APORTES DEL LÚPULO A LA CERVEZA

• Tiene propiedades antibacterianas, lo que otorga mayor estabilidad de la cerveza.
• Estabiliza la formación de espuma.
• Contribuye a la formación del turbio caliente.
• Cuando es manejado correctamente, contribuye al perfil de sabores y otorga aroma.

TENOR AMARGO

Las resinas del lúpulo pueden dividirse en blandas y duras. Dentro de las blandas se encuentran los a-ácidos que son las de mayor importancia, ya que a partir de ellos se forman los compuestos que otorgan el tenor amargo. Los a-ácidos son tres compuestos específicos: la humulona, cohumulona y adhumulona.

Durante el hervor al que es sometido el mosto dulce, etapa en que se agrega el lúpulo, los a-ácidos sufren un cambio estructural llamado isomerización, originando los compuestos solubles amargos. Estos compuestos se denominan genéricamente iso-a-ácidos. Específicamente se forman la iso-humulona, iso-cohumulona e iso-adhumulona.

Los b-ácidos, considerados resinas blandas, pueden también isomerizarse durante el hervor para crear compuestos amargos, aunque, debido a que la solubilidad de los iso-b-ácidos en el mosto es muy baja, la contribución de estos al sabor amargo es casi despreciable.

Otras resinas blandas y duras pueden contribuir también al tenor amargo, pese a que la potencia de estas en su totalidad se encuentran entre 1/3 y 1/10 con respecto a la de los a-ácidos. Estos compuestos pueden empezar a jugar un papel importante en la contribución al tenor amargo en el lúpulo envejecido, donde los a-ácidos pueden estar muy deteriorados.

En general, la formación de iso-a-ácidos durante el hervor es proporcional a la cantidad de a-ácidos presentes en los lúpulos agregados a la receta. Por lo tanto, es muy importante la variedad de lúpulo agregada, porque la cantidad de a-ácidos es muy dependiente de la variedad, pudiendo estar entre un 2 y 16% del peso total. También, hay que tener en cuenta que el % de a-ácidos dentro de una misma variedad se encuentra dentro de un rango, aunque es muy característico, y  por cierto, mucho menor que el existente entre variedades y en alguna medida bastante más predecible.

Es común que se registren oscilaciones de un año a otro y que haya diferencias en distintas regiones y distintos cultivadores en un mismo año. Los rangos para cada variedad dependen de las condiciones climáticas, el suelo y la mano del operador. La tabla 1 muestra el rango característico en que varía el % de a-ácidos de algunas de las variedades de lúpulo más utilizadas.

Factores que afectan el tenor amargo de una cerveza

Todo tipo de ecuación que se utilice para calcular el tenor amargo de una cerveza es una simple estimación. Debido a la cantidad de factores que afectan la isomerización de los a-ácidos y la permanencia de estos en el producto final, es muy difícil predecir con exactitud cuantas IBU tendrá una determinada cerveza. Inclusive, los niveles de IBU en una misma cerveza podrán variar sustancialmente con distintos operadores de una misma cervecería.

La única forma de determinar exactamente los niveles de IBU en una cerveza terminada es mediante un ensayo de laboratorio que no está al alcance de los homebrewers y muchas cervecerías pequeñas.

Hay ciertos factores que uno tiene que tener en cuenta cuando desea estimar el IBU final de una cerveza. No todos los a-ácidos agregados al mosto durante el hervor se convierten en los compuestos amargos iso-a-ácidos, ya que los primeros tienen una reducida solubilidad y la mayoría se pierde durante las distintas etapas de la elaboración.

Inclusive, la velocidad de isomerización es muy lenta. Por lo tanto, las IBU finales en la cerveza están determinadas por el % de utilización de los a-ácidos. Como utilización se denomina al % de a-ácidos que se convierten en iso-ácidos.

El % se utilización varía entre 0 y 40% de acuerdo a una gran cantidad de factores mencionados abajo:

1) El tiempo de hervor del lúpulo. Es quizás el más importante de todos. A mayor tiempo hay mayor posibilidad de conversión a las formas isomerizadas. Estos varían de una forma no lineal y son muy importantes para estimar las IBU.

