Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería Química Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal Autora: Elena Coleto Cano Tutores: Fernando Vidal Barrero Luis Vilches Arenas Dep. de Ingeniería química ambiental Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 Trabajo Fin de Grado Ingeniería Química Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal Autora: Elena Coleto Cano Tutores: Fernando Vidal Barrero Luis Vilches Arenas Dep. Ingeniería Química Ambiental Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 Trabajo Fin de Grado: Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal Autora: Elena Coleto Cano Tutor: Fernando Vidal Barrero y Luis Vilches Arenas El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2019 El Secretario del Tribunal Agradecimientos En primer lugar, agradecer a mis profesores la oportunidad de llevar a cabo este proyecto y de enseñarme cómo funciona el mundo de la ingeniería. A los maestros de laboratorio Diego Muñoz, María Teresa Ruiz, Juan Martín y Jesús Ferrera, por guiarme dentro del laboratorio, enseñándome cómo se debe trabajar y ayudándome en todas mis necesidades. A la cooperativa Comando Cervecero S.A. y a todos sus socios, que con su colaboración han hecho posible el desarrollo de este estudio, fomentando la investigación y brindando oportunidades a jóvenes universitarios. A mi familia, sobre todo a mis padres, que han confiado siempre en mí y me han permitido llegar hasta aquí, sufriendo mis agobios a lo largo de mi vida como estudiante. Por último, y no menos importante, a mis amigos que han sido un fuerte pilar, y en especial, a mis compañeros de piso, quienes me han acompañado en el camino y con los que he compartido grandes momentos. Elena Coleto Cano Sevilla, 2019 Resumen En este proyecto, se ha elaborado un estudio sobre el tratamiento del agua utilizada en la elaboración de cerveza artesanal de una microcervecería, situada en la localidad de Jerez de la Frontera (Cádiz), Destraperlo S.A. Además, se han estudiado las propiedades del agua que afectan en dicha fabricación, planteando un tratamiento alternativo al llevado hasta ahora en la cooperativa, que se basa en la utilización de un equipo de ósmosis inversa. Así también, se ha realizado un estudio experimental de las propiedades finales de la cerveza, consistente en la comparación del tratamiento de agua antiguo y el propuesto en este proyecto. Esta comparación se efectuó mediante pruebas de laboratorio en las que se analizó la graduación alcohólica, el pH, el extracto real, el extracto seco primitivo, etc. Por último, en base a las conclusiones del trabajo, se discute el tratamiento óptimo que debe utilizarse. Índice de Figuras Figura 1. Producción española de cerveza en 2017 ..................................................................................... 5 Figura 2. a) Fenómeno de ósmosis b) Equilibrio c) Ósmosis inversa (Fnt: Fariñas M., 2013) ................... 16 Figura 3. PH-metro ...................................................................................................................................... 23 Figura 4. Agitador por imán ........................................................................................................................ 24 Figura 5. Equipo de destilación ................................................................................................................... 25 Figura 6. Placa calentadora .......................................................................................................................... 26 Figura 7. Picnómetro ................................................................................................................................... 27 Figura 8. Balanza analítica .......................................................................................................................... 28 Figura 9. Equipo de filtración ...................................................................................................................... 28 Figura 10. Espectrofotómetro ...................................................................................................................... 29 Figura 11. Centrifugadora ............................................................................................................................ 30 Figura 12. Oxímetro .................................................................................................................................... 31 Figura 13. Tendencia alcalinidad-GF .......................................................................................................... 51 Figura 14. Tendencia EH-GF ...................................................................................................................... 52 Figura 15. Tendencia AR-GF ...................................................................................................................... 54 Figura 16. Tendencia ratio SO42-/Cl- - amargor .......................................................................................... 55 Figura 17. Tendencia alcalinidad-color ....................................................................................................... 56 Figura 18. Tendencia iones calcio-color ...................................................................................................... 57 Figura 19. Tendencia alcalinidad-A ............................................................................................................ 59 Figura 20. Tendencia EH-A ........................................................................................................................ 