Desarrollo de cultivos iniciadores cerveceros basados en levaduras nativas para la producción de bebidas fermentadas con alto valor agregado
El continuo crecimiento en el mercado de la cerveza artesanal, y el aumento del interés y las exigencias de los consumidores, han orientado los esfuerzos del sector hacia la producción de cervezas diferenciales e innovadoras. En este punto, las levaduras no convencionales, distintas de las levaduras...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | TesisdePostgrado doctoralThesis acceptedVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://rdi.uncoma.edu.ar/handle/uncomaid/17094 |
| Aporte de: |
| Sumario: | El continuo crecimiento en el mercado de la cerveza artesanal, y el aumento del interés y las exigencias de los consumidores, han orientado los esfuerzos del sector hacia la producción de cervezas diferenciales e innovadoras. En este punto, las levaduras no convencionales, distintas de las levaduras cerveceras tradicionales S. cerevisiae (ale) y S. pastorianus (lager), han cobrado gran protagonismo como herramientas para el desarrollo de nuevos productos. De gran interés resulta la especie criotolerante S. eubayanus, aislada por primera vez en la Patagonia Argentina e identificada como uno de los parentales de la especie híbrida S. pastorianus (levadura lager). Este trabajo buscó contribuir al conocimiento sobre el comportamiento fermentativo de S. eubayanus, desarrollar cultivos iniciadores aptos para su aplicación en la industria cervecera y evaluar sus estrategias de aplicación a escala productiva.
Inicialmente, cinco cepas de S. eubayanus (representativas de las cinco subpoblaciones estructuradas geográficamente) fueron ensayadas en fermentaciones a escala laboratorio evaluándose su capacidad fermentativa (velocidad de fermentación, atenuación, perfil de azúcares consumidos) y su perfil organoléptico (ésteres, alcoholes superiores, fenoles, evaluación sensorial). Las diferentes características fermentativas observadas y la producción diferencial de compuestos volátiles entre las cepas demostraron variabilidad fenotípica intraespecífica. Por su parte, la cepa CRUB 1568T fue seleccionada debido a su buen rendimiento fermentativo, moderada producción de los fenoles 4-vinilguaiacol y 4-vinilfenol, y su aporte de los ésteres frutados hexanoato y octanoato de etilo.
A partir de la cepa seleccionada, se buscaron establecer las condiciones de propagación para el desarrollo de cultivos iniciadores para la producción de cerveza. Se evaluaron distintas técnicas para la determinación de la viabilidad y vitalidad de los inóculos, seleccionándose el método de tinción con violeta de metileno alcalino y las fermentaciones a escala laboratorio, respectivamente. Se seleccionó un medio de cultivo a base de extracto de malta comercial, cuya composición fue optimizada evaluando 9 factores con dos niveles, a través de un diseño experimental del tipo Plackett-Burman. Dos factores mostraron influencia significativa sobre la producción de biomasa (extracto de levadura y peptona ácida de caseína), y fueron posteriormente optimizados mediante un Diseño Central Compuesto, a través de la Metodología de Superficie Respuesta. Con el medio de cultivo optimizado (medio extracto de malta con 0,31 % p/v de extracto de levadura y 0,12 % p/v de peptona ácida de caseína) logró obtenerse una producción de biomasa igual a la del medio sin optimizar (12 g/L), pero con una reducción de costos del 40 %. Por último, se realizó el escalado de la propagación a 20 L, obteniéndose cultivos de S. eubayanus puros y de calidad, de tamaño suficiente como para inocular fermentadores de hasta 700 L.
Previo al traspaso de los cultivos iniciadores al sector cervecero, se evaluó la interacción de S. eubayanus con el lúpulo. Para ello, se estudió el comportamiento fermentativo de la cepa CRUB 1568T en mostos sin lupular y lupulados, así como el impacto de la levadura en el amargor medido (IBU, por sus siglas en inglés) y en la percepción sensorial del amargor. S. eubayanus presentó tolerancia a los compuestos del lúpulo (20 y 60 IBUs), observándose incluso una velocidad de fermentación aumentada en mostos lupulados (del 34 % y 62 %, respectivamente). Por su parte, los IBUs obtenidos para cervezas fermentadas con S. eubayanus resultaron superiores que para las cepas industriales (18 % mayor), siendo esta diferencia notoria sensorialmente e incluso percibida como un amargo áspero (harsh). Estos resultados permiten adoptar criterios para su aplicación y predecir adecuadamente el perfil final de las cervezas producidas con esta levadura.
Posteriormente, S. eubayanus CRUB 1568T fue ensayada a escala semi-piloto de 20-40 L en mosto cervecero, obteniéndose un comportamiento similar a lo observado a escala laboratorio. Sin embargo, cuando esta levadura salvaje se aplicó a escala productiva (1000-1500 L), mostró un bajo rendimiento de fermentación. Las fermentaciones se completaron en 20 días (prácticamente el doble de tiempo que a escala laboratorio y semi-piloto) con una atenuación promedio del 30 % (la mitad de lo observado previamente). Se decidió evaluar si un aumento en el suministro de oxígeno durante la fermentación podría ayudar a mejorar el rendimiento fermentativo a mayor escala. Se encontró una mejora en la eficiencia de la fermentación aplicando distintos regímenes de oxigenación, llegando a obtenerse fermentaciones completas en 5-7 días, con niveles de atenuación del 60 %.
Este trabajo fomenta el uso de levaduras no convencionales en la elaboración de cerveza. La selección de levaduras autóctonas del ambiente representa un valioso recurso, no sólo para el desarrollo de cervezas innovadoras con mayor diferenciación productiva, sino que abre la posibilidad de otorgar un carácter regional al producto, con una consecuente mejora en la competitividad para el sector. Encontramos que la aplicación de estas levaduras en la industria requiere de un manejo diferente al de las levaduras cerveceras tradicionales, abriéndose así un punto de partida para continuar con investigación y experimentación en relación a las diferentes estrategias que se pueden abordar. |
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