2) El proceso de elaboración. La utilización puede variar considerablemente entre distintos procesos de elaboración, inclusive llegando al 100%. Por lo tanto, uno debe ser lo más consistente posible para evitar este tipo de variaciones que son poco predecibles.

3) La forma de lúpulo utilizada. Pueden utilizarse pellets o conos enteros secos. Es más eficiente la extracción de los a-ácidos de los pellets porque se disgregan más fácilmente en el mosto hirviendo, exponiendo mejor a los a-ácidos para su isomerización. Por otro lado, la velocidad de isomerización de los a-ácidos de los pellets es mayor, debido a ciertas modificaciones que se producen durante el proceso de pelletización. La diferencia de utilización puede llegar a ser superior en un 25% superior cuando se utilizan pellets, aunque en algunos casos las diferencias pueden no ser detectables.

4) La densidad del mosto en la olla. En mostos más concentrados hay un menor % de utilización. Entre una cerveza de una densidad de 1.045 y otra de 1.080 puede haber una diferencia de hasta un 15%. En las ecuaciones que sirven para estimar IBU, se suele incluir un factor de corrección para cervezas de densidad alta.

5) Disminución de la solubilidad de a-ácidos. A medida que uno agrega más lúpulo, va disminuyendo la solubilidad de a-ácidos, dificultando la conversión a las formas isomerizadas. Por lo tanto, las últimas adiciones tendrán un menor % de utilización por dos razones:
a)menor tiempo de hervor,
b) menor solubilidad de los a-ácidos.

6) Vigor del hervor. Es un factor muy difícil de estimar, aunque influye sobre el % de utilización

7) Altura sobre el nivel de mar. En lugares altos, la temperatura de ebullición es menor, por lo tanto, disminuye el % de utilización

8) Utilización de bolsas. Es muy común la utilización de bolsas para contener el lúpulo entre los homebrewers. Esto determina que la el contacto del lúpulo con el mosto no sea el mismo, disminuyendo el % de utilización.

9) Fermentación. Si bien durante la fermentación no se convierten activamente a-ácidos a sus formas isomerizadas, como ocurre durante el hervor, hay muchos factores durante esta etapa que afectan la permanencia de los iso-a-ácidos en la cerveza. Entre ellos se encuentran la cantidad de levadura que se utiliza para inocular el mosto dulce y el crecimiento de la misma durante la fermentación, que pueden afectar los niveles de precipitación de los iso-a-ácidos. Se ha determinado que variaciones del 50% en la tasa de inoculación pueden determinar diferencias de un 40% en las IBU finales.

Con respecto al crecimiento de la levadura, no sólo es afectado por la tasa de inoculación, sino por otros factores como la densidad inicial, niveles de nitrógeno, niveles de aireación durante el llenado del fermentador y temperatura de fermentación.

10) Clarificación. Como en la fermentación, las prácticas de clarificación o utilización de coagulante durante el hervor, pueden afectar en forma diferencial la precipitación de iso-a-ácidos. Esto vale en general para la gelatina, el clarificante más utilizado entre los homebreweres. La filtración también remueve IBU en distintas cantidades, dependiendo del tamaño de poro que se utilice.

Prácticas sanas para disminuir el margen de error.

1) Es muy importante tener en cuenta que las IBU son una medida de concentración, por lo tanto es muy importante tener la posibilidad de medir el volumen de mosto y pesar con el menor error posible el lúpulo por agregar para evitar introducir errores evitables.

