La industria de bebidas fermentadas (cerveza, vino, sidra) y bebidas destiladas representa un sector económico importante. El hecho de mantener la tradición en el proceso de elaboración de estas bebidas se enfrenta a desafíos que requieren soluciones innovadoras para satisfacer las necesidades del consumidor. El procesado por alta presión (HPP) es una tecnología de conservación de alimentos no térmica que inactiva microorganismos responsables del deterioro y patógenos, al mismo tiempo que mantiene intactas las propiedades de los alimentos. Esto abre la puerta al desarrollo de nuevos productos que mantengan la calidad de los alimentos tradicionales. Sigue leyendo para saber cómo la tecnología HPP puede ayudar al sector de las bebidas alcohólicas.
La primera evidencia de fermentación de alimentos para el consumo humano se remonta más de 13.000 años. Se cree que el residuo de una pasta espesa encontrada en un recipiente de piedra en una cueva en Israel es la cerveza más primitiva. Más recientemente (hace unos 7.000 años) apareció el vino en la región del Cáucaso, pero tuvo que llegar a Grecia para que se estandarizara su producción y se popularizara su consumo. Finalmente, no fue hasta la Edad Media cuando se dominó el arte de la destilación y fue utilizada para la producción de bebidas. Hoy en día, estas tres categorías de producto son parte de un sector económico boyante con más de 446.000 millones de litros (117.000 millones de galones) consumidos en todo el mundo (Figura 1).
Desde el siglo XIX, en lugar de la innovación, mantener la tradición se convirtió en el foco principal de la industria de bebidas alcohólicas. Mientras que el alto contenido de etanol de las bebidas destiladas (>30%) sirve para su conservación, se tuvieron que desarrollar métodos más sofisticados para la cerveza y el vino, que generalmente tienen un contenido de alcohol más bajo (4% a 15%). La filtración y la pasteurización por calor se usan convencionalmente para la cerveza, y aditivos como los sulfitos se emplean en el vino.
El uso de métodos de conservación innovadores, como el procesamiento por alta presión (HPP), no está reñido con la tradición. Esta tecnología utiliza presión hidrostática (hasta 6.000 bar/87.000 psi) para inactivar microorganismos y/o modificar la estructura de macromoléculas para obtener funcionalidades específicas. Tiene el potencial para reemplazar a los métodos de conservación térmicos o al uso de aditivos químicos, lo que va de la mano con la creciente demanda de productos más naturales y tradicionales. Las aplicaciones de la tecnología HPP en bebidas alcohólicas se resumen en las siguientes líneas:
Beneficios del proceso HPP en la producción de cerveza
La cerveza es la bebida alcohólica más popular con más de 395.000 millones de litros (104 mil millones de galones) consumidos cada año en todo el mundo. A pesar de que por sus características representa un ambiente inhóspito para la mayoría de los microorganismos, se conoce que algunas especies bacterianas pueden estropear la bebida recién fermentada. Mientras que los productores industriales de cerveza confían en la pasteurización térmica (60° C/140° F hasta 10 min); los cerveceros artesanales suelen optar por una segunda fermentación en la botella para lograr la estabilidad microbiana y el nivel deseado de carbonatación. Sin embargo, ambas intervenciones pueden tener un impacto en la calidad de la cerveza.
Un estudio realizado en cervezas pale ale y mild ale mostró una fuerte disminución de la tubidez y un aumento en los parámetros de color y la concentración de hidroximetilfurfural como consecuencia de la pasteurización (60° C / 140° F durante 10 min). Por otro lado, las cervezas procesadas a alta presión (600 MPa/87.000 psi durante 5 min) no mostraron diferencias significativas con respecto a las muestras control sin procesar (Castellari et al. 2000). Además, otras investigaciones describen que el extracto original, el extracto aparente, el contenido en alcohol y el pH de una cerveza lager procesada a 550 MPa/79.700 psi durante 5 minutos no se vieron afectados. Asimismo, la estabilidad de la espuma aumentó después del proceso HPP en comparación con las cervezas sin procesar (Štulíková et al. 2020). De forma similar, Fischer et al. (1998) no reportaron cambios en el color, la estabilidad de la espuma y los compuestos aromáticos en una cerveza lager procesada a 700 MPa/101.500 psi durante 5 min.
