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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
ELABORACIÓN DE CERVEZA AMBER ALE DE ALTA FERMENTACIÓN
SABORIZADA Y AROMATIZADA CON FRUTAS Y PLANTAS
AROMÁTICAS ECUATORIANAS
TRABAJO TITULACIÓN, MODALIDAD PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERA QUÍMICA
AUTORA: ANDREA ESTEFANÍA GALARZA VERA
QUITO
2018
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
Elaboración de cerveza Amber Ale de alta fermentación saborizada y
aromatizada con frutas y plantas aromáticas ecuatorianas
Trabajo titulación, modalidad Proyecto de Investigación para la obtención del
título de Ingeniera Química
Autora: Andrea Estefanía Galarza Vera
Tutor: Ing. Hugo Fernando Solís García M. Sc.
QUITO
2018
i
©DERECHOS DE AUTOR
Yo, Andrea Estefanía Galarza Vera en calidad de autora y titular de los derechos
morales y patrimoniales del trabajo de titulación “Elaboración de cerveza amber ale de
alta fermentación saborizada y aromatizada con frutas y plantas aromáticas
ecuatorianas”, modalidad Proyecto de Investigación, de conformidad con el Art. 114 del
CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,
CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del
Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de
la obra, con fines estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de
autor sobre la obra, establecidos en la normativa citada.
Asimismo, autorizo/autorizamos a la Universidad Central del Ecuador para que realice
la digitalización y publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de
conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.
La autora declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma
de expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la
responsabilidad por cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y
liberando a la Universidad de toda responsabilidad.
En la ciudad de Quito, a los 22 días del mes de Mayo de 2018
----------------------------------------
Andrea Estefanía Galarza Vera
C.C.0803762988
ii
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN.
Yo, Hugo Fernando Solís García en calidad de tutor del trabajo de titulación, modalidad
Proyecto de Investigación cuyo título es “Elaboración de cerveza Amber Ale de alta
fermentación saborizada y aromatizada con frutas y plantas aromáticas ecuatorianas”,
elaborado por la estudiante Andrea Estefanía Galarza Vera para la obtención del título
de Ingeniera Química, considero que el mismo reúne los requisitos méritos necesarios
en el campo metodológico y en el campo epistemológico, para ser sometido a la
evaluación por parte del jurado examinador que se designe, por lo que lo APRUEBO, a
fin de que el trabajo sea habilitado para continuar con el proceso de titulación
determinado por la Universidad Central del Ecuador
En la ciudad de Quito, a los 22 días del mes de Mayo 2018.
------------------------------------------------------------
ING. HUGO FERNANDO SOLÍS GARCÍA M.Sc.
CC: 1717151722
iii
DEDICATORIA
A Dios, por darme la vida
y la fortaleza para poder
culminar esta etapa.
A mi mami, Lilian, por
ser la persona que me
animó cuando ya no
quería seguir adelante y
darme todo su apoyo sin
importar las
circunstancias y los
obstáculos.
A mi hermano Ángel por
enseñarme que no
importa lo que los demás
digan incluso
profesionalmente, tú
puedes lograr lo que sea
contra todo pronóstico y
sobre todo a hacerlo
siempre con el mejor de
los semblantes.
A mi papa Rubén por
darme su apoyo cuando
más lo necesité.
iv
AGRADECIMIENTOS
A mis padres, por brindarme todo lo necesario, llenarme de amor y comprensión. Sobre
todo, a mi mamá por darme la formación necesaria para convertirme en una mujer
independiente capaz de cumplir sus deseos y metas sin importar los obstáculos.
A mi hermano, por darme sus grandes lecciones de que la vida es una constante lucha y
debemos seguir batallando
A mis tíos Marcos y Lorena por haberme acogido en su casa, y proporcionarme la
ayuda necesaria para adaptarme a esta nueva ciudad.
A mi prima Paola por comprender cada situación a la que me enfrente.
A mi abuelita Yolanda por sus constantes enseñanzas y ánimos.
A Alex, mi amigo y compañero, el cual siempre me brindo sus consejos, estuvo
pendiente de mis necesidades y afecciones cuando no podía estar presente mi familia.
A la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador por
brindarme todos los conocimientos y haber formado mi carácter tanto humana como
profesionalmente.
A mis amigos Santiago, Karol y Raiza por haberme brindado su ayuda desinteresada y
aportarme sus conocimientos y experiencias.
A los verdaderos amigos que he hecho dentro de este largo y sinuoso proceso por
obsequiarme su tiempo, su alegría, sus vivencias y su afecto.
v
CONTENIDO
pág.
LISTA DE TABLAS ................................................................................................. viii
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................. xi
LISTA DE ANEXOS ................................................................................................. xiii
RESUMEN ................................................................................................................ xiv
ABSTRACT ............................................................................................................... xv
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
1. CERVEZAS ALE .................................................................................................. 3
1.1. Tipos de Cervezas Ale. ........................................................................................... 3
1.2. Componentes de una cerveza Amber Ale. .............................................................. 5
2. CERVEZAS CON MATERIA PRIMA NO CONVENCIONAL. ........................... 9
2.1. Cervezas con frutas. ............................................................................................... 9
2.2. Cervezas con hierbas aromáticas y especias.......................................................... 13
3. MARCO EXPERIMENTAL. ............................................................................... 15
3.1. Primera etapa: Obtención del mosto correspondiente a una cerveza Amber Ale. ... 15
3.2. Segunda etapa: Selección del tiempo y tipo de cepa para la fermentación. ............ 20
3.3. Tercera etapa: Obtención de la cerveza saborizada con frutas y plantas
aromáticas…. .............................................................................................................. 25
4. DATOS EXPERIMENTALES............................................................................. 31
vi
4.1. Datos experimentales para la primera etapa. ......................................................... 31
4.2. Datos Experimentales para la segunda etapa. ........................................................ 32
4.3. Datos experimentales para la tercera etapa. .......................................................... 33
4.4. Datos de pH obtenidos del zumo de cada fruta. .................................................... 34
4.5. Datos de pH obtenidos de la lectura de las cervezas terminadas. ........................... 34
4.6. Datos de calibración del HPLC (High Performance Liquid Chromatography). ..... 35
5. CÁLCULOS. ....................................................................................................... 37
5.1. Cálculos del índice de amargor IBU (Unidad Internacional de Amargor).............. 37
5.2. Cálculo de la media aritmética de las calificaciones obtenidas en el análisis
organoléptico. ............................................................................................................. 38
5.3. Cálculo de la cantidad de azúcar requerida para la carbonatación en la botella...... 38
5.4. Balance de masa para la elaboración de un lote de cerveza de fermentación alta a
nivel de laboratorio ..................................................................................................... 40
5.5. Cálculo modelo de las fracciones másicas por componente en la producción de la
cerveza. ....................................................................................................................... 55
6. RESULTADOS. .................................................................................................. 56
6.1. Resultados para la primera etapa: Obtención del color SRM (Standard Reference
Method). ..................................................................................................................... 56
6.2. Resultados para la segunda etapa. ......................................................................... 57
6.3. Resultados de la tercera etapa. .............................................................................. 58
7. COSTOS DE ELABORACIÓN ........................................................................... 65
7.1. Costos de elaboración para la obtención de 330 ml de cerveza ............................. 65
7.2. Estimación de costos a nivel artesanal .................................................................. 66
7.3. Índice de costos por volumen producido. .............................................................. 67
7.4. Análisis de ganancia por botella. .......................................................................... 67
7.5. Estimados de costos “Clase V”. ............................................................................ 68
vii
8. DISCUSIÓN. .......................................................................................................... 70
9. CONCLUSIONES. .............................................................................................. 74
10. RECOMENDACIONES. ..................................................................................... 77
CITAS BIBLIOGRÁFICAS. ...................................................................................... 78
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 83
ANEXOS .................................................................................................................... 88
viii
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Valores adecuados de los iones del agua cervecera. ......................................... 6
Tabla 2. Tiempo y temperaturas para la obtención de maltas especiales......................... 7
Tabla 3. Contenido nutricional del maracuyá por cada 100 gramos de zumo .............. 10
Tabla 4. Composición química y nutricional de la naranjilla........................................ 11
Tabla 5. Composición química y nutricional de la uvilla por cada 100 g ...................... 12
Tabla 6. Condiciones de tostado, proporciones de macerado y color SRM................... 32
Tabla 7. Condiciones y datos de la fermentación. ........................................................ 32
Tabla 8. Porcentajes de frutas y plantas aromáticas usadas. ......................................... 33
Tabla 9. Cantidad de fruta y plantas aromáticas utilizadas en la elaboración de la
cerveza. ....................................................................................................................... 34
Tabla 10. pH de la pulpa de las frutas a usar en la elaboración de la cerveza. .............. 34
Tabla 11. Datos de pH para cada cerveza obtenida. ..................................................... 34
Tabla 12. Datos para la calibración del HPLC. ............................................................ 35
Tabla 13. Tiempo de hervor del lúpulo y porcentaje de utilización. ............................. 37
Tabla 14. Dióxido de carbono disuelto en función de la temperatura. .......................... 39
Tabla 15. Niveles de carbonatación para los diferentes estilos de cervezas……………39
Tabla 16. Balance de masa para el tostado de la malta. ................................................ 42
ix
Tabla 17. Balance de masa para la molienda de la malta.............................................. 43
Tabla 18. Balance de masa para la maceración de la malta. ......................................... 44
Tabla 19. Balance de masa en el proceso de filtración. ................................................ 45
Tabla 20. Balance de masa para el proceso de cocción del mosto. ............................... 46
Tabla 21. Desglose del porcentaje de frutas usadas en el proceso de obtención de la
cerveza. ....................................................................................................................... 47
Tabla 22. Balance de masa para el proceso de sedimentación. ..................................... 47
Tabla 23. Balance de masa para el proceso de enfriamiento del mosto......................... 48
Tabla 24. Balance de masa en el proceso de fermentación de la cerveza. ..................... 49
Tabla 25. Balance de masa en el proceso de maduración de la cerveza ........................ 50
Tabla 26. Balance de masa para la carbonatación. ....................................................... 51
Tabla 27. Balance de masa para la elaboración de cerveza con frutas y plantas
aromáticas a escala de laboratorio. .............................................................................. 53
Tabla 28. Fracciones másicas de los componentes de la cerveza. ................................. 55
Tabla 29. Análisis de la varianza para la variable color realizada en STATGRAPHICS.
................................................................................................................................... 56
Tabla 30. Condiciones de tostado y proporción seleccionada. ...................................... 57
Tabla 31. Resultados del primer análisis sensorial. ...................................................... 58
Tabla 32. Valores de pH obtenidos de las cervezas terminadas. ................................... 59
Tabla 33. Porcentajes de etanol obtenidos para las cervezas terminadas. ..................... 59
Tabla 34. Porcentaje de ácido láctico o acidez obtenido para cada cerveza terminada. . 60
x
Tabla 35. Unidades formadoras de colonias por mililitro de mohos. ............................ 61
Tabla 36. Unidades formadoras de colonias por mililitro de levaduras. ........................ 61
Tabla 37. Resultados del análisis sensorial y la composición con mejor puntuación para
la ciudad de Esmeraldas. ............................................................................................. 62
Tabla 38. Resultados del análisis sensorial y la composición con mejor puntuación para
la ciudad de Quito. ...................................................................................................... 62
Tabla 39. Estimación de costos para la materia prima .................................................. 65
Tabla 40. Estimación de costos para los insumos necesarios ........................................ 65
Tabla 41. Costos totales .............................................................................................. 66
Tabla 42. Estimación de costos para la materia prima para 500 litros. ......................... 66
Tabla 43. Estimación de costos para insumos .............................................................. 66
Tabla 44. Estimación de costos totales ........................................................................ 67
Tabla 45. Estimación de costos "Clase V" ................................................................... 68
Tabla 46. Flujo de caja para la producción de cerveza con frutas y plantas aromáticas. 69
xi
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Frutas usadas en la elaboración de cervezas. ................................................... 9
Figura 2. Diagrama de flujo de la obtención del mosto de la cerveza Amber Ale. ........ 16
Figura 3. Diseño experimental de la etapa de obtención del mosto de la cerveza Amber
Ale. ............................................................................................................................. 18
Figura 4. Proceso de obtención de la cerveza Amber Ale. ........................................... 20
Figura 5. Diseño experimental de la fermentación de la cerveza Amber Ale. ............... 22
Figura 6. Diagrama de flujo del proceso de obtención de la cerveza. ........................... 26
Figura 7. Diseño experimental de la obtención de la cerveza saborizada. ..................... 27
Figura 8. Tabla de color visual de las cervezas ............................................................ 31
Figura 9. Curva de calibración de etanol...................................................................... 36
Figura 10. Diagrama de bloques para el tostado con sus corrientes. ............................. 41
Figura 11. Diagrama de bloque para el proceso de Molienda. ...................................... 42
Figura 12. Diagrama de bloques del proceso de maceración. ....................................... 43
Figura 13. Diagrama de bloque del proceso de filtración. ............................................ 44
Figura 14. Diagrama de bloques del proceso de cocción. ............................................. 45
Figura 15. Diagrama de flujo del proceso de sedimentación ........................................ 47
xii
Figura 16. Diagrama de bloques del proceso de enfriamiento. ..................................... 48
Figura 17. Diagrama de bloques para el proceso de fermentación. ............................... 49
Figura 18. Diagrama de bloques para el proceso de maduración. ................................. 50
Figura 19. Diagrama de bloques para el proceso de carbonatación............................... 51
Figura 20. Contorno gráfico de respuesta dado por el programa STATISTICA para el
segundo análisis organoléptico. ................................................................................... 63
xiii
LISTA DE ANEXOS
pág.
ANEXO A. PFD de la obtención de cerveza afrutada y especiada. .............................. 89
ANEXO B. Primer análisis sensorial. .......................................................................... 91
ANEXO C. Segundo Análisis Sensorial. ..................................................................... 93
ANEXO D. Resultados del análisis de porcentaje de etanol en el HPLC-IR. ............... 94
ANEXO E. Resultados de los análisis microbiológicos de las muestras enviadas al
laboratorio “Multianalityca”. ....................................................................................... 95
ANEXO F. Materias Primas y equipos para el proceso de elaboración de cerveza……
................................................................................................................................. 102
ANEXO G. Mostos obtenidos producto de las diferentes combinaciones de variables
obtenidas. .................................................................................................................. 104
ANEXO H. Medición de la coloración de los mostos obtenidos con la escala visual. 106
ANEXO I. Identificación de sustancias mediante cromatografía de gases. ................. 107
ANEXO J. Ficha técnica de la malta pale ale (malta base). ........................................ 108
ANEXO K. Cotización de los equipos necesarios para la planta cervecera. ............... 109
xiv
Elaboración de cerveza Amber Ale de alta fermentación saborizada y aromatizada
con frutas y plantas aromáticas ecuatorianas
RESUMEN
Elaboración de cerveza tipo Amber Ale aromatizada y saborizada con frutas y plantas
aromáticas ecuatorianas.
