REDIELUZ
ISSN 2244-7334 / Depósito legal pp201102ZU3769 Vol. 14 N° 2 • Julio - Diciembre 2024: 85 - 93
SACCHAROMYCES BAYANUS Y ÁCIDO ASCÓRBICO: UN COMPUESTO BIOACTIVO EN LA INDUSTRIA CERVECERA
Saccharomyces bayanus and Ascorbic Acid: A bioactive compound in the brewing industry
Rodas Pazmiño- Karen1, Rodas Pazmiño- Jennifer 2, Pazmiño Pérez-Rodrigo1 Cárdenas Dávila- Manuel5, Astudillo Hinostroza- Genesis3, Jami Jami- Stefany4,
Cuenca Castillo- Matias4
1 Universidad Estatal de Milagro (UNEMI) 2 Laboratorio Pazmiño 3 Ingenio Agro azúcar
4 Universidad Europea del Atlántico 5 Unidad Educativa General Vernaza 6 Universidad Politécnica Salesiana https://orcid.org/0000-0002-6461-1068
El objetivo de la presente investigación fue ana- lizar la producción de cerveza artesanal de malta negra potenciada con ácido ascórbico, utilizando herramientas biotecnológicas avanzadas para eva- luar su permisible alternativa en la industria cerve- cera. Se empleó una metodología cualitativa, cuan- titativa y descriptiva, se detalló el grado alcohólico, los grados Brix, el pH y la concentración de ácido ascórbico, así como la viabilidad celular de Saccha- romyces bayanus. Los resultados revelaron que, a los 3 días de fermentación, la cerveza alcanzó un grado alcohólico del 4%, grados Brix del 4% y un pH de 4.2, con una concentración de ácido ascórbi- co de 40 mg/dL. La viabilidad celular de la levadura varió significativamente entre 0% y 100%, indican- do una alta variabilidad en su eficacia. Se concluyó que, con ajustes en el proceso de fermentación, la cerveza artesanal de malta negra potenciada con ácido ascórbico podría ser una alternativa bioactiva prometedora en la industria cervecera.
The present study focused on analyzing the production of craft black malt beer enhanced with ascorbic acid, using advanced biotechnological tools to evaluate its permissible alternative in the brewing industry. Using a qualitative, quantitative
and descriptive methodology, the alcoholic streng- th, Brix degrees, pH and ascorbic acid concentra- tion, as well as the cell viability of Saccharomyces bayanus, were detailed. The results showed that, after 3 days of fermentation, the beer reached an alcoholic strength of 4%, Brix degrees of 4% and a pH of 4.2, with an ascorbic acid concentration of 40 mg/dL. The cell viability of the yeast varied sig- nificantly between 0% and 100%, indicating a high variability in its effectiveness. It was concluded that, with adjustments in the fermentation process, craft black malt beer enhanced with ascorbic acid could be a promising bioactive alternative in the brewing industry.
biotics.
La producción de cerveza artesanal ha expe-
rimentado un notable crecimiento en los últimos años, impulsada por la preferencia de los consumi- dores por productos de mayor calidad y caracterís- ticas únicas, por lo general demanda la aplicación de técnicas (Hidalgo, 2024). Este tipo de cerveza se distingue por el uso de ingredientes selectos y procesos controlados que permiten obtener sabo- res y aromas diferenciados (Meynet, 2024). Dentro de las técnicas tradicionales empleadas, la adición
de malta negra se ha utilizado durante siglos para mejorar las propiedades sensoriales de la cerveza, aportando mayor intensidad en el sabor, el color y el aroma (Aguirre, 2019).
En este contexto, la fermentación desempeña un rol principal en la calidad del producto final. Aun- que la levadura más utilizada en la elaboración de cerveza es la Saccharomyces cerevisiae, en este estudio se explora el uso de esta como una alter- nativa biotecnológica (González, 2018). Esta cepa, aunque menos común en la industria cervecera, es capaz de generar altos niveles de β- glucosidasa, una enzima que libera compuestos aromáticos y mejora el perfil organoléptico de las bebidas fer- mentadas (Burini, 2021).
Adicionalmente, se propone la incorporación de ácido ascórbico como antioxidante natural para prolongar la vida útil de la cerveza, prevenir la oxi- dación y preservar sus cualidades sensoriales (Pi- miento et al. 2023).
Dado que la aplicación de estas tecnologías en la producción de cerveza artesanal es aún incipien- te, este estudio busca explorar el potencial de Sac- charomyces bayanus y el ácido ascórbico en la ela- boración de cerveza de malta negra, con el objetivo de mejorar su estabilidad, calidad y diferenciación en el mercado (Libkind y Bruzone, 2018). Con ello, se pretende satisfacer la creciente demanda de productos más saludables y de alta calidad, pro- porcionando una nueva alternativa para la indus- tria cervecera artesanal. El objetivo fue analizar la producción de cerveza artesanal de malta negra potenciada con ácido ascórbico, utilizando herra- mientas biotecnológicas avanzadas para evaluar su permisible alternativa en la industria cervecera.