Junto con los atributos de calidad, la tecnología HPP también garantiza la estabilidad microbiológica de la cerveza mediante la inactivación de bacterias y levaduras (Figura 2). Esto evita que la fermentación continúe y asegura un producto estable a través del almacenamiento.
Aunque no se realice a nivel industrial, una aplicación alternativa de la tecnología HPP consiste en la gelatinización del almidón de cebada para facilitar la acción de a- y b-amilasas con el objetivo de reemplazar al calentamiento en la etapa de macerado. Esto ahorraría energía, tiempo y podría crear nuevos perfiles de sabor en la cerveza final (Buckow et al. 2007)
Procesado por alta presión para el vino
Más de 25.000 millones de litros (6.600 millones de galones) de vino se consumen cada año en todo el mundo. El valor de mercado estimado para este producto fue de 364.000 millones de dólares en 2019, y se espera que crezca a 444.930 millones de dólares para 2027 (Fortune Business Insights, 2018).
El sofisticado sabor del vino es el resultado de múltiples variables interrelacionadas: variedad de uva, condiciones climáticas, maceración, fermentación o envejecimiento, entre otras. Por lo tanto, el producto final es único y susceptible a alteraciones, incluido el deterioro microbiano. El sulfito se ha utilizado tradicionalmente como conservante químico, pero las bodegas buscan nuevas alternativas. Los trabajos en el laboratorio muestran el potencial del proceso HPP para reducir los microorganismos responsables del deterioro del vino (Figura 3).
Levaduras como Brettanomyces bruxellensis y bacterias como Lactobacillus plantarum o Acetobacter aceti y Acetobacter pasteurianus pueden controlarse eficazmente. Sin embargo, esto solo tiene sentido si también se conservan los atributos de calidad del vino. Un estudio sobre un vino tinto siciliano (Nero D’Avola-Syrah) mostró que no había diferencias significativas en las intensidad percibida de varios atributos sensoriales entre muestras de vino sin procesar y procesadas por alta presión (650 MPa/94.300 psi durante 15 min) (Figura 4) (Tao et al. 2012). Vale la pena señalar que las condiciones del proceso empleadas en el estudio se encuentran fuera del rango operativo de los equipos industriales (típicamente 600 MPa/87.000 psi hasta 6 min).
El potencial de la tecnología HPP para inactivar microorganismos en el vino al mismo tiempo que preserva sus delicados atributos sensoriales permite plantear una reducción en el uso de sulfito como conservante químico. Lukić et al. (2020) concluyeron que condiciones suaves de procesado (200 MPa/29,000 psi durante 5 min) combinadas con una reducción de sulfito y la adición de glutatión (un antioxidante natural) fueron suficientes para preservar la calidad de los vinos Cabernet Sauvignon (tinto) y Graševina (blanco) durante 12 meses (Figura 5).
A pesar de ser una tecnología novedosa, HPP respeta las delicadas características del vino. Esto permitió el reconocimiento del proceso como una práctica enológica aceptada por parte de la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV). Otras aplicaciones alternativas del proceso HPP en la industria del vino incluyen la aceleración del envejecimiento al promover la condensación de polifenoles y/o reacciones de Maillard y esterificación (Santos et al. 2019). La infusión inducida a alta presión de compuestos aromáticos de chips de madera también acelera el envejecimiento y puede desarrollar nuevos perfiles de sabor (Valdés et al 2021).
¿Es el envase una limitación?