60 Notación A AEW AR ARA ARP APA BJCP EBC EH ER ESP GF IPA IBU OD Graduación alcohólica Tipo Andalusí-Ecológica-Weissbier Alcalinidad Residual Tipo Andalusí Red Ale Tipo Andalusí Robust Porter Tipo Andalusí Pale Ale Beer Judge Certification Program European Brewery Convention Effective Hardness (Dureza Efectiva) Extracto Real Extracto Seco Promitivo Grado de Fermentación Tipo Indian Pale Ale International Bittering Unit (Unidad Internacional de Amargor) Oxígeno Disuelto Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 1 1 ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y ALCANCE El presente proyecto comienza a idearse durante mi período de prácticas en la microcervecería Destraperlo Comando Cervecero S.A. de Jerez de la Frontera (Cádiz). Destraperlo Comando Cervecero S.A. es una cooperativa que apareció hace tres años, aunque cuenta con más de 11 años de experiencia en la elaboración de cerveza artesanal. En este estudio se analizan cinco de los seis estilos fabricados: rubia (APA), trigo (AEW), colorá (ARA), negra (ARP), IPA (IPA) y Matajare, esta última incorporada muy recientemente, siendo la razón por la que no se incluyó en este trabajo. Esta entidad está integrada por un grupo de amigos, Tomás Sánchez, el maestro cervecero, María José Grande y Rodrigo Moreno, ayudantes de producción, Nicolás Bengoa y José María García, socios de capital, e Irene Roldós, administrativa. Dicha colaboración surge por la necesidad de reducir gastos. Para ello, se plantea la posibilidad de crear un tratamiento alternativo en el agua utilizada que permita abaratar costes. Actualmente se utiliza un equipo de ósmosis inversa, que requiere recambio frecuente y que supone importantes costes. Los objetivos del proyecto se exponen a continuación. Objetivo 1: Estudio general de las propiedades del agua en la elaboración artesanal de cerveza y los valores óptimos según el estilo. Objetivo 2: Comparación entre dos tratamientos de agua previos a la elaboración de cerveza, uno de ellos, utilizando un equipo de ósmosis inversa y el otro, añadiendo sales. Objetivo 3: Conseguir un ahorro económico anual en la producción de cerveza artesanal. 2 Asimismo, en este proyecto se lleva a cabo la caracterización de los cinco estilos de cerveza fabricados en Destraperlo, tanto con tratamiento de ósmosis inversa como con el tratamiento de sales. Dicho tratamiento de agua puede extrapolarse para cualquier fabricante que produzca los estilos estudiados. Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 3 2 INTRODUCCIÓN La cerveza es una bebida fermentada cuyo ingrediente principal es el agua, que constituye aproximadamente el 90% (Gigliarelli, Noventa por ciento AGUA. Revista MASH, 2014). Las materias primas necesarias en su producción, además del agua, son cereales germinados, principalmente cebada, flores de lúpulo, que la aromatizan y levadura (Estrella Pedro, 2001). El proceso de elaboración lleva realizándose miles de años, probablemente apareció con el sedentarismo de recolectores. Los restos arqueológicos más antiguos datan de fábricas cerveceras pertenecientes al año 3500 a.C. También en el antiguo Egipto existen ilustraciones y objetos que muestran una elaboración de cerveza a gran escala. Estos conocimientos pasan a Europa donde se populariza por su gran cantidad de nutrientes y por considerarse libre de gérmenes. Fue en los monasterios en el siglo XIV donde empezaron a formarse las primeras fábricas cerveceras. En esa época el desarrollo industrial era muy pobre, lo que conllevó a que en cada zona, según las propiedades del agua, se establecieran diferentes estilos, por ejemplo el estilo Burton-on-Trent es característico de una zona de Inglaterra donde el agua está muy sulfatada y es de alta dureza y alcalinidad. En 1516, se firma en Alemania el “Reinheitsgebot” (Ley de Pureza Bávara) que establece la malta, el lúpulo y el agua como los únicos ingredientes para la fabricación de cerveza. A partir de la revolución industrial comienza el verdadero desarrollo de la fabricación de cerveza, gracias a diferentes inventos e investigaciones que van apareciendo, como son la cámara frigorífica (Carl von Linde, 1876), avances en la fermentación que se atribuyeron a la actividad de microorganismos (Louis Pasteur, 1860), nuevos métodos en cultivos de levaduras, etc. En 1879, Lorenz Enzinger produjo un cambio revolucionario en la elaboración de cerveza, implantando que se filtre. Los primeros métodos de filtración fueron masa filtrante, kieselgur (roca sedimentaria, parecida a la tiza, compuesta de restos de esqueletos de diatomeas, diminutas plantas marinas relacionadas con las algas) y otros medios. 4 Se crea un gran número de industrias cerveceras centradas en su mayoría en la producción de cerveza lager, como Schultheuss Brauerei (Alemania, 1843), Carlsberg (Dinamarca, 1857), Heineken (Holanda, 1863), Estrella Damm (España, 1876) y San Miguel (España, 1890). También aparecen laboratorios y centros de enseñanza donde se fomenta el conocimiento de la fabricación de cerveza, se elaboran métodos de análisis estandarizados que dan lugar a organizaciones cerveceras, así como a las federaciones cerveceras de varios países. A finales del siglo XIX, comienza a utilizarse el acero inoxidable, lo que proporciona grandes ventajas en el almacenamiento y en la automatización de la limpieza. Además en el siglo XX, se empiezan a desarrollar las malterías comerciales, de modo que por un lado se crea el proceso de elaboración de malta y por otro, la fabricación de cerveza, llevados a cabo en diferentes lugares (Almajo Pablos, 2015). Hoy día, las grandes fábricas cerveceras de baja fermentación son las que producen casi la totalidad de la cerveza vendida en el mundo. En estos últimos años, están empezando a hacerse un hueco en el mercado las microcervecerías con sus producciones de cerveza artesanal, normalmente de alta fermentación. Estas últimas se caracterizan por: - Producción anual baja. - Se elaboran diferentes estilos y existen colaboraciones con otras microcervecerías. - Se utilizan todo tipo de ingredientes con el fin aportar sabores y diferentes matices, aunque no se añaden aditivos químicos. - Las técnicas de elaboración varían según el estilo y según las características deseadas. - No suele utilizarse la pasteurización ya que eliminaría parte de los aromas. - No hay alta automatización, el hombre tiene que intervenir en el proceso de elaboración. - El presupuesto dedicado a la publicidad es muy reducido, se recurre mucho a las redes sociales y se exhiben en mercados artesanales. Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 5 La Figura 1, extraída del “Informe Socioeconómico del Sector de la Cerveza en España” muestra las principales productoras de cerveza. Figura 1. Producción española de cerveza en 2017 La producción española de cerveza en 2017 es de 37,6 millones de hectolitros, de los cuales el 98.9% es de baja fermentación, mientras que la producción de cerveza artesanal, en general de alta fermentación, cubre tan solo el 1,1% (Cerveceros de España and Ministerio de Agricultura, 2017). Aun así, es un mercado que aumenta año tras año, y como consecuencia comienzan a estilarse los craft breweries, bares con producción propia de cerveza. El presente proyecto se basa en la producción de la microcervecería gaditana Destraperlo que cuenta con una producción de 600 L semanales y cinco estilos diferentes de cerveza. 