I.
INTRODUCCION
Una de las tecnologías más antiguas es la tecnología cervecera, en esta el proceso importante es el malteo de la cebada o de cualquier otro cereal o grano que de manera natural y bajo ciertas condiciones germina y llegara a transformarse en la materia prima principal en lo que mas tarde será la cerveza. La Malta es el resultado de la germinación y secado, durante tiempos y temperaturas determinadas, de los granos de los cereales. Durante el proceso de fabricación de la cerveza, se va a transformar el almidón que contiene la cebada en maltosa, glucosa, maltotriosa, etc, que luego serán eliminadas durante el proceso de fermentación. Sin embargo, la cebada como tal no contiene las enzimas necesarias que harían falta para poder llevar a cabo esta transformación del almidón, por lo que debemos tratar previamente la cebada y transformarla en malta, para conseguir así una actividad enzimática adecuada que la lleve a cabo (Pilla, 2012)
En la presente práctica se analizara los pasos a seguir para el proceso del malteado de la cebada y de quinua
II.
OBJETIVOS
Mostrar los pasos a seguir para la obtención de malta de cebada y quinua
Establecer los criterios de calidad del grano a ser utilizado en el proceso de malteo, así como determinar la calidad de la malta.
III.
REVISION LITERARIA
3.1.
LA CEBADA ( Hordeum Vulgare)
La cebada es uno de los cereales más antiguos en la historia de la humanidad, Algunas civilizaciones como la egipcia y la romana basaron su desarrollo en este cereal. Lo cultivaron a gran escala y lo utilizaron como la base de su alimentación, sobre todo en la producción pan. Mucho tiempo después, cuando se inició la producción masiva de trigo pasó a un segundo plano, aunque nunca no dejó de producirse. Hoy en día el cultivo de esta histórica gramínea se mantiene y es utilizada mayormente para producir mostos, que son la base de whiskys, cervezas y ginebras. (Blume, 2002) La cebada verde contiene aproximadamente un 45% de proteína y contiene también grandes cantidades de aminoácidos esenciales. (Molina. 1999) Resalta su contenido en triptófano, precursor de la biosíntesis de diversas sustancias, entre ellas, la serotonina, sustancia vasoconstrictora y neurotransmisora. (Molina. 1999) Contiene ácidos grasos esenciales, tales como el linoleico, linolénico, zoomárico, cáprico, oleico, erúcido, laúrico, esteárico, palmítico, mirístico, araquírico, etc. (Molina. 1999) Es rica en vitamina C, biotina, tiamina (vit. B1), colina, riboflavina (vit. B2), ácido fólico, piridoxina (vit. B6), carotenos (provitamina A), ácido nicotínico, ácido pantoténico. (Molina. 1999) Es rica en minerales, entre los que destacan: cobre, fósforo, zinc, calcio, magnesio, sodio, hierro, manganeso y potasio. Es una fuente muy importante de clorofila. (Molina. 1999)
La cebada contiene aproximadamente unas 20 enzimas. Las enzimas son sustancias imprescindibles para que el cuerpo humano realice todas sus funciones con normalidad. (Molina. 1999) 3.2.
