Estudio del efecto de la temperatura y el tiempo de germinación sobre el poder diastásico de las maltas de maíz azul y rojo de la raza chalqueño, así como de la evolución de los compuestos volátiles durante el envejecimiento de cervezas producidas con estas maltas - Hernández Carapia, Miguel Ángel (Universidad Autónoma Metropolitana, 2021)
El endospermo del maíz está constituido por aproximadamente 70 % de almidón, lo que lo hace una excelente fuente de carbohidratos para la producción de cerveza. Sin embargo, debido a su bajo poder diastásico, únicamente se le usa como adjunto en la industria cervecera. Por tal motivo se decidió abordar un estudio para evaluar tanto el efecto de la temperatura como del tiempo de germinación sobre el poder diastásico y el rendimiento del malteado del maíz azul y rojo de la raza Chalqueño, así como la producción y análisis de cervezas obtenidas con estas maltas, además del desarrollo de diferentes estilos. Para la primera parte se diseñó un experimento completamente al azar de tres factores que fueron el color del maíz (azul y rojo), la temperatura de germinación (15, 20 y 25 °C) y el tiempo de germinación (3, 4, 5, 6, 7 ,8 y 9 días). Los resultados de este experimento mostraron que tanto la temperatura como el tiempo de germinación estimularon el crecimiento de la acróspira en el maíz, lo cual tuvo un efecto negativo en el rendimiento del malteado. También se encontró que el poder diastásico mantuvo un incremento hasta el séptimo día de germinación (a las tres temperaturas evaluadas), en el cual alcanzó su máximo para después decrecer. De manera similar, se encontró que a medida que se incrementó la temperatura de germinación, el poder diastásico también aumentó. Los poderes diastásicos máximos para el maíz azul y rojo fueron de 39 y 42 °Lintner (°L), respectivamente, los cuales correspondieron a las maltas germinadas a 25 °C durante 7 días. Posteriormente se llevó a cabo un experimento piloto para evaluar el efecto de la aplicación de algunos agentes estresantes (soluciones de etanol, NaCl, sacarosa y ácido cítrico, así como temperaturas de “refrigeración” y “congelación”), durante la germinación,sobre el poder diastásico de las maltas de maíz rojo. Los resultados mostraron que los tratamientos que tuvieron el efecto más favorable sobre la media del poder diastásico de la malta de maíz rojo fueron el de “congelación” y “refrigeración”, con los cuales se obtuvieron maltas con medias de poder diastásico de 43 y 47 °L, respectivamente, pero las cuales no tuvieron una diferencia significativa con la malta control que tuvo 40 °L. A este par de experimentos prosiguió un estudio en el que se evaluaron ocho tratamientos distintos para la etapa de maceración en el proceso de producción de la cerveza de maíz. En este estudio las variables respuesta medidas fueron los °Brix, la gravedad específica y los azúcares reductores directos (ARD). Este estudio mostró que la infusión escalonada de 10 min a 40 °C, 10 min a 50 °C, 30 min a 64 °C y 30 min a 70 °C fue la que produjo el mosto con la mayor cantidad de azúcares reductores, y por lo tanto la que se empleó para la producción de las cervezas de maíz del presente trabajo. Con estas condiciones de maceración se realizó la producción de seis diferentes estilos de cervezas de maíz (“PA de MA 1”, “BA de MR 1”, “IRAP de MR”, “IRA de MR”, “S de MA” y “P de MR”), además de una variante de dos de ellos (“PA de MA 2” y “BA de MR 2”). A estas cervezas, así como a cuatro cervezas comerciales: “Corona®”, “Heineken®”, “Victoria®” y una de estilo Vienna de la marca “Minerva®”, se les determinó el contenido de etanol, pH, ARD, ° Bx, gravedad específica, acidez total y antocianinas libres totales. Posteriormente, a los estilos “PA de MA 1”, “BA de MR 1” y a las cuatro cervezas comerciales se les realizó una evaluación sensorial con un panel de 11 jueces entrenados, los cuales por medio de una prueba “Rate All That Apply” evaluaron 50 atributos (visuales, olfativos, gustativos y de sensación en boca) en estas cervezas. De igual forma, estas cervezas, además de los estilos “IRAP de MR”, “IRA de MR” y “S de MA”, fueron sometidas a una evaluación con consumidores, para la que se usó una prueba “Just-About-Right” en la que los consumidores calificaron siete atributos (ocho para el caso de la cerevza “IRAP de MR”), además del agrado visual y general de las cervezas. Cabe mencionar que las cervezas se presentaron a los consumidores en bloques de tres (Bloque “Pilsner”: “Corona®”, “Heineken®” y “PA de MA 1”; Bloque “Vienna”: “Victoria®”, “Minerva®” y “BA de MR 1”; Bloque “Maíz”: “IRAP de MR”, “IRA de MR” y “S de MA”) Los resultados de estos estudios mostraron que el contenido alcohólico de los estilos producidos estuvo entre 3.86 y 7.21 % ABV, pH de 3.9-4.25, ARD de 2.08-2.81 g/100 mL y acidez total entre 0.17-0.19 g/100mL. Respecto al análisis sensorial de las cervezas de maíz y las cervezas comerciales, entre los atributos que fueron significativamente diferentes, es decir que distinguieron a las cervezas, estuvieron el “brillo”, la “turbidez”, “el color”, el “cuerpo” así como notas olfativas y/o gustativas de “café”, “caramelo”, “chocolate” y Simbología: PA= Pale ale, BA= Brown ale, IRA= Irish red ale, IRAP= Irish red ale picante, S= Stout, P= Porter, MA= Maíz azul, MR= Maíz rojo “maíz”. En la prueba con consumidores las cervezas del bloque “Vienna” agradaron más que las cervezas del bloque “Pilsner” y que las del bloque “Maíz”. Dentro del bloque “Pilsner” no hubo diferencia significativa entre las cervezas, mientras que en el bloque Vienna la cerveza “BA de MR 1” fue la que más agrado tuvo entre los consumidores; en el bloque “Maíz”, y en general entre todas las muestras evaluadas, la cerveza “IRAP de MR” fue la que menos agradó. Finalmente, se produjeron cuatro diferentes cervezas: lager de maíz azul, lager de maíz rojo, todas ellas producidas 100 % con malta base de maíz. La mitad de cada lote producido se almacenó a temperatura ambiente (14-26 °C) y la otra mitad a temperatura de refrigeración (4 °C). A estas cervezas se les analizó la evolución de los volátiles tras 0, 1, 2 y 3 meses de envejecimiento. Los resultados de este último estudio mostraron que los mayores cambios observados fueron por efecto del tiempo de almacenamiento que se vio reflejado en la disminución de algunos ésteres que le dan un carácter afrutado a las cervezas frescas, tales como el hexanoato de etilo y el acetato de isoamilo, así como en el incremento de otros compuestos reportados como marcadores del envejecimiento, como es caso del isobutirato de etilo o el hexanal. Por otra parte, la temperatura de almacenamiento también mostró, aunque en menor medida, un efecto significativo sobre la evolución de algunos compuestos, entre los que sobresale la γnonalactona, reportada como un indicador de temperatura en el envejecimiento de la cerveza. Tras los estudios realizados, se puede concluir que mediante las condiciones óptimas de malteado obtenidas en el presente trabajo de investigación se pueden obtener maltas de maíz de la raza Chalqueño, tanto azul como rojo, que son aptas para la producción de cervezas con una graduación alcohólica por encima de 4 % ABV, con un buen perfil sensorial y que tienen buena aceptación entre los consumidores. De igual manera se puede concluir la importancia que tienen el tiempo y las condiciones de almacenamiento para que estas cervezas conserven los ésteres que le aportan las notas afrutadas y para que se evite el incremento de compuestos que les da un carácter de deterioro o de envejecido.; Maize endosperm consists of about 70 % starch, which makes it an excellent substrate for fermentation. However, due to its low diastatic power, it is generally used in brewing industry as an adjunct. For this reason, it was decided to carry out a study to evaluate the effect of temperature and germination time on both diastatic power and malting yield of blue and red Chalqueño-race maize, the production and analysis of beers obtained from these malts, and the developing of different beer styles. For the first part of the study, a completely randomized three-factor experimental design was made, in which the involved factors were color of maize (blue and red), germination temperature (15, 20, and 25 °C), and germination time (3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 days). Results showed that both temperature and germination time encouraged the acrospire length, which had a negative effect on malting yield. Regarding to diastatic power, it maintained an increase from third to seventh day of germination (at the three tested temperatures), in which the maximum was reached, and then decreased. In a similar way, as the germination temperature increased, diastatic power also increased. The highest diastatic power for blue and red maize malts were 39 and 42 °L, respectively, and it was reached when these malts were germinated for 7 days at 25 °C. After this experiment, a pilot study to evaluate the effect of the application of some stress agents (ethanol, NaCl, sucrose, and citric acid solutions, as