La cerveza artesanal surgió en el Reino Unido a fines de los años 70, enfocándose en la producción tradicional, lo que dio lugar al término micro cerve- cería. Este concepto, que se expandió a Estados Unidos en los años 80, se refiere a cervecerías que producen menos de 15,000 litros al año y operan de manera flexible y adaptada al cliente (Calvillo, 2017).
Globalmente, la producción de cerveza artesa- nal sigue la Ley de Pureza Alemana, que establece el uso exclusivo de agua, malta de cebada, lúpulo
y levadura. Además, estas cervecerías deben ser independientes, con una producción anual menor a 7 millones de barriles. Las micro cervecerías com- piten mediante la calidad y diversidad de sus pro- ductos, en contraste con las grandes industrias que se enfocan en precios y publicidad (Chaves, 2020).
Saccharomyces Bayanus en la producción cer- vecera es utilizada principalmente en la producción de vinos y sidras, pero su aplicación en la industria cervecera ha comenzado a ganar interés debido a sus propiedades únicas (A, 2020).
A diferencia de Saccharomyces cerevisiae, la le- vadura más común en la elaboración de cervezas,
S. bayanus presenta varias ventajas que pueden mejorar ciertos aspectos de la fermentación en la producción de cerveza artesanal, en particular en la creación de estilos específicos como la cerveza de malta negra (Gonz, 2017).
El ácido ascórbico, también conocido como vita- mina C, es un compuesto ampliamente utilizado en la industria alimentaria debido a sus propiedades antioxidantes. En la producción cervecera, su adi- ción es importante en la preservación de la calidad y estabilidad del producto (Ibáñez et al. 2003). El ácido ascórbico actúa como antioxidante al preve- nir la oxidación de lípidos y proteínas, protegiendo el color, sabor y aroma de la cerveza, al tiempo que conserva nutrientes y mejora la estabilidad del pro- ducto.
El ácido ascórbico realza el perfil aromático de la cerveza de malta negra al evitar la oxidación, lo que mantiene los aromas distintivos. Además, preserva el sabor fresco de la cerveza al prevenir sabores rancios, y contribuye a una experiencia de consu- mo óptima al conservar la consistencia original de la bebida (González, 2017).
adaptar las BAL a las condiciones específicas de la cerveza, como el pH y el contenido de lúpulo (Fe- rrari et al. 2020).
La selección y modificación genética de cepas de levadura, como Saccharomyces bayanus, per- mite optimizar la fermentación y mejorar las carac- terísticas sensoriales de la cerveza (Burini, 2023).
Uso de Ingredientes Bioactivos: La incorpo- ración de ingredientes con propiedades bioactivas, como los polifenoles y la fibra dietética presentes en algunos estilos de cerveza, puede influir positi- vamente en la salud intestinal. Estos componentes interactúan con la microbiota intestinal, promovien- do el crecimiento de bacterias beneficiosas y redu- ciendo patógenos (Imhoff y otros, 2021).
Saccharomyces bayanus y Ácido Ascórbico
Combinación de Saccharomyces bayanus y Áci- do Ascórbico
Mejora de la Fermentación. La combinación de Saccharomyces bayanus con ácido ascórbico pue- de optimizar la producción de cerveza al mejorar la fermentación y estabilizar el producto final. Sac- charomyces bayanus es conocido por su capacidad de tolerar condiciones extremas de fermentación, mientras que el ácido ascórbico actúa como un agente antioxidante, preservando la calidad de la cerveza y prolongando su vida útil (Shellhammer, 2014).
rrollado un modelo de regresión logística para pre- decir el crecimiento microbiano en cervezas artesa-
nales basado en parámetros fisicoquímicos como el pH, el contenido de alcohol y el amargor. Este modelo ayuda a los cerveceros a identificar y con- trolar posibles riesgos de contaminación, mejoran- do la seguridad alimentaria y reduciendo pérdidas económicas (Latorre, 2023).
Existen investigaciones sobre la adaptación de las BAL a las condiciones de la cerveza ha llevado al desarrollo de nuevas estrategias para controlar la contaminación y mejorar la calidad del producto final. Las técnicas de limpieza y desinfección tam- bién se han mejorado para reducir la persistencia de microorganismos (Postigo et al. 2021).
Características de la Cerveza de Malta Negra
Sabor y Aroma: Saccharomyces bayanus es una levadura conocida por su capacidad para fer- mentar a temperaturas más bajas y por su resisten-
cia a condiciones extremas. En la cerveza de malta negra, puede contribuir a un perfil sensorial más limpio, con menos producción de ésteres y fenoles, lo que resulta en un sabor más suave y un aroma menos afrutado y especiado en comparación con otras cepas de levadura (Toribio, 2015).
