a un determinado tiempo t k son la constante de cinética de primer orden. Cinética de Segundo Orden: Sin embargo otros autores proponen un modelo cinético de segundo orden, para describir la presencia de colores pardos en el alimento sometido a altas temperaturas de almacenamiento (20-30 °C) dicho modelo viene dado por la siguiente expresión: �� = ��0 / (� − ��0 �2�) Donde: ��0 y �� la concentración inicial y aun tiempo determinado de azucares de azúcares respectivamente �2 es la constante cinética de segundo orden.

Bibliografía 

Marquez, A. (2015). Elaboración de una cerveza orgánica a partir de la quínoa (chenopodium quínoa)

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Garcia, J. (2015). Vinos García Carrión. Tienda online Citado en FBIOYF, (2014). Estudio de la velocidad de degradación de azúcares reductores en el proceso de pasteurización de puré de banano aséptico no acidificado sin semilla. Labuza L. (1975). Estudio de la velocidad de degradación de azúcares reductores en el proceso de pasteurización de puré de banano aséptico no acidificado sin semilla. Mora, Y. (2014). Modelación cinética de la fermentación alcohólica del zumo de pomarrosa...


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