2) En general, uno calcula las IBU en base al estilo que se desea elaborar y la densidad inicial (medida en el mosto enfriado luego del hervor) a la que desea llegar. En algunos casos, muy frecuentemente entre los homebrewers, uno puede determinar de antemano que no es posible llegar a la densidad inicial deseada, al medir la densidad en la olla antes del hervor, si mantiene el volumen utilizado para realizar los cálculos. Lo correcto es hacer un reajuste del mismo para respetar la densidad inicial deseada, agregando agua antes del hervor, cuando la densidad supera los valores esperados, o cortando con anterioridad el agregado de agua por aspersión, cuando la densidad es inferior a los valores esperados. Hay que tener en cuenta que la densidad inicial se toma en el mosto enfriado luego del hervor, cuando ya no es posible recalcular las adiciones de lúpulo. Por lo tanto, cuando uno toma la densidad en la olla, previo al hervor, hay que considerar las pérdidas de volumen por evaporación durante el hervor, que deberían estar entre el 9 y el 11%. De esta forma, si la intención es respetar la
densidad inicial y uno a priori ya puede determinar que estará por
encima o debajo de lo esperado, puede ajustar las cuentas en el
nuevo volumen final de cerveza para respetar las IBU.

3) El caso menos frecuente de que uno quiera respetar el volumen con el que se hicieron las cuentas, significando eso una diferencia en la densidad inicial, lo más sensato sería mantener el balance entre la densidad inicial y las IBU. En este caso se debería proceder a respetar el cociente entre IBU y densidad inicial.

4) El buen cuidado del lúpulo es muy importante, ya que los a-ácidos se deterioran con el tiempo y disminuye el % de los mismos. En ciertas variedades, los a-ácidos se mantienen en mejor estado que en otras. Lo ideal es tratar de mantener en lúpulo en los envases provistos por el proveedor, que deberían ser impermeables al oxígeno. Guardando el lúpulo en una heladera o freezer se puede disminuir el % de deterioro muy drásticamente, llegando a ser menor del 25%.

Fórmulas aplicadas al cálculo de IBU.

Como se dijo anteriormente, las IBU son una medida de concentración que indica los mg de iso-a-ácidos por litro presentes en la cerveza final.

La cantidad de a-ácidos agregados al mosto se puede calcular con la siguiente fórmula: AAt = PL x (%AA/100)
donde: AAt son los gramos totales de a-ácidos agregados en el mosto. PL son los gramos de lúpulo agregado al mosto. %AA es el % de a-ácidos proporcionado por el proveedor

Cuando se utilizan diferentes variedades (denominadas con números en la fórmula - 1, 2, 3, ..., n -) se suman las distintas adiciones y la ecuación queda de la siguiente forma:
AAt = PL1 x %AA1/100 + PL2 x %AA2/100 + PL3 x %AA3/100 + ... + PLn x %AAn/100

Si se multiplica cada término de la ecuación anterior por el factor de utilización (U), que es el % de utilización dividido por 100, se puede llegar a la cantidad de gramos totales de a-ácidos utilizados (AAtu).

Cada adición tiene su factor de utilización.
AAtu = PL1 x U1 x %AA1/100 + PL2 x U2 x %AA2/100 + PL3 x U3 x %AA3/100 + ... + PLn x Un x %AAn/100

Si uno multiplica la ecuación de arriba por 1000 y la divide por lacantidad de litros de cerveza, el resultado queda expresado en mg de a-ácidos por litro, que podría considerarse igual a los mg de iso-a-ácidos por litro, o sea las IBU. Entonces la primera ecuación para calcular IBU quedaría:

IBU = (PL1 x U1 x %AA1/100 + PL2 x U2 x %AA2/100 + PL3 x U3 x %AA3/100 + ... + PLn x Un x %AAn/100) x 1000) / (Vol (lts))

Corrección aplicada a mostos de alta densidad inicial: a la ecuación anterior se le puede aplicar un factor de corrección para mostos de densidades iniciales mayores de 1.050. El factor de corrección (Fc) se aplica al denominador e indica una menor eficiencia de utilización de los a-ácidos en mostos concentrados. La ecuación se modifica de la siguiente manera

IBU = (PL1 x U1 x %AA1/100 + PL2 x U2 x %AA2/100 + PL3 x U3 x %AA3/100 + ... + PLn x Un x %AAn/100) x 1000) / (Vol (lts) x Fc

Fc = 1 para mostos < de 1.050
Fc = 1 + [(Do – 1.050) / 2]

Do es la densidad del mosto en la olla de cocción previo al comienzo del hervor.

