Influencia del proceso de elaboración de la cerveza artesanal de maíz azul en los compuestos que le dan sabor y color - Flores Calderón, Alex María Daniela (Universidad Autónoma Metropolitana, 2018)
El maíz en México ha sido ampliamente utilizado en bebidas tradicionales fermentadas. Recientemente hemos desarrollado un proceso para preparar cervezas con 100% de variedades de maíz pigmentadas que proporcionan polifenoles y antocianinas con propiedades antioxidantes. Por otra parte, se pueden crear nuevos estilos de cerveza al modificar las condiciones del proceso y los ingredientes; así, exploramos el efecto de la adición de malta caramelo y de diferentes cantidades de lúpulo y chile guajillo, generando varios estilos de cervezas de 100% malta de maíz azul. Para lograr lo anterior, se obtuvieron maltas base y caramelo y usaron para desarrollar ocho estilos de cervezas de maíz, con diferentes concentraciones de chile y lúpulo, a través de una fermentación tipo Ale. Los objetivos del proyecto fueron: 1) Caracterizar el maíz azul variedad Chalqueño, así como las maltas base y caramelo para evaluar el efecto del malteado y del tostado sobre el color, el perfil de compuestos volátiles, las características químicas y la capacidad antioxidante; 2) Evaluar los efectos de la adición de distintos tipos de malta y cantidades de chile y lúpulo sobre parámetros químicos y la actividad antioxidante en tres etapas del proceso (ebullición, fermentación y maduración); 3) Cuantificar el contenido de antocianinas y caracterizar los ácidos fenólicos en las cervezas maduras de maíz azul por HPLC para evaluar el efecto de la formulación; 4) Obtener el perfil sensorial de las cervezas y realizar una prueba de consumidores para evaluar el efecto de las distintas formulaciones sobre su nivel de agrado e intención de compra, así como para obtener información para mejorar el producto. Los resultados obtenidos permitieron observar que el maíz azul Chalqueño presentó un análisis químico proximal similar al reportado en otros granos de maíz azul. El contenido de proteína en la malta base se encontró dentro del rango especificado para malta de cebada. El malteado no presentó efecto significativo sobre los parámetros de color, por el contrario en las maltas caramelo se observó un aumento de la luminosidad y de la cromaticidad, y una disminución del tono. Los productos de la reacción de Maillard entre los que se encuentra furanos, pirroles y pirazinas, fueron identificados en las maltas caramelo de maíz. La malta que fue tostada a 175 °C por 20 min presentó el mayor número de compuestos volátiles. Los contenidos de antocianinas y compuestos fenólicos totales en el maíz azul fueron similares a otras variedades azul y púrpura, y debido al malteado se observó una disminución de su contenido. Un tostado a menor temperatura por mayor tiempo provocó el mismo efecto sobre el contenido de antocianinas que un tostado a mayor temperatura por tiempo corto. El contenido de los ácidos fenólicos fue mayor en la malta base respecto al grano y las concentraciones de los ácidos fenólicos fueron dependientes de las condiciones de tostado, siendo mayor en la malta tostada a 240 °C. La concentración de melanoidinas también fue mayor en la malta tostada a mayor temperatura (240 °C). Por DPPH se observó una mayor capacidad antioxidante en la malta base que en el grano. En las maltas caramelo que contenían una mayor cantidad de compuestos fenólicos, se encontró una mayor capacidad antioxidante por ABTS, mientras que en las que contenían más melanoidinas se observó por DPPH una mayor respuesta antioxidante. Se obtuvieron cervezas bajas en alcohol y los valores de azúcares reductores totales, alcohol, pH, acidez total, unidades de amargor e iso-α-ácidos durante las etapas del proceso fueron similares a los de las cervezas de cebada. Además, las concentraciones de antocianinas, polifenoles y capacidad antioxidante disminuyeron a través de las etapas del proceso. La interacción de los ingredientes produjo efectos sobre la composición química y la actividad antioxidante en las cervezas maduras. Después de un análisis estadístico, tanto por ANOVA univariando como por métodos multivariados (análisis de agrupamiento jerárquico y análisis de componentes principales), se encontró una mayor concentración de antocianinas y capacidad antioxidante por ABTS en dos estilos de cerveza formulados con 85% de malta base y 15% de malta caramelo (Estilos 6 y 7, respectivamente). No se observó efecto de las diferentes formulaciones de cerveza de maíz en su etapa madura sobre el contenido de antocianinas. Los ácidos fenólicos fueron analizados en dos fracciones: en forma libre y esterificada. Los ácidos protocatéquico, p-coumárico y ferúlico fueron encontrados en forma libre en todos los estilos de cervezas y el ácido gálico estuvo presente solo en los estilos elaborados con malta caramelo. Los ácidos fenólicos esterificados encontrados incluyen los ácidos anteriores, además de los ácidos siríngico y sinápico. El ácido ferúlico fue mayoritario en ambas fracciones. En los ácidos fenólicos libres no se observó un efecto la formulación, mientras que el contenido de los ácidos fenólicos esterificados en general, fue mayor en los estilos elaborados con malta tostada y mayores cantidades de chile y lúpulo. Un panel entrenado caracterizó a las cervezas de 100% malta base como de color cobrizo, turbidez intermedia y baja cantidad de espuma; olor a frutas fermentadas, lúpulo, levadura, cereales y plátano macho; y a los estilos elaborados con 15% malta tostada como de un intenso olor a caramelo, gusto amargo, ácido y sabor a malta, lúpulo y fruta fermentada; con carbonatación y cuerpo importantes y baja sensación picante. De acuerdo al análisis de consumidores, el picor en la mayoría de los