6 3 EL AGUA EN ELABORACIÓN DE CERVEZA Las materias primas necesarias para la elaboración de cerveza son malta de cebada, agua, levadura y lúpulo. Se le pueden añadir otros componentes con el fin de mejorar sus propiedades finales, entre otros, cereales no malteados, sustancias ricas en almidón, que consiguen mayor estabilidad en la espuma, o especias, hierbas o vegetales para obtener diferentes aromas y sabores. 3.1 Propiedades generales del agua Como ya se ha mencionado, el agua es uno de los constituyentes principales en la elaboración de cerveza. Sus características dependen en gran parte de la calidad del agua, siendo esta última un parámetro que interesa conocer y tener bajo control. El agua lleva disuelta en su seno sales que intervienen en las reacciones producidas durante la maceración, algunos de los cuales también contribuyen en el perfil sensorial, y por tanto en el producto final. Además, las propiedades del agua influyen en la actividad de la levadura, condicionando la transformación de azúcares en alcohol. Se relacionan a continuación aquellos parámetros más influyentes en la fabricación de cerveza. 3.1.1 PH El control del pH es importante durante la maceración, pues para que las enzimas reacciones bien, se requiere un rango de pH de 5,1-5,5, aunque el ideal es 5,2. Utilizando agua desmineralizada y 100% de malta base se obtiene un pH de 5,8. Las maltas oscuras son ácidas, añadiendo un 20% de maltas oscuras se disminuye 0,5 el pH. Dentro del control del pH, la presencia de iones calcio es muy significativa, debido a que este reacciona con los fosfatos Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 7 de la malta, produciendo precipitado de fosfato de calcio y liberando iones H+, que reducen el pH, mientras que los carbonatos producen el efecto contrario, aumentando el pH de la mezcla. (Huxley, 2011) 3.1.2 Alcalinidad y dureza: Alcalinidad La alcalinidad es una medida de la capacidad de una solución de resistir cambios en el pH al añadirle ácidos. Depende de la cantidad de iones de bicarbonato, y en menor grado, de carbonato y de hidróxido presentes. Se calcula sumando las concentraciones de los iones recogidos en la siguiente ecuación: 𝐴𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑=[HCO3 −1]+2·[CO3 −2]+[OH−]−[H+] Otra medida de la alcalinidad es ppm de CaCO3, la cual permite comparar dureza y alcalinidad. Se calcula dividiendo dicho resultado entre 1,22. Una alta alcalinidad durante el macerado supone una disminución en la extracción de azúcares y un aumento en la de taninos. Paul Kohlbach, durante el siglo XX, descubre que el calcio y el magnesio, este último en menor medida, reaccionan con compuestos fosfatados produciendo ácidos que neutralizan esta alcalinidad, y nombra como alcalinidad residual, AR, aquella que no haya sido neutralizada (Gigliarelli, Noventa por ciento AGUA. Revista MASH, 2014). Este parámetro es importante para la determinación del agua a utilizar. Se calcula con la fórmula de Kohlbach en meq/L (Palmer, 2015): 𝐴𝑅= 𝐴𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑−([𝐶𝑎2+] 3,5 +[𝑀𝑔2+] 7) 14 característica sequedad en el acabado. El amargor es de medio a bajo y es de cuerpo medio-ligero. 3.2.4 Tipo Andalusí Robust Porter Cerveza de estilo Robust Porter, cuenta con seis tipos de malta y cinco variedades de lúpulo. De aspecto oscuro, de marrón medio a marrón muy oscuro, cercano al negro debido a las maltas tostadas y a las uvas pasas moscatel. Debe tener un aroma notable a asado y opcionalmente a malta, y su sabor presenta un carácter de malta ligeramente quemada con sequedad tostada al final. 3.2.5 Tipo Indian Pale Ale Cerveza de estilo American IPA, elaborada con dos tipos de malta de cebada y cinco variedades de lúpulo, lo que le proporciona el amargor característico de este estilo. Tiene un aroma intenso a cítrico, floral, resinoso y/o afrutado, este último debido al lúpulo o a los ésteres. El sabor del lúpulo es de medio a alto promocionando un amargor fuerte que puede persistir en el regusto pero no debe durar. Su color es similar al oro. 3.3 Tratamiento propuesto para el agua jerezana según el estilo de cerveza La fábrica colaboradora, como ya se ha mencionado, se encuentra en la localidad de Jerez de la Frontera (Cádiz), y utiliza agua de red para la elaboración de cerveza. La Tabla 1 recoge la composición de este agua, mostrando las cantidades de los iones más importantes para la elaboración de cerveza. Contiene otras muchas sustancias, pudiéndose observar el análisis completo en el Anexo II. El tratamiento que recibe el agua hasta ahora en la cooperativa, se basa en el Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 15 fenómeno de ósmosis inversa. En este proyecto se plantea un tratamiento alternativo, consistente en la adición de sales con el fin de obtener el perfil óptimo de sales para cada estilo de cerveza. Ca2+ Mg2+ Na+ SO42- Clmg/L 58,0 11,5 29,9 77,1 47,9 Fe+/Fe2+ Zn2+ Mn2+ Cu+ HCO3- mg/L 0,015 0,02 0,005 <0,1 213,5 Tabla 1. Perfil agua jerezana TRATAMIENTO 1: ÓSMOSIS INVERSA Es el tratamiento usado actualmente en la microcervecería, consiste en la utilización de un equipo de ósmosis inversa con el que se consiguen eliminar los iones del agua de red prácticamente en su totalidad. La ósmosis natural se define como el fenómeno físico en el que un solvente de una disolución pasa de una zona a otra, separadas por una membrana semipermeable debido al gradiente de concentración entre ambas zonas. El flujo de agua a través de la membrana cesa cuando la diferencia de alturas entre las dos zonas de agua de diferente concentración alcanza un determinado valor. Esta diferencia de alturas, que se puede observar en la Figura 2b), se corresponde con la diferencia de presiones osmóticas entre ambas disoluciones (Cabezas, 2013). 16 a) b) c) Figura 2. a) Fenómeno de ósmosis b) Equilibrio c) Ósmosis inversa (Fnt: Fariñas M., 2013) De modo que la ósmosis inversa es aquella en la que aplicando presión al agua se fuerza a las moléculas de agua a atravesar la membrana semipermeable quedando en la otra zona las sales e impurezas. Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 17 El equipo utilizado es RO DEPURA-CP 500 FD 1:1, con cinco etapas de filtrado. Utiliza membrana de 500gpd y usa tecnología de flujo lateral (Depuraguas), en la Tabla 2 se recogen sus características técnicas. Salinidad máxima (mg/L) 1500 Límite de presión (bar) 2,5-5,6 Temperatura (ºC) 5-35 Rendimientos variable Complementos Sensor de fugas Conectores rápidos Programador automático Tabla 2. Propiedades equipo ósmosis inversa TRATAMIENTO 2: AGUA DE RED + ADICIÓN DE SALES Como ya se ha indicado, uno de los objetivos del proyecto consiste en comprobar si existe mejoría en las propiedades de la cerveza al hacer uso de agua tratada con diferentes sales, de modo que se obtengan los perfiles óptimos. Se parte de agua corriente del grifo de Jerez con la composición indicada en la Tabla 1. Los iones Ca2+, Mg2+, Na+, SO42-, Cl- y HCO3-, como ya se ha dicho, son los más importantes en la elaboración de cerveza, pues determinan sus propiedades, por tanto, serán los estudiados a lo largo del proyecto. Para la elaboración se llena el tanque destinado para la primera cocción y en este se añade la cantidad requerida de sales, que varía según el estilo a elaborar. Los minerales con los que se trabaja se presentan a continuación. 18 SAL GYPSON (CaSO4·2H2O): Yeso, es la más común de estas sales. Se añade para aumentar la dureza permanente del agua utilizada y provoca una disminución del pH, dando lugar a cervezas con más cuerpo. No es fácil de disolver por lo que será necesario mantenerlo vigilado durante el macerado. Proporciona un sabor seco, ligeramente astringente y chispeante (Whistler). SAL COMÚN (NaCl): es una sal de aspecto cristalino, de color blanco y muy abundante en la naturaleza, puede encontrarse en grandes masas sólidas o disuelto en el agua marina. Con el cloruro se aporta una percepción más completa, suavizando el resultado final, aumentando el sabor maltoso y mitigando los efectos del sulfato, mientras que el sodio aportará sabores salados cuando supere los 150 ppm. SAL EPSON (MgSO4·7H2O): su nombre proviene de un manantial salino amargo en Surrey, Inglaterra, donde se obtuvo por primera vez. Son pequeños cristales incoloros con aspecto similar a la sal común. Añadir una pequeña cantidad de sales Epsom al macerado contribuye de manera muy favorable al sabor final del producto, el magnesio reduce el pH en el macerado y el sulfato afecta a la nitidez, amargor y sequedad en la percepción del sabor (Sal de Epsom, 2017). CLORURO DE CALCIO (CaCl2): se utiliza para introducir dureza permanente e iones cloruro y disminuye el pH. Se puede utilizar en conjunción o como sustitutivo del yeso. La ventaja sobre el yeso es que da más cuerpo y un ligero dulzor, gracias a los iones cloruro. También hay que tener en cuenta la cantidad máxima de iones cloruro que acepta la receta. BICARBONATO DE SODIO (NaHCO3): es un sólido cristalino de color blanco, soluble en agua, con sabor alcalino, similar al del carbonato de calcio, se puede encontrar en la naturaleza o producirse de manera artificial. Aporta dureza Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 19 temporal y aumenta el pH, quedando una mezcla más alcalina. CARBONATO DE CALCIO (CaCO3): se utiliza para agregar dureza temporal, pero no es muy soluble. En general, usado para ayudar a aumentar el pH durante el macerado de cervezas oscuras. Para cada estilo de cerveza, el perfil óptimo de iones varía, por ello la cantidad de sales añadida también será diferente (Kruger, 2017). A continuación, en la Tabla 3, se presentan los perfiles óptimos que cada estilo de cerveza requiere y en la Tabla 4, las cantidades de sales a añadir en cada estilo, calculadas con el programa BeerSmith2 (BeerSmith2, 2017). Dicho programa, aparte de las muchísimas recetas que recoge, cuenta con una serie de herramientas, entre las que se encuentra una calculadora de perfiles de agua. En esta sección, introduces el perfil de agua del que partes, agua jerezana de red, y los perfiles óptimos de los iones de cada estilo de cerveza analizado, recogidos en el Anexo I. De este modo se obtienen los gramos de cada sal que se debe añadir en los diferentes estilos. Ca2+ Mg2+ Na+ SO42- Cl- HCO3- APA 50-150 0-10 0-20 100-400 0-100 0-150 AEW 50-100 0-20 0-30 0-50 50-100 0-100 ARA 50-100 0-10 0-20 100-300 50-100 50-150 ARP 50-75 10-30 0-50 50-150 50-150 100-200 IPA 50-150 0-10 0-50 100-400 0-100 50-150 Tabla 3. Rango de los perfiles óptimos según el estilo de cerveza (ppm) 20 CaSO4 NaCl MgSO4 CaCl2 NaHCO3 CaCO3 APA 32,2 0,0 17,3 9,5 8,4 1,6 AEW 0,0 0,0 6,6 15,4 6,5 8,7 ARA 17,6 0,0 24,8 14,2 11,3 1,8 ARP 0,0 0,0 25,3 19,5 15,8 4,9 IPA 33,8 0,0 15,2 9,7 13,1 0,3 Tabla 4. Cantidad (g) de sales añadidas a cada estilo para 100 L de agua (BeerSmith2) Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 21 4 MATERIALES Y MÉTODOS En este apartado se describirán equipos, instrumentos, reactivos y procedimientos utilizados en el trabajo experimental. Los ensayos experimentales, realizados con muestras de cerveza con diferente tratamiento de agua en su elaboración, tienen como objetivo la comparación de algunas de las propiedades más importantes a evaluar en la cerveza, permitiendo la determinación del tratamiento más idóneo, además de una caracterización de dicha cerveza. 4.1 Instrumentación, materiales y equipo 4.1.1 Reactivos 4.1.1.1 Agua Se ha utilizado agua de grado 1 según la norma UNE-EN ISO 3696:1996. Preparada por tratamiento adicional del agua de grado 2, se produce agua con niveles mínimos de componentes ionizados. Se obtiene por una desionización seguida de un proceso de destilación y ósmosis inversa. 4.1.1.2 Disolución tampón pH 4,0 y 7,0 Disoluciones tampón para calibración de pH suministrada por CRISON. Necesarias para calibrar el instrumento para una correcta medida del pH. Cuentan con una tolerancia de ± 0,02. Su capacidad tampón es de 0,02 mol/L por unidad tampón y su valor de dilución es menor a 0,052. Son incoloras y de densidad aproximada de 1 g/cm3. 22 4.1.1.3 Ácido clorhídrico 3 N Ácido clorhídrico al 37% de riqueza suministrado por GlobalChem con una densidad de 1,19 g/mL y un peso molar de 36,46 g/mol. Requiere una preparación previa para obtener ácido clorhídrico de una concentración 3 N. 4.1.1.4 Isoctano Suministrado por Panreac. Tiene una riqueza del 99%, una densidad de 0,69 g/mL y un peso molar de 114,23 g/mol. 4.1.1.5 Cerveza Las muestras de cerveza con el tratamiento de ósmosis y el propuesto de adición de sales han sido suministradas por Destraperlo S.A., empresa colaboradora con este proyecto. 