Con los años se han producido muchos avances en la bioquímica de la fermentación. Pero el proceso básico de fabricar cerveza no ha cambiado durante cientos, si no miles, de años. Está claro que los descubrimientos revolucionarios en la ciencia cervezera son pocos y llegan con cuentagotas.
Por eso el trabajo del investigador del Instituto de Biometeorología de Florencia (Italia) Lorenzo Albanese y varios compañeros es tan importante. Estos dedicados eruditos han inventado un proceso de fabricar cerveza totalmente nuevo que cambia dramáticamente la composición química, la ingeniería y la huella medioambiental del proceso que genera esa fermentación celestial.
¿Qué es lo que han hecho? La salsa secreta de su nuevo método es la cavitación. Este proceso se basa en la formación de diminutas burbujas de vapor dentro de un líquido que después estallan. Normalmente esto se consigue al reducir la presión dentro de un líquido hasta que hierva y después subirla de nuevo para que el vapor se condense.
La cavitación puede ser producida por un impulsor giratorio que genera bajas presiones en los extremos en rápido movimiento. De hecho, la cavitación a menudo es un efecto secundario indeseado en las hélices de barco y submarino, en gran parte porque el rastro de burbujas, y el ruido que genera, puede delatar la posición de un submarino.
Desde luego es un proceso extraordinario. El colapso repentino de una de estas diminutas burbujas puede generar temperaturas de más de 700 °C y presiones unas 5.000 veces mayores a la atmosférica. Estas condiciones cambian drásticamente el ento o físico y químico del agua. El equipo de Albanese ha realizado exhaustivos experimentos para averiguar su influencia sobre la fabricación de cerveza.
Este proceso incluye los ingredientes básicos: malta, lúpulo, levadura y agua, y siempre ha sido relativamente sencillo. Se desarrolla en cuatro pasos. El primero consiste en crear un líquido azucarado llamado mosto de cerveza en el que el almidón de la cebada malteada es convertido en azúcares más sencillos y fermentables.
En el segundo paso, se retira el mosto y la cebada malteada se lava para extraer la máxima cantidad posible de azúcares fermentables.
Entonces el mosto de la cerveza se hierve durante aproximadamente una hora para eliminar el agua y concentrar los azúcares. El hervido también elimina cualquier enzima involucrada en la conversión del almidón en azúcar y las volátiles sustancias químicas que podrían estropear el brebaje, especialmente el sulfuro de dimetilo de sabor tan desagradable. Añadir los lúpulos en esta fase confiere a la mezcla sus característicos sabores.
Finalmente, la mezcla se deja enfriar y se le añade la levadura para iniciar el proceso de fermentación, que suele durar varios días. Esto convierte los azúcares en alcohol, produciendo cerveza, que después puede ser embotellada.
Por supuesto, el diablo está en los detalles. La cebada malteada ha de ser molida por adelantado para aumentar su superficie. El mosto de la cerveza ha de ser guardado a una temperatura determinada, normalmente entre 50 ºC y 78 ºC para que las enzimas descompongan el almidón.
Junto con el hervido, este es un proceso que tiene un alto consumo energético. Fabricar 100 litros de cerveza requiere unos 32 kilovatios-hora (en comparación, un televisor de 100 vatios que se deje encendido durante 10 horas gasta un único kilovatio-hora).
Entonces, ¿qué innovación ofrece la cavitación en esto? Para averiguarlo, el equipo de Albanese ha construido unas instalaciones para fabricar cerveza que inducen la cavitación dentro del mosto. Ejecutaron un abanico de experimentos de fabricación de cerveza bajo distintas condiciones para explorar las ventajas y desventajas de la cavitación.
Los resultados son interesantes. La primera ventaja es que la cavitación reduce la cebada malteada a una pulpa y por tanto elimina la necesidad molerla por adelantado. "El molido en seco deja de ser necesario con la nueva instalación, puesto que las maltas son pulverizadas por los procesos cavitacionales hasta alcanzar un tamaño inferior a 100 µm en cuestión de pocos minutos", escribe el equipo de Albanese. Esto también aumenta la biodegradabilidad de la malta consumida, un producto residual del proceso de fabricación de cerveza.
La cavitación también aumenta el ritmo al que el almidón pasa desde la cebada malteada pulverizada hasta el mosto. Este proceso es tan eficiente que solo un poco o incluso nada de almidón permanece en la malta al final del proceso.
Eso tiene importantes implicaciones. Significa que el proceso de lavar la malta para eliminar azúcares y almidón se vuelve totalmente innecesario.
Con una liberación más eficaz del almidón, la transformación del almidón en azúcares más sencillos puede producirse a temperaturas inferiores. "La temperatura de activación de las enzimas que transforman el almidón en azúcares sencillos y aminoácidos se reduce en aproximadamente 35 ºC, lo que acorta el tiempo requerido para la sacarificación", afirma el equipo.
La cavitación también ayuda a mejorar la eficiencia de los procesos químicos que normalmente se producen durante el hervido convencional de la mezcla de mosto y lúpulo. La cavitación provoca que los desagradables gases volátiles se desaparezcan antes, desnaturaliza las enzimas del mosto y permite que los sabores de los lúpulos se mezclen con mayor facilidad. Eso convierte hace que el hervido quede obsoleto. De hecho, todo el proceso puede realizarse a alrededor de 78 ºC, según el equipo de Albanese.
El resultado final es un importante ahorro de energía. El equipo dice que su nuevo proceso de fabricación de cerveza consumió tan sólo 24 kilovatios-hora por 100 litros, un 30% menos que el experimento de control que también ejecutaron. Y eso es antes de que optimicen el proceso para impedir la disipación innecesaria de calor.
Pero hay algo que el equipo no tuvo en cuenta, el coste del equipamiento requerido para generar la cavitación y su mantenimiento. La cavitación es notoriamente dañina. Las presiones y temperaturas que genera erosionan el acero más duro. No está claro exactamente qué influencia ejercería esto sobre los costes, pero desde luego ha de ser considerado de alguna manera.
Por supuesto, la prueba por excelencia reside en el propio producto. En una serie de pruebas, este valiente equipo dice que la cerveza resultante es igual de buena que la que se fabrica por métodos convencionales. Es algo que tendrá que ser verificado independientemente por altruistas individuos dispuestos a obviar sus propios intereses en nombre de la ciencia.
En caso de que los observadores objetivos se muestren de acuerdo en la calidad de la cerveza, la cavitación podría revolucionar la industria cervecera. De hecho, podría acabar siendo uno de los mayores cambios en la tecnología cervecera desde hace décadas, si no siglos.
Ref: arxiv.org/abs/1609.06629: A Novel Brewing Process via Controlled Hydrodynamic Cavitation