LA QUINUA (Chenopodium quinoa)
La quinua es una planta autóctona de los Andes, cuyo centro de origen se encuentra en algún valle de la Zona Andina y la mayor variabilidad se observa a orillas del Lago Titicaca y en su historia se reconoce que fue utilizada como alimento desde hace 5000 años (INIA, 2012) Existen alimentos con un alto contenido de proteínas, por ejemplo, la soya, el chocho, etc., pero la quinua supera a aquellos de consumo masivo como son: trigo, arroz, maíz, cebada y es comparable con algunos de origen animal: carne, leche, huevo, pescado. (INIA, 2012) Pero el verdadero valor de la quinua se encuentra en la calidad de la proteína, es decir, en la presencia de un buen balance de aminoácidos esenciales, como son: lisina, metionina y triptófano especialmente. (INIA, 2012) La cantidad de proteína puede variar entre 14 y 20%. Además posee excelentes cantidades de minerales como: calcio, hierro y fósforo y algunas vitaminas. (INIA, 2012) El contenido de proteína de la quinua varía entre 13,81 y 21,.9% dependiendo de la variedad. Debido al elevado contenido de aminoácidos esenciales de su proteína, la quinua es considerada como el único alimento del reino vegetal que provee todos los aminoácidos esenciales, que se encuentran extremadamente cerca de los estándares de nutrición humana establecidos por la FAO. Al respecto Risi (1993) acota que el balance de los aminoácidos esenciales de la proteína de la quinua es superior al trigo, cebada y soya, comparándose favorablemente con la proteína de la leche. Su composición del valor nutritivo de la quinua en comparación con la carne, el huevo, el queso y la leche se presenta en el Cuadro 1. (FAO 2011)
Cuadro 1. Composición del valor nutritivo de la quinua en comparación con alimentos básicos (%)
3.3.
MALTEO
El malteado busca incrementar la actividad enzimática del grano, principalmente amilolítica. Los granos tienen un contenido relativamente bajo de azúcares fermentables, el cual se aumenta durante el malteo, pero lo más importante es que durante éste se incrementa considerablemente el contenido de enzimas amilolíticas, las cuales en el proceso de elaboración de cerveza van a degradar el almidón del mosto generando las cantidades necesarias de azúcares fermentables para llevar a cabo la fermentación. Las enzimas más importantes sintetizadas durante la germinación del grano son amilasas (α -glucosidasa, glucanasas, proteasas
y
pentosanasas).
La
β -amilasa
se
encuentra
en
la
cebada,
principalmente en el endospermo, tanto en forma activa como en forma de un precursor insoluble, durante la germinación no se sintetiza de novo, pero el precursor se transforma en enzima soluble activa. En cambio, la α -amilasa no se
encuentra presente en la aleurona, esta se sintetiza ahí mientras que las endopeptidasas solo lo hacen en el endospermo. (Quintero et al., 2004). Según Ruiz (2006) el propósito del remojo es hidratar uniformemente
el
endospermo del grano de cebada. En este proceso se eleva el contenido de humedad de los granos desde aproximadamente 12% al 45%, lo que es clave para la promoción de la germinación. El proceso de remojo por lo general se extiende por lo general desde 36 a 48 horas, dependiendo del tiempo necesario para alcanzar la humedad final. Los factores importantes a controlar en el proceso
de
remojo son: Proveer suficiente oxígeno a los granos, extraer el CO 2
producido., temperatura del agua, períodos húmedos y secos. La etapa fundamental del malteado es la de germinación. Según Risi (1984) el germen al activarse, sintetiza, hormonas que se difunden al resto del grano las cuales inducen las síntesis de enzimas hidrolíticas que dan lugar a la transformación del grano de quinua en malta. Gran parte de estas enzimas se sintetizan en la capa de aleurona y pasan a través de las paredes celulares de la misma, al endospermo actuando sobre los constituyentes del mismo. Las enzimas desempeñan un papel importante en el proceso al hidrolizar parte de las paredes de las células aleurónicas originando canales a través de los cuales las enzimas sintetizadas pasan al endospermo.
Según Risi (1984) cuando el brote ha alcanzado 2-3 mm de longitud, el grano se seca o tuesta a 45-50º C, hasta una humedad del 5 – 7 %, con lo cual se detienen las reacciones enzimáticas sin destruir las enzimas.
Finalmente, y como operaciones de preparación de este producto para las industrias que lo utilizan como materia prima, se realiza una molienda y empacado. En este nivel, que es importante desechar la mayor parte de raicillas formadas durante el malteado ya que no tienen importancia en procesos posteriores; el peso de las raicillas supone de 3 a 5% del peso total de la malta y se suelen eliminar por abrasión, agitación o tamizado (Pelembre et al (2002) citado por Ruiz, 2006).
IV.
a.
MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales
Muestra: Cebada y Quinua
Bandejas de metal
Balanza de precisión
Agua
Bowls de plástico
Papel toalla
Probeta 250 ml
Secador de bandejas
Tamices Tyler # 10
Termómetros
Bolsas de polipropileno
Equipo determinador de humedad por infrarojo
b. Metodología El procedimiento a seguir se muestras en la Figura 1. a.
Limpieza y Clasificación Los granos fueron sometidos a una limpieza manual, eliminando las
impurezas presentes. b.
Remojo Se remojaron los granos hasta alcanzar una humedad de 45%. La humedad inicial de la Cebada fue de 3.53% y de la Quinua de 9.55%
c.
Germinación El objetivo de esta etapa es provocar la germinación de las diastasas necesarias para las transformaciones que deben sufrir los granos durante el
malteado. La duración del germinado
es de 10-12 días cuando la
temperatura no pasa los 15ºC, 8 días cuando esta entre los 18-20ºC.
d.
Secado El objetivo del secado es para la germinación por medio de la eliminación de humedad, esto se logra exponiendo los granos de cebada a una temperatura
de
60C
hasta
que
su
humedad
final
sea
de
5%
aproximadamente. En el caso de la Cebad fue de 1.27% y para la Quinua fue de 5.22% e.
Eliminación de raicillas: Después del secado cuando la muestra se retira y por fricción se eliminan las raíces.
f.
Molienda: Después del secado los granos malteados son sometidos a una molienda en licuadora y son pasados por un tamiz # 10.
g.
Empacado Se empacara las harinas en bolsas de polietileno las cuales serán selladas.
CEBADA
LIMPIEZA CLASIFICACIÓN
REMOJO
GERMINACIÓN
SECADO
ELIMINACION DE RAICILLAS
MOLIENDA
EMPACADO
FIGURA 1: PROCESO TECNOLOGICO DEL MALTEO
V.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
CUADRO 2: CARACTERISTICAS DE LA CEBADA y QUINUA EVALUADAS
Peso
Peso
H inicial
agua añadida
peso después de
inicial (g)
inicial
(%)
(g)
secado (g)
seco (g) QUINUA
245.40
221.96
9.55
185.00
222.00
CEBADA
259.80
250.63
3.53
167.45
228.90
CUADRO 3: RENDIMIENTOS DE LA CEBADA y QUINUA EVALUADAS
H final
Tamizado
(%)
Tamizado
Rendimiento
(residuo)
bh(%)
Rendimiento bs(%)
QUINUA
5.22
220.00
0
89.65
99.12
CEBADA
1.27
228.90
0
88.11
91.33
Los granos utilizados tuvieron humedades iniciales muy diferentes, en el caso de la Cebada fue de 3.53% y el de la Quinua fue de 9.55%, estos dos valores al final tuvieron que llegar a 45% de humedad para iniciar la germinación, y según Castillo (2002), quien indica que el grano debe ser remojado hasta que su contenido de humedad se acerque a su nivel de saturación, equivalente a la humedad cuando el grano germina naturalmente en el suelo, se considera que el granos ha concluido su remojo cuando contiene de 42-45% de humedad. Según Pomeranz (1976), citado por Castillo (2002), es importante realizar correctamente esta etapa pues es en el remojo donde el grano absorbe suficiente
cantidad de agua para permeabilizar el almidón y activar las enzimas, y lograr la migración a través del complejo multicelular del endospermo.
Huarcaya (1990), señala que la temperatura del agua durante el remojo no debe exceder los 22ºC debido a que se estaría dando una excesiva proliferación de microorganismos que dejarían sin oxígeno al embrión para su desarrollo. En la práctica se utilizó agua a temperatura ambiente aproximadamente a 24°C para evitar dicho deterioro.
Una vez terminado el remojo, se saca el grano del agua y se coloca en camas para su germinación. Fisiológicamente, la germinación es el proceso por el cual empieza a tomar forma la nueva planta, empezando a formarse las raicillas.
