EL LUPULO

SU APORTE Y FORMAS DE USO

Características del cultivo

• Planta peremne• Pertenece a la familia de las

Cannabinaceas• Presenta un crecimiento tipo liana• Debe crecer apoyada• Se cultiva en alturas de 3 a 4 metros• A pesar del aumento en la

producción mundial de cerveza, su área de cultivo ha ido disminuyendo

• Se cultiva en alrededor de 50 países.• Es una planta dioca de polinización

anemófila

Características II

• La parte área de la planta presenta crecimiento anual

• Las raíces son perennes, de cada año de ellas crecen brotes adventicios que son el origen de una nueva parte aérea.

• Solo las plantas femeninas cuentan con flores que contienen los componentes de interés cervecero

Las glandulas de lupulina puede contener un 57% de α-acidos y la suma de α+β acidos puede llegar hasta eñ 75 ±del peso de la glandula

Existen variedades altas y bajas en α-acidos Los cultivares α-altos contiene un mayor numero de glandulas

Familias de lúpulos

El lúpulo comercial pertenece a cuatro grupos principales: centroeuropeo. Europeo occidental, norteamericano e hibrido. Ejemplos de estos grupos son los Halertau, Fuggles, Yakima Cluster y Northern Brewer, respectivamente

Las distintas variedades difieren en la forma. en el vigor de su desarrollo, en la producción de conos, en la riqueza en ácidos, en la abundancia y composición de sus aceites esenciales y en la resistencia a las distintas enfermedades

APORTES

DOS APORTE FUNDAMENTALES

AMARGOR AROMA

ALFA ACIDOSAceites esenciales

TERPENOS

Tipos de lúpulo

• Existen un amplio número de variedades con distintas propiedades cerveceras: por ello el uso de uno u otro depende del tipo de elaboración y del estilo de cerveza que se desee obtener

• Existen:– