Nutrición de las fermentaciones para la elaboración de cerveza Dra. Sylvie Van Zandycke Gerenta de Ventas Técnicas Lallemand Brewing

Concepto general Nutrientes del mosto Levadura Cerveza

MOSTO (azúcares, aminoácidos, etc.) Ácidos (orgánicos y grasos) Alcoholes (etanol y aceite de fusel) Glicerol Ésteres Aldehídos y cetonas Compuestos de azufre Fenoles Compuestos autolíticos de la levadura CO 2 ¡Más levadura!

Los nutrientes de la levadura en el mosto  Carbohidratos (azúcares fermentables)  Fuentes de nitrógeno (principalmente aminoácidos)  Fuentes inorgánicas (P, S, Mg, Zn y otros minerales)  Oxígeno (requiere cerca del 25% de saturación del mosto)  Vitaminas, ácidos grasos y esteroles

La composición del mosto afecta:  La tasa de atenuación  El grado de atenuación  La cantidad de levadura producida  Las características de la cerveza

Fuentes de carbono de la levadura para la elaboración de cerveza  Hexosas: glucosa, fructosa  Fácilmente asimilados  Pentosas:  No se asimilan  Disacáridos: maltosa, sacarosa  Descompuestos y asimilados  Melibiosa (Ale=no/Lager=sí)  Trisacáridos: maltotriosa  Descompuestos y asimilados por algunas cepas  Oligosacáridos: maltodextrinas  No se asimilan  Polisacáridos: almidón  No se asimilan

Fuentes de nitrógeno de la levadura para la elaboración de cerveza  Proteínas  Péptidos  Aminoácidos  Sales amónicas (poca presencia en el mosto) NOTA: Las levaduras para la elaboración de cerveza usan aminoácidos y pequeños péptidos, pero no proteínas.

Fuentes inorgánicas de las levaduras para la elaboración de cerveza El fósforo, el azufre y el potasio generalmente son suficientes en el mosto Es posible que ocasionalmente los cationes metálicos no sean suficientes (y que las proporciones de iones metálicos sean subóptimas) Iones fundamentales en alta concentración: Mg Iones fundamentales en baja concentración: Zn, Ca, Fe, Mn Iones tóxicos en baja concentración: Pb, Cd, Cr, Hg, Cu, etc..

Consecuencias de un nivel bajo de nitrógeno asimilable en el mosto Un nivel bajo de nitrógeno disponible, especialmente en mostos de muy alta gravedad, por debajo de un umbral de unos 150 ml/l, puede “detener” una fermentación. Un mosto de malta únicamente y de gravedad estándar debería contener suficiente nitrógeno. Un nivel bajo de nitrógeno disponible, especialmente en mostos de muy alta gravedad, por debajo de un umbral de unos 150 ml/l, puede “detener” una fermentación. Un mosto de malta únicamente y de gravedad estándar debería contener suficiente nitrógeno.

Nutrición de la levadura posibles problemas para la fermentación  Espectro y disponibilidad de azúcares del mosto  Los mostos con alto contenido de glucosa pueden retardar la fermentación  Amino nitrógeno libre (FAN) insuficiente  Fermentación detenida, cambio en el perfil de sabor  Disponibilidad de iones metálicos  Bajos niveles de Zn, exceso de Ca, Mg insuficiente y Cu tóxico pueden dar como resultado el retraso o la detención de la fermentación  Deficiencia de vitaminas  Exceso de notas sulfurosas  Levadura estresada: deterioro de la absorción de nutrientes

Uso de nutrientes para compensar las deficiencias del mosto  Fermentaciones previsibles, rápidas y consistentes sin formación de sabores no deseados, especialmente si se reutiliza la levadura  Mayor producción de alcohol  La elaboración de cervezas de alta gravedad y gran cantidad de granos fermentables requiere de más nutrientes  A menudo, el Zn no es suficiente, incluso en mostos de malta únicamente  Reducción de diacetilo siempre según las especificaciones