La experimentación se llevó a cabo en tres etapas: 1) Se prepararon 18 tipos de mostos,
variando las condiciones de tostado y concentraciones de malta; y mediante el análisis
colorimétrico se eligió el que visualmente era compatible con una cerveza de estilo
Amber Ale. 2) Se obtuvo un mosto con las condiciones seleccionadas en la parte inicial
y se procedió a fermentar variando el tiempo entre ocho y diez días, además se utilizó
tres cepas de levaduras distintas (A, B y C), seleccionando de entre las muestras la de
mejores características según las calificaciones obtenidas mediante el análisis sensorial.
3) Para la adición de frutas y plantas aromáticas a la cerveza, se realizó un diseño de
mezclas utilizando un software comercial estadístico, obteniéndose varias
formulaciones con porcentajes de frutas (maracuyá, uvilla, naranjilla) y plantas
aromáticas (cedrón y hierba luisa). Las frutas y plantas aromáticas se adicionaron en el
proceso de cocción y de maduración a una concentración de 0,056 kg/l. Se realizaron
pruebas fisicoquímicas y microbiológicas a los productos y un análisis sensorial;
seleccionando la que dio mejores propiedades organolépticas.
El producto final con mejores propiedades fisicoquímicas y organolépticas incluye las
características de procesamiento: en la maceración un porcentaje de 20% de malta
tostada a 140°C por un tiempo de 45 minutos y 80% de malta base por cada litro de
agua, en la fermentación la levadura “C” por un tiempo de 10 días finalmente en la
cocción y maduración un porcentaje de fruta de 90% de naranjilla, 5% de cedrón y 5%
de hierba luisa. El porcentaje de alcohol de la bebida corresponde a 9,13%, y contenido
de microorganismos por debajo de los niveles requeridos por la norma NTE INEN
2262, siendo la cerveza apta para ser consumida.
PALABRAS CLAVE: CERVEZA/ AMBER ALE /PLANTAS_
AROMÁTICAS/FRUTAS
xv
Amber ale brewing aromatized and flavored with fruits and aromatics Ecuadorian
plants
ABSTRACT
Amber ale brewing aromatized and flavored with fruits and aromatics Ecuadorian
plants.
The experimentation was carried out in three stages:1) 18 types of wort were prepared,
varying the roasting stage conditions and concentrations of malt; and using a
colorimetric analysis, the one that was visually compatible with an Amber Ale beer was
chosen. 2) The conditions of the selected wort were repeated and they were taken to a
fermentation process varying the time between eight and ten days, in addition three
different yeasts were used (A, B y C), selecting from among the samples, the one with
the best characteristics, according to the grades obtained through sensory analysis. 3)
For the addition of fruits and aromatic plants to the beer, a design of mixtures was made
using a commercial statistical software, obtaining several formulations with percentages
of fruits (passion fruit, uvilla, naranjilla) and aromatic plants (cedron and hierba luisa).
Fruits and aromatic plants were added in the boiling and aging process at a
concentration of 0.056 kg / l in total. The final products were analyzed in order to obtain
physicochemical and microbiological data, and also sensory analysis was carried out to
finally select the best formulation with the best organoleptic properties.
The final product with the best physicochemical and organoleptic properties includes
the following processing characteristics: in the maceration a percentage of 20% of
roasted malt at 140 ° C for a time of 45 minutes and 80% of malt base for each liter of
water, in the fermentation, the yeast "C" for a time of 10 days, finally in the boiling and
aging a fruit percentage of 90% naranjilla, 5% cedron and 5% hierba luisa. The alcohol
percentage of the drink corresponds to 9.13%, with microorganisms below the levels
required by the NTE INEN 2260 standard, being suitable for consumption.
KEY WORDS: BEER / AMBER ALE / PLANTS_ AROMATIC / FRUITS
1
INTRODUCCIÓN
La cerveza es una bebida de bajo porcentaje alcohólico (3-12° GL), no destilada; se
obtiene principalmente de la fermentación mediante levaduras del almidón de granos de
cebada y otros cereales (Villegas, 2013). Existen muchas variedades de cervezas,
dependiendo de su grado alcohólico, y sus ingredientes, entre otros.
En el país es una bebida de alto consumo, de acuerdo con la revista Sabores los
ecuatorianos la prefieren como bebida alcohólica (Veintimilla, 2016). La mayor parte de
producción y consumo es de tipo Lager caracterizada por ser de bajo grado alcohólico,
color dorado y sabor ligero (Pilla y Vinci, 2012), sin embargo a partir del 2010 también
se ha aumentado la producción artesanal de cerveza tipo ale, la cual ha tenido muy
buena acogida en las principales ciudades ecuatorianas por la diversidad de estilos
existentes (En Ecuador existen 70 cervecerías artesanales, 2016).
La generalidad de estas cervezas artesanales es que además de ser elaboradas con malta
de cebada, lúpulo y agua, existen ya internacionalmente cervezas que incluyen otros
ingredientes como: cereales, hierbas aromáticas y frutas que le dan un toque diferente y
novedoso.
En el Ecuador se han registrado decenas de especies alimentarias nativas y con gran
potencial económico (De la Torre, Navarrete y Muriel, 2008), que son usadas en un
sinnúmero de actividades industriales y domésticas, mas no se ha explotado en la
fabricación de bebidas alcohólicas. Al poseer frutas que no se encuentran en todo el
mundo (De la Torre et al., 2008), se le puede dar un toque único a la fabricación de la
cerveza e incursionar así en un campo prometedor. Además, la situación económica del
país amerita la creación de nuevos emprendimientos que puedan generar activos y
empleos; incluso el gobierno actual desea incentivar la producción y consumo nacional
(Apoyo al emprendedor se priorizará, 2017).
2
Es por esto que el presente trabajo tiene como finalidad la elaboración de una cerveza
tipo Amber Ale con sabores y aromas obtenidos mediante la incorporación de frutas y
plantas aromáticas optimizando la cantidad de materia prima y las condiciones de
operación para que este producto pueda ser aceptado por el consumidor y sea seguro
para su salud.
Las frutas y plantas aromáticas ecuatorianas le pueden dar características agradables y
únicas, de olor y sabor a una cerveza de tipo Amber Ale de alta fermentación. La
adición de estas características nuevas no representaría cambios significativos en la
fabricación de la cerveza, pero si, en el producto final, dándole un ligero sabor dulce y
ácido por parte de las frutas mientras las hierbas aromáticas le darían un olor
refrescante.
Este estudio permitirá evaluar los resultados de la adición de otros componentes no
convencionales a la cerveza mediante la categorización sensorial de olor, color, aroma y
derivaciones fisicoquímicas como grado alcohólico y pH.
Se pretende incorporar frutas como la maracuyá, la uvilla y la naranjilla, además hierbas
aromáticas como el cedrón y la hierbaluisa o limoncillo; por ser plantas de gran
consumo conocidas en el país y que conjuntamente se han introducido en cócteles con
cerveza.
De esta forma se busca obtener un producto singular que incorpore recursos agrícolas
propios del país y que pueda producirse en mayor escala a partir de los resultados de la
investigación con especificaciones de las normas ecuatorianas que sea agradable para
los consumidores.
3
1. CERVEZAS ALE
La cerveza es una bebida resultante de la fermentación alcohólica, mediante levadura
seleccionada de un mosto procedente de la malta de cebada, sola o mezclada con otros
productos amiláceos transformables en azúcar por digestión enzimática, al cual se
agrega lúpulo y/o sus derivados y se somete a un proceso de cocción Instituto
Interamericano de Cooperacion para la Agricultura (IICA, 2009). Existen muchas
variedades de cervezas, clasificadas en diferentes categorías, aunque principalmente se
las cataloga como cervezas ale y cervezas lager.
Las cervezas ale se denominan así por el tipo de levadura con la que están elaboradas y
su acción fermentadora, en el caso la Saccharomycess cereviseae. Esta levadura
produce un tipo de fermentación denominada ale o alta fermentación. Se caracteriza por
ejercer su metabolismo a altas temperaturas (19 a 25 °C) y por depositarse en la parte
más superficial del fermentador (Plans, 2015).
Las cervezas ale se denomina así, independientemente de su color, graduación
alcohólica o región geográfica; diferenciándose de las cervezas lager (cervezas de
fermentación en frío, con levaduras depositadas en el fondo del fermentador) por su
mayor complejidad y una amplia gama de aromas afrutados consecuencia del alto
contenido de ésteres; previo a la aparición de las lagers eran las cervezas más
consumidas hasta el siglo XIX (González, 2017).
1.1. Tipos de Cervezas Ale.
En esta categoría hay una gran diversidad de estilos provenientes de países con historia
cervecera como Bélgica y el Reino Unido, a pesar de que existen igualmente las
alemanas weizen, las blancas, así como las americanas que no tienen tanta tradición,
pero se han incorporado en los últimos años. Esta es una clasificación de acuerdo al
4
origen, los estilos más representativos son: trigo, Pale Ale, Lambic, Barley, Stout y
Porter de las cuales se hará a continuación una breve descripción.
1.1.1. Trigo. Son elaboradas en base a trigo malteado en combinación con malta de
cebada para completar los azúcares necesarios para transformarse en alcohol, van desde
un dorado pálido a blanco. Su olor se caracteriza por tener fragancia a clavos de
especias y banano (González, 2017).
1.1.2. Pale Ale. En su obtención se usan principalmente maltas pálidas, dentro de esta
categoría destacan las English Pale Ale (cervezas amargas, con mayor carbonatación,
espuma persistente), la IPA (alto grado de amargor y graduación alcohólica; de color
dorado claro a ámbar rojizo) y American Pale Ale (son la versión americana de las IPA
al poseer ingredientes americanos y son más claras con menos sabor a caramelo).
1.1.3. Lambic. Es un estilo propio de Bélgica, que son elaboradas mediante
fermentación espontánea, su elaboración dura varios años, se usan frutas para
aromatizar en lugar de lúpulos y además se usan lúpulos. Las más representativas son:
Gueze, Faro y Kiek.
1.1.4. Barley. Son de alta graduación alcohólica, al ser conservadas en barriles por
muchos meses incluso años se las llama también vino de cerveza. Tienen mucho aroma
afrutado y sabor dulce, maltoso, el color varía entre dorado y marrón oscuro.
1.1.5. Porter. Se caracteriza por tres estilos, Brown con un color casi negro y con
moderada cantidad de alcohol, Robust similar a la anterior pero con notas ligeras a
chocolate y tostado y Baltic que se identifica por tener una fermentación lager con olor
a malta y chocolate.
1.1.6. Stout. La mayoría de ellas tienen una coloración negra con espuma cremosa y
densa. Tienen olores intensos a chocolate. La clasificación es muy amplia, aunque las de
aceptación mayor son: Dry Stout, Sweet Stout, Oatmeal, Foreing Extra, American Stout
e Imperial Stout (González, 2017).
5
Se pueden clasificar también las cervezas por su aspecto en: rubias, rojas, ámbar y
negras. Sus sabores y aromas dependerán del estilo, aunque dependiendo de su
tonalidad serán gradualmente más complejas. Las claras con sabores refrescantes, y las
obscuras con sabores tostados, en esa escala.
Las Amber son similares a las cervezas pale ale, pero con un mejor balance entre malta
y lúpulo. Normalmente tienen una densidad inicial (antes de la fermentación) de 1,045 a
1,060 y densidad final (después de la fermentación) entre 1,010 y 1,015, mientras que la
coloración va entre 10 a 17 de acuerdo a la escala Standard Reference Method o SRM
(escala de medición de color en cervezas); y un amargor entre 20 a 40 International
Bittering Units o IBUs (Zainasheff y Palmer, 2008). Aunque existen muchas cervezas
Amber, debido al incremento de interés en crear nuevas recetas, existen dos tipos
representativos.
1.1.7. American Amber Ale. Se trata de la versión americana de la Belgium Amber
Ale. Se trata de cervezas con un sabor maltoso con dulzores iniciales, incluyendo
sabores afrutados y cítricos, suelen tener un color entre la gamma del ámbar y el
cobrizo, generalmente presenta turbidez (Gomez, 2014).
1.1.8. Belgium Amber Ale. Aproximadamente tiene un 6,5% de alcohol, cuenta con
una acidez moderada proporcionada por las maltas ámbar, más la dulzura de la malta
caramelo; su espuma es cremosa pero no con un espeso excesivo (Hampson et al.,
2008).
1.2. Componentes de una cerveza Amber Ale.
Como las demás cervezas tienen los mismos componentes que otro estilo, que son: el
agua, la malta, el lúpulo y las levaduras, además se pueden incluir adjuntos que logren
aportarle algo adicional que realce el sabor de esta bebida a esta bebida.
1.2.1. Agua. El agua corresponde a la mayor parte de nuestro producto por lo que es
necesario que sea potable y sea bebible, asimismo debe tener un sabor agradable. La
calidad del agua repercutirá en las características finales de una cerveza, principalmente
6
la cantidad de minerales, la dureza de esta generará el aumento en el nivel de amargura;
es así que el agua que tenga menor cantidad de bicarbonato de calcio y menos sulfato de
potasio dará cervezas mayormente dulces y oscuras (Villegas, 2013). Por lo tanto, los
requisitos indispensables en el agua es que sea química y biológicamente segura,
incolora, con una cantidad de minerales convenientes al perfil de la cerveza (Gisbert,
2014). En la Tabla 1 se mencionan los rangos apropiados de iones en el agua cervecera.
Tabla 1. Valores adecuados de los iones del agua cervecera. (Palmer y Kaminski,
2013)
Ión químicamente activo Valor mínimo (ppm) Valor máximo (ppm)
Calcio (Ca2+
) 50 150
Magnesio (Mg2+
) 10 30
Potasio (K+) 5 10
Sodio (Na+) 5 150
Bicarbonato/carbonato 0 250
Cloruro (Cl-) 0 250
Sulfato (SO4-2
) 10 250
1.2.2. Malta. La malta es un ingrediente relevante al igual que el agua en la
elaboración de la cerveza. Se le llama malta, al grano de cebada después de ser
sometido un proceso de germinación y posterior secado. La germinación se realiza
remojando los granos hasta obtener un 45% de la humedad para activar las enzimas que
transformarán el almidón del grano en azúcares fermentables (Pilla y Vinci, 2012). El
proceso de germinación culmina una vez que aparecen las radículas en el grano.
Posteriormente se seca la semilla, la temperatura de secado dará como resultado el color
de la cerveza y por lo general el proceso dura 24 h (Pilla y Vinci, 2012).
Este procedimiento no es ejecutado generalmente en las cervecerías ni micro
cervecerías en Ecuador debido a que hay una gran cantidad de procedimientos distintos
que realizar dependiendo de la cerveza que se quiera obtener, además de que necesitan
un grano de cebada específico que no es de gran producción en el país, por lo que hay
industrias exclusivas para este ámbito que las venden listas para usar.
7
La diversidad de maltas existentes es casi tan grande como la variedad de cervezas, pero
generalmente todas las cervezas usan una malta base, la cual es secada después de la
germinación a bajas temperaturas por periodos largos de tiempo; esta no es la excepción
con las amber ale, las cuales tienen hasta un 90% de su composición en peso y son las
que aportarán la mayor parte de los almidones hidrolizables (Mallet, 2014).
Este tipo de cerveza a su vez se caracteriza por integrar en el macerado maltas caramelo,
las cuales se hacen elevando la temperatura de la malta verde para convertir almidones y
proteínas en azúcares y aminoácidos necesarios para las reacciones Maillard. Estas
maltas le confieren el sabor y color característico a la cerveza (Mallet, 2014). En la
Tabla 2 se muestran tiempos y temperaturas de tostado recomendados para obtener
diferentes maltas.
