Caracterización química y volátil de cerveza producida con microorganismos nativos mediante la implementación y optimización de métodos analíticos cromatográficos

Abstract

El presente estudio tuvo como objetivo la caracterización de una cerveza producida por una levadura nativa no Saccharomyces a través del estudio de su perfil químico y volátil mediante la optimización de técnicas de cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) con detector de dispersión de luz evaporativa (ELSD) y ultravioleta (UV), así como cromatografía de gases con detector de ionización de llama (FID) y detector selectivo de masas (MS). Para ello, se elaboró cerveza tipo Ale, utilizando la levadura no Saccharomyces nativa Candida oleophila y como control Saccharomyces cerevisiae, de tal forma de comparar y monitorear la evolución de metabolitos claves de la fermentación alcohólica, como son azúcares, ácidos orgánicos, alcoholes y al término, compuestos volátiles, los cuales aportan las características del perfil organoléptico de la cerveza. Para la detección de ácidos orgánicos (ácido tartárico, ácido láctico, ácido acético y ácido málico) y azúcares (fructosa, glucosa, sacarosa, maltosa y maltotriosa) se implementó la técnica por HPLC acoplado a detector UV y ELSD respectivamente. Por otro lado, para la detección de etanol y compuestos volátiles se implementa y optimiza la cromatografía de gases acoplada a detector FID y MS respectivamente. Los principales resultados para los analitos en la cerveza con la levadura nativa indicaron una reducción de analitos en la muestra, en comparación al mosto inicial. Fructosa y maltotriosa se consume un 19% y 27% respectivamente. Por otro lado, la glucosa, maltosa y sacarosa se consumen en un 100%. En la cerveza control, los azúcares fructosa, glucosa y maltosa se consumieron un 100%, la sacarosa no se detecta en la muestra analizada y maltotriosa se consume en un 91%. Con eso se reafirma que la levadura control tiene una mayor capacidad para fermentar una amplia gama de azúcares presentes en el mosto, incluyendo las azúcares más complejas, a diferencia de la levadura nativa donde se evidencia presencia de mayor contenido residual de azúcar en la cerveza. En relación con los ácidos orgánicos con levadura nativa, tartárico se consume en un 74%, málico, láctico y acético se generan en un 91%, 25% y 26% respectivamente. Por su parte la levadura control presenta generación de todos los analitos: tartárico un 96%, málico un 100%, láctico de un 9,3% y acético de un 21%. Finalmente, para etanol se alcanza un grado alcohólico equivalente a 2,7% v/v en la levadura nativa y 3,9% v/v en la levadura control. Con respecto a los compuestos volátiles, en ambas cervezas se detecta presencia de compuestos similares, tanto positivos como negativos. A modo de ejemplo, el alcohol isoamílico entrega tonos frutales al producto, y el acetaldehído aporta tonos a manzana verde, los cuales son indeseados en una cerveza en altas concentraciones. Se puede concluir que, a través de la implementación y optimización realizada de las técnicas de cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) con detectores ELSD Y UV, así como la cromatografía de gases (GC) con detectores FID y MS, se logró caracterizar los principales compuestos químicos generados durante el proceso de producción de cerveza utilizando una levadura nativa. Se logro determinar y analizar de manera exhaustiva el perfil químico de la cerveza producida, ofreciendo una comprensión más profunda de los componentes presentes y su impacto en las propiedades sensoriales y la calidad del producto final.