well as “refrigeration” and “freezing” temperatures) during germination on diastatic power of red maize malts was carried out. Results of this study showed that the “refrigeration” and “freezing” treatments had the most favorable effect on the diastatic power means of the red maize malts, which were of 43 and 47 °L, respectively, but, in spite of that, there was no significant difference comparing them to the control malt, which had a diastatic power value of 40 °L. This pair of experiments were followed by a study in which eight different mashing treatments for maize beer production were evaluated, where the response variables were °Brix, specific gravity, and direct reducing sugars (DRS). Results indicated that the step infusion program consisting of 10 min at 40 °C, 10 min at 50 °C, 30 min at 64 °C, and 30 min at 70 °C was the one that produced the must with the highest reducing sugar content, and therefore it was used to brew the maize beers of the present work. After that, six different maize beer styles (“PA de MA 1”, “BA de MR 1”, “IRAP de MR”, “IRA de MR”, “S de MA” y “P de MR”), plus a variant of two of them (“PA de MA 2” y “BA de MR 2”), were produced. Then, pH, °Bx, specific gravity, total acidity, DRS, total free anthocyanins, and ethanol content were determined in these beers as well as in four commercial beers, which were “Corona®”, “Heineken®”, “Victoria®” and a “Vienna” style of the “Minerva®” brand. After that, the beers “PA de MA 1” and “BA de MR 1”, as well as the four commercial beers were sensory evaluated by 11 trained judges, who rated 50 attributes (visual, olfactory, gustatory, and mouthfeel) by means a “Rate-All-That-Apply” test. In addition, these beers plus the styles “IRAP de MR”, “IRA de MR” y “S de MA” were hedonically evaluated by using a “Just-About-Right” test, in which consumers scored seven attributes (eight in the case of the “IRAP de MR” style) as well as visual and general liking. Is important to mention that consumers evaluated the beers in groups of three (Group “Pilsner”: “Corona® ”, “Heineken® ”, and “PA de MA 1”; Group “Vienna”: “Victoria®”, “Minerva®”, and “BA de MR 1”; Group “Maíz”: “IRAP de MR”, “IRA de MR”, and “S de MA”). Results of these studies showed that the physicochemical profiles of the developed beer styles were: alcoholic content between 3.86-7.21 % ABV, pH between 3.9-4.25, DRS between 2.08-2.81 %, and total acidity between 0.17-0.19 %. Respecting sensory evaluation of the maize beers and commercial beers, attributes like “bright”, “turbidity”, “color”, and “body” as well as olfactory and/or gustatory notes of “coffee”, “caramel”, “chocolate”, and “maize” resulted significant, and thus differentiate the beers. In the consumers test, the “Vienna” beers set liked more than both the “Pilsner” and the “Maize” beers set. Inside the “Pilsner” set there was no significant difference, meanwhile inside the “Vienna” set, the beer “BA de MR 1” liked the most among consumers. Inside the “Maize” set, and in general, the beer “IRAP de MR” liked the least. Finally, four different beers from 100 % base maize malt (lager blue maize, lager red maize, ale blue maize, and ale red maize) were brewed. A half of each produced batch was stored at room temperature (14-26 °C) and the remaining half at fridge temperature (4 °C). The volatiles compounds of these beers were analyzed after 0, 1, 2, and 3 months of aged. Results indicated that the greatest changes were due to the effect of storage time, which brough about both the decrease of some esters, like ethyl hexanoate and isoamyl acetate, that give the fresh beers their fruity character, and the increase of some compounds reported as aging markers like ethyl isobutyrate and hexanal. In addition, the storage temperature also had, although to a lesser extent, significant effect on the evolution of some compounds, among which γ-nonalactone, that is reported as temperature indicator in beer aging, stands out. From the performed studies, it can be concluded that through the optimum malting conditions obtained in the present work it is possible to obtain malts of both blue and red Chalqueño-race maize, which would be suitable for production of beers having an alcohol content more than 4 % ABV, with good sensory profile, and well accepted by consumers. In the same way, it could be concluded that both time and storage conditions are crucial for these beers to preserve the esters that give them fruity notes and to avoid the increase of compounds that give them a deteriorated or aged character.