Tabla 2. Tiempo y temperaturas para la obtención de maltas especiales.
(Sanlate, 2010)
Malta Tiempo en minutos Temperatura en °C
Pale Gold 10 150
Gold 20 150
Amber 40 150
Deep Amber 60 150
Cooper 20 230
Deep Cooper 30 230
Brown 40 230
Chocolate 70 230
Black Patent 20 250
1.2.3. Lúpulo. El lúpulo es el componente de la cerveza que le proporciona el aroma y
el sabor amargo. Se usan los conos femeninos de las flores de esta planta que son
poseedores de resinas amargas y aceites esenciales, que aparte de modificar el sabor y el
aroma de la cerveza inhiben el crecimiento de microorganismos no deseados, ayudando
a evitar la contaminación del producto. Actualmente se usan extractos líquidos o polvos
8
comprimidos (pellets) que tienen mejor rendimiento y se pueden almacenar por mayor
tiempo (Hernández, Alfaro y Arieta, 2003).
1.2.4. Levaduras. Las levaduras son hongos unicelulares que se reproducen por
gemación, con formas redondeadas ovaladas y de una longitud de 8 a 10 µm. Son los
entes que producen la fermentación del mosto de cebada a través de su metabolismo
(Hernández et al., 2003).
Estos microorganismos como cualquier otro ser viviente necesitan nutrientes para
obtener su energía y realizar el metabolismo. Durante el proceso de respiración del
microorganismo, descompone la glucosa en dióxido de carbono y agua; pero en la
ausencia de oxígeno convierte la glucosa en etanol y dióxido de carbono. En este
proceso actúan un sin número de enzimas asociadas a la levadura (Sancho, 2015).
Las levaduras de producción de cervezas ale, son las Saccharomycess cereviseae, no
obstante, se han desarrollado diferentes cepas de este microorganismo y se han logrado
modificar genéticamente para que den ciertas particularidades a la cerveza, facilitando
una gran variedad de ellas con las que los cerveceros pueden lograr diferentes objetivos
(Morcillo, Cortés y García, 2013). Se ha inclusive mezclado su ADN con la de algunos
hongos con la finalidad de que produzcan la enzima β-glucanasa en el mosto, capaz de
romper los enlaces de polímeros lineales de la glucosa provenientes de la cebada,
optimizando el proceso de clarificación (Morcillo et al., 2013).
Si bien los ingredientes antes mencionados son los más característicos de este tipo de
bebidas, debido a que los consumidores y a los proveedores les gusta innovar, se
adjuntan algunos otros insumos para generar sabores distintos entre ellos: especias,
frutas, otros cereales, incluso aceites esenciales.
9
2. CERVEZAS CON MATERIA PRIMA NO CONVENCIONAL.
2.1. Cervezas con frutas.
La introducción de las frutas a las cervezas es relativamente una novedad, debido a la
Germany Purity Law, la cual requería que las cervezas contuvieran únicamente malta,
agua, levadura y lúpulo, lo que tuvo que cambiar debido al ingreso y aceptación de las
cervezas Lambic, las que contienen cerezas y frambuesas, que se fermentan durante 1 a
3 años antes de su embotellado (Martínez, Vegara, Martí, Valero y Saura, 2017).
En la investigación Martínez et al. (2017) menciona que los frutos se agregan en la
segunda fermentación por la ventaja de conservar los aromas procedentes de los aceites
esenciales volátiles, además de no adicionar un sabor a cocido de la fruta cuando se la
añade en la ebullición. Aunque existen también algunas cervezas a las cuales se les
agregan el jugo de la fruta previo a la fermentación.
Hoy en día se pueden encontrar cervezas casi de cualquier fruta de acuerdo con
Martínez et al (2017), sin embargo, esto no es muy común en el Ecuador, por lo que se
trata de una idea innovadora incluir estos ingredientes en su preparación para el deleite
de los consumidores. En la Figura 1 se observa frutas y plantas más comunes usadas en
la fabricación de cerveza.
Figura 1. Frutas usadas en la elaboración de cervezas.
10
2.1.1. Frutas disponibles para la elaboración de cervezas.
A pesar de que las frutas son numerosas, por lo general en la elaboración de cervezas se
usan frutas ácidas porque contienen menos azúcares que evitará que se aumente
significativamente el alcohol en el producto terminado, aportan mayor contenido de
aceites esenciales y combinan mejor con el sabor de la cerveza.
Maracuyá. Passiflora edulis var. flaricarpa. El maracuyá es un cultivo de clima
caliente-húmedo con temperaturas entre 24 y 28°C (Bernal, Tamayo y Londoño,
2001).
La variedad de maracuyá ecuatoriana corresponde a una baya con cáscara coriácea,
quebradiza, lisa brillante, cubierta por una fina capa de cera que protege el
mesocarpio duro carnoso y escamoso; el mesocarpio está formado por capas de
semillas de forma oval y achatada (Galdeano, Terrazas, Gutiérrez, García, &
Valenciano, 2004). La pulpa de esta fruta es jugosa, de un tono amarillo intenso,
aromático y de un sabor agridulce (Bernal et al, 2001).
La composición química del maracuyá o fruta de la pasión se caracteriza por
sustancias volátiles y no volátiles. Para el primer caso corresponden a ésteres,
aldehídos, cetonas, alcoholes, lactonas y terpenos; y se le atribuye el color a esteres
de metilo y etilo (Camarillo, 2015). Según un estudio realizado por el Departamento
de Agroalimentación de Industria, Alimentación y Nutrición de Brasil contiene
compuestos como cumeno, limoneno, ocimeno, entre otros (Camarillo, 2015). En la
Tabla 3 se muestra el contenido nutricional del maracuyá por cada 100 gramos de
zumo.
Tabla 3. Contenido nutricional del maracuyá por cada 100 gramos de zumo
(Alejandria, 2015).
Componente Cantidad
Valor energético 78 calorías
Humedad 85%
Proteínas 0,8 g
11
Componente Cantidad
Grasas 0,6 g
Carbohidratos 2,4 g
Fibra 0,2 g
Cenizas Trazas
Calcio 5,0 mg
Fósforo 18 mg
Hierro 0,3 mg
Vitamina A 6,8 ug
Tiamina trazas
Riboflavina 0,1 mg
Niacina 2,24 mg
Ácido Ascórbico 20 mg
Naranjilla Solanun Quitoense lam. Es una planta originaria de los bosques de le
región subtropical húmedas hacia el oriente y occidente de la cordillera de los Andes
en Ecuador, Perú y Colombia (Valverde y Viteri, 2010).
Los frutos de esta planta son en forma de esfera achatados con la piel de un color
amarillo hasta el naranja y están cubiertos por una capa de pilosidad, mientras que la
pulpa es verdosa de sabor agridulce, encontrándose con numerosas semillas y
dividida en cuatro secciones de igual tamaño (Viteri, León, Revelo, Vázquez y
Gómez, 2010). En la Tabla 4 se observa la composición nutricional de la naranjilla
por cada 100 g de pulpa.
Tabla 4. Composición química y nutricional de la naranjilla (Morton, 2013)
Componentes Contenido de 100 g
de parte comestible
Calorías 23
Carbohidratos 5,70 g
Ceniza 0,61-0,80 g
Fibra 0,3-4,60 g
Grasa Total 0,10 - 0,24 g
12
Componentes Contenido de 100 g
de parte comestible
Humedad 85,80 -92,50 g
Proteína 0,10 – 0,60 g
Ácido Ascórbico 31,20 – 83,70 g
Calcio 5,90 -12,4 g
Caroteno 660 IU
Fósforo 12,00 – 43,70 mg
Hierro 0,34 -0,64 mg
Niacina 1,19 -1,76 mg
Riboflavina 0,03 – 0,04 mg
Tiamina 0,04 – 0,09
Uvilla Physalis peruviana. Es una planta que pertenece a la familia de las
Solanaceae y proviene de los Andes peruanos y ecuatorianos (Gonzalez, 2011). El
fruto es de forma esférica, amarilla, de sabor dulce, con un diámetro pequeño;
además posee una cáscara protectora lisa (Flores y López, 2009). La pulpa es
jugosa, con semillas pequeñas y amarillas que son fácilmente digeribles (Arias,
2008).
En Ecuador se tienen tres ecotipos y son: el colombiano o kenyano el cual es el más
apetecido para exportación por contener mayor cantidad de ácido cítrico, el
ambateño con aromas más pronunciados que los otros y la ecuatoriana que se
caracteriza por ser de un menor tamaño (Arias, 2008). En la Tabla 5 se muestra el
contenido nutricional de la uvilla por cada 100 g de pulpa.
Tabla 5. Composición química y nutricional de la uvilla por cada 100 g
(FUNIBER, 2017)
Componentes Cantidad
Energía 72
Proteína 1,30 g
Grasa 0,30
Colesterol -
13
Componentes Cantidad
Glúcidos 18,10 g
Fibra 5,10 g
Calcio 10 mg
Hierro 1,70 mg
Yodo -
Vitamina A 243,33 mg
Vitamina C 43 mg
2.2. Cervezas con hierbas aromáticas y especias.
Antes de la masificación del lúpulo, en Europa se empleaba una mezcla de hierbas
denominada “Gruit”, la composición de esta estaba sujeta a variaciones locales, en la
cual se utilizaba el ajenjo (Gagliardi, 2008). Vicente (2013) hace referencia que hasta el
siglo XV se usaba el romero y tomillo en la cerveza para prevenir la descomposición y
mejorar el sabor. Después de que se popularizó la obtención de cervezas caseras se
empezó a agregar nuevas especias y hierbas, incluso vegetales.
2.2.1. Cedrón Lippia citroidora. Se trata de una planta aromática leñosa, en forma de
arbusto que suele llegar a medir hasta el metro de altura, sus tallos son largos y
asurcados, las hojas son lanceoladas con un olor fuerte a limón, con una nerviación
central muy saliente en el envés (Muñoz, 2002).
Las hojas de esta planta se utilizaban para dar sabores a las bebidas, postres, jaleas y
otros. Incluso en la lista Generally Regarded as Safe se considera como una planta
segura en las bebidas alcohólicas (Muñoz, Montes y Wilkomirsky, 2004).
2.2.2. Hierba Luisa Cymbopogon citratus. Es originario de Centroamérica y
Suramérica, generalmente se usa como planta ornamental, medicinal, para condimentar
e incluso para infusiones y bebidas refrescantes (Fonnegra y Luz, 2007).
Es conocida también como caña santa o la hierba de limón, esta planta no florece y se
encuentra muy disponible (Guerra, Rodriguez y García, 2004). Los tallos son muy
14
ramificados, amontonadas, lanceoladas y aromáticas porque contiene aceites esenciales
con componentes terpénicos (Soto, Vega y Tamajón, 2002).
15
3. MARCO EXPERIMENTAL.
Para la elaboración de la cerveza se utilizó el siguiente proceso productivo: tostado,
maceración, filtración, cocción, enfriamiento, fermentación, maduración, envasado y
enfriamiento. Sin embargo, se realizó un diseño experimental por etapas,
específicamente tres, las cuales se las consideraron de mayor relevancia para obtener un
producto de calidad y con las características deseadas.
En las dos primeras etapas se variaron condiciones de operación, mientras que en la
última se adicionaron las frutas en diferentes concentraciones y se realizaron pruebas a
los productos finales para evaluarlos.
3.1. Primera etapa: Obtención del mosto correspondiente a una cerveza Amber
Ale.
La primera etapa tuvo como finalidad obtener la concentración de las maltas en
porcentaje en peso y las condiciones de tostado de la malta base (tiempo y temperatura)
para obtener la coloración correspondiente a la cerveza mencionada.
La coloración de la cerveza es obtenida por la combinación de la malta base y la malta
tostada, con una composición fija por volumen de la mezcla en el proceso de
maceración. Por lo que interfieren tres variables independientes al mismo tiempo; el
tostado de la malta, variando la temperatura y el tiempo de exposición; y la variación de
la composición de la malta tostada en el macerado en porcentaje en peso. En la figura 2
se observa el proceso de obtención de los mostos mediante diagrama de bloques.
16
Malta base Tostado Pesaje Maceración
Agua
Malta base
Agua
Mosto
Medición
de colorMolienda
Figura 2. Diagrama de flujo de la obtención del mosto de la cerveza Amber Ale.
Como se puede observar en la Figura 2 se muestra todos los procesos que intervienen en
esta primera etapa, y son:
Tostado: Se realizó con la finalidad de obtener una malta especial que le de las
características a la cerveza de sabor y color correspondiente al estilo Amber Ale.
Este proceso carameliza los almidones de la semilla dándoles la tonalidad ámbar y
retirando en el proceso la mayor parte de la humedad.
Pesaje: Se pesó la cantidad de malta necesaria para el macerado.
Molienda: Se disminuyó el tamaño de las semillas con la finalidad de exponer el
almidón de la semilla de cebada y así obtener la mayor conversión de azúcares
posibles.
Maceración: Con el fin de convertir al almidón en azúcares de menor peso
molecular y se conviertan en alcohol durante el proceso de fermentación.
Filtración: Se eliminan la mayor parte de las partículas sólidas de la solución
(cáscara de la cebada y restos insolubles).
Medición del color: Se cuantificó mediante análisis colorimétrico contrastando las
muestras visualmente con una escala del sistema EBC (European Brewery
Convention) y SRM (Standard Reference Method), simultáneamente. Para este
propósito, primero se comparó la escala con una cerveza comercial de la marca
“Santana” que es correspondiente a este estilo de cerveza, la cual sirvió de
referencia para medir el color de la cerveza elaborada.
3.1.1. Diseño Experimental.
Para el diseño experimental de la primera etapa se han considerado variables fijas,
independientes y dependientes.
17
Variable Fija: De acuerdo a lo investigado se obtuvo que la concentración de malta
total en la maceración es de 0,25 kg/l de agua.
Variable Independiente y Dependiente: Las variables independientes en este caso
son la temperatura y el tiempo de tostado, además la concentración en peso de
malta tostada y malta base o verde. La variable dependiente el color SRM.
Después de conocer las variables que son significativas en esta primera etapa, el diseño
experimental puede representarse de la siguiente manera, como se muestra en la Figura
3.
18
Color
SRM
T1
t1
t2 C2
C2
C1
C3
C1
C3
T2
t1
t2 C2
C2
C1
C3
C1
C3
T3
t1
t2 C2
C1
C1
C3
C2
C3
M8
M36
M6
M4
M1
M10
M18
M14
M16
M15
M11
M20
M30
M24
M27
M26
M22
M32
M9
M3
M7
M5
M2
M12
M19
M35
M34
M17
M13
M21
M31
M25
M29
M28
M23
M33
Figura 3. Diseño experimental de la etapa de obtención del mosto de la cerveza
Amber Ale.
Donde: T1= 120 °C, T2= 130 °C, T3= 140 °C, t=tiempo, t1=30 minutos, t2= 45 minutos,
C=Concentración de malta tostada en porcentaje en peso del total de la malta; C1=30,
C2=20, C3=10.