Efectos típicos del alimento para levaduras*  Mejor producción de alcohol (mayor utilización de extractos)  Reducción del tiempo de fermentación (de 12 a 24 horas)  Mayor vitalidad de la levadura: protección contra el estrés  Mejor eliminación de diacetilo/especificación consistente del diacetilo  Control de componentes de sabor no deseados *Según la composición del alimento para levaduras

SERVOMYCES Saccharomyces cerevisiae Llamado Weihenstephan W 30 No ha sido modificado genéticamente Levadura enriquecida con Zinc

Zinc  Fermentación más rápida  Mejor floculación  Estimula la absorción de maltosa y maltotriosa  Estimula la síntesis de proteínas y el crecimiento de la levadura  Protege las enzimas  Estabiliza las proteínas y el sistema de membrana  Protege contra el estrés  Estimula la acumulación de trehalosa y glicógeno CH 3 CHO + CO 2 CH 3 CH 2 OH Acetaldehído + CO 2 Etanol Alcohol deshidrogenasa

Biodisponibilidad  Los estudios en humanos han demostrado que el complemento de Zn para levaduras tiene mayor biodisponibilidad que las sales de zinc, Tompkins et al., 2007, estudios de Lallemand  Asimismo, el producto enriquecido con levaduras tiene una mayor disponibilidad de zinc para la absorción de la levadura que el zinc mineral  Mayor eficiencia  Además otros nutrientes en baja concentración están biodisponibles debido a que la levadura está inactiva

Servomyces vs. zinc mineral

Resultados de la prueba de Servomyces Cervecería de EE. UU.

Propagación  Con cada división de la célula, la reserva interna de zinc se divide en célula madre y célula hija.  Fermentación: incremento de biomasa de 4 a 5 veces  Propagación: incremento de biomasa de 15 a 20 veces => reserva interna de zinc muy baja  Propagación más lenta y menos eficiente  Se requiere más Zn para la propagación que para la fermentación  Problemas de fermentación en cervezas de primera generación  Fermentación más lenta y detenida  Reposo de diacetilo más prolongado  Levadura menos floculenta

Propagación Días de propagación CiS [mio/ml] Extracto [% p/p] CiSCiS (levadura con Zn)ExtractoExtracto (levadura con Zn)

Alimento para levaduras Nutrientes combinados

Alimentos comerciales para levaduras Componentes disponibles  Aminoácidos (FAN): como hidrolizados de proteínas o agregados como aminoácidos individuales  Péptidos de bajo peso molecular  NH4 +  Factores de crecimiento (vitaminas)  Proteínas (no utilizables): ¿activas en la nucleación del CO 2 ?  Azufre/Fósforo  Zn/Cu/Mn/Ca (roles enzimáticos y estructurales)  ‘Cortezas’ de la levadura (paredes celulares dañadas) como fuente de esteroles/ácidos grasos  Ergosterol – costoso – ¿aceite de oliva?

Rendimiento de la fermentación Elaboración de cerveza estándar – Gen 1

Rendimiento de la fermentación Elaboración de cerveza estándar – Gen 6

Rendimiento de la fermentación Alta gravedad/gran cantidad de granos fermentables 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18, tiempo [día] Extracto [% p/p] ControlAF BDC E

Reutilización en serie  Estrés reiterado para la levadura  Disminución de la actividad de la levadura  La resistencia al estrés depende de la cepa  Contaminación  Derivación genética/mutación petite

Reutilización en serie: Nutrientes ,0 12,0 14,0 16,0 18, tiempo [día] Extracto [% p/p] ControlAF BDC E 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18, tiempo [día] Extracto [% p/p] ControlAF BDC E 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18, tiempo [día] Extracto [% p/p] ControlAF BDC E Gen 1 Gen 6 Gen 8

Conclusiones  El mosto de malta únicamente de gravedad estándar  Debería contener suficientes nutrientes PERO  es posible que los niveles de Zn sean muy bajos  Se puede contemplar la nutrición si la levadura se retarda al momento de la reutilización  El mosto de malta únicamente de alta gravedad  Requiere nutrición, en especial zinc  El mosto de alta gravedad con granos fermentables  Requiere nutrición completa incluida una fuente de nitrógeno  ¡Recuerde la biodisponibilidad!