Según el estudio de Guerberoff et al. (2020), la inocuidad y la calidad de la cerveza, destacando que, bajo prácticas adecuadas, no hay riesgos mi- crobiológicos significativos. La calidad se evalúa por el equilibrio entre amargor y dulzor, así como la ausencia de sabores indeseables, con un enfoque en autenticidad y consistencia, especialmente en cervezas artesanales.
Los ingredientes clave incluyen el agua, que afecta el pH y el sabor; la malta, que define el sabor y el color; el lúpulo, que proporciona amargor y aro- ma; y la levadura, que determina el perfil sensorial según sea Ale o Lager (Brányik et al. 2012).
El proceso de elaboración, que abarca la ma- ceración, cocción y fermentación, impacta directa- mente en el perfil de la cerveza. Técnicas analíticas como la cromatografía de gases y la espectrometría de masas son cruciales para evaluar compuestos aromáticos volátiles y garantizar la calidad senso- rial (Anderson et al. 2019).
El perfil sensorial de la cerveza de malta negra se distingue por su sabor intenso, aroma profundo y color oscuro. El uso de Saccharomyces bayanus
puede mejorar la limpieza del perfil sensorial al re- ducir ésteres y fenoles, mientras que el ácido as- córbico ayuda a mantener la frescura y estabilidad del color (Iimure & Sato, 2013).
El estudio adopta un enfoque experimental y descriptivo, se enfoca en el estudio de la acción del ácido ascórbico en la cerveza de malta negra utilizando técnicas de recolección de datos como la observación directa y el análisis documental. El método estadístico identificará la sucesión del ma- nejo de datos cualitativos y cuantitativos. La investi- gación se basa en analizar información parámetros específicos sobre la elaboración de cerveza artesa- nal, el perfil sensorial de la cerveza de malta negra, la viabilidad celular de la levadura empleada y el uso de técnicas analíticas como la espectrometría. Se presenta una descripción detallada de los pro- cesos involucrados, destacando los aspectos que afectan la calidad y aceptación del producto final.
En el proceso de elaboración y análisis de la cer- veza artesanal, se emplean diversas herramientas, equipos, instrumentos y materiales específicos que aseguran la calidad y precisión en cada etapa de producción. Estos elementos son fundamentales para controlar los parámetros técnicos, garantizar la higiene, y obtener los resultados sensoriales de- seados. A continuación, se describen las principa- les herramientas y materiales utilizados para llevar a cabo este proceso con éxito.
Insumos: Comprenden malta negra, lúpu- lo Chinook, azúcar morena, levadura Saccha- romyces bayanus, agua destilada y de bidón, clarificarte, alcohol, dextrosa, DNS, y azul de lactofenol.
Figura 1. Proceso de elaboración de cerveza artesanal de malta negra.
Fuente: Rodas et al. (2024)
Nota: Las variaciones en los pasos del proceso de elaboración pueden influir en los matices finales de la cerveza.
La molienda de la malta facilita su disolución y el filtrado. Durante la maceración, se activan enzimas que convierten el almidón en azúcares, influenciado por la temperatura y el tiempo. Tras filtrar el mosto, este se cuece a 74°C, se añade lúpulo para aportar aroma y conservantes, y luego se enfría antes de la fermentación. En esta fase, la levadura transforma los azúcares en alcohol y dióxido de carbono. Des- pués de 7 días, se analizan parámetros fisicoquími- cos y, finalmente, la cerveza madura y se embotella tras un filtrado para garantizar su pureza y calidad (Figura 1).
Se prepararon 4 y se tomó como referencia la muestra madre utilizando azul de lactofenol como indicador, el conteo de las células permitió diferen- ciar la viabilidad de Saccharomyces bayanus.
La tinción diferencial indicó que tanto las células vivas como las muertas obtuvieron una viabilidad significativa, comprobando el porcentaje de viabili-
dad celular total de la cepa en la producción artesa- nal de cerveza de malta negra
Figura 2. Viabilidad celular total de Saccha- romyces bayanus vivas y muertas.
Fuente: Rodas et al. (2024)
Nota: La figura muestra los porcentajes de viabilidad en diferentes
condiciones, con el control madre manteniendo el 100% de viabilidad.
Figura 3. Viabilidad celular total de Saccharomyces bayanus.
Fuente: Rodas et al. (2024)
Nota: La figura indica los porcentajes de viabilidad para células vivas
y muertas en diversas condiciones.
La figura 2 detalla que la viabilidad de células vivas y muertas varía con la dilución. La muestra menos diluida (mantiene una viabilidad del 100%, mientras que las muestras más diluidas muestran una disminución en la viabilidad celular.