19
3.1.2. Materiales y Equipos.
Vasos de precipitación V=1000 ml Ap=±100 ml
V=500 ml Ap=±100 ml
V=100 ml Ap= ±20 ml
Estufa Marca: Memmert Serie: Beschickuna
R: 20-200°C Ap= ±1 °C
Agitador de vidrio
Balanza analítica Marca: ADAM Serie: ACB 100
R= (0-1000) g Ap=±0,001 g
Tela filtradora
Molino de mano
Potenciómetro Marca: Metler Toledo Serie: 1231435531
R=0-14 Ap=0,01
Reverbero
Termómetro de mercurio R= (-10-100) °C Ap= ±1 °C
3.1.3. Sustancias y Reactivos.
Agua H2O(l)
Malta base (cebada)
3.1.4. Procedimiento para el tostado y molienda.
a) Receptar la malta base (pale ale).
b) Colocarla en bandejas de aluminio uniformemente.
c) Programar la estufa en la temperatura y el tiempo correspondiente; esperar que
llegue a las condiciones deseadas.
d) Introducir las bandejas dentro del equipo y esperar el tiempo necesario.
e) Dejar enfriar.
f) Pesar 125 g de las maltas base más la malta tostada según las proporciones
elegidas.
g) Disminuir el tamaño de la partícula de las maltas en el molino de mano.
20
3.1.5. Procedimiento para el macerado.
a) Tomar un vaso de precipitación y medir 250 ml de agua purificada.
b) Calentar el agua a 57°C.
c) Adicionar las maltas molidas en el agua y agitar.
d) Medir la temperatura y mantenerla en 55°C por diez minutos, luego de esto subir a
65 °C y mantener por otros 45 minutos más; finalmente subir la temperatura a 73°C
por 30 minutos. Durante el proceso, mantener constante la agitación.
e) Filtrar con la tela.
f) Dejar sedimentar las partículas que lograron pasar a través del filtro.
4.1.6. Procedimiento para la cuantificación del color.
a) Colocar una parte de la muestra evitando los sedimentos, en un vaso cónico de
cinco centímetros de diámetro, a una altura de un centímetro y colocarla encima de
la escala de coloración EBC y SRM.
b) Comparar de acuerdo con la coloración del diagrama y seleccionar la numeración
del color similar al de nuestra muestra en la escala SRM.
c) Registrar los datos.
d) Medir la coloración con el mismo procedimiento anterior a la cerveza de referencia.
e) Seleccionar la muestra que tenga la misma coloración.
3.2. Segunda etapa: Selección del tiempo y tipo de cepa para la fermentación.
Esta etapa tiene la finalidad de obtener el tiempo de fermentación y la cepa de levadura
que produzca las mejores características a la cerveza, además la de mejor aceptación.
Mezcla
de
maltas
Molienda Macerado Filtración Cocción Enfriamiento Fermentación
Maduración
mosto
Agua Lúpulo
bagazo
Embotellado
Solución de
sacarosa
cerveza
levaduras
Análisis Organoléptico
Figura 4. Proceso de obtención de la cerveza Amber Ale.
21
En la Figura 4 se mencionan los procesos involucrados en la obtención de la cerveza y
se detallan a continuación:
Cocción: Se hace con la finalidad de eliminar una parte del agua y concentrar la
solución, además se eliminan cualquier microorganismo que pueda afectar las
características organolépticas de la cerveza.
Enfriamiento: Se realiza con la finalidad de tener la temperatura adecuada para que
las levaduras realicen su metabolismo, pero, se debe efectuar en la menor cantidad
de tiempo para así evitar que se introduzcan microorganismos no deseados que
produzcan contaminación.
Fermentación: El objetivo de este proceso es convertir los azúcares en alcohol a
través del metabolismo de las levaduras, las cuales son adicionadas sobre el mosto
cocido y enfriado, dejado en un recipiente sin oxígeno y que pueda eliminar gases.
Maduración: Se transfiere el fermentado a otro recipiente evitando los sedimentos y
se la deja reposar por un tiempo para que se eliminen más sólidos suspendidos y se
evaporen los olores generados por la reacción de fermentación.
Embotellado: Se adiciona una solución de sacarosa para que las levaduras
carbonaten la cerveza naturalmente y se las coloca en las botellas.
Análisis Sensorial: Se realizó un análisis sensorial del modo cuantitativo mediante
una escala hedónica, y se seleccionó una muestra representativa de personas
adeptas a este tipo de cervezas, quienes evaluaron las propiedades organolépticas de
cada una de las relaciones y determinaron cuál de todas las formulaciones era la que
presentaba mayor aceptación y preferencia, para que pase a la siguiente etapa.
3.2.1. Diseño Experimental. En esta parte se consideró un diseño experimental
bifactorial, obteniéndose nueve tratamientos con dos repeticiones, teniendo 18 muestras
experimentales.
Las variables dependientes e independientes se definen a continuación:
Variables independientes: Se determinaron dos variables independientes, la primera
el tiempo de fermentación y la segunda el tipo de cepa de levadura Saccharomycess
cereviseae.
Variables dependientes: En esta etapa se considera como variables dependientes,
las correspondientes al análisis sensorial: el olor, color, sabor, amargor, y
apreciación general.
22
Variable fija: la cantidad de lúpulo se mantendrá fija.
Después de conocer las variables que son importantes en esta etapa del proceso, el
diseño experimental se representa como se muestra en la Figura 5.
Fermentación
t1
CP1
CP3
t2
CP1
CP3
t3
CP1
CP3
CP2
CP2
CP2
F1
F3
F4
F9
F6
F8
F2
F13
F7
F10
F12
F18
F14
F15
F17
F11
F5
F16
Figura 5. Diseño experimental de la fermentación de la cerveza Amber Ale.
Dónde:
CP: cepa de levadura; CP1= A; CP2= B; CP3=C; T=tiempo; t1=8 días, t2= 9 días; t3= 10
días.
23
3.2.2. Materiales y Equipos.
Recipiente de aluminio V= 18 l
Cucharón
Probeta R: (0-1000) ml Ap.: ± 2 ml
Balanza digital Marca: Camry Serie: 200A
R: (0-5000) g Ap: ± 1 g
Balanza analítica Marca: Adam Serie: ABC100
Cocina a gas
Vasos de precipitación V=1000 ml Ap=±100 ml
V=500 ml Ap=±100 ml
V=100 ml Ap= ±20 ml
Potenciómetro Marca: Mettler Toledo Serie: 1231435531
R=0-14 Ap=0,01
Tela filtrante
Termómetro de mercurio R= (-10-100) °C Ap= ±1 °C
Botellas plásticas V= 500 ml
Balde
Molino de mano
3.2.3. Sustancias y Reactivos.
Agua H2O(l)
Malta base (cebada)
Malta tostada
Lúpulo
Levaduras (Cepas A, B yC)
Alcohol industrial solución al 70% C2H5OH(l)
Embudo
Filtro de papel
24
3.2.4. Procedimiento de obtención de la cerveza.
a) Pesar 350 g de malta base y tostar con las condiciones elegidas en la primera parte.
b) Pesar 1,4 kg de malta base.
c) Moler ambas maltas.
d) Medir con la probeta 7 litros de agua.
e) Colocar en el recipiente y someter a calentamiento, a las mismas condiciones de
macerado de la sección 3.1.5.
f) Verificar que el pH se encuentre en un valor de 5,3.
g) Terminado el tiempo de maceración de acuerdo al punto 4.5.1, filtrar la mezcla.
h) Colocar en otro contenedor resistente al calor y someter a cocción hasta su
ebullición.
i) A los diez minutos de ebullición agregar 7,7 g de lúpulo a la mezcla. Dejar ebullir
una hora en total.
j) Apartar del fuego acabado el tiempo y enfriar a 20 °C usando hielo.
k) Separar la mezcla en tres recipientes en partes iguales 2 l.
l) Pesar las levaduras según las instrucciones de cada cepa dados en el empaque.
m) Activar las levaduras “A” y las “B” adicionándolas en agua purificada, mientras
que a la “C” agregarla directamente en el mosto cocido.
n) Colocar las mezclas en las botellas (fermentadores) y tapar herméticamente.
o) Dejar los recipientes en un ambiente fresco y limpio, aproximadamente 20 °C ± 2
°C (temperatura óptima para la fermentación). Verificar que la manguera para
desalojar el dióxido de carbono se encuentre sumergido en el recipiente en agua
purificada para evitar que ingrese el oxígeno a la mezcla. Colocar los recipientes en
un lugar sin presencia de luz.
p) Dejar las muestras fermentándose de acuerdo al tiempo establecido en el diseño
experimental. Verificar la temperatura ambiente en la que están las cervezas y que
este burbujeando el agua de desalojo de dióxido de carbono.
q) Al finalizar el tiempo de fermentación, transferir a otro recipiente usando una
manguera de sueros evitando los sedimentos del recipiente y dejar una semana más.
r) Para la carbonatación: en un recipiente resistente al calor colocar 3,5 gramos de
azúcar y diez mililitros de agua, agitar hasta la disolución y dejar ebullir. Enfriar a
una temperatura 20 °C y mezclar con la cerveza.
25
s) Dejar las botellas en reposo a condiciones ambientales por dos semanas.
t) Hacer el análisis sensorial.
3.2.5. Procedimiento para el análisis sensorial.
a) Desarrollar una matriz que contenga una escala hedónica para cada parámetro:
color, sabor, aroma, amargor, apreciación general.
b) Elegir participantes que gusten de este tipo de bebidas.
c) Proporcionarles a las personas adeptas a este tipo de cervezas el material de
calificación y dar unas breves instrucciones.
d) Entregar una muestra del producto en vasos de vidrio y permitir que evalúen según
sus preferencias.
e) Establecer cuál es la cerveza que tiene una mayor aceptación o la que este mejor
puntuada en todos los aspectos a calificar de acuerdo al anexo B.
3.3. Tercera etapa: Obtención de la cerveza saborizada con frutas y plantas
aromáticas.
En esta etapa se definirá las frutas que le den mejores características a la cerveza tanto
fisicoquímica como sensorialmente. Al incorporar frutas se han adicionado algunos
procesos a la elaboración de la cerveza. En la Figura 6 se detalla mediante un diagrama
de bloques el proceso de obtención de la cerveza.
26
Mezcla
de
maltas
Molienda Macerado Filtración Cocción Enfriamiento Fermentación
Maduración
mosto
Agua Lúpulo
bagazo
Embotellado
Solución de
sacarosa
cerveza
levaduras
Frutas
y o p.
aromát
icas
Lavado DesinfeccionCorte y
PeladoPesaje
Agua
Macro
impurezas
Desinfectante
de frutas
1
1
1 Lúpulo
Cáscara
Figura 6. Diagrama de flujo del proceso de obtención de la cerveza.
Los procesos que fueron añadidos se detallan a continuación:
Lavado: Consiste en eliminar cualquier impureza de las frutas y clasificar las que se
encuentran en condiciones adecuadas para ser utilizadas en el proceso
Desinfección: Se usa una solución con agua y un producto desinfectante que
eliminarán microorganismos presentes en la superficie de las frutas y las plantas
aromáticas.
Corte y Pelado: En esta parte se eliminarán las cáscaras de las frutas, se hará la
extracción de la pulpa y disminuirá su tamaño cortando en pedazos.
3.3.1. Diseño experimental de la tercera etapa. En esta etapa se usó la herramienta
de diseño de mezclas del programa STATISTICA, obteniendo siete diferentes mezclas
de frutas y plantas para adicionar a la cerveza, las que incluyen relaciones de hierbas
aromáticas constantes y variables para las frutas. Las variables que se usan se detallan a
continuación.
Variables independientes: concentraciones de las frutas y las plantas aromáticas.
Variables dependientes: resultado del análisis sensorial, color, olor, sabor.
El diseño experimental se detalla a continuación en la Figura 12.
27
Cerveza con
afrutadas y
herbales
R1
90 %U
0 %M
0 %N
5 %L
5 %C
R2
0 %U
90 %M
0 %N
5 %L
5 %C
R3
0 %U
0 %M
90 %N
5 %L
5 %C
R4
45 %U
45 %M
0 %N
5 %L
5 %C
R5
0 %U
45 %M
45 %N
5 %L
5 %C
R6
45 %U
0 %M
45 %N
5 %L
5 %C
R7
30 %U
30 %M
30 %N
5 %L
5 %C
M-N-U
U-N
M-N
U-M
N
M
U
Figura 7. Diseño experimental de la obtención de la cerveza saborizada.
Dónde:
R= Relación de fruta y plantas aromáticas, U= Uvilla, M=Maracuyá, N= Naranjilla,
L= Hierba Luisa o Limoncillo, C= Cedrón
28
3.3.2. Materiales y Equipos.
Recipiente de aluminio V= 18 l
Cucharón
Probeta R: (0-1000) ml Ap: ± 2 ml
Balanza digital Marca: Camry Serie: 200A
R: (0-5000) g Ap: ± 1 g
Balanza analítica Marca: Adam Serie: ABC 100
R= (0-1000) g Ap=±0,001 g
Cocina a gas
Vasos de precipitación V=1000 ml Ap=±100 ml
V=500 ml Ap=±100 ml
V=100 ml Ap= ±20 ml
Tela filtrante
Potenciómetro Marca: Mettler Toledo Serie: 1231435531
R=0-14 Ap=0,01
Termómetro de mercurio R= (-10-100) °C Ap= ±1 °C
Botellas plásticas V= 500 ml
Balde V= 20 l
Molino de mano
Embudo
Filtro de café
3.3.3. Sustancias y Reactivos.
Agua H2O(l)
Malta base (cebada)
Malta tostada
Lúpulo
Levaduras
Alcohol industrial en solución al 70% C2H5OH(l)
29
3.3.4. Procedimiento de obtención de la cerveza con frutas y plantas aromáticas.
a) Pesar 115 g de malta base y tostar con las condiciones elegidas de la sección 3.1.
b) Pesar 465 g de malta base.
c) Moler ambas maltas.
d) Medir con la probeta 2,3 litros de agua.
e) Colocar en otro recipiente y someter a calentamiento, a las mismas condiciones de
macerado de la sección 3.1.5.
f) Verificar que el pH se encuentre en un valor de 5,6.
g) Terminado el tiempo de maceración, filtrar la mezcla.
h) Someter a cocción hasta la ebullición.
i) A los diez minutos de ebullición agregar 2g de lúpulo a la mezcla.
j) Lavar las frutas con abundante agua y restregando constantemente la superficie para
eliminar impurezas.
k) Cortar las frutas y las plantas con utensilios previamente desinfectados con alcohol.
l) Pesar 125 g de frutas y aromáticas de acuerdo con las relaciones del diseño
experimental, y colocarlas en un medio con porosidad que evite que las semillas y
las partes insolubles se depositen en la solución.
m) A la media hora de hervir el mosto cocido colocar las frutas y las plantas aromáticas
en la mezcla y dejar hervir otra media hora con constante agitación.
n) Enfriar la solución usando hielo.
o) Una vez que se ha enfriado el mosto, trasvasar al recipiente fermentador.
p) Pesar las levaduras escogidas en la segunda parte y disolverlas en el mosto cocido.
q) Dejar los recipientes en un ambiente fresco y limpio, aproximadamente 20 °C ± 2
°C (temperatura óptima para la fermentación). Verificar que la manguera para
desalojar el dióxido de carbono se encuentre sumergido en el recipiente en agua
purificada para evitar que ingrese el oxígeno a la mezcla. Colocar los recipientes en
un lugar sin presencia de luz.
r) Dejar las muestras fermentando por el tiempo escogido de la sección 3.2.
s) Colocar la misma proporción de frutas que en el paso “m” y con todos los procesos
de desinfección de la fruta. Dejar reposar por dos semanas.
t) Terminado el tiempo de maduración retirar las frutas y las plantas y trasvasar a las
botellas de cerveza.
