Un estudio en más de 400 cervezas descubrió por primera vez más de 100 mil sustancias únicas y desconocidas que hacen posible su sabor

La gente ha estado elaborando cerveza durante milenios y se conoce bien la química básica de la fermentación. Pero gracias a técnicas analíticas avanzadas, los científicos continúan aprendiendo más sobre los diferentes compuestos químicos que contribuyen al sabor y aroma de diferentes tipos de cerveza. El último estudio de este tipo es cortesía de un equipo de científicos alemanes que analizaron más de 400 cervezas comerciales de 40 países.

Los científicos identificaron al menos 7.700 fórmulas químicas diferentes y decenas de miles de moléculas únicas, según un artículo reciente publicado en la revista Frontiers in Chemistry. Y lo hicieron con un nuevo enfoque que puede analizar una muestra en solo 10 minutos.

“La cerveza es un ejemplo de enorme complejidad química”, dijo el coautor Philippe Schmitt-Kopplin de la Universidad Técnica de Munich y el Centro Helmholtz en Munich. “Y gracias a las recientes mejoras en la química analítica, comparables en potencia a la revolución en curso en la tecnología de las pantallas de video con una resolución cada vez mayor, podemos revelar esta complejidad con un detalle sin precedentes. Hoy en día es fácil rastrear pequeñas variaciones en la química de los alimentos proceso de producción, para salvaguardar la calidad o para detectar adulteraciones ocultas”.

Toda la cerveza contiene lúpulo, un agente aromatizante clave que también imparte propiedades antimicrobianas útiles. Para hacer cerveza, los cerveceros trituran y remojan el grano en agua caliente, lo que convierte todo ese almidón en azúcares. Esta es tradicionalmente la etapa en la que se agregan lúpulos al extracto líquido (mosto) y se hierven. Eso convierte algunas de las resinas (ácidos alfa) en el lúpulo en ácidos iso-alfa, produciendo un toque amargo de la cerveza.

Luego se agrega levadura para desencadenar la fermentación, convirtiendo los azúcares en alcohol. Algunos cerveceros artesanales prefieren el dry-hopping: los lúpulos se agregan durante o después de la etapa de fermentación, después de que el mosto se haya enfriado. Lo hacen como una forma de potenciar los sabores a lúpulo sin conseguir un amargor excesivo, ya que no hay isomerización de los ácidos alfa.

Varios estudios en los últimos años han investigado diferentes aspectos químicos de las cervezas. Por ejemplo, un estudio de 2019 encontró que el sabor a lúpulo de las cervezas de lúpulo tardío se debe en gran parte a un compuesto llamado (3R) -linalol, que imparte notas cítricas y florales. Otros compuestos aromáticos comunes incluyen mirceno (que huele a geranios) y geraniol con aroma a rosas. Con mucho, el odorante más potente del lúpulo se conoce con el complicado nombre de 4-mercapto-4-metilpentan-2-ona (4MMP para abreviar); es lo que le da a ciertas cervezas artesanales ese distintivo aroma a grosella negra.

Para ayudar a los cerveceros a comprender mejor cómo las cervezas ácidas desarrollan sus sabores complejos distintivos, los químicos de la Universidad de Redlands en California han estado rastreando varios compuestos químicos que contribuyen a esos perfiles de sabor, monitoreando cómo sus concentraciones cambian con el tiempo durante el proceso de envejecimiento. Utilizando espectroscopia de RMN, han estudiado los niveles de ácido acético, ácido láctico y ácido succínico, todos los cuales se producen a medida que la levadura fermenta y contribuyen al perfil de sabor distintivo de una cerveza ácida. Los químicos también han utilizado cromatografía líquida y espectrometría de masas de tiempo de vuelo para identificar y realizar un seguimiento de los cambios en los compuestos traza que también pueden contribuir al perfil de sabor general, como los fenólicos o la vainillina.

Y a principios de este año, se conoció que los científicos alemanes idearon un método automatizado y eficiente para medir y rastrear trazas de compuestos aromáticos llamados tioles (o mercaptanos). Estos compuestos incluyen el 4MMP antes mencionado, así como el 3-mercapto-1-hexanol (3MH) y el acetato de 3-mercaptohexilo (3MHA), que imparten aromas de pomelo y maracuyá / guayaba, respectivamente.

Este último estudio de Schmitt-Kopplin y sus colegas de la Universidad Técnica de Munich se centra en la influencia de diferentes fuentes de almidón en las firmas metabólicas de una amplia gama de cervezas. Los cerveceros alemanes están sujetos a la Ley de Pureza, que se remonta a 1516 (aunque ha sido modificada en siglos posteriores). Eso significa que no pueden usar nada en sus cervezas excepto malta, lúpulo, agua y levadura.

Pero muchas otras cervezas hoy en día se producen a través de diferentes procesos de elaboración y materias primas. Hay cervezas de trigo, así como cervezas producidas a partir de otros granos malteados como el maíz y el arroz. El arroz es clave para elaborar cervezas de arroz de la India (zutho) y cervezas sin gluten, por ejemplo, y los cerveceros agregan malta de arroz caramelizada a esta última para obtener un aroma más rico y un color ámbar.

Para su análisis, Schmitt-Kopplin y su equipo sometió 400 muestras de cerveza, compradas en supermercados locales, elaboradas en todo el mundo (Estados Unidos, América Latina, Europa, África y Asia oriental) a dos técnicas complementarias de espectrometría de masas. Utilizaron el primer método para determinar la diversidad química de las cervezas y predecir fórmulas químicas para los iones metabolitos en esas cervezas. Utilizaron la segunda técnica para averiguar la estructura molecular exacta en una submuestra de 100 cervezas. También pudieron reconstruir una red metabólica completa de las reacciones complejas que tienen lugar durante el proceso de elaboración.

Los resultados: el equipo identificó más de 7.700 fórmulas químicas, cada una con hasta 25 estructuras moleculares diferentes, es decir, los químicos encontraron en la cerveza más de 100.000 sustancias únicas, el 80 % de las cuales eran desconocidas por la ciencia.

Entonces, cualquier cerveza tendrá decenas de miles de moléculas únicas que contribuyen a su sabor, aroma y otras cualidades deseables distintivas. Es la mirada más profunda hasta ahora a la impresionante diversidad química de los estilos de cerveza populares, que van desde lagers y cervezas artesanales hasta cervezas de abadía y geuzes (ya sean elaboradas solo con cebada o una combinación de cebada con trigo, arroz y maíz). Además, el equipo pudo diferenciar entre cervezas elaboradas con trigo, maíz y arroz de las elaboradas solo con cebada.

“Demostramos que esta diversidad se origina en la variedad de materias primas, procesamiento y fermentación”, dijo el coautor Stefan Pieczonka , estudiante de posgrado de la Universidad Técnica de Munich. “La complejidad molecular se amplifica luego por la llamada ‘reacción de Maillard’ entre los aminoácidos y los azúcares, que también le da al pan, los filetes de carne y el malvavisco tostado su sabor ‘tostado’. Esta compleja red de reacciones es un foco interesante de nuestra investigación, dada su importancia para la calidad de los alimentos, el sabor y también el desarrollo de nuevas moléculas bioactivas de interés para la salud”.

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