4.1.2 Instrumentación y equipos 4.1.2.1 PH-metro Se ha utilizado un pH-metro de marca CRISON modelo GLP 22. Aparte de esta función, también puede utilizarse como ionómetro, medida en mV. La escala de medida del pH está entre -2 y 16, con una resolución a elegir entre 0,1/0,01/0,001 y un error de medida menor o igual a 0,005. Tiene un rango de temperatura entre -20 y 150 0C, con una resolución de 0,1 y un error de medida igual o menor a 0,2. Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 23 Figura 3. PH-metro Las características del pH- metro se recogen en Tabla 5. Característica Valor Compensación temperatura Automática Por teclado o con sonda de temperatura Pt 1000 Entradas Conexión electrodo Compensación automática tra. Conexión teclado externo Salidas RS 232 C Alimentación 12 VDC 3,3 W 220 VCA Tabla 5. Características del pH-metro 30 4.1.2.9 Centrifugadora Equipo de la Figura 7, suministrado por JP SELECTA modelo MISTASEL-BL. Es una centrífuga con control electrónico y lectura digital, temporizador regulable y apertura de tapa electrónica. Figura 11. Centrifugadora Característica Valor Volumen máximo 400 mL Capacidad máxima de tubos 4 de 100 mL Dimensión 29x39x44 cm Consumo 210 W Peso 22 kg Nivel sonoro 50-60 dBA Alimentación 230 V. 50/60 Hz Tabla 9. Propiedades centrifugadora Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 31 4.1.2.10 Oxímetro Suministrado por WTW modelo OxiCal –SL. En la Figura 12 se muestra el medidor de oxígeno utilizado y en la Tabla 10 sus especificaciones. Figura 12. Oxímetro Característica Valor Máxima concentración 20 mg/L Máximo error ±0,5 % Máxima saturación 200 % Presión parcial máxima 200 mbar Rango de temperatura -5 a 105 0C Tabla 10. Propiedades oxímetro 32 4.1.2.11 Equipo de vidrio habitual Durante el trabajo en laboratorio se hace indispensable el uso de instrumentos y materiales. A continuación se enumeran dichos materiales utilizados: - Termómetro de mercurio de campo de medición de -10 a 110 0C. - Embudo de 100 mm de diámetro. - Matraz aforado de 100 y 10 mL de volumen. - Probeta graduada de 100 y 10 mL. - Soportes de laboratorio. - Pera de goma. - Pipetas graduadas de capacidad nominal de 1, 2, 10 y 20 mL. - Frasco lavador de 1000 mL de volumen. - Varilla agitadora de vidrio. - Vasos de precipitado de 50, 100, 250 y 500 mL. - Pinzas. - Material de seguridad: guantes, gafas protectoras. 4.2 Control de parámetros físico químicos y métodos 4.2.1 Grado alcohólico El alcohol se produce durante la primera etapa de fermentación, cuando las levaduras transforman la glucosa en etanol, liberando dióxido de carbono, aunque existen muchos otros subproductos que aportan perfume y aroma a la cerveza (Cedeño Briones & Mendoza Alonzo, 2016). Para la determinación del grado alcohólico en cerveza se utilizará el siguiente método (Seijas, 2005): - Preparación de la muestra: en primer lugar será necesario destilar la muestra debido a que la presencia de otros componentes que no sean alcohol y agua, puede falsear la medida. La destilación se realizará con Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 33 un equipo montado en el laboratorio, compuesto por una placa calentadora, un matraz, un tubo en T, una bola kjendahl, un termómetro, un refrigerador y una probeta (ver 4.1.2.4.). Se toman en un matraz 100 mL de cerveza, se desgasifica con un imán en un agitador magnético. Se filtra en un filtro de papel seco con ayuda de un embudo. Se recoge en el matraz del equipo montado para la destilación, se conecta al resto del equipo y se pone a calentar lentamente. - Procedimiento: los vapores obtenidos pasan por sistemas de refrigeración, se recoge el destilado condensado en una probeta que se mezcla con agua hasta rellenar el volumen inicial de cerveza (100 mL), midiéndose su densidad por picnometría y obteniéndose su graduación mediante las tablas disponibles en el BOE 23-10-1985, incluidas en el Anexo III. 4.2.2 PH La levadura necesita un pH entre 5,1 y 5,5 para su correcta multiplicación. Esta medida disminuye durante la fermentación debido al metabolismo celular, produciendo ácidos orgánicos y consumiendo aminoácidos y fosfatos primarios. El pH alcanza un mínimo de 3,8-4,4 y sube ligeramente al final de la fermentación, dando un rango entre 4,3-4,6, siendo algo menor en las cervezas de trigo (4,3-4,5) (Kunze, 2006). Para la determinación de la concentración de iones hidrógeno se utilizará un medidor de pH ajustado de 4,0 a 7,0 con una solución tampón. El material utilizado: a) Medidor de pH b) Electrodos de vidrio y/o de referencia c) Vaso de 100 mL para la valoración 34 d) Reactivos: solución tampón de pH 4,0±0,2 (200C), y el otro reactivo de pH 7,0±0,2 (200C) - Preparación de la muestra: en primer lugar será necesario calibrar el pH-metro, para lo que se utilizará una solución de pH 4,0 en la que se introduce el electrodo con un agitador y en el equipo se indica que es pH 4,0. Se hace lo mismo con la solución de pH 7,0. La muestra tendrá que estar totalmente desgasificada, para ello se utilizará un imán y una placa magnética y mantenerla a temperatura ambiente. - Procedimiento: se introducen los electrodos y se lee la medida. 4.2.3 Densidad La densidad específica se determina con la fermentación concluida, mayor densidad conlleva mayor graduación alcohólica. Se determina por picnometría (Orden de 15 de octubre de 1985, por la que se aprueban los métodos oficiales de análisis de cerveza. ). - Procedimiento: se mide el volumen del picnómetro. Para ello se pesa en una balanza analítica sensible a 0,0001g el picnómetro vacío y el picnómetro lleno de agua destilada a una temperatura conocida. Sabiendo la temperatura, la densidad se puede calcular. Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 35 Temperatura (0C) Densidad (kg/m3) 15 999,1 20 998,2 25 997,0 Tabla 11. Densidad del agua en función de la temperatura Medida la masa y establecida la densidad del agua se puede calcular el volumen que cabe en el picnómetro, y con esta medida y la masa de la muestra se obtiene su densidad. 