30
u) Finalmente preparar una solución de sacarosa, al igual que en la sección t, del
procedimiento 3.2.5.
v) Dejarlas reposar al ambiente por dos semanas.
w) Hacer el análisis sensorial.
x) Realizar las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas.
31
4. DATOS EXPERIMENTALES.
4.1. Datos experimentales para la primera etapa.
Para esta primera etapa se experimentó con diferentes condiciones de temperatura y
tiempo de tostado de la malta base, al igual que diferentes concentraciones de malta
tostada para obtener diferentes coloraciones.
4.1.1. Condiciones de tostado, proporciones de macerado y color SRM.
Las condiciones de tostado y macerado fueron escogidas basadas en la bibliografía
mientras que la coloración se midió usando una escala colorimétrica visual que se
observa en la Figura 8. En la Tabla 6 se detallan los datos obtenidos de la medición del
color visual junto con las condiciones de operación.
Figura 8. Tabla de color visual de las cervezas (Kopersky, 2014)
32
Tabla 6. Condiciones de tostado, proporciones de macerado y color SRM.
Concentración, %peso
Temperatura, °C
120 130 140
Tiempo, min
30 45 30 45 30 45
30 6 6 7 8 9 9 9 9 11 11 14 14
20 7 8 5 5 6 9 9 9 10 10 11 11
10 2 7 2 4 5 5 5 5 6 6 7 7
4.2. Datos Experimentales para la segunda etapa.
4.2.1. Condiciones y datos de la fermentación.
En la Tabla 7 se presentan las condiciones de operación y materias primas utilizadas
para la segunda parte de la experimentación.
Tabla 7. Condiciones y datos de la fermentación.
Tiempo,
días
Cepas de
levaduras
Temperatura,
°C
Cantidad
de
levaduras,
g/l
Cantidad
de
lúpulo,
g/l
8 Cepa A 20 1,11 1
Cepa B 0,6
Cepa C 0,8
9 Cepa A 20 1,11 1
Cepa B 0,6
Cepa C 0,8
10 Cepa A 20 1,11 1
Cepa B 0,6
Cepa C 0,8
33
4.3. Datos experimentales para la tercera etapa.
4.3.1. Proporciones de frutas y plantas aromáticas usadas en el proceso.
Los porcentajes de frutas se determinaron usando la función de diseño de mezclas del
programa STATISTICA dejando fija la proporción de hierbaluisa y cedrón. En la tabla
8 se muestran los porcentajes dados por el software correspondiente para cada
formulación de frutas y plantas aromáticas.
Tabla 8. Porcentajes de frutas y plantas aromáticas usadas.
Nombre
Porcentaje de fruta, %
Uvilla Naranjilla Maracuyá Hierba
Luisa
Cedrón
U 90 0 0 5 5
N 0 90 0 5 5
M 0 0 90 5 5
U-N 45 45 0 5 5
U-M 45 0 45 5 5
M-N 0 45 45 5 5
M-N-U 30 30 30 5 5
M: Maracuyá, N: Naranjilla, U: Uvilla, U-N: Uvilla y Naranjilla, U-M: Uvilla y
Maracuyá, M-N: Maracuyá y Naranjilla, M-N-U: Maracuyá, Naranjilla y Uvilla.
4.3.2. Cantidad de fruta utilizada en el proceso de obtención de la cerveza.
En la Tabla 9, se muestra la cantidad en masa de fruta y plantas aromáticas por cada
formulación de cerveza.
34
Tabla 9. Cantidad de fruta y plantas aromáticas utilizadas en la elaboración de la
cerveza.
Masa de frutas usadas en el proceso (g)
Nombre Uvilla Naranjilla Maracuyá Hierba Luisa Cedrón
U 50,4 0 0 2,8 2,8
N 0 50,4 0 2,8 2,8
M 0 0 50,4 2,8 2,8
U-N 25,2 25,2 0 2,8 2,8
U-M 25,2 0 25,2 2,8 2,8
M-N 0 25,2 25,2 2,8 2,8
M-N-U 16,8 16,8 16,8 2,8 2,8
M: Maracuyá, N: Naranjilla, U: Uvilla, U-N: Uvilla y Naranjilla, U-M: Uvilla y
Maracuyá, M-N: Maracuyá y Naranjilla, M-N-U: Maracuyá, Naranjilla y Uvilla.
4.4. Datos de pH obtenidos del zumo de cada fruta.
En la Tabla 10, se indican los valores de pH obtenidos de la pulpa de las frutas.
Tabla 10. pH de la pulpa de las frutas a usar en la elaboración de la cerveza.
Fruta pH
Maracuyá 3,022
Uvilla 3,454
Naranjilla 2,849
4.5. Datos de pH obtenidos de la lectura de las cervezas terminadas.
En la Tabla 11 se indican los valores de pH obtenidos de la medición de las cervezas
terminadas, se realizaron tres medidas por muestra.
Tabla 11. Datos de pH para cada cerveza obtenida.
Muestra Medición1 Medición 2 Medición 3
U 4,014 4,030 4,011
M 3,802 3,808 3,809
35
Muestra Medición1 Medición 2 Medición 3
N 3,815 3,790 3,786
U-M 3,897 3,886 3,874
U-N 4,016 4,011 4,017
M-N 3,979 3,986 3,981
M-N-U 4,032 4,04 4,036
M: Maracuyá, N: Naranjilla, U: Uvilla, U-N: Uvilla y Naranjilla, U-M: Uvilla y
Maracuyá, M-N: Maracuyá y Naranjilla, M-N-U: Maracuyá, Naranjilla y Uvilla.
4.6. Datos de calibración del HPLC (High Performance Liquid Chromatography).
Previo al análisis de las muestras se preparó soluciones de etanol al 3%, 4%, 6%, 7% y
8% en volumen (patrones), con la finalidad de medir la capacidad de un método
analítico para obtener resultados que sean directamente proporcionales a la
concentración de un compuesto en una muestra; se ingresó las muestras en el equipo de
cromatografía, y el software realizó una regresión lineal dando los datos
correspondientes de área para cada composición conocida. En la tabla 12 se muestran
las concentraciones con su respectiva área de respuesta proporcionado por el software y
en la Figura 9 se muestra la regresión lineal obtenida con los datos dados por el
cromatógrafo.
Tabla 12. Datos para la calibración del HPLC.
Solución concentración %V/V Área
3,00 11.000.006,87
4,00 17.628.721,22
6,00 22.532.968,10
7,00 31.076.258,30
8,00 40.943.361,00
36
Figura 9. Curva de calibración de etanol.
y = 5E+06x - 6E+06 R² = 0,9389
0
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
30000000
35000000
40000000
45000000
2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5
Áre
a
Concentración, %v/v
37
5. CÁLCULOS.
5.1. Cálculos del índice de amargor IBU (Unidad Internacional de Amargor).
Este cálculo permite determinar la cantidad de alpha ácidos disueltos en la cerveza
provistos por el lúpulo. El cálculo está basado en el método de Rager, el cual da rangos
de hervor para realizar el procesamiento de datos.
%𝐼𝐵𝑈 =𝑃𝑙∗%𝑈∗%𝐴𝐴∗1000
𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠∗𝐹𝑐 (1)
Dónde:
pl= Peso de lúpulo en gramos
%U= Porcentaje de cocción del lúpulo correspondiente a la tabla de Rager.
%AA= Porcentaje de alpha ácidos del lúpulo utilizado.
Fc= factor de corrección de la densidad, aplicable para mostos con densidad mayor a
1,05 antes del hervor.
La Tabla 13 indica los tiempos de hervor de lúpulo y el porcentaje de utilización
recomendados por Rager.
Tabla 13. Tiempo de hervor del lúpulo y porcentaje de utilización.
Tiempo hervor, min Porcentaje de Utilización
10 a 19 15
20 a 29 19
30 a 44 24
45 a 59 27
60 a 74 30
38
5.1.1. Cálculo modelo de la cantidad de lúpulo necesario.
20 =𝑝𝑙 ∗ 0,30 ∗ 0,07 ∗ 1000
1 ∗ 1
𝑝𝑙 = 1𝑔
5.2. Cálculo de la media aritmética de las calificaciones obtenidas en el análisis
organoléptico.
�̅� = 1
𝑛∑ 𝑥𝑖 =
𝑥1+𝑥2+ ⋯+𝑥𝑛
𝑛
𝑛𝑖=1 (2)
Dónde: �̅� = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝑥1 = 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 1 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜.
𝑥𝑛 = 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
5.2.1. Cálculo modelo de la media aritmética para la variable sabor para la
muestra F1.
�̅� = 4 + 3 + 4 + 3 + 3 + 1 + 3 + 4 + 4 + 5 + 5 + 4 + 5 + 4
14
�̅� = 3,714
5.3. Cálculo de la cantidad de azúcar requerida para la carbonatación en la
botella.
En la Tabla 14 se mostrará la cantidad de dióxido de carbono disuelto por litro de
cerveza después de la fermentación primaria en función de la temperatura., mientras que
en la Tabla 15 se presentan las cantidades de dióxido de carbono requeridos de acuerdo
a diversos estilos.
39
Tabla 14. Dióxido de carbono disuelto en función de la temperatura.
(Hibberd, 1995)
Temperatura, °C Cantidad de CO2, g/L Volumen de CO2, %v/v
0 3,34 1,70
2 3,14 1,60
4 2,95 1,50
6 2,75 1,40
8 2,55 1,30
10 2,36 1,20
12 2,20 1,12
14 2,06 1,05
16 1,94 0,99
18 1,83 0,93
20 1,73 0,88
22 1,63 0,83
Tabla 15. Niveles de carbonatación para los diferentes estilos de cervezas.
(Hibberd, 1995)
Estilo de cerveza Cantidad de CO2, g/l Volúmenes, %v/v
British Style ales 2,7 a 3,9 1,4 a 2,0
Porters and Stouts 3,3 a 4,5 1,7 a 2,3
Belgian Ales 3,7 a 4,7 1,9 a 2,4
European lagers 4,3 a 5,3 2,2 a 2,7
40
Estilo de cerveza Cantidad de CO2, g/l Volúmenes, %v/v
Australian lagers 4,7 a 5,3 2,4 a 2,8
Lambic 4,7 a 5,3 3,0 a 4,5
Fruit Lambic 5,9 a 8,8 3,0 – 4,5
German wheat 6,5 a 8,8 3,3 a 4,5
La cerveza que se desea obtener es una tipo ale belga, y debido a que la fermentación
fue llevada a cabo a 20°C, se asume que tiene un volumen de dióxido de carbono
residual de 0,83 equivalente a 1,63 g/l de cerveza por lo que se debe optar por obtener
1,63 volúmenes a partir del azúcar de caña (sacarosa). Tomando como dato de
referencia que se necesita 2,17 g de sacarosa por gramo de CO2 requerido.
𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜𝑠 = 𝑔𝑟 𝑑𝑒 𝐶𝑂2 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜𝑠 ∗ 2,16 (3)
𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑖𝑟𝑖𝑑𝑜𝑠 = 1, 63 g/l* 2, 16
𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑖𝑟𝑖𝑑𝑜𝑠 = 3,52 𝑔/𝑙 de cerveza
5.4. Balance de masa para la elaboración de un lote de cerveza de fermentación
alta a nivel de laboratorio
Para este fin, se recolectaron los datos obtenidos en la elaboración de un lote de cerveza
de alta fermentación con frutas y plantas aromáticas durante la parte experimental.
Se planteó la ecuación general para el balance de masa, y se proceden a realizar los
pasos anteriores.
𝐴 = 𝐸 − 𝑆 + 𝐺 − 𝐶 (4)
41
Dónde: A= Acumulación dentro del sistema, E= Entrada por las fronteras del sistema,
S= Salida por las fronteras del sistema, G= Generación dentro del sistema, C= Consumo
dentro del sistema.
Se realizaron los siguientes pasos:
• Definir el sistema para el balance.
• Construir el diagrama de flujo (Ver anexo A).
• Se identifican las corrientes de entrada y salida.
• Identificar los componentes de cada corriente involucrados en el balance.
• Se plantea las ecuaciones de balance a partir de la ecuación general.
En las Tablas de la 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 y 26 se indican los balances de
masa para cada proceso involucrado en la elaboración de cerveza con sus respectivas
corrientes de entrada y salida, además se resumen los componentes por corriente. En la
Tabla 27 se indica un resumen de las corrientes y condiciones de operación.
En los procesos de fermentación y maduración, se producen reacciones químicas, por lo
tanto se reflejan los resultados de etanol y dióxido de carbono (Tabla 24 y 26).
En la Figuras 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17,18 y 19 se muestran diagramas de bloques
procesos donde se especifican las corrientes de entrada y salida de los procesos
involucrados en la fabricación de la cerveza.
Figura 10. Diagrama de bloques para el tostado con sus corrientes.
Tostado 1 2
42
Tabla 16. Balance de masa para el tostado de la malta.
Componentes
Corrientes
Entrada Salida
1 2
[kg] X peso [kg] X peso
Malta base 0,05 1 - -
Malta Tostada - - 0,049 0,98
Humedad - - 0,001 0,02
Total 0,05 1 0,05 1
Balance
Másico
0,05 0,05
Dónde:
1= Malta base,
2=Malta tostada
X peso = Fracción en peso
Figura 11. Diagrama de bloque para el proceso de Molienda.
Molienda 2
3
4
43
Tabla 17. Balance de masa para la molienda de la malta.
Componentes
Corrientes
Entrada Salida
2 3 4
kg X peso kg X peso kg X peso
Malta Tostada 0,05 1 - - 0,05 0,2
Malta base - - 0,2 1 0,2 0,8
Total 0,05 1 0,2 1 0,25 1
Balance másico 0,25 0,25
Dónde:
2= Malta tostada en grano.
3= Malta verde en grano.
4= Malta molida.
Figura 12. Diagrama de bloques del proceso de maceración.
Maceración
5 6
4 7
44
Tabla 18. Balance de masa para la maceración de la malta.
Componentes Corrientes
Entrada Salida
4 5 6 7
[kg] X peso [kg] X peso [kg] X peso [kg] X peso
Malta Triturada 0,25 1 - - - - 0,167 0,143
Extracto de malta - - - - - 0,083 0,071
Agua - 1 1 0,08 1 0,92 0,786
Total 0,25 1 1 1 0,08 1 1,17 1
Balance
másico
1,25 1,25
Dónde:
5=Agua potable
4=Maltas molidas
6=Vapor de agua
7= Primer mosto.
Figura 13. Diagrama de bloque del proceso de filtración.
Filtración.
10
7
8
9
45
Tabla 19. Balance de masa en el proceso de filtración.
