Los secretos detrás del proceso de fermentación de la cerveza

Por Humberto Martín, secretario Académico de la Facultad de Farmacia y director de la Cátedra de Bebidas Fermentadas

Si atendemos a sus cifras de consumo, la cerveza es sin duda la bebida fermentada más popular a nivel mundial. Las razones de ello podrían ser tantas como consumidores, pero, en cualquier caso, es evidente que a lo largo de los siglos la humanidad ha ido aprendiendo de una manera magistral a elaborar una bebida relativamente barata a partir de materias primas naturales y sencillas como son el agua, la cebada y el lúpulo. Cabría pensar que utilizando estos ingredientes se debería obtener como resultado una solución más o menos densa y algo dulzona. Sin embargo, la bebida que conocemos como cerveza presenta unas características organolépticas únicas, que desde luego no coinciden con este pronóstico. El motivo es porque esta solución, el mosto cervecero, sufre un proceso que denominamos “fermentación”, en el que unos microorganismos, las levaduras, de manera casi mágica, transforman esta mezcla rica en almidones y azúcares en la bebida de éxito que disfrutamos. ¿Qué es lo que realmente ocurre durante la fermentación para que se produzca tal milagrosa transformación de un determinado alimento? El desarrollo científico nos ha permitido conocer mucho de lo que hasta hace poco eran secretos de este proceso.

Es necesario saber que, de manera previa, durante los procesos iniciales de malteado de la cebada y de su maceración, se obtiene una solución acuosa que va a proporcionar los nutrientes adecuados para que las levaduras puedan proliferar. Así, en estas primeras etapas de preparación del mosto cervecero los almidones y proteínas de la cebada se hidrolizan a azucares sencillos, como la glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa y maltotriosa, y a fuentes de nitrógeno asimilables por las levaduras, fundamentalmente aminoácidos y amonio. El agua utilizada aporta ciertas sales minerales y perfila el pH del mosto. En este proceso de preparación del mosto cervecero ya se empiezan a configurar las características finales de la cerveza, como pueden ser su carácter y su color, según la cantidad e intensidad del tostado de las maltas utilizadas. Asimismo, durante el hervido posterior del mosto se adiciona el lúpulo que, gracias a sus propiedades antisépticas, sirve para aromatizar la bebida y para prevenir el crecimiento de posibles bacterias contaminantes. Dependiendo del momento de adición del lúpulo, se dará un mayor o menor de isomerización térmica de sus resinas, lo que conferirá distintos grados de amargor.

A partir de aquí, durante los varios días que dura la fermentación, el proceso fundamental se desarrolla a través de la glicolisis, en el que las levaduras van a convertir los azúcares del mosto en etanol y anhidrido carbónico principalmente. Para ello comienzan consumiendo los azúcares más rentables energéticamente, los más sencillos, las hexosas, para según se van agotando proseguir con disacáridos y maltotriosa. Sin embargo, en este proceso metabólico las levaduras producen toda una serie de compuestos adicionales que van a perfilar las características organolépticas de la cerveza. Así, durante el metabolismo secundario de los aminoácidos, vía ruta de Ehrlich, la levadura produce alcoholes complejos y ésteres, fundamentalmente de acetato y de ácidos grasos, que son determinantes fundamentales de sabor y aroma. Son alcoholes como el 3-metilbutanol o 2-feniletanol, que proporcionan aromas a plátano o perfume de rosas, respectivamente, o ésteres con un gran impacto organoléptico, como el etil acetato, isoamil acetato o etil octanoato, que proporcionan dulzor o aromas frutales. Se postula que una de las funciones de estos aromas es la de actuar como quimioatrayentes de insectos, que ayudan a la dispersión de las levaduras (Dzialo, 2017). En cualquier caso, estos aromas se unen a los aportados previamente por el lúpulo, en sus aceites esenciales y terpenos, por ejemplo linalol, citronelol y geraniol. Por tanto, la mezcla de materias primas, su procesamiento específico, y la transformación que llevan a cabo las levaduras en el proceso de fermentación conduce a la generación de más de 800 compuestos volátiles que impactan en el sabor y aroma de la cerveza (Sohrabvandi et al. 2011). La transformación del mosto durante su fermentación es realmente intensa, reduciéndose el pH y atenuándose el color, ya que algunos compuestos se unen a la superficie de las levaduras y se eliminan en su sedimentación (Eßlinger, 2009).

Hay dos aspectos que son especialmente determinantes en el resultado de la fermentación de la cerveza: el tipo de levadura y las condiciones de fermentación. Una visión histórica de la producción de la cerveza ilustra perfectamente su importancia. Hasta el siglo XVI la cerveza predominante en Europa era la cerveza tipo “ale”, producida por la levadura Saccharomyces cerevisiae. También conocida como levadura “de alta fermentación”, prolifera y fermenta a temperaturas en torno a los 20ºC. A esta temperatura se favorece la producción de los compuestos antes mencionados, fundamentalmente esteres, con lo que las cervezas tipo ale son aromáticas y complejas. La introducción de la Reinheitsgebot, en Baviera, la ley de la pureza de la cerveza, que restringió la producción de cerveza a los meses más fríos, hizo que se seleccionaran cepas de la levadura Saccharomyces pastorianus, levadura híbrida de Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces eubayanus. La razón es que esta última es una levadura adaptada al frio y aportó al híbrido esa criotolerancia. Surge así la cerveza “lager”, obtenida en fermentaciones en torno a los 10ºC desarrolladas por estas levaduras denominadas “de baja fermentación”. Estas cervezas, más ligeras y frescas, se acabaron imponiendo en Europa. Las típicas cervezas rubias, tan populares en nuestro país pertenecen a este tipo de cervezas. Además de las temperaturas elevadas, otras condiciones de fermentación que permiten también incrementar la producción de ésteres son las densidades iniciales del mosto por encima del 13%, la reducción de la aireación o una baja presión hidrostática en el tanque de fermentación (Pires, 2015).

En definitiva, si el proceso de fermentación permite transformar los alimentos con el fin de mejorar sus características organolépticas, podemos afirmar que la cerveza sería un ejemplo paradigmático de esta afirmación. Es difícil modular las características fisicoquímicas y sensoriales de ninguna bebida fermentada hasta el grado que se hace con esta bebida. El desarrollo de nuevas cervezas funcionales, con un contenido alcohólico reducido, sin gluten, o ricas en moléculas bioactivas es un indicio más del brillante futuro de esta bebida, en la que fermentación seguirá siendo la piedra angular de su producción.  

• Dzialo MC, Park R, Steensels J, Lievens B, Verstrepen KJ. 2017. Physiology, ecology and industrial applications of aroma formation in yeast. FEMS Microbiol Rev. 41(Supp_1):S95-S128.

• Eßlinger, H. M. 2009. Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets. 2nd ed. Weinheim: Wiley, 746 p.

• Pires E, Brányik T. Biochemistry of Beer Fermentation. 2015. Springer. 80 p.

• Sohrabvandi S, Mortazavian AM, Rezaei K. 2011.  Advanced analytical methods for the analysis of chemical and microbiological properties of beer. J Food Drug Anal. 19:202–22.