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Gastronomía
Aquí hay ciencia

La ciencia de la cerveza

La elaboración de la cerveza es una sucesión compleja de reacciones químicas en la que intervienen cereales, agua, levaduras y lúpulo. En vísperas del pregón, recordamos la ciencia que hay detrás de la bebida que protagoniza uno de los clásicos de las fiestas del Pilar.

Miquel Tusón 07/10/2016 a las 06:00
Disfrutando en la fiesta de la cerveza de las pasadas fiestas del Pilar.Heraldo

Ha llegado el otoño y con él las tradicionales fiestas de la cerveza. La más conocida: la Oktoberfest de Múnich, literalmente, la fiesta de octubre, aunque tiene su inicio a finales de septiembre en la capital bávara desde 1810. En Zaragoza, desde hace más de 20 años, se celebra una fiesta de la cerveza durante las fiestas del Pilar. La bebida que se consumirá en ellas tiene su origen en el Neolítico -las evidencias más antiguas que se conocen son de hace 7.000 años, y proceden del actual Irán- y su elaboración es una sucesión compleja de reacciones químicas en las que intervienen cuatro ingredientes esenciales: los cereales (generalmente cebada o trigo), el agua, las levaduras, y el lúpulo, en un proceso que tiene un poco de magia y mucho de ciencia.

Los cereales

Para la elaboración de cualquier bebida alcohólica es necesario el azúcar, que será transformado en alcohol por las levaduras. En el caso de la cerveza, este proviene del almidón que contiene el grano de los cereales. El grano está formado por el germen (o embrión) y el endospermo, que proporciona al embrión los nutrientes necesarios para su desarrollo en una nueva planta. Las células del endospermo contienen granos de almidón, que es el glúcido de reserva de la mayoría de los vegetales. Los glúcidos son lo que popularmente conocemos como carbohidratos; el almidón es el más común de nuestra dieta. Es una macromolécula formada por dos polisacáridos: un 20-25 % de amilosa y un 75-80% de amilopectina (biomoléculas formadas a su vez por la unión de una gran cantidad de azúcares simples o monosacáridos).

El almidón debe ser procesado para obtener a partir de él los azúcares que las levaduras utilizarán para la fermentación alcohólica. Para ello son necesarias enzimas (proteínas que catalizan reacciones químicas, cuya velocidad sin ellas sería muy lenta). Por ejemplo, en distintas culturas indígenas centro y sudamericanas se masticaba la harina de maíz para producir chicha (una bebida alcohólica derivada de la fermentación no destilada del maíz), ya que nuestra saliva contiene amilasa, una enzima hidrolasa que 'rompe' el almidón en azúcares simples.

En el Antiguo Oriente Próximo, los primeros productores de cerveza descubrieron que si se dejaba germinar el grano de los cereales, este era especialmente indicado para producir cerveza. Ello se debe a que, durante la germinación, se activan enzimas amilasas, contenidas en el propio grano, para romper el almidón del endospermo en azúcares simples y obtener a partir de estos energía para el desarrollo. El grano de la cebada es uno de los más apropiados para producir cerveza, debido a su alto contenido en enzimas.

Para promover su germinación y la transformación del almidón, la cebada se sumerge o se empapa en agua dos o tres veces durante dos o tres días en los que el grano absorbe humedad. Después se seca al aire durante unos cinco días, dándole la vuelta de manera constante, para parar la activación enzimática de la germinación. El grano germinado mediante este proceso es lo que se conoce como malta verde y el proceso por el cual se obtiene se denomina malteado.