4.2.4 Extracto real Describe la cantidad de azúcares extraídos del grano mediante microorganismos durante la fermentación. El extracto está formado por azúcares fermentables, dextrinas, proteínas, aminoácidos y otras sustancias, que junto al agua forman el mosto. Da información sobre la cantidad de extracto soluble que queda en la cerveza (Valdez Gurrola). Esta propiedad afecta bastante al cuerpo de la cerveza, cervezas muy fermentadas, es decir, con poco extracto soluble, se perciben más ligeras y secas, mientras que las poco fermentadas, promueven sabores dulces y mayor cuerpo, debido a que existe más cantidad de azúcares. Es la densidad final pero sin alcohol. Se calcula a partir del destilado sin etanol que queda tras la destilación, restableciendo su peso inicial con agua destilada (ACCE, 2012). En primer lugar, se enfría el destilado a 200C, se le añade el agua y se determina su densidad por picnometría. Con las tablas proporcionadas por el BOE 23-10-85, incluidas en el Anexo III, y con la medida de la densidad calculada se obtiene el extracto real. 36 4.2.5 Extracto seco primitivo Representa el porcentaje de componentes orgánicos presentes en el mosto antes de la fermentación, a excepción del agua. Da información sobre la densidad inicial del mosto. Se calcula a partir del extracto real y la graduación alcohólica usando la fórmula de Balling (Speers): 𝐸𝑆𝑃 = 100·2,0665·𝐴+𝐸𝑟 100+1,0665·𝐴 A: graduación alcohólica (gramos/100gramos) Er: extracto real de la cerveza (gramos/100gramos) 4.2.6 Grado de fermentación Es el porcentaje fermentado de los componentes orgánicos del mosto, se calcula mediante el extracto real y el extracto seco primitivo, previamente explicados. 𝐺𝐹(%)=100·(1− 𝐸𝑅 𝐸𝑆𝑃)·( 1 1−(0,005161·𝐸𝑅)) GF: grado de fermentación en % ER: extracto real ESP: extracto seco primitivo Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 37 4.2.7 Color El color depende de las maltas utilizadas. Mientras que las maltas base, como la Pilsner o la Pale, aportan un color amarillo pálido base, las maltas coloreadas dan cuerpo, carácter y color, entre las que se encuentran la Cristal, la Chocolate o la Negra. La malta es un cereal germinado, secado y horneado, y su color es función del tiempo y temperatura de horneado. Mayor nivel de tostado implica colores más oscuros. Aunque no es imprescindible, una receta suele llevar una mezcla de maltas. En el cocimiento se forman las materias colorantes por oxidación de taninos (Estrella Pedro, 2001)(Koroluk, 2017). Para su determinación se utilizará el método espectrofotométrico a 430 nm. El color expresado en 0EBC, se calcula mediante una conversión de un factor predefinido (Gigliarelli, El color de la cerveza. Revista MASH, 2008). 0EBC=25·A430 Siendo A430 la absorbancia a una longitud de onda de 430nm (European Brewery Convention, 2004)(MEBAK, 2002). - Preparación de la muestra: se necesita una muestra muy limpia, es decir, hay que eliminar la turbidez. Para ello se desgasifica con un agitador magnético y se filtra mediante un equipo de filtración a vacío con filtros de 0,45 μm. - Procedimiento: se llena con el mosto filtrado una cubeta de cuarzo de 1 cm, se introduce en el espectrofotómetro y se mide la absorbancia a 430. 38 4.2.8 Amargor Es el sabor que proviene principalmente del lúpulo y también de otros compuestos como taninos, proteínas, y subproductos de las levaduras contenidos en la cerveza. El IBU es el número de compuestos amargantes, específicamente ácidos isomerizados y oxidados, polifenoles y otros productos químicos amargos. Para su determinación se medirán las sustancias amargas, en particular los αisoácidos, que se extraen de la muestra acidificada mediante isoctano. Su composición se mide por espectofotometría en el espectro UV. También se calcula por una conversión: 0IBU=50·A275 Siendo A275 la absorbancia a 275 nm (European Brewery Convention, 2004). - Preparación de la muestra: se pipetean 10 mL de la muestra en un tubo para centrífuga de vidrio, acidificada con 1 mL de ácido clorhídrico 3N, al que se añaden 20 mL de isoctano y se agitan hasta que quede bien mezclado, de modo que se asegure que los ácidos han pasado a la otra fase. Se centrifuga a 3000 rpm durante 15 minutos para separar ambas fases. - Procedimiento: se extrae la fase superior, la del isoctano, mediante una pipeta y se rellena la cubeta de cuarzo de 10 mm. Se introduce en el espectrofotómetro y se mide la absorbancia a 275 nm (Rodríguez, 2003). Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 39 4.2.9 O2 disuelto El OD es necesario para la respiración de microorganismos u otras formas de vida aerobias. El único momento en donde se requiere oxigenación es en la inoculación de la levadura, ya que es un factor crítico para una buena fermentación, pues es clave para el crecimiento, desarrollo y reproducción de la levadura. Para la determinación de la cantidad de oxígeno disuelto se utilizará el método electrométrico. Se basa en la tasa de difusión del O2 a través de una membrana permeable de O2, la cual recubre el elemento sensible de un electrodo y actúa como barrera ante impurezas que intervienen en la medida (Hach, 2014)(Laboratorio de Química Ambiental, 1997). - Preparación de la muestra: se calibrará el electrodo de membrana sensible al oxígeno por medio de lecturas al aire o a muestras de concentración conocida, según indique el fabricante. La muestra se verterá en un vaso de precipitado cuidadosamente, sin agitarla y sin que permanezca en contacto con el aire, ya que la medida se falsearía. - Procedimiento: se introducirá el electrodo en la muestra y se leerá la medida del oxígeno disuelto. El intervalo para la cerveza embotellada es de 20-50 ppb. 46 maceración para la extracción de azúcares y a las levaduras durante la fermentación para la transformación de azúcares en etanol. La graduación alcohólica es superior en la muestra AEW2, debido a que la cantidad de azúcar transformada es mayor. Sin embargo, los valores de las densidades iniciales y finales de AEW1 y AEW2 tienen valores muy próximos. En la Tabla 15 se recoge la comparación de los valores obtenidos con los rangos propuestos en la BJCP. Característica AEW1 AEW2 BJCP 2015 Graduación alcohólica (%v/v) 4,00 5,60 4,3-5,6 Densidad inicial (kg/L) 1039 1038 1044-1052 Densidad final(kg/L) 1001 1000 1010-1014 Color (0EBC) 5,0 5,1 4-15 Amargor (IBU) 9,05 9,55 8-15 Tabla 15. Comparación AEW con la guía de BJCP 2015 Ambos tratamientos promueven una cerveza de características similares, con tres propiedades, %alcohólico, color y amargor, dentro del rango recomendado por la BJCP, mientras que la densidad inicial y final no alcanzan el límite inferior, 1044 y 1010 kg/L, respectivamente. Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 47 5.2.3 Ensayos de Tipo Andalusí Red Ale Los resultados del grado de fermentación obtenidos a partir de los ensayos de la cerveza Colorá arrojan que el grado de fermentación en el caso de ARA1 es 69,86 mientras que en ARA2 es de 64,50. Para este estilo, el tratamiento de sales no mejora la cantidad de azúcares convertidos por las levaduras (ESP disminuye), pero sí mejora el trabajo de las enzimas, ya que el ESP es mayor en ARA2. Se esperaba una disminución de la graduación alcohólica en ARA2 debido a que el grado de fermentación disminuye, sin embargo, los ensayos de refractometría muestran que este aumenta. Aunque la densidad promedio final de ARA2 es mayor, indicativo de que tiene mayor cuerpo y por tanto más azúcares. La Tabla 16 recoge los valores promedio que entran dentro del rango propuesto por la BJCP. Característica ARA1 ARA2 BJCP 2015 Graduación alcohólica (%v/v) 6,41 6,72 4,0-6,0 Densidad inicial (kg/L) 1063 1063 1044-1060 Densidad final(kg/L) 1008 1012 1010-1014 Color (0EBC) 36,1 38,3 18-35 Amargor (IBU) 19,3 21,8 17-28 Tabla 16. Comparación ARA con la guía de BJCP 2015 Haciendo un balance en la tabla anterior, se concluye que el tratamiento de 48 sales promueve una cerveza con más propiedades dentro de los rangos de la BJCP. Aunque el grado de fermentación disminuya de ARA1 a ARA2, ambas cervezas tienen propiedades similares, incluso mejorando para el caso de ARA2. 5.2.4 Ensayos de Tipo Andalusí Robust Porter Los ensayos de la cerveza ARP muestran que para este estilo también disminuye el grado de fermentación, obteniéndose un valor promedio de 69,8% para ARP1 y de 61,3% para ARP2. Las sales en este caso no promocionan la extracción de componentes orgánicos, ya que el ESP disminuye; ni favorecen el metabolismo de la levadura debido a que el ER aumenta. De nuevo, al haberse transformado menos azúcares en ARP2, la cantidad de alcohol formada es menor y la graduación alcohólica disminuye. En la Tabla 17 se recoge la comparación de los valores promedio con los rangos de la BJCP. Característica ARP1 ARP2 BJCP 2015 Graduación alcohólica (%v/v) 8,92 7,09 4,8-6,5 Densidad inicial (kg/L) 1075 1038 1048-1065 Densidad final(kg/L) 1012 1016 1012-1016 Color (0EBC) 75 75 43-70 Amargor (IBU) 22,50 20,35 25-50 Tabla 17. Comparación ARP con la guía de BJCP 2015 Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 49 Pese a que la BJCP recomienda para este estilo un color entre 43,3-68,9 0EBC, la EBC considera aceptables valores superiores a los 75 0EBC para cervezas Porter. Las muestras arrojan que solo dos propiedades entran dentro de los rangos propuestos, considerándose aceptables ambos tratamientos. 5.2.5 Ensayos de Tipo Indian Pale Ale El grado de fermentación es más bajo cuando se agrega el tratamiento de sales, disminuyendo un 6,4%. Esto se debe a que las levaduras trabajan peor (ER aumenta) y que la extracción de compuestos orgánicos en la maceración disminuye (ESP disminuye). La graduación alcohólica vuelve a ser menor. Si el trabajo de la levadura remite, la cantidad de alcohol formada también. La Tabla 18 recoge qué parámetros entran en los rangos propuestos por la BJCP 2015. Característica IPA1 IPA2 BJCP 2015 Graduación alcohólica (%v/v) 6,80 5,94 5,5-7,5 Densidad inicial (kg/L) 1053 1051 1056-1075 Densidad final(kg/L) 1005 1006 1010-1018 Color (0EBC) 14,0 10,1 11-30 Amargor (IBU) 49,40 40,10 40-70 Tabla 18. Comparación IPA con la guía de BJCP 2015 50 Estrictamente en el balance global, más propiedades de IPA1 entran dentro de los rangos, pues el valor del color de I2, dicta 0,9 0EBC del límite inferior. Pudiendo considerarse que las tres propiedades son aptas según la BJCP. 5.3 Tendencias iones-propiedades En esta sección se va a analizar las tendencias que adoptan algunas de las propiedades en función de la cantidad de iones. Dado que el tratamiento 1, de ósmosis inversa proporciona un blanco (no tiene ningún ión), se estudiarán las diferencias de los resultados obtenidos. 5.3.1 Bicarbonato-GF El bicarbonato como se ha visto en el apartado 3.1.2 está directamente relacionado con la alcalinidad (ppm CaCO3), pudiéndose calcular con la siguiente ecuación: 𝐴𝐿𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 =[𝐻𝐶𝑂3 0] 1,22 La Tabla 19 y la Figura 13 recogen las diferencias de la alcalinidad y el GF entre tratamientos. Para todos los estilos, a excepción de AEW, se observa una clara tendencia de que al aumentar la alcalinidad, y por tanto el bicarbonato, la diferencia entre GF se hace mayor, es decir, el GF, se hace aún más pequeño en el tratamiento 2. Esta tendencia, confirma que el bicarbonato no es beneficioso para la extracción de azúcares durante el macerado, ya que produce la reducción de azúcares extraídos y así su GF Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 51 Muestra ∆Alcalinidad (ppm CaCO3) ∆GF (%) APA 232 -2,05378236 ARA 250 -5,36296542 IPA 254 -6,41002885 AEW 256 6,63363803 ARP 292 -8,42630804 Tabla 19. Tendencia alcalinidad-GF Figura 13. Tendencia alcalinidad-GF 5.3.2 Calcio/magnesio-GF En el apartado 3.1.2 se menciona la dureza efectiva, la cual está directamente relacionada con la cantidad de iones calcio y magnesio presentes en el mosto. Dichos iones influyen en pH del mash y por tanto en el GF. Al igual que en el apartado anterior, se observa para todos los estilos, a excepción de la AEW, que al añadir calcio y magnesio, la diferencia de grados de fermentación se hace menor. Tomando los puntos opuestos, de máxima y -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 APA ARA IPA AEW ARP ppm CaCO3 Estilo Alcalinidad GF ∆GF (%)∆GF (%) 52 mínima dureza efectiva, se obtiene la tendencia de que una mayor cantidad de calcio y magnesio, provoca menor diferencia en el GF. Lo cual indica que la adición calcio y magnesio ha sido efectivo, pues favorecen la extracción de azúcares durante el macerado, aumentando así el GF. Muestra ∆EH (ppm CaCO3) ∆GF (%) AEW 107 6,634 ARP 115 -8,426 ARA 125 -5,363 IPA 133 -6,410 APA 135 -2,054 Tabla 20. Tendencia EH-GF Figura 14. Tendencia EH-GF -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 -50 -30 -10 10 30 50 70 90 110 130 150 AEW ARP ARA IPA APA ppm CaCO3 Estilo Dureza efect GF ∆GF (%) Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 53 5.3.3 AR-GF La alcalinidad residual, AR, depende de la cantidad de calcio, magnesio y bicarbonato, poniendo en juego los tres iones más importantes en la elaboración de cerveza. Se calcula con la fórmula de Kolbach mencionada en el apartado 3.1.2, resulta la siguiente ecuación, en la que se entra con las cantidades de cada ión en ppm, y se obtiene la AR, en ppm