estilos debe incrementarse para aumentar el nivel de agrado y la intención de compra. Por último, el estilo que más agradó y que tuvo la mayor intención de compra fue el estilo 6, al recibir calificaciones promedio de “me gusta” y “de vez en cuando”, este estilo fue elaborado con malta tostada (15%), mayor cantidad de chile (10 g/L) y menor cantidad de lúpulo (1.8 g/L).; Corn in Mexico has been widely used in traditionally fermented beverages. We recently developed a process to prepare beers using 100% pigmented corn varieties that provide polyphenols and anthocyanins with antioxidant properties. Moreover, new styles could be created when modifying the process conditions and ingredients. Thus, we explored the effect of caramel malt addition and different amounts of hops and guajillo chili, generating several styles of 100% blue corn malt beers. To achieve this, base and caramel malts were obtained and used to develop eight styles of corn beers using different concentrations of chili and hops, via the ale fermentation process. The objectives of the project were: 1) to characterize the Chalqueño blue corn, as well as the base and caramel malts to evaluate the effect of malting and toasting on color, the profile of volatile compounds, the chemical characteristics and antioxidant capacity; 2) to evaluate the effects of the addition of different types of malt and quantities of chili and hops on chemical parameters and antioxidant activity in three different stages of the brewing process (boiling, fermentation and maturation); 3) to quantify anthocyanin content and characterize phenolic acids in mature corn beers by HPLC to evaluate the effect of the formulation; and 4) to obtain the sensory profile of the beers and to perform a consumer test to evaluate the effect of the different formulation on their level of pleasure and purchase intention, as well as to obtain information to improve the product. The results obtained allowed to observe that the Chalqueño blue corn presented a proximal chemical analysis similar to those reported for other blue corn kernels. The protein content in the base malt was found within the range specified for barley malt. The malting has no significant effect on the color parameters, on the contrary in the caramel malts an increase of the lightness and chroma, and a decrease of hue angle were observed. Maillard reaction products including furans, pyrroles and pyrazines were identified in the caramel malts. The malt which was toasted at 175 °C for 20 minutes showed the highest number of volatile compounds. Anthocyanins and total phenolic compounds in blue corn were similar to other blue and purple varieties, and due to malting, a decrease in their content was observed. A toasting at lower temperature for longer time caused the same effect on the anthocyanin content as a toasting at higher temperature for short time. The content of the phenolic acids was higher in the base malt with respect to the grain and the concentrations of the phenolic acids were dependent on the toasting conditions, being higher in the toasted malt at 240 °C. The concentration of melanoidins was also higher in toasted malt at higher temperature (240 °C). DPPH showed higher antioxidant capacity in the base malt than in the grain. In the caramel malt higher antioxidant capacity by ABTS was observed in malts with greater amount of phenolic compounds, whereas by DPPH higher antioxidant response was present in malts with higher content of melanoidins. Low alcohol beers were obtained and the values of total reducing sugars, alcohol, pH, total acidity, bitterness units and iso-α-acids during the steps of the process was similar to barley beers. Additionally, anthocyanin concentration, polyphenols and antioxidant capacity decreased through the processing steps. The ingredients interaction produced effects on the chemical composition and antioxidant activity in mature beers. After statistical analysis, by xv both univariate ANOVA and multivariate methods (hierarchical cluster analysis and principal component analysis), a higher concentration of anthocyanins and ABTS antioxidant capacity was founds in two beer styles that were formulated with 85% base malt and 15% caramel malt (Styles 6 and 7, respectively). The effect of different formulations of corn beers on the content of anthocyanins in mature beer was not observed. The phenolic acids were analyzed in two fractions: in free and esterified form. Protochatequic, p-coumaric and ferulic acids were present as free phenolic acids in all styles of beers and gallic acid was present only in the styles made with caramel malt. The esterified phenolic acids found include the above acids in addition to the syringic and sinapic acids. Ferulic acid was present at the highest concentration in both fractions. No effect of formulation was observed on the free phenolic acids, whereas the esterified phenolic acids were generally higher in the styles made of toasted malt and with high amounts of chili and hops. A trained panel characterized the corn beers as having a coppery color, intermediate turbidity and low amount of foam; odor of fermented fruits, hops, yeast, cereals and banana. Styles made of toasted malt had an intense caramel odor; bitter taste, acid and malt flavor, hops and fermented fruit; with an important carbonation and body and with low spicy perception. According to consumer analysis the spicy note in most styles should be increased to increase the level of pleasing and intent to purchase. Finally, the style that most liked and that had the greatest purchase intention was style 6, when receiving average ratings of “I like” and “from time to time”, this style was elaborated with toasted malt (15%), greater quantity of chili (10 g/L) and less amount of hops (1.8 g/L).