El porcentaje de viabilidad celular total, con un 100% en la muestra , pero una disminución a 0% en la muestra .
La concentración total de azúcares reductores en la cerveza fue 0.34 mg/ml indicando un conteni- do significativo de azúcares.
Tabla 1. Gráfico de Abs en función de la concentración de Glucosa.
M | 1.394 | 1.391 | 1.390 |
Figura 4. Diagrama de azúcares reductores.
Fuente: Rodas et al. (2024)
Fuente: Rodas et al. (2024)
El análisis de la concentración de azúcares re- ductores en la cerveza artesanal de malta negra se realizó mediante espectrofotometría utilizando el reactivo DNS. Se prepararon muestras con diferen- tes concentraciones de dextrosa, que fueron trata- das con DNS y calentadas para permitir la reacción. Las mediciones de absorbancia a 530 nm mostra- ron un incremento progresivo conforme aumentaba la concentración de glucosa. Los resultados con- firmaron las muestras con mayor concentración de glucosa presentaron las absorbancias más altas, demostrando la efectividad del método DNS para cuantificar azúcares reductores en la cerveza.
Tabla 2. Valores obtenidos de la primera fermenta- ción
Grados Brix | Grados de Alcohol | pH |
5% | 7% | 4.5 |
Fuente: Rodas et al. (2024)
Tabla 3. Valores obtenidos del Producto Final
Grados Brix Grados de Alcohol pH
4% 4% 4.2
Fuente: Rodas et al. (2024)
Los resultados del análisis de la cerveza artesa- nal de malta negra con ácido ascórbico muestran una serie de parámetros fisicoquímicos a diferentes etapas del proceso. Durante la primera fermenta- ción, se observó que el grado alcohólico alcanzó 7% GL, los grados Brix llegaron a 5°, y el pH se mantuvo en 4.5. Tras el embotellado y a los 3 días de maduración, los valores finales fueron un gra- do alcohólico de 4% GL, grados Brix de 4°, y un pH de 4.2.
Tabla 4. Valores obtenidos
TUBO | Abs | Abs | Abs |
0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0.508 | 0.500 | 0.484 |
2 | 1.225 | 1.201 | 1.176 |
4 | 2.295 | 2.271 | 2.248 |
5 | 2.570 | 2.551 | 2.518 |
Fuente: Rodas et al. (2024)
Figura 5. Diagrama de azúcares reductores
Los resultados del análisis de la cerveza artesa- nal de malta negra con ácido ascórbico muestran una serie de parámetros fisicoquímicos a diferentes etapas del proceso. Durante la primera fermenta- ción, se observó que el grado alcohólico alcanzó 7% GL, los grados Brix llegaron a 5°, y el pH se mantuvo en 4.5. Tras el embotellado y a los 3 días
Fuente: Rodas et al. (2024)
de maduración, los valores finales fueron un gra- do alcohólico de 4% GL, grados Brix de 4°, y un pH de 4.2.
El coeficiente de extinción molar (ε) para la cer- veza artesanal de malta negra se calculó gráfica- mente y resultó ser 0.7218 mM⁻¹ cm⁻¹. Utilizando
la ecuación de la ley de Beer- Lambert y la absor- bancia medida de 0.243, se determinó que la con- centración de azúcares reductores en la muestra es aproximadamente 8.86 mM.
La investigación sobre la cerveza artesanal de malta negra con ácido ascórbico mejora el proceso de fermentación utilizando la cepa Saccharomyces bayanus. Tras 7 días de fermentación, la cerveza fi- nal tiene un 4% de alcohol, pH 4.2, y grados Brix de 4%, con una concentración de azúcares reductores de 0.2431 absorbancia.
En comparación, Rodriguez (2021) aborda la in- novación en cervecería artesanal mediante el con- trol de bacterias lácticas como Lactobacillus y L. brevis, y el desarrollo de un modelo predictivo para el deterioro microbiano. También, evalúa nuevas cepas de levaduras como Lachancea thermotole- rans CIAL37, y estudia los efectos prebióticos de la cerveza en el microbiota intestinal. Esta tesis ofrece un enfoque integral que incluye el control de conta- minantes, la selección de levaduras y el análisis de efectos en la salud.
La producción de cerveza artesanal de malta negra con Saccharomyces bayanus y ácido ascór- bico mostró una cerveza con 4% de alcohol, 4% en grados Brix, y un pH de 4.2, con ácido ascórbico a 40 mg/dL. La viabilidad celular de Saccharomyces bayanus mostró variabilidad significativa, de 0% a 100%, indicando fluctuaciones en la eficacia de la levadura. Estos resultados destacan la necesidad de un control riguroso durante la fermentación para asegurar la calidad del producto.
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