pH, cerveza y usted; La importancia del pH en la elaboración de cerveza
Importancia general del pH
Justo como el protagonista de una serie, el pH juega un rol activo en cada parte del proceso de producción de cerveza. Hay muchas formas de evaluar el pH en el mercado - desde cintas tornasol a ¡medidores digitales! Déjenos guiarlo en la medición de pH durante el proceso cervecero, y brindarle unas cuantas recomendaciones que le ayudarán a iniciarse. Para información detallada de las sondas de pH, mantenimiento, y más guías visite nuestras páginas web.
¿Por qué importa la medición de pH en los procesos cerveceros?
El pH, la medición de la concentración de ion hidronio en una solución, es esencialmente una medición de que tan ácida o básica es una sustancia. Las lecturas de pH son importantes en cada etapa del proceso cervecero, desde el agua, el macerado, el mosto, la levadura, la fermentación hasta el producto terminado. Altos valores de pH pueden deteriorar los sabores, y llevar a una pobre conversión enzimática del macerado. La cerveza tiene un pH de entre [4.1-4.6] que inhibe el crecimiento de ciertos organismos; un pH más bajo puede indicar la proliferación de bacterias productoras de ácido, resultando en cervezas amargas.
Consistencia en el proceso
Para conseguir una cerveza consistente, las cervecerías deben conocer el pH en cada etapa del proceso. El agua es tratada en un proceso de potabilización general, ya que de manera habitual está fuera del rango óptimo para el proceso cervecero. Seleccionar el rango de pH correcto de agua para el lavado y el macerado es el primer paso para un proceso cervecero consistente, y asegurará que los siguientes pasos están dentro de las especificaciones.
Revisar las fuentes de agua
¿Qué características tiene el agua de su ciudad?
El agua que entregan los acueductos de la mayoría de ciudades necesita ajustarse para alcanzar rango de pH óptimo para los procesos cerveceros. Los maestros cerveceros deben contar con un análisis del agua que utilizará para sus procesos. Si el perfil de agua es difícil de conseguir, o si cambia con frecuencia, también es posible realizar pequeños test de dureza, alcalinidad y acidez. Este es el punto de inicio de los procesos cerveceros pues le indicará que tantos ajustes debe realizar a la fuente de agua. Algunos productores también pueden querer replicar las fuentes de agua de algunos de los centros cerveceros más famosos, cómo lo son el Burton de UK, Dortmund en Alemania y Pilsen en la Republica Checa.
Múltiples fuentes online cuentan con cuentan con tablas de conversión que le dirán cuanto calcio, magnesio, sulfato o cloro necesita añadirse al agua para alcanzar varios perfiles.
El ajuste de pH para el perfil óptimo de agua
La malta se acidifica y el macerado disminuye su pH, pero se necesita de un volumen considerable de agua para airear, enjuagar y extraer el extracto fermentable del grano. Es posible corregir el pH del agua de lavado al añadir ácido fosfórico, ácido láctico o sulfato de calcio. Las mediciones de pH deben realizarse en el agua del macerado y lavado para asegurar que tanto el macerado como el mosto están en un rango adecuado.
pH durante el macerado
Las enzimas necesitan de una temperatura y pH adecuados
La cebada, malta molida y otros granos se mezclan en un tonel con agua caliente [63-67°C] en un proceso llamado macerado. El macerado resulta en actividad enzimática proteolítica y amilolitica que produce aminoácidos y maltosa [extracto fermentable] respectivamente, compuestos que pueden ser utilizados posteriormente por la levadura en la etapa de fermentación. Las enzimas son muy particulares en lo que respecta al pH. Existen varios recursos en la web que recomiendan cierto pH dependiendo del tipo de cerveza que desee producir.
La estabilización del mosto inicia con el macerado en el tonel.
La temperatura del agua de macerado y el pH del mosto son de importancia crítica para la conversión apropiada de levadura y proteina durante el macerado. Las configuración de especificaciones de pH en el primer paso del proceso cervecero asegura que los pasos subsecuentes y el procedimiento de fermentación en la dirección correcta.
pH durante la cocción
Uso del lúpulo y ruptura en caliente
Una vez los extractos fermentables del macerado se han descompuesto en la caldera, la mezcla es llamada mosto. Si el mosto está en un rango aceptable de pH, otro cambio importante ocurre. El lúpulo se añade para añadir un poco de amargura y aroma, y el uso de sustancias amargantes [ácidos α] se da a elevadas temperaturas en la caldera. El calor y el pH del mosto afectarán la isomerización de los ácidos α a iso-ácidos α con una pequeña ventaja en su uso a pH más elevado [5.8].1
La ruptura en caliente se utiliza para producir cervezas claras luego de la fermentación; en este proceso la proteína del mosto se coagula y flocula tras hervir. Mientras que una cierta cantidad de aminoácidos es necesaria para el crecimiento y producción de membrana celular de la levadura, la mayoría de proteínas que se dejan atrás luego de hervir puede ser problemáticas si se mantienen en la suspensión; causando nubosidad, atrapando la levadura, y eventualmente precipitándose en la cerveza terminada.