La cerveza y el vino se comercializan tradicionalmente en botellas de vidrio, latas o barriles metálicos. Esto podría verse como una limitación para el uso de la tecnología HPP porque el proceso convencional se aplica sobre productos previamente envasados. Dicho embalaje debe ser flexible, elástico e impermeable para soportar la presión hidrostática; y el vidrio y el acero no cumplen estos criterios.
Mientras que el uso de botellas de plástico podría ser una solución para la aplicación exitosa de la tecnología HPP, puede no ser una presentación comercialmente atractiva para productos de alto valor añadido. Para superar esta limitación, Hiperbaric desarrolló el concepto in-bulk, que permite la aplicación del proceso HPP a productos líquidos antes del envasado. Por lo tanto, las bebidas procesadas a alta presión se pueden envasarse después en cualquier formato.
Alternativamente, el llenado de barriles reciclables de PET para su posterior procesado por alta presión también es una solución adecuada. Para hacer esto posible, Hiperbaric y Petainer se han asociado para desarrollar el primer barril del mundo para el procesamiento de bebidas por alta presión. Los cerveceros artesanales pueden beneficiarse de este enfoque para preservar la calidad de la cerveza recién fermentada al prevenir el crecimiento microbiano no deseado durante el transporte y la distribución.
Vuelta a las raíces de la coctelería artesanal
Con más de 23.000 millones de litros (6.100 millones de galones) consumidos anualmente en todo el mundo, las bebidas destiladas representan un mercado importante. En los Estados Unidos, más de un tercio de la cuota de mercado de bebidas alcohólicas corresponde a licores. Esta categoría de productos ya goza de estabilidad microbiológica porque el proceso de destilación utiliza altas temperaturas. Además, el alto contenido de etanol en los productos finales evita el deterioro microbiológico.
La tecnología HPP aporta valor a esta categoría de productos cuando se aplica a los zumos prensados en frío con los que se mezcla el licor. Este proceso no térmico alarga la vida útil del zumo sin afectar a sus atributos de calidad nutricional y sensorial. El intenso aroma y sabor de la fruta fresca se conservan mejor en comparación con el zumo pasteurizado o las bebidas gaseosas. Además, este enfoque proporciona un zumo listo para servir en cualquier momento, lo que ahorra horas de exprimir fruta detrás de la barra.
Ya hay empresas que reclaman los beneficios de este método. La empresa TWISTED ALCHEMY utiliza la tecnología HPP para preservar los atributos de calidad de los zumos exprimidos a mano y prensados en frío obtenidos a partir de frutas cuidadosamente seleccionadas (Figura 6). Esto aporta varios beneficios a cualquiera que haga cócteles: ahorro en coste de mano de obra, una vida útil más larga, un producto homogéneo, ahorro de agua y preservar los atributos de frescura. Recientemente, la empresa colaboró con Disney para ofrecer su zumo prensado en frío empleando los barriles de Petainer para la elaboración de cócteles en EPCOT Disney.
La empresa DRNXMYTH también conserva el zumo prensado en frío utilizando la tecnología HPP. El diseño revolucionario de su botella patentada separa el zumo de los licores. Girar con la mano de la parte inferior de la botella y agitar permite la mezcla del zumo con el licor (Figura 7). La distribución y comercialización en refrigerado aseguran que los cócteles permanezcan fríos en el momento de consumo.
En general, la tecnología de procesamiento por alta presión (HPP) tiene el potencial de estabilizar las bebidas alcohólicas fermentadas desde un punto de vista microbiológico sin el uso de aditivos químicos o pasteurización térmica. Además, aplicaciones alternativas como la aceleración del envejecimiento o la mejora de la digestión enzimática harían más eficientes los procesos de elaboración tradicionales. En el campo de los cócteles, el proceso HPP conserva los atributos naturales de los zumos de frutas prensados en frío, lo que hace más refrescante y fácil la experiencia de mezclar licores con una amplia gama de zumos.
No dudes en ponerte en contacto con Hiperbaric si tienes más preguntas o deseas conversar sobre cualquier tema relacionado con la aplicación de nuestra tecnología.