Más profundo y detallista que la primera parte -más introductoria al tema- está lleno de gráficos e información que hará de tí, cervecero casero, un experto en temas lupulares.

Además de proveer el tenor amargo, el lúpulo puede contribuir a una gran variedad de sabores y aromas.

La química del aroma y los sabores determinados por el lúpulo es muy compleja y poco explorada, de ahí que se hace muy difícil predecir y controlar ambas características, al menos en forma cuantitativa.

La química de los sabores y fragancias producidos por el lúpulo

Como se vio anteriormente, la mayor parte de las sustancias responsables de la amargura forman parte de las resinas blandas, que en general representan hasta el 15% de la masa total del lúpulo. El aroma y sabores típicos del lúpulo provienen de un componente aún menor, el de los aceites esenciales, que representan entre el 0,5% y el 3% de la masa total del lúpulo.

Aproximadamente unos 250 compuestos que aparecen el la cerveza corresponden a los aceites esenciales, pero se cree que sólo una docena de ellos contribuyen en forma considerable al sabor y aroma. El resto sólo contribuye a un efecto global.

Abajo se muestra un esquema con los aceites esenciales más importantes.

Hidrocarburos

Este grupo constituye aproximadamente el 80% de los aceites esenciales en lúpulos frescos.

En general son muy volátiles y raramente persisten en su forma nativa cuando son hervidos. Se cree que sólo contribuyen en su forma nativa al sabor y aroma cuando se efectúa la práctica del "dry hopping".

En general reaccionan con oxígeno durante el hervor y almacenamiento prolongados para producir compuestos pertenecientes a otro de los grupos de los aceites esenciales, los hidrocarburos oxigenados.

Hidrocarburos oxigenados

En este grupo se encuentran varios de los compuestos asociados a los fuertes sabores y aromas que se producen las últimas adiciones de lúpulo durante el hervor.

En general corresponden a los productos de oxidación de los hidrocarburos que forman parte de los aceites esenciales. Entre ellos se encuentran los epóxidos de humuleno I, II y III, humelenol, cariofileno, linalool y acetato de geranilo.

Hidrocarburos azufrados

A este grupo corresponden una serie de compuestos hidrocarburos que se combinan con azufre. Entre ellos se encuentran los episulfuros, tio-ésteres y polisulfuros. Estos últimos están asociados a aromas no muy placenteros y producen un sabor similar al de las verduras cocidas.

La formación de estos compuestos se acelera con el calor del hervor, aunque la mayoría finalmente se degradan o volatilizan.

En general, las adiciones de lúpulo más cercanas a la finalización del hervor son las que producen mayor cantidad de hidrocarburos azufrados.

Sabores y aromas del lúpulo

Los aromas y sabores típicos del lúpulo son resultado de la acción de varios compuestos que pueden actuar individualmente o en forma sinérgica.

Los compuestos más conocidos y que más se mencionan en la literatura, considerados claves son los hidrocarburos mirceno, humuleno, cariofileno y farnesano.

Mirceno

Humuleno

Cariofileno

Farnaseno

Otros hidrocarburos

Existen otros compuestos que se encuentran en el lúpulo y que juegan también un rol importante en el sabor y aroma finales de la cerveza.

Estos compuestos son: d y g -cadinenos, a -muuroleno y b -selineno

Selección y uso de lúpulos saborizantes y aromatizantes.

Tanto el sabor como el aroma que se obtienen a través del uso del lúpulo pueden ser controlados por el cervecero utilizando las variedades apropiadas con las prácticas correspondientes.

En general, las variedades utilizadas en los últimos minutos del proceso de hervor son del tipo aromatizantes, como Hallertau, Tettnanger, Saaz, Golding, Fuggles, Willamette y Cascade.

Las variedades aromatizantes producen sabores y aromas placenteros, y se caracterizan por compartir determinadas características:

La forma más fácil de elegir la variedad de lúpulo apropiada para aroma y sabor es seguir la tradición del estilo que se desea producir. En algunos estilos, los lúpulos utilizados son muy característicos, como Saaz para la pilsen de bohemia y East Kent Goldings para las pale ales inglesas. Otros estilos como las lagers alemanas son menos rigurosos en cuanto a las características aromáticas y saborizantes y admiten más flexibilidad. En este último caso se podrían utilizar las variedades Spalt, Tettnanger, Hallertau, etc.