La malta verde se terminará de secar y se tostará en un horno (conocido en inglés como 'kiln'), primero a temperaturas entre 38 y 50 grados y, en las horas finales, a 80 grados. Las altas temperaturas proporcionan el color tostado de la malta, mediante la reacción de Maillard; un conjunto complejo de reacciones químicas de glicación (modificación de los grupos amino de proteínas y aminoácidos por la acción de azúcares reductores). En las etapas finales de esta reacción se forman melanoidinas, unas moléculas con colores que van del amarillo claro al marrón oscuro, y que son responsables también del color de la carne a la parrilla, del café tostado, de la corteza del pan y otros productos horneados, o de las patatas fritas. En la reacción de Maillard se forman también compuestos cíclicos y policíclicos que aportan sabor y aroma a los alimentos. Del grado de tostado de la malta depende el color de la cerveza. A bajas temperaturas, se obtienen maltas claras (como la lager o la pale). A medida que aumenta la temperatura y el tiempo de exposición al calor, se producen maltas más oscuras, con sabores y aromas más intensos. En la elaboración del mosto se pueden usar solo maltas básicas o una mezcla de maltas en distintas proporciones, incluso añadiéndole grano crudo, para obtener los diferentes tipos de cerveza.

Aunque la cerveza se elabora principalmente a partir de cebada o de trigo, pueden emplearse otros cereales como mijo, arroz, sorgo, trigo sarraceno o maíz. Estos últimos son apropiados para las 'sin gluten', ya que no contienen las proteínas responsables de desencadenar la reacción autoinmune en las personas celíacas.
 

El agua

Entre el 85 y el 90 por ciento de la cerveza es agua y, por ello, no es de extrañar que las características de la cerveza producida en una región concreta dependan de la composición mineral de sus aguas. En Dublín, el agua tiene un alto contenido mineral, más adecuado para la 'stout' (o cerveza negra, tradicional en Irlanda), en cambio, las aguas blandas, como las de la región de Pilsen, en la República Checa, se dice que son apropiadas para cervezas claras o doradas como las 'pale lager'.

Para elaborar el mosto de cerveza, se añade agua caliente al grano en un recipiente de maceración donde, durante unas horas y mediante etapas con distintas temperaturas, se activarán diferentes enzimas que terminarán de convertir el almidón en azúcares simples más fermentables. Después, el mosto dulce se separará de los granos y se filtrará para eliminar impurezas.

El lúpulo

En este punto, el mosto se introduce en un recipiente denominado 'kettle' (tetera en inglés) o 'copper' (cobre), donde se hierve para esterilizarlo de bacterias. Es también en esta etapa de cocción cuando se le añade la flor del lúpulo, una planta trepadora de la familia del cannabis. El lúpulo se emplea como aditivo para contrarrestar la dulzura de la malta de cebada y proporcionar el sabor amargo característico de la cerveza. También proporciona aromas y sabores florales y actúa como conservador, ya que contiene ácidos alfa con propiedades antibacterianas.

Las levaduras

El alcohol y el gas, que dotan de carácter a la cerveza, son los productos finales de la fermentación alcohólica, un proceso biológico que tiene lugar en ausencia de oxígeno y mediante el cual determinados microorganismos, como bacterias, mohos y levaduras, obtienen energía transformando azúcares simples, como la glucosa, en etanol (alcohol) y dióxido de carbono (gas).
Antes de trasladar el mosto a las cubas de fermentación, este debe enfriarse hasta la temperatura adecuada para que puedan actuar las levaduras, un tipo de hongos unicelulares. Las empleadas principalmente en la elaboración de cerveza son Saccharomyces cerevisiae (que fermenta a temperaturas entre 15ºC y 20ºC) y Saccharomyces carlsbergensis (que lo hace entre 6 y 10°C). Inicialmente, las levaduras se multiplican gracias a la presencia de oxígeno y, cuando este escasea, su proliferación se ralentiza y empieza la fermentación.

A lo largo de la historia, la transformación del mosto en alcohol ha estado envuelta en mitos y creencias. Las familias vikingas, por ejemplo, atesoraban como reliquias, transmitidas de generación en generación, unos 'palos de cerveza' con los que removían el mosto y daban inicio a su 'mágica' transformación. No fue hasta el siglo XVIII, cuando científicos como Louis Pasteur descubrieron la naturaleza microbiológica de esta transformación. El palo cervecero de los vikingos, por lo tanto, contenía en su superficie células de levadura latentes que eran inoculadas en el caldo de cultivo.

Y así, aunque la ciencia nos haya revelado muchos de los secretos de la elaboración de cerveza, conocerlos también puede formar parte de la magia que supone degustar un buen trago. ¡Feliz Oktoberfest!
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