Componentes Corrientes
Entrada Salida
7 8 9 10
[kg] X peso [kg] X peso [kg] X peso [kg] X peso
Malta Triturada 0,167 0,143 - - - - 0,167 0,588
Extracto de malta 0,083 0,071 - - 0,083 0,05 - -
Agua 0,92 0,786 0,91 1 1,713 0,954 0,117 0,412
Total 1,17 1 0,91 1 1,796 1 0,284 1
Balance 2,08 2,08
Dónde:
8=Agua caliente de lavado de grano.
9=Segundo mosto.
10=Rechazo húmedo.
Figura 14. Diagrama de bloques del proceso de cocción.
Cocción.
15
9
11
13
12 14
46
Tabla 20. Balance de masa para el proceso de cocción del mosto.
Componentes Corrientes
Entrada Salida
9 11 12 13 14 15
[kg] X
peso
[kg] X
peso
[kg] X
peso
[kg] X peso [kg] X
peso
[kg] X
peso
Extracto de
malta.
0,083 0,05 - - - - 0,083 0,055 - - - -
Agua 1,71 0,95 - - - - 1,424 0,94 0.286 1 - -
Frutas y plantas
aromáticas
- - 0,056 1 - - 0,00056 0,0004 - - 0,05544 1
Lúpulo - - - - 0,002 1 0,002 0,001 - - - -
Total 1,796 1 0,056 1 0,002 1 1,50956 1 0,286 1 0,05544 1
Balance 1,872 1,872
Dónde:
11= Frutas y plantas aromáticas
12=Lúpulo
13=Tercer mosto
14=Vapor del mosto
15= Bagazo de las frutas
Nota: La masa de frutas y plantas aromáticas de la Tabla 20, representa la cantidad total
utilizada para la preparación de la cerveza que se desea realizar y cuyo valor será
constante para todas las formulaciones. Se utilizarán los porcentajes de la Tabla 8 para
realizar el cálculo de la variedad que se desee obtener.
A continuación, para la formulación U-N se desglosará la corriente 11.
47
Tabla 21. Desglose del porcentaje de frutas usadas en el proceso de obtención de la
cerveza.
Componente Corriente (kg) Corriente (X peso)
Uvilla 0,0252 0,45
Naranjilla 0,0252 0,45
Maracuyá 0 0
Hierbaluisa 0,0028 0,05
Cedrón 0,0028 0,05
Total 0,056 1
Figura 15. Diagrama de flujo del proceso de sedimentación
Tabla 22. Balance de masa para el proceso de sedimentación.
Componentes
Corrientes
Entrada Salida
13 16 17
[kg] X peso [kg] X peso [kg] X peso
Extracto de
malta
0,083 0,055 0.075 0,05 0.0083 0,87
Agua 1,42 0,94 1,41 0,948 0.001 0,11
Frutas y
Plantas
aromáticas
0,00056 0,0004 0,00055 0,0004 0.0001 0,01
Sedimentación
17
13 16
48
Componentes
Corrientes
Entrada Salida
13 16 17
[kg] X peso [kg] X peso [kg] X peso
Lúpulo 0,002 0,001 0,002 0,0014 0.0001 0,01
Total 1,5056 1 1,488 1 0.01 1
Balance 1,50 1,50
16= Cuarto mosto.
17= Sedimentos.
Figura 16. Diagrama de bloques del proceso de enfriamiento.
Tabla 23. Balance de masa para el proceso de enfriamiento del mosto.
Componentes
Corrientes
Entrada Salida
16 18
[kg] X peso [kg] X peso
Extracto de
malta
0,075 0,05 0,075 0,05
Agua 1,41 0,948 1,41 0,948
Frutas y
Plantas
aromáticas
0,00055 0,0004 0,00055 0,0004
Lúpulo 0,002 0,0014 0,002 0,0014
Total 1,488 1 1,488 1
Balance 1,488 1,488
Enfriamiento 16 18
49
Dónde:
18= Cuarto mosto (Mosto frío).
Figura 17. Diagrama de bloques para el proceso de fermentación.
Tabla 24. Balance de masa en el proceso de fermentación de la cerveza.
Componentes
Corrientes
Entrada Salida
17 19 20 21 22
[kg] X
peso
[kg] X
peso
[kg] X
peso
[kg] X
peso
[kg] X
peso
Extracto de
malta.
0,075 0,05 - - - - - - -
Agua 1,41 0,948 - - 1,40 0,97 0,01 0,95 - -
Frutas y
plantas
aromáticas
0,00055 0,0004 - 0,00055 0,0004 - - - -
Lúpulo 0,002 0,0014 - - 0,002 0,001 - - - -
Levadura - - 0,00058 1 0,0000777 0,00005 0,0005 0,05 - -
Etanol - - - - 0,0404 0,03 - - -
Dióxido de
Carbono.
- - - - 0,00253 0,002 - - 0,03605 1
Total 1,488 1 0,00058 1 1,445 1 0,010 1 0,03605 1
Balance 1,49 1,49
Fermentación 17 20
21
22 19
50
Dónde:
19=Levadura
20=Primera cerveza
21=Rechazo húmedo
22= Dióxido de carbono liberado.
Figura 18. Diagrama de bloques para el proceso de maduración.
Tabla 25. Balance de masa en el proceso de maduración de la cerveza
Componentes Corrientes
Entrada Salida
20 23 24 25
[kg] X peso [kg] Xpeso [kg] Xpeso [kg] Xpeso
Etanol 0,0404 0,003 - - 0,04195 0,03 - -
Agua 1,40 0,97 - - 1,38 0,96 0,002 0,035
Dióxido de
carbono
0,00253 0,001 - - 0,00399 0,003 - -
Frutas y plantas
aromáticas
0,00055 0,0003 0.056 1 0,01555 0,01 0,0558 0,982
Lúpulo 0.002 0,001 - - 0,002 0,001 - -
Levadura 0,0000777 0,00 - - 0,00002 0,0001 0,000057 0,001
Total 1,445 1 0,056 1 1,44 1 0,057 1
Balance 1,50 1,50
Maduración
25
20 24
23
51
Dónde:
23=Frutas y plantas aromáticas.
24=Cerveza final.
25=Precipitados.
Figura 19. Diagrama de bloques para el proceso de carbonatación.
Tabla 26. Balance de masa para la carbonatación.
Componentes
Corrientes
Entrada Salida
24 26 27
[kg] Xpeso [kg] Xpeso [kg] Xpeso
Etanol 0,04195 0,03 - - 0,04471 0,03
Agua 1,38 0,96 - - 1,38 0,95
Dióxido de
carbono
0,00399 0,003 - - 0,00663 0,005
Frutas y plantas
aromáticas
0,01555 0,01 - - 0,01555 0,01
Lúpulo 0,002 0,001 - - 0,002 0,001
Levadura 0,00002 0,0001 - - 0,00002 0,00001
Sacarosa - - 0,00514 1 - -
Total 1,44 1 0,00514 1 1,45 1
Balance 1,445 1,45
Carbonatación 24 27
26
52
26=Sacarosa.
27= Cerveza final carbonatada.
Como consecuencia del proceso a escala de laboratorio se obtuvieron 1,486 kg de
cerveza cuya densidad es 1,001 kg/L, lo cual equivale a 1,484 litros de cerveza.
53
Tabla 27. Balance de masa para la elaboración de cerveza con frutas y plantas aromáticas a escala de laboratorio.
Corrientes
Componentes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Malta Tostada, kg - 0,049 - 0,05 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Malta base, kg 0,05 - 0,2 0,2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Malta triturada, kg - - - - - - 0,167 -
0,167 - - - - - - - - - - - - - - - - -
Extracto de malta, kg - - - - - - 0,083 - 0,083 - - - 0,083 - - 0,075 0,083 0,075 - - - - - - - - -
Agua, kg - 0,01 - - 1 0,08 0,92 0,91 1,713 0,117 - - 1,424 0,286 - 1,41 0,001 1,41 - 1,4 0,01 - - 1,38 0,002 1,38
Frutas y plantas aromáticas, kg - - - - - - - - - - 0,056 - 0,00056 - 0,05544 0,00055 0,0001 0,00055 - 0,00055 - - 0,056 0,01555 0,0558 - 0,01555
Lúpulo, kg - - - - - - - - - -
0,002 0,002
0,002 0,0001 0,002 - 0,002 - - - 0,002 - - 0,002
Levadura, kg - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0,00058 0,000077 0,0005
- 0,00002 0,000057 0,00002
Etanol, kg - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0,0404 0,04195 - - 0,04471
Dióxido de carbono, kg - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0,00253 0,03605 0,00399 - - 0,00663
Sacarosa, kg - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0,00514 -
Total, kg 0,05 0,05 0,2 0,25 1 0,08 1,17 0,91 1,796 0,284 0,056 0,002 1,5096 0,286 0,0554 1,488 0,01 1,488 0,00058 1,445 0,017 0,03605 0,056 1,44 0,056 0,00514 1,45
Temperatura, °C 15-23 140 15-23 15-23 50-78 50-78 78 50-78 75 30-40 15-23 15-23 90-92 92 80 50-75 30-40 20 15-23 15-23 15-23 15-23 15-23 15-23 15-23 15-23 15-23
densidad, kg/l - - - - 0,9999 - 1,045 0,9584 1,01 - - 0,15 1,065 0,9584 - 1,065 - 1,065 - 1,01 - 1,01 - - - - 1,01
pH - - - - 7-8,5 - 5,5 - - - - - 4,5 - - 3,7-4,2 - 3,7-4,2 - 3,7-4,2 -
3,7-4,2 - - - -
54
1= Malta verde, 2= Malta tostada en grano, 3= Malta verde en grano, 4= Malta molida, 5=Agua potable, 6=Vapor de agua, 7= Primer mosto, 8=Agua caliente de lavado
de grano, 9=Segundo mosto, 10=Rechazo húmedo, 11= Frutas y plantas aromáticas, 12=Lúpulo, 13=Tercer mosto, 14=Vapor del mosto, 15= Bagazo de las frutas, 16=
Cuarto mosto, 17= Sedimentos, 18= Cuarto mosto (Mosto frio), 19=Levadura, 20=Primera cerveza, 21=Rechazo húmedo,22= Dióxido de carbono, 23=Frutas y plantas
aromáticas, 24=Cerveza final, 25=Precipitados, 26= Sacarosa, 27= Cerveza Final Carbonatada.
55
5.5. Cálculo modelo de las fracciones másicas por componente en la producción
de la cerveza.
𝑥𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑐𝑒𝑟𝑣𝑒𝑧𝑎 (5)
𝑥𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1,38 𝑘𝑔
1,45 𝑘𝑔
𝑥𝑎𝑔𝑢𝑎 = 0,952
Tabla 28. Fracciones másicas de los componentes de la cerveza.
Componentes Fracción másica
Agua 0,952
Frutas y plantas aromáticas 0,010
Etanol 1,379x10-5
Dióxido de Carbono 0,005
Lúpulo 0,001
Levaduras 0,03
Malta 0,174
56
6. RESULTADOS.
6.1. Resultados para la primera etapa: Obtención del color SRM (Standard
Reference Method).
Al final de la experimentación referida en la sección 3.1 se obtuvieron 36 muestras con
sus respectivas mediciones de coloración, y se realizó un análisis de varianza para
verificar que las variables independientes afectaban al color, así se seleccionó una
muestra para continuar con las experimentaciones siguientes.
6.1.1. Análisis de la varianza del experimento.
Con las mediciones obtenidas de la Tabla 6 se realizó un análisis de la varianza en el
programa STATGRAPHICS, cuyo resumen se encuentra en la Tabla 29.
Tabla 29. Análisis de la varianza para la variable color realizada en
STATGRAPHICS.
Fuente
Suma de Cuadrados Gl Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-
P
Efectos
principales
A: concentración 152,39 2 76,19 110,93 0,00
B: temperatura 165,39 2 82,69 120,39 0,00
C: tiempo 7,11 1 7,11 10,35 0,00
Residuos 15,11 22 0,69
Total (corregido) 351,22 35
La tabla 29 ANOVA descompone la variabilidad del color (SRM) en contribuciones
57
debidas a varios factores. Puesto que se ha escogido la suma de cuadrados Tipo III (por
omisión), la contribución de cada factor se mide eliminando los efectos de los demás
factores. Los valores-P prueban la significancia estadística de cada uno de los factores.
Puesto que 3 valores-P son menores que 0,05 estos factores tienen un efecto
estadísticamente significativo sobre color con un 95% de nivel de confianza. Las
variables temperatura de tostado, tiempo de tostado y el porcentaje en peso de la malta
tostada influyen significativamente en el color SRM del mosto de cebada obtenido.
6.1.2. Condiciones de tostado.
El propósito de esta etapa era obtener la coloración de una cerveza Amber Ale, pero
debido a que la bibliografía menciona que este estilo se encuentra en un rango de 10-17
SRM y al verificar que varias de las muestras caen en este rango se requirió tomar otro
criterio de selección, por lo que se adquirió una cerveza artesanal de la marca Santana
correspondiente al estilo requerido y se realizó la comparación visual con la cerveza
obteniéndose las condiciones de tostado en la Tabla 30.
Tabla 30. Condiciones de tostado y proporción seleccionada.
Temperatura, °C 140
Tiempo, min 45
Proporción de la malta total, %peso 20
Color obtenido, SRM 11
6.2. Resultados para la segunda etapa.
En esta parte se tomó las condiciones obtenidas en la primera etapa, correspondiente al
tostado y a la concentración de la malta usada en la maceración, incluyéndola como
paso previo al diseño experimental especificado en la sección 4.2.1 y a las nueve
muestras obtenidas se las sometió al análisis organoléptico.
6.2.1. Análisis Sensorial. Después de realizada la prueba sensorial a los participantes
se cuantificaron sus respuestas para cada ejemplar de cerveza, y por cada criterio se
58
obtuvieron las medias para cada muestra de acuerdo a la escala hedónica que se detalla
en la Tabla 31.
Tabla 31. Resultados del primer análisis sensorial.
Muestra Sabor Aroma Color Ap.
General
Amargor Media
F1 3,71 3,43 3,00 3,57 3,57 3,4
F2 2,93 3,36 3,29 3,21 3,21 3,2
F3 3,57 3,29 3,64 3,43 3,21 3,4
F4 3,71 3,57 3,21 3,29 3,57 3,4
F5 3,93 3,36 3,14 3,64 3,71 3,5
F6 2,43 2,86 3,36 3,50 2,43 2,9
F7 3,00 3,43 3,21 3,21 3,29 3,2
F8 3,50 3,79 3,79 3,57 3,64 3,6
F9 3,79 3,93 3,93 4,00 3,36 3,8
Se escogió la muestra que acumuló en las medias los mejores puntajes en relación a los
criterios calificados. La muestra escogida fue la F9 con una calificación promedio de
3,8; las condiciones de elaboración incluyen un tiempo de fermentación de diez días y
uso de la cepa tipo C.
6.3. Resultados de la tercera etapa.
En esta etapa se obtuvieron los resultados fisicoquímicos como: pH, acidez y grado
alcohólico; además de los microbiológicos de las siete muestras y los obtenidos del
análisis sensorial.
6.3.1. Resultados de pH obtenidos de las cervezas terminadas. El ensayo fue
realizado con el método de ensayo NTE INEN 2325 que está dentro de la norma NTE
INEN 2262:2013 que incluye los requisitos específicos de las cervezas, los resultados se
muestran en la Tabla 32.