de CaCO3: 𝐴𝑅 =𝑝𝑝𝑚 𝐻𝐶𝑂3 − 1,22 −(𝑝𝑝𝑚 𝐶𝑎2+ 1,4 +𝑝𝑝𝑚 𝑀𝑔2+ 1,7 ) Analizando las diferencias entre AR y GF se obtienen la Tabla 21 y la Figura 15 expuestas a continuación. De nuevo la AEW es la única en aumentar el GF, para el resto disminuye. Al aumentar la AR, la diferencia del GF se hace más grande, volviéndose a confirmar la interactuación entre iones. Una mayor diferencia entre bicarbonato y calcio/magnesio, conlleva a un menor GF. Muestras ∆AR ∆GF APA 98 -2,054 IPA 121 -6,410 ARA 126 -5,363 AEW 149 6,634 ARP 177 -8,426 Tabla 21. Tendencia AR-GF 54 Figura 15. Tendencia AR-GF 5.3.4 Ratio SO42-/Cl- -amargor El ratio SO42-/Clinfluye en las propiedades sensoriales de la cerveza. Según su valor, la cerveza se clasificará en amarga, con un ratio de 2:1, o maltosa, de 1:2, para el caso intermedio, 1:1, será equilibrada. En la Tabla 22 y Figura 16 se muestran las diferencias entre ambos tratamientos, dado que para el tratamiento 1 es siempre 0, los valores presentados en la tabla coinciden con los del tratamiento 2, así como el balance sensorial del ratio. Se observa que las cervezas de ratio equilibrado, como la AEW y la ARP, la diferencia de amargor es baja (hasta ±2). El ratio equilibrado promoverá más o menos amargor según el estilo de cerveza elaborado, en la AEW, el tratamiento 2 aumenta ligeramente el amargor, sin embargo, en la ARP, disminuye. Mientras que las cervezas dentro del ratio 2:1, cuentan con una diferencia de amargor más notable (hasta ±13). En este caso, la IPA pese a poseer uno de los ratios más altos, la diferencia de amargor es positiva, es decir, el tratamiento 1 de ratio 0, cuenta con mayor amargor que la de tratamiento 2. Para los demás estilos de ratio 2:1, se obtiene la tendencia de a mayor ratio, mayor amargor, y viceversa. -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 -50 0 50 100 150 200 APA IPA ARA AEW ARP ppm CaCO3 Estilo AR GF ∆GF (%) Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 55 Muestra Ratio SO42-/Cl- Balance ratio ∆Amargor AEW 0,8 Equilibrada 0,5 ARP 1,2 Equilibrada -2,15 ARA 2,3 Amarga 2,5 IPA 3,4 Amarga -9,75 APA 3,5 Amarga 13,6 Tabla 22. Tendencia ratio SO42-/Cl- - amargor Figura 16. Tendencia ratio SO42-/Cl- - amargor 5.3.5 Bicarbonato-color El bicarbonato favorece la formación de polifenoles, los cuales afectan a la turbidez de la cerveza y así al color. Analizando las diferencias entre tratamiento 1 y 2, se obtienen los siguientes resultados (Tabla 23 y Figura 17). Estos arrojan que no existe un tendencia clara entre cantidad de bicarbonato y color. Esto probablemente se deba a que -15 -10 -5 0 5 10 15 AEW ARP ARA IPA APA Ratio SO42-/Cl- Estilo Ratio Amargor ∆Amargor (IBU) 62 6 CONCLUSIÓN En este proyecto se realiza el estudio e implementación de diferentes técnicas de preparación del agua para la elaboración de cerveza. Se recoge una visión global de cómo afectan las propiedades del agua en el proceso de fabricación. Además, presenta diferentes métodos para analizar las propiedades finales del producto acabado. A continuación se presenta un resumen de las conclusiones de este trabajo:  Se ha elaborado un estudio bibliográfico de las características e iones principales presentes en el agua, así como de las propiedades típicas medidas en la cerveza.  Basado en este estudio, se plantea un nuevo tratamiento del agua para cada estilo producido en Destraperlo S.A., cooperativa colaboradora, y se analiza el tratamiento hasta ahora empleado.  Tras la producción de cerveza, valiéndonos de los dos tratamientos mencionados, se analizan desde un punto de vista teórico-práctico sus propiedades típicas, con el fin de poder comparar las diferencias.  Los valores de las propiedades propuestas por la BJCP 2015, en su mayoría, mejoran al recibir el tratamiento de sales, en concreto, 2 de las 25 propiedades totales, que con el tratamiento 1 no entraban en los rangos, con el tratamiento 2, sí lo hacen, y otras dos se quedan muy cerca del límite. Estas propiedades son el color de la APA, la densidad final de la ARA, el amargor de la APA y la graduación alcohólica de la ARP.  Los iones calcio/magnesio y bicarbonato son los más importantes a la hora de elaborar un tratamiento de agua. Estos primeros, aumentan las reacciones enzimáticas en el macerado y favorecen el metabolismo de la levadura en la fermentación, afectando de forma positiva al GF y a la A. Mientras que el bicarbonato afecta negativamente. Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 63  Los iones sulfato y cloruro son suplementario entre sí, mayor cantidad de sulfato promueve sabores amargos, y el cloruro, maltosos. Al aumentar ratio de SO42-/Clel amargor conseguido es mayor.  Finalmente, con los resultados obtenidos en los ensayos, se concluye que la sustitución del tratamiento 1, de ósmosis inversa, por el tratamiento 2, de adición de sales, es favorable para la cooperativa. Se calcula que es económicamente favorable la sustitución, consiguiéndose hasta un 91% de ahorro. 64 7 BIBLIOGRAFÍA ACCE, A. d. (2012). La atenuación. Obtenido de http://cerveceroscaseros.com/ Almajo Pablos, M. (2015). Diseño de una micro-planta de fabricación de cerveza y estudio de técnicas y procesos de producción. Tesis graduado. UPC España. Aquajerez.es. (2017). Informe de ensayo. Obtenido de http://www.aquajerez.es/es/calidad-y-medioambiente/resultadosanalisis-completos Autor. (2012). Este es el ejemplo de una cita. Tesis Doctoral, 2(13). Autor, O. (2001). Otra cita distinta. revista, pág. 12. Beer Judge Certification Program, B. (2008). Tabla de perfiles de agua para cada estilo de cerveza. Obtenido de https://www.thebeertimes.com/ Beer Judge Certification Program, B. (2015). Beer Guideliness Style. Obtenido de https://bjcp.org/ BeerSmith2. (2017). Obtenido de http://beersmith.com/ Boto Fidalgo, J. A., & Boto Ordóñez, M. (2017). La cerveza. 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Obtenido de https://www.thebeertimes.com/ 68 8 ANEXO 8.1 Anexo I: Perfiles de agua para cada estilo de cerveza Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 69 8.2 Anexo II: Análisis del agua jerezana 2017 70 Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 71 78 Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 79 80 Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 81 82 Efecto del tratamiento del agua en la elaboración de la cerveza: aplicación en una microcervecería artesanal 83 8.4 Anexo IV: Diagrama de John Palmer de “How to Brew”