El objetivo de la germinación es lograr el desdoblamiento de nutrientes como almidón, proteínas y grasas mediante enzimas y obtener de esta manera un alimento más digerible. Estas enzimas requeridas son aportadas por harina de granos malteados; granos que durante su germinación, activan y forman un complejo enzimático que puede ser conservado con un proceso adecuado de secado antes de la molienda (Castillo, 2002). En el desarrollo de la práctica se realizó la germinación hasta lograr un tamaño de raicillas adecuado con respecto al tamaño del grano lo que indica que esta etapa ha finalizado.
Según Risi (1984) cuando el brote ha alcanzado 2-3 mm de longitud, el grano se seca o tuesta a 45-50º C, hasta una humedad del 5 – 7 %, con lo cual se detienen las reacciones enzimáticas sin destruir las enzimas. En la práctica los granos fueron secados a 50°C y a diferentes tiempos, para el caso de la Cebada se requirió 1 día y medio y en el caso de la quinua 6 horas, alcanzando al final humedades de 1.27% para la Cebada y 5.22% para la Quinua, estos valores son cercanos a lo indicado por el autor citado.
Los rendimientos evaluados durante el proceso de malteado son el porcentaje de rendimiento y el de mermas, que es la suma del porcentaje de raicillas y de respiración (Huarcaya 1990). El rendimiento de la Cebada fue 91.33% en bs, que esta dentro del rango del rendimiento usual de la cebada de buena calidad que para ser considerada de un buen o alto nivel el rendimiento debería de ser de 80% a mas. Cabe señalar que un alto rendimiento tampoco significa que la cebada poseerá un alto extracto de malta debido a que los rendimientos también cuentan a los granos que no han sufrido cambios durante el proceso de malteo, es decir sin una buena desegregación y una buena producción de enzima (Huarcaya 1990).
VI.
CONCLUSIONES
Se reconoció los pasos fundamentales en la obtención de malta de Cebada y de Quinua, y cada uno de los parámetros que deben de tener estos pasos.
Se aprendió el proceso y los parámetros a tener en cuenta para el proceso de germinación de la cebada y quinua
La humedad de la Cebada al final del secado fue 1.27% que es mucho menor que el rango deseado, 5% - 7%, esto se debió que se dejo secando mucho mas tiempo que la Quinua la cual seco por 6 horas y la Cebada por 36 horas (1 día y medio)
La luz de malla fue de (# 10) por lo que no hubieron residuos de tamizado, esto se debió a que las raicillas tuvieron problemas para crecer.
El rendimiento de la Cebada fue de 91.33% y de la Quinua 99.12%, los cuales se encuentran sobre el promedio que es de 80% a mas para considerarse una malta de alto rendidmiento
VII.
BIBLIOGRAFIA
o
BLUME, H. 2002. El Campo. Ed. Tursen. Paris, Francia
o
CASTILLO, C. 2002. Malteado y Germinación de Cebada. Universidad Central del Ecuador.
o
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HUARCAYA, A. 1990.Evaluacion de la calidad maltera de tres variedades de cebada ( Hordeum vulgare) en tres localidades diferentes. Tesis para optar el título profesional de Ingeniero en Industrias Alimentarias. UNALM, Perú.
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Molina, J. 1999. La cebada. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, Servicio de Extensión Agraria.
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INIA. 2012, Importancia del Cultivo de Quinua hacia el año 2013. Cusco
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PILLA, S. 2012. Cervezas de todo el mundo. Editorial Vecchi. Barcelona España
o
QUINTERO, R., LOPEZ, A., CANALES, M. 2004. Biotecnología alimentaria. Primera edición. Quinta reimpresión. Editorial LIMUSA SA. Impreso en México
o
RISI, M. 1984.Estudio de la calidad maltera de varedades de cebada nacional mediante pruebas de micromalteo. Tesis para optar el título profesional de Ingeniero en Industrias Alimentarias. UNALM, Perú.
RUIZ, Y. 2006. Elaboración y evaluación de maltas cerveceras de
o
diferentes variedades de cebada ( Hordeum vulgare) producidas en los estado de Hidalgo y Tlaxcala. Tesis para optar el título profesional de Químico en alimentos. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. México.