59
Tabla 32. Valores de pH obtenidos de las cervezas terminadas.
Muestras pH Método de ensayo Norma NTE INEN 2 325:2013
U 4,018
NTE INEN 2 325
Mínimo Máximo
M 3,806
3,5
4,8
N 3,797
U-M 4,016
U-N 4,014
M-N 3,982
M-N-U 4,036
Los resultados indican que todas las muestras se encuentran dentro del rango permitido
en la norma.
6.3.2. Porcentaje alcohólico. Los resultados se alcanzaron usando un equipo de
cromatografía líquida Waters previamente calibrado según detalla la sección 4.6 y
finalmente se analizaron las muestras en un tiempo de retención aproximado de 2
minutos, los resultados se encuentran en la Tabla 33.
Tabla 33. Porcentajes de etanol obtenidos para las cervezas terminadas.
Muestras % V/V etanol Método de ensayo Norma INEN NTE 2322
%v/v
U 10,5 Cromatografía líquida
1,0-10,0
M 9,7 Cromatografía líquida
N 9,1 Cromatografía líquida
U-M 12,9 Cromatografía líquida
U-N 6,4 Cromatografía líquida
M-N 8,4 Cromatografía líquida
M-N-U 10,6 Cromatografía líquida
La mayoría de las muestras se encuentran dentro del rango de 1-10 %V/V de alcohol
establecido en la norma, a excepción de las muestras U, M-N-U, cuyo contenido de
60
alcohol es de 10,5 % y 10,6 % respectivamente mientras que la muestra U-M tiene un
porcentaje de 12,9 %.
6.3.3. Resultados de acidez obtenidos para las cervezas terminadas.
Este análisis se realizó en el laboratorio acreditado Multyanaltica bajo el método de
ensayo NTE INEN 341, sin embargo se utilizó la norma NTE INEN 2323 para analizar
los datos obtenidos en la Tabla 34.
Tabla 34. Porcentaje de ácido láctico o acidez obtenido para cada cerveza
terminada.
Muestras % Ácido Láctico Método de ensayo NTE INEN 2323,
%m/m
U 0,37
INEN 341
0,3 max
M 0,36
N 0,37
U-M 0,37
U-N 0,33
M-N 0,37
M-N-U 0,37
La acidez de las cervezas obtenidas se encuentra por encima del máximo permitido, sin
embargo el porcentaje es mínimamente superior y este porcentaje no compromete la
salud de los posibles consumidores.
6.3.4. Mohos y levaduras. A las cervezas se les realizó los análisis microbiológicos en
el laboratorio acreditado Multianalityca como se verifica en el anexo E. Los resultados
de mohos se observan en la Tabla 35 y los de levaduras en la Tabla 36.
61
Tabla 35. Unidades formadoras de colonias por mililitro de mohos.
Muestras Unidad Recuento de
mohos
Método de
ensayo
Norma INEN NTE
2262:2013
U
UFC/ml
< 10
AOAC 997.02
<10
M < 10
N < 10
U-M < 10
U-N < 10
M-N < 10
M-N-U < 10
Tabla 36. Unidades formadoras de colonias por mililitro de levaduras.
Muestras Unidad Recuento de
levaduras
Método de
ensayo
Norma INEN NTE
2262:2013
U
UFC/ml
7,3x105
AOAC 997.02
<10
M 2,0x105
N 8,8x105
U-M 8,2x105
U-N 1,5x106
M-N 5,6x105
M-N-U 1,5x106
Los resultados para mohos se encuentran dentro del rango permitido en la norma INEN
NTE 2262:2013, sin embargo las levadura tienen un nivel muy por encima del máximo
debido a que no se realizó un proceso de pasteurización después de los procesos de
fermentación y carbonatación.
6.3.5. Resultados de la prueba sensorial. Las siete muestras obtenidas fueron
sometidas a una evaluación sensorial con la finalidad de conocer cuál de las
formulaciones es la que tiene mejor aceptación. La prueba sensorial se llevó a cabo con
dos grupos diferentes de personas adeptas a este tipo de cervezas, en primera instancia
62
se realizó con un grupo de 20 personas provenientes de la región costa, y posteriormente
se realizó con un grupo procedente de la región sierra de 12 personas. Los participantes
calificaron las muestras entregadas en los aspectos de: sabor, color y olor. Al igual que
en la sección 6.2.1 se realizó un cálculo de las medias para cada muestra. Los resultados
del análisis sensorial en la ciudad de Esmeraldas se muestran en la Tabla 37 y los
resultados de la prueba sensorial se muestran en la Tabla 38.
Tabla 37. Resultados del análisis sensorial y la composición con mejor puntuación
para la ciudad de Esmeraldas.
Muestras Sabor Olor Color Media
aritmética
U 2,15 2,75 2,95 2,62
N 3,1 3,3 3,3 3,23
M 3,2 3,85 3,45 3,50
U-M 3,35 3,45 3,45 3,42
U-N 3,55 3,5 3,75 3,60
M-N 3,5 3,45 3,6 3,52
M-N-U 3,7 3,55 3,5 3,58
Tabla 38. Resultados del análisis sensorial y la composición con mejor puntuación
para la ciudad de Quito.
Muestra Sabor Aroma Color Media
aritmética
U 2,92 3,42 3,00 3,11
N 3,67 4,17 3,08 3,64
M 2,67 3,50 4,17 3,44
M-N 3,25 3,50 3,67 3,47
U-N 3,25 3,00 3,33 3,19
U-M 2,58 3,17 2,75 2,83
U-N-M 3,75 3,67 2,83 3,42
63
El software STATISTICA además de efectuar el diseño de la mezcla, permite realizar el
análisis del diseño en función de la variable respuesta, que en este caso es el promedio
de las calificaciones obtenidas para cada formulación, donde se obtuvo el siguiente
gráfico.
Figura 20. Contorno gráfico de respuesta dado por el programa STATISTICA
para el segundo análisis organoléptico.
El contorno gráfico describe en forma de triángulo equilátero las proporciones posibles
de mezcla, donde cada vértice corresponde a un componente puro, y mediante colores
representa las predicciones de las calificaciones que obtendrían las combinaciones en
diferentes puntos del área del triángulo. Las predicciones las realiza mediante
regresiones canónicas (lineales, cuadráticas, cubicas), obteniendo una ecuación que
ajuste la calificación en función de las proporciones de cada componente.
Empieza representando con “q” al número de ingredientes y a su vez representa el
número de ejes que tendrá el diagrama, y x a las proporciones de los componentes que
deben sumar la cantidad total de la mezcla. Y la forma geométrica de la ecuación
siguiente corresponde a un factor espacial Simplex.
∑ 𝑥𝑖 = 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + ⋯ + 𝑥𝑞 = 1 𝑞𝑖=1 (6)
Y la superficie de respuesta es representada por la ecuación.
64
𝑁 = 𝜑(𝑥1, 𝑥2, 𝑥3, … , 𝑥𝑞) (7)
Donde N denota la respuesta, la cual depende de las proporciones donde la función f es
continua en los valores de 𝑥𝑖. Y para encontrar la ecuación que represente a la función
de la superficie se usan series de Taylor donde los polinomios tienen las siguientes
ecuaciones. Para un polinomio de primer grado.
𝑁 = 𝐵0 + ∑ 𝐵𝑖𝑥𝑖𝑞𝐼=𝑡 (8)
O por medio de un polinomio de segundo grado.
𝑁 = 𝐵0 + ∑ 𝐵𝑖𝑥𝑖𝑞𝐼=𝑡 + ∑ ∑ 𝐵𝑖𝑗𝑥𝑖
𝑞𝑖=𝑗 𝑥𝑖𝑗
𝑞𝑖=1 (9).
Si se observa la Figura 20, es notorio que la mejor calificación (la zona con más
intensidad) se encuentra muy cercana al vértice correspondiente a la naranjilla lo que
indica que una proporción mayor de naranjilla en la formulación obtendría una mejor
calificación, equivalente con lo obtenido en el análisis organoléptico, por lo que se
escoge la formulación que contiene únicamente naranjilla en las proporciones indicadas
en la Tabla 8.
65
7. COSTOS DE ELABORACIÓN
7.1. Costos de elaboración para la obtención de 330 ml de cerveza.
En las tablas 39 y 40, se muestra la estimación de costos de materia prima e insumos
correspondiente a la elaboración de 330 ml de cerveza.
Tabla 39. Estimación de costos para la materia prima
Ingrediente Cantidad Unidades Precio $
Malta base(cebada) 0,0575 kg 0,09654
Lúpulo 0,0005 kg 0,15324
Levadura 0,0001 kg 0,17776
Naranjilla 0,0116 kg 0,01066
Plantas aromáticas 0,0013 kg 0,00161
Azúcar 0,0012 kg 0,00085
Agua 0,4413 kg 0,11033
Total 0,551
Nota: El agua que se menciona en el cálculo incluye la que se usa para la fabricación
del producto final.
Tabla 40. Estimación de costos para los insumos necesarios
Insumos Cantidad Unidades Precio $
GLP 3 litros 0,25
Botellas (vidrio) 1 -- 0,150
Tapas corona 1 -- 0,025
Alcohol potable 137,9 ml 1,149
Energía eléctrica 0,155 kwh 0,014
Agua potable 0,103 m^3 0,050
Total 1,64
66
Nota: El agua mencionada en este cálculo incluye el agua de lavado de materiales y
materia prima.
En la Tabla 41 se muestran costos totales, para la elaboración de cerveza en su
presentación de 330 ml.
Tabla 41. Costos totales
Costos totales
Materia prima 0,55 $
Insumos 1,64 $
Total 2,19 $
7.2. Estimación de costos a nivel artesanal
En las Tablas 42 y 43, se muestra la estimación de costos de materia prima e insumos
correspondiente a la producción a nivel artesanal de 500 litros de cerveza por semana.
Tabla 42. Estimación de costos para la materia prima para 500 litros.
Ingrediente Cantidad Unidades Precio $
Malta base (cebada) 87,07 kg 146,28
Lúpulo 0,70 kg 232,18
Levadura 0,20 kg 269,33
Naranjilla 17,55 kg 16,14
Plantas aromáticas 1,95 kg 2,43
Dióxido de carbono 1,00 tanque 100,00
Agua 668,69 kg 167,17
Total 933,55
Tabla 43. Estimación de costos para insumos
Insumos Cantidad Unidades Precio total $
Botellas de vidrio 1515 -- 227,28
Tapas corona 1515 -- 37,88
Energía eléctrica 235,086 kwh 23,50
67
Insumos Cantidad Unidades Precio total $
Agua potable 156,724 m^3 75,76
Total 364,42
Nota: La energía eléctrica mencionada es la que se usa en el proceso de tostado de la
malta.
En la tabla 45 se muestra la estimación de costos totales, para la elaboración artesanal
de cerveza, con una producción semanal de 500 litros.
Tabla 44. Estimación de costos totales
Costos totales de fabricación
Materia prima 933,55 $
Insumos 364,42 $
Total 1297,97 $
7.3. Índice de costos por volumen producido.
𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 =𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 (6)
𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 =1297,97 $
500 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 = 2,60$
𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜∗
0,33 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑= 0,858
$
𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑
7.4. Análisis de ganancia por botella.
Se realizó el cálculo de las ganancias considerando un precio de la cerveza artesanal de
3,5 dólares, basada en los precios de las cervezas del mercado para una presentación de
330 ml.
𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 − 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 (7)
𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 = 3,50 $
𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑− 0,858
$
𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 = 2,64 $
𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑
68
7.5. Estimados de costos “Clase V”.
En la Tabla 45 se muestra la estimación de costos “Clase V” basados en la cotización del Anexo K y en la Tabla 46 se realiza un flujo de caja con
proyección a los próximos cinco años.
Tabla 45. Estimación de costos "Clase V"
Concepto Unidad Valor
Equipos Nuevos USD $25.733,12
Gerenciamiento del Proyecto USD $2.000,00
Tubería y accesorios USD $2.042,88
Civil / Estructuras USD $2.000,00
Comisionado y Arranque USD $500,00
Repuesto para arranque y herramientas USD $500,00
Contingencia (30%) USD $4.841,40
TOTAL ESTIMADO USD $37.617,40
69
Tabla 46. Flujo de caja para la producción de cerveza con frutas y plantas aromáticas
Flujo de caja 2019 2020 2021 2022 2023 2024
Inversión inicial, $ ($37.617,40)
Producción de cerveza 1.515,0 1.515,0 1.515,0 1.515,0 1.515,0 1.515,0
Producción de cerveza (anual ) 18.180,0 18.180,0 18.180,0 18.180,0 18.180,0 18.180,0
CPBP ($/botella) ($0,86) ($0,86) ($0,86) ($0,86) ($0,86) ($0,86)
CPBP ($/año) ($15.598,44) ($15.598,44) ($15.598,44) ($15.598,44) ($15.598,44) ($15.598,44)
CVBP ($/botella) $3,50 $3,50 $3,50 $3,50 $3,50 $3,50
CVBP ($/año) $63.630 $63.630 $63.630 $63.630 $63.630 $63.630
Gastos Administrativos ($/año) ($28.836,00) ($28.836,00) ($28.836,00) ($28.836,00) ($28.836,00) ($28.836,00)
Permisos e Impuestos ($/año) ($4.000,00) ($4.000,00) ($4.000,00) ($4.000,00) ($4.000,00) ($4.000,00)
Costo de mantenimiento y repuestos ($/año)
($1.286,66) ($1.286,66) ($1.286,66) ($1.286,66) ($1.286,66)
Flujo de caja neto, $ $ (22.422) $ 13.909 $ 13.909 $ 13.909 $ 13.909 $ 13.909
Flujo de caja acumulado, $ $ (22.422) $ (8.513) $ 5.396 $ 19.305 $ 33.214 $ 47.123
Tasa de descuento 12%
Valor Presente Neto (VPN), $ $24.747
Dónde: CPBP: Costo por botella producida, CVBP: Costo de venta de botella producida.
70
8. DISCUSIÓN.
En la tabla 29, que corresponde al análisis de la varianza del color del mosto
obtenido, corroboramos que la variable tiempo de tostado posee un valor de
P<0,05, lo que indica que afecta significativamente a la variable respuesta (color
SRM). Algo análogo ocurre para el caso de las variables temperatura de tostado
y porcentaje de malta tostada, donde para cada una de estas variables, el valor de
P también se encuentra por debajo del valor de alfa (0,05), lo cual indica que
influyen significativamente a la variable dependiente color del mosto. Por lo
tanto, las tres variables, afectan en igual magnitud al color del mosto.
Las condiciones para el tostado y la concentración de malta utilizada en cada
proceso de maceración, se aprecian en la tabla 29. Se utilizó como patrón, una
cerveza comercial “Santana” que posee una valoración de 11 según el análisis
cualitativo realizada con la escala SRM-EBC presentada en la figura 13, y se
comparó todas las muestras elaboradas. De la experimentación, se obtuvo tres
muestras que contaban con la misma valoración de color. Para la selección de la
mejor, se utilizó un parámetro adicional, la cantidad de azucares posibles a
obtener, ya que según Mallet, 2014, se obtienen más azucares fermentables de la
malta seca a baja temperatura (malta base) y se usan en mayor proporción. Por
tal motivo, se tomó una concentración del 20% de la malta tostada para obtener
la mayor cantidad de azucares y mantener el color deseado.