Cuando no hay tradición alguna, se desea experimentar o no se dispone de la variedad deseada, es necesario revisar un poco las química del aroma y sabor de los lúpulos.

En caso que se desee reemplazar una variedad debe buscarse un perfil de aceites similar. Sin embargo, aún con un mismo perfil de aceites, no se asegura un mismo efecto.

Hay que tener en cuenta que los perfiles de aceites en una variedad cambian año tras año, aún en un mismo cultivo. Eso se debe estrictamente a condiciones del climáticas y del cultivo en general (cuidado, edad, etc.).

Almacenamiento

La estabilidad de los compuestos aromáticos se modifica con el tiempo, produciendo en algunos casos mejoramiento en las propiedades aromáticas y saborizantes y en otros casos empeoramiento. En general, los lúpulos exclusivamente aromáticos mejoran las propiedades aromáticas y sabor con un correcto almacenaje, a excepción de Cascade. Inclusive, hay datos disponibles sobre las características floral, especias, citral, etc. en lúpulos frescos y añejados.

Utilización de lúpulos aromáticos

En general se disponen de tres opciones para añadir sabor y aroma a una cerveza. Cada técnica producirá un impacto diferente en la cerveza terminada.

1. Hervor

2. Dry hopping

3. Adición de lúpulo al final del hervor

Variedades de lúpulo saborizantes y aromatizantes más utilizadas en diversos estilos

Ejemplo de cálculo:

Supongamos que terminamos de lavar el grano ya macerado, y obtenemos una densidad inicial de 1.045, y un volumen de 40 litros. Usaremos una sola adición de lúpulo Cascade, al comienzo de la cocción que durará una hora. Se desea obtener una cerveza con 20 IBU.

Estimamos que perderemos un 10% luego del hervor quedando entonces unos 36 litros, y que la densidad aumentará a 1.050. En la práctica ajustaremos estos valores en función de la operación y el tipo de equipo con el que estemos trabajando.

Cálculo del porcentaje de utilización:

Densidad inicial: 1.050.

Tiempo de hervor: 1 hora.

Lúpulo en pellets.

Con estos datos, del gráfico correspondiente, se obtiene el porcentaje de utilización, que para estos valores es de 28,5%.

Lúpulo utilizado: Cascade, 7,5% Alfa Ácidos.

IBU:20.

Volumen final: 36 litros.

Porcentaje de utilización: 28,5.

De la fórmula del apunte, despejamos los gramos de lúpulo, y nos queda la siguiente:

PL = IBU x Vol x Fc
            1000 x AA x U

donde:

PL: Gramos de lúpulo

Vol: Volumen al final del hervor, en litros. ( en nuestro ejemplo: 36 litros)

Fc. Factor de corrección, que en este caso, por ser la densidad 1.050, Fc =1.

AA: porcentaje de alfa ácidos del lúpulo usado (en el ejemplo: AA=7,5/100=0,075 )

U: Factor de utilización. ( en el ejemplo: U = 28,5%/100= 0,285 )

Reemplazando estos valores obtendremos los gramos de lúpulo a adicionar.

PL=           20 x 36 x 1          = 33,68 gr.
1000 x 0,075 x 0,285             

En el caso de realizar varias adiciones, y/o distintos tipos de lúpulo, se deberá realizar el cálculo teniendo en cuenta el % de alfa ácidos que cada uno aporta y el tiempo que cada uno permanece en el mosto en ebullición. En este caso, en lugar de poder calcular los gramos de cada lúpulo, habrá que estimar la cantidad de cada uno, reemplazarla en la fórmula, y calcular los IBU resultantes, ajustando los valores estimados, y recalculando hasta llegar a la cantidad de IBU deseados.

La fórmula es la siguiente:

IBU = (PL1 x U1 x AA1 + PL2 x U2 x AA2 + PL3 x U3 x AA3 +.....) x 1000
Vol. x Fc.