pH en la fermentación
La fermentación, la fase crítica de la producción cervecera
En esta etapa del proceso el mosto es vulnerable a daños, y cepas de levadura silvestre. Se necesita de un mosto estéril y oxigenado dentro de un rango de pH y temperatura óptimos para que la levadura actué en los nutrientes liberados durante la cocción y el macerado. Un pH más bajo que el esperado durante la fermentación [pH<3.6-3.7] puede ser indicio de problemas serios de contaminación.
Viabilidad y rendimiento de la levadura
Una vez la levadura se enfría, y el mosto se oxigena, la fermentación inicia. La levadura reducirá el azúcar en las maltas del mosto, liberando CO₂ y alcohol. La levadura crecerá de manera exponencial en presencia de mosto y oxígeno utilizando azúcares en el proceso. El pH también caerá ya que varios ácidos orgánicos se producen por la levadura2; estos parámetros afectaran de manera directa el rendimiento y la viabilidad de la cerveza terminada. Se recomienda revisar el pH de la levadura en el mosto antes del repitching. Si la levadura en suspensión está agotada tendrá un pH más alto de lo habitual [>4.5] debido al citoplasma liberado por la levadura. Una levadura saludable responderá de manera positiva en un ambiente limpio, frío, mosto oxigenado con nutrientes adecuado y sin competencia.
pH en las cervezas terminadas
Un pH correcto en una cerveza terminada mejorará la vida de anaquel y el perfil de sabor
El pH al final de cada etapa de producción es un indicador de la estabilidad. La cerveza terminada debería tener un pH más bajo que el mosto pre-fermentado. Cualquier variación del pH final, especialmente una lectura mucho más baja, puede indicar una infección que puede llevar a cervezas amargas y turbias. Si la lectura es demasiado alta en esta etapa; se pasó por alto algún requerimiento en las etapas anteriores u alguna sustancia alcalina se introdujo a la mezcla.
Problemas con aguas residuales en la producción de cervezas
Estándares para pH bajo u alto en agua potable
La naturaleza ácida de la cerveza y la caustica de los residuos de las soluciones de limpieza pueden perturbar las plantas de tratamiento de agua. Muchas plantas de tratamiento cuentan con un efluente uniforme sin picos de acidez o alcalinidad en las corrientes de agua residual. Por ejemplo en Framingham, MA, las regulaciones de aguas residuales prohíben la descarga con un pH más bajo que 5.5 y más alto que 12.0 permitiendo desviaciones de estos límites para plantas que monitorean continuamente el pH3.
Los efluentes de las plantas cerveceras pueden (y deberían) ser tratados
Para pequeñas cervecerías puede que necesite acumular los residuos en un tanque y ajustar el pH antes de liberarlos al desagüe. Monitorear el pH normalmente significa mantener registros para las autoridades estatales. También puede requerirse de tanques de reposo. Cervecerías de mayor tamaño algunas veces tienen que instalar gran cantidad de equipos de tratamiento de agua, replicando una planta de tratamiento de agua estatal.
Con que realizar las mediciones de pH
Como se mencionó anteriormente, el pH puede evaluarse de múltiples maneras. La manera más eficiente de realizar estas lecturas, y evitar la interferencia, es utilizar un electrodo de pH. Los electrodos de pH están compuestos de un medidor, el cuerpo del electrodo y vidrio sensible al pH. Una ventaja de usar electrodos de pH es que estos pueden adaptarse a su aplicación específica. Esta especificidad permite características como uniones anti obstrucciones, y cuerpo de titanio. Los medidores de pH inalámbricos en cerveza HALO son un ejemplo de un electrodo completamente portátil adaptado a la medición en cerveza. Este electrodo convierte cualquier dispositivo Android o Apple en un medidor de pH para laboratorio. Otros ejemplos son el tester de pH HI 981031, diseñado para mediciones simples y una larga vida útil.
1.IMPROVING THE HOP UTILIZATION IN THE BEER BIOTECHNOLOGY, Bulletin UASVM, Agriculture 65(2)/2008].
2.FACTORS RESPONSIBLE FOR THE DECREASE IN pH DURING BEER FERMENTATIONS, J. Brew., May-June, 1976, Vol. 82, pp. 149-153
3.Town of Framingham Department of Public Works Wastewater Regulations, May 2015
Más Información sobre el equipo: HI 981031