En la tabla 31 se muestran las calificaciones obtenidas para olor, color, sabor,
apreciación general y amargor de la cerveza. El parámetro sabor, varió
dependiendo del tipo de cepa utilizada, obteniéndose ponderaciones dispersas
entre el 2,9 y el 3,7, debido a que las levaduras tienen influencia en el sabor y el
aroma porque promueven la formación de ésteres y fenoles, además absorben
ciertas cantidades de ácidos iso-alfa, responsables del amargor de la cerveza, de
acuerdo con Albert (2013).
71
Para el atributo del color, todos los ejemplares presentaban la misma coloración,
sin embargo, se obtuvieron fluctuaciones entre 3 y 5 en las calificaciones a causa
de la turbidez de determinadas muestras ocasionada por solidos suspendidos que
provenían del proceso de fermentación.
Para la “apreciación general” del producto, los degustadores basaron sus
calificaciones en las evaluaciones realizadas a los parámetros anteriores, al igual
que para el amargor. Finalmente, la cerveza mejor puntuada fue la de la
formulación F9 con una valoración de 3,8, debido a que tenía mejores
calificaciones en todos los otros aspectos, por lo tanto, se tomaron las
condiciones de esta formulación para continuar con el proceso.
En la tabla 32, se evidencian los resultados del análisis fisicoquímico
correspondiente al pH, mismo que se realizó a las siete muestras obtenidas de la
tercera etapa, que indica que todas las formulaciones se encuentran en el rango
establecido en la norma NTE INEN 2325:2013. Los requisitos establecidos por
la norma previamente mencionada están un rango entre 3,5 y 4,8.
El porcentaje de acidez de las formulaciones supera el límite máximo
establecido en la norma, debido a la presencia de bacterias lácticas, pero a pesar
de esto, según García, Quintero y López (2008) el ácido láctico se utiliza para la
conservación de alimentos, por tal motivo no representa riesgo para la salud de
los consumidores.
Respecto al porcentaje de alcohol, la mayor parte de las muestras cumplen con la
norma NTE INEN 2322:2013 que define un rango de 1 a 10 % V/V de etanol.
Mientras que las formulaciones U, U-M y M-N-U poseen 10,502%, 12,89% y
10,57% V/V de etanol respectivamente, de modo que superan el porcentaje de
contenido alcohólico establecido por la norma.
La tabla 35 muestra el recuento de mohos de todas las formulaciones que resultó
<10 ufc/ml, lo cual indica que se encuentra por debajo del límite establecido por
la norma NTE INEN 2262:2013. Por otro lado, las levaduras exceden el límite
72
máximo permisible de la norma, tal como se expone en la tabla 35, porque la
cerveza no fue sometida al proceso de pasteurización debido a que los
compuestos que le dan los aromas son muy volátiles, aun así, los consumidores
no serán afectados, puesto que el producto se conserva en refrigeración, a
temperaturas lo más cerca posible de los 0°C, de esta manera se consigue
detener la actividad de la levadura y otros microorganismos, además de
preservar las cualidades organolépticas de la cerveza, por consiguiente, no tiene
influencia en el tiempo de caducidad según el portal Cerveza Artesana (2014).
Adicionalmente, según Cerveza Artesana (2014), las cervezas que suelen
perdurar más en el tiempo son aquellas que tienen volúmenes alcohólicos más
elevados, así como también el lúpulo que funciona antioxidante y protege al
producto del calor.
Como parte final de la experimentación se realizó el análisis sensorial de los
productos finales obtenidos, que corresponden a siete formulaciones, donde se
evaluó tres parámetros: el color, el sabor y el aroma u olor. Las calificaciones
dadas por los degustadores al igual que en el análisis sensorial de la sección
6.2.5, fueron tabuladas y se obtuvo una media para cada parámetro y cada
formulación. Los valores obtenidos se detallan en la tabla 37, y de acuerdo a los
resultados la que consiguió la mejor calificación para cada parámetro fue la “N”
correspondiente a la naranjilla con un promedio de 3,67 para el sabor, 4,17 para
el aroma, 3,08 para el color considerando una escala de del 1 al 5. La
calificación obtenida indica que fue agradable el aroma y sabor para los
catadores, debido a que este tipo de cerveza presenta un sabor y aroma afrutado,
característico a la presencia de ésteres y aceites esenciales de la fruta, además al
mismo tiempo la malta y el lúpulo confieren un sabor amargo. Mientras que el
color tuvo la calificación menor porque presentaba sólidos suspendidos.
Los resultados obtenidos de la prueba también fueron analizados en el programa
Statistica, que realizó un análisis Simplex.-Lattice, dando como deducción la
figura 25, que indica de manera gráfica y en escala de coloración (verde menos
intenso hasta el rojo más intenso), que las formulación con mayor cantidad de
73
naranjilla en peso correspondería a un porcentaje mayor de aceptación con
respecto a las demás.
Las condiciones de operación de temperatura y pH se mantuvieron fijas en el
desarrollo del producto por ser de vital importancia. En la maceración se
controlaron ambas condiciones minuciosamente, debido a que las enzimas se
activan a temperaturas y valores de pH en las que actúan óptimamente,
hidrolizando el almidón de la malta en carbohidratos de menor peso molecular y
formación de otros compuestos. Por lo que se procedió en rampas de
temperaturas, ya que según Holle (2009) a 55 °C se activan las proteasas para la
formación de proteínas de bajo peso molecular que sirven para la nutrición de
las levaduras, a 63 °C para que la actividad de la beta amilasa se desarrolle, la
cual es encargada de convertir el almidón en maltosa y a 73 °C la alfa amilasa se
desempeña mejor para la conversión de almidón en dextrina. El pH se mantuvo
ácido en un rango de 5,2 a 5,4 porque en este rango funcionan adecuadamente
todas las enzimas de acuerdo con González (2017). Al adicionar las frutas el pH
del mosto disminuyó a valores entre 3,5 y 4 dependiendo del tipo de frutas, ya
que estas eran frutas ácidas, por lo que se regularizó el pH adicionando
carbonato de calcio en el proceso de cocción, hasta llegar al valor de 4,5, el cual
es el pH en que se desempeñan convenientemente las levaduras en la
fermentación y se evita la contaminación. La fermentación y maduración, se
ejecutó a una temperatura constante de 20 °C porque de acuerdo a las
especificaciones de las fichas técnicas de las levaduras, efectúan su metabolismo
en un rango entre 12 y 25 °C.
El costo de fabricación para la presentación de 330 ml de cerveza, es de $2,19,
incluyendo además de la materia prima, los insumos necesarios para desarrollar
el producto, en cuanto al costo a escala de laboratorio, mientras que si se
considera el costo por volumen, el precio se reduce a $0,86/unidad siendo
bastante económico la producción a una escala mayor. Además las cervezas
artesanales tienen un costo aproximado entre $3 y $5 en el mercado por lo que si
se fijara un precio de $3,5 se obtendría una utilidad de $2,64 por unidad siendo
una ganancia considerable.
74
9. CONCLUSIONES.
Se obtuvieron cervezas tipo Amber Ale saborizadas y aromatizadas con
maracuyá, uvilla, naranjilla, cedrón y hierba luisa con un contenido alcohólico
promedio del 9% en volumen.
La formulación que presentó mayor aceptación fue la que se encontraba
conformada por un 45% de uvilla, 45% por ciento de naranjilla, 5% de hierba
luisa y 5% de cedrón para una presentación de 330 ml de bebida en la ciudad de
Esmeraldas mientras que la escogida en la ciudad de Quito fue la cerveza con un
90% de naranjilla, 5% de hierba luisa y 5% de cedrón.
Las variables temperatura de tostado de la malta, tiempo de tostado de la malta y
la concentración de la malta tostada en la maceración afectan significativamente
el color del mosto y por lo tanto de la cerveza obtenida de acuerdo al análisis
estadístico realizado.
La coloración de la cerveza obtenida corresponde a una cerveza tipo Amber Ale,
debido a que se encuentra dentro del rango que menciona la literatura de 10 a 18
SRM.
La coloración perseguida de 11 SRM en la cerveza, se logró adicionando en la
maceración veinte por ciento de la malta tostada a 140 °C por un tiempo de 45
minutos y 80 por ciento de malta base; con condiciones de macerado de 55 °C
por diez minutos, 63°C por 45 minutos y 73 °C por 30 minutos.
El análisis físico químico revela que los valores de pH, porcentaje de alcohol y
mohos de las bebidas alcohólicas obtenidas cumplen la norma NTE INEN
2262:2013, mientras que los resultados de acidez y levaduras se encuentran
fuera de la especificación de la norma, lo cual se atribuye a que la cerveza no fue
75
pasteurizada. Sin embargo, mediante la refrigeración, se detiene el crecimiento
de las levaduras y otros microorganismos, garantizando así que no existe riesgo
para el consumo humano.
El sabor se vio alterado significativamente al variar entre las cepas A, B y C , y
el tiempo de fermentación de ocho a diez días según las diferentes calificaciones
obtenidas del primer análisis organoléptico.
La cerveza con mayor aceptación es la de formulación “N” debido a que fue la
que presentó características superiores de sabor, color y aroma con relación a las
demás según las calificaciones dadas por los degustadores.
El pH y la temperatura en el macerado, y en la fermentación son las condiciones
de operación más relevantes en el proceso, debido a que estas controlan el
óptimo funcionamiento de las enzimas encargadas de la hidrolisis del almidón
en azucares de bajo peso molecular que posteriormente se transformaran el
alcohol por acción del metabolismo de las levaduras.
Las frutas y plantas aromáticas le confirieron a las cervezas características
únicas y especiales de acuerdo a las opiniones conferidas en el análisis
organoléptico por la muestra seleccionada de personas adeptas a este tipo de
cervezas que realizaron las cataciones.
Los costos del desarrollo del producto, incluyendo materia prima e insumos
necesarios, para la presentación de 330 ml, resultaron en $2,19, valor que se
considera accesible y competitivo en el mercado ecuatoriano. Mientras que a
nivel artesanal es posible obtener una producción de 500 litros semanales de
cerveza a un costo de fabricación de $1297,97 con un índice de costo por
volumen de 2,60 dólares por cada litro.
Al utilizar la cepa tipo C, se favoreció la sedimentación de restos de malta y
proporcionó un sabor más dulce, debido a que este tipo de levadura promueve la
76
formación de ésteres y fenoles que confieren sabores dulces y afrutados al
producto obtenido en contraste con las otras dos cepas usadas que promueven
sabores a clavo y pimentados de acuerdo con sus fichas técnicas.
La carbonatación en la botella usando sacarosa es una alternativa económica y
sencilla, debido a que se necesita muy poca cantidad y le da una espuma con
mejor sabor y consistencia.
77
10. RECOMENDACIONES.
Utilizar en el proceso de carbonatación de la cerveza, dióxido de carbono
alimenticio embotellado con la finalidad de que la carbonatación de cada
cerveza sea exactamente la misma y cumplir con la especificación de la norma
NTE INEN 2262.
Realizar un estudio de tamaño de partícula óptimo para el proceso de
maceración con la finalidad de obtener la mayor cantidad de azúcares
fermentables en la cerveza y la menor cantidad de compuestos que puedan
enturbiar el producto final.
En conjunto con el estudio de tamaño de partícula óptimo hallar un método de
filtración para poder eliminar la mayor cantidad de compuestos que puedan
enturbiar la cerveza.
Aplicar un sistema de centrifugado para remover los sedimentos de la
fermentación y secado y de esta manera recuperar las levaduras y disminuir los
costos de este insumo en la fabricación total de la cerveza.
Se recomienda usar un proceso de esterilización UV previo a la fermentación y a
la cerveza final obtenida para evitar contaminación por microorganismos,
mantener las propiedades organolépticas de la bebida y a su vez cumplir con los
requisitos microbiológicos mencionados en la norma INEN 2262.
Realizar un estudio de mercado y un flujo de caja detallado para determinar el
tiempo de recuperación de la inversión y las ganancias obtenidas.
78
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88
ANEXOS
89
ANEXO A. PFD de la obtención de cerveza afrutada y especiada.
90
91
ANEXO B. Primer análisis sensorial.
Figura B.1. Encuesta de aceptabilidad de las cerveza con mejores atributos.
92
ANEXO B. Continuación.
Figura B.2 Continuación de la encuesta de aceptabilidad de las cervezas con
mejores atributos.
93
ANEXO C. Segundo Análisis Sensorial.
Figura C.1. Prueba de aceptabilidad de la cerveza con la mejor composición.
94
ANEXO D. Resultados del análisis de porcentaje de etanol en el HPLC-IR.
Figura D.1. Reporte Obtenido de la cuantificación de etanol para todas las
muestras de cervezas.
95
ANEXO E. Resultados de los análisis microbiológicos de las muestras enviadas al
laboratorio “Multianalityca”.
Figura E.1. Informe de resultados de las pruebas de recuento de mohos y
levaduras para la muestra “U”.
96
Figura E.2. Informe de resultados de las pruebas de recuento de mohos y
levaduras para la muestra “M”.
97
Figura E.3. Informe de resultados de las pruebas de recuento de mohos y
levaduras para la muestra “N”.
98
Figura E.4. Informe de resultados de las pruebas de recuento de mohos y
levaduras para la muestra “M-N”.
99
Figura E.5. Informe de resultados de las pruebas de recuento de mohos y
levaduras para la muestra “U-N”.
100
Figura E.6. Informe de resultados de las pruebas de recuento de mohos y
levaduras para la muestra “U-M”.
101
Figura E.7. Informe de resultados de las pruebas de recuento de mohos y
levaduras para la muestra “M-N-U”.
102
ANEXO F. Materias Primas y equipos para el proceso de elaboración de cerveza.
Figura F.1. Mezclas de maltas molidas y tostadas.
Figura F.2. Frutas usadas en el proceso de elaboración.
103
Figura F.3. Lúpulo cascade peletizado.
104
ANEXO G. Mostos obtenidos producto de las diferentes combinaciones de
variables obtenidas.
Figura G.1. Mostos obtenidos con 30% de malta tostada a las diferentes
temperaturas y tiempos de tostado.
Figura G.2. Mostos obtenidos con 20% de malta tostada a las diferentes
temperaturas y tiempos de tostado.
105
Figura G.2. Mostos obtenidos con 10% de malta tostada a las diferentes
temperaturas y tiempos de tostado.
106
ANEXO H. Medición de la coloración de los mostos obtenidos con la escala visual.
Figura H.1. Medición de la coloración con la escala SRM.
Figura H.2. Comparación entre la cerveza Santana y un mosto obtenido (izquierda
cerveza, derecha mosto)
107
ANEXO I. Identificación de sustancias mediante cromatografía de gases.
I.1. Tiempos de retención para la muestra de cerveza final obtenida.
Figura I.2. Tabla de integración y porcentajes de los componentes identificados.
108
ANEXO J. Ficha técnica de la malta pale ale (malta base).
Figura J.1. Especificaciones de la malta pale ale (base).
109
ANEXO K. Cotización de los equipos necesarios para la planta cervecera.
Figura K.1. Cotización y descripción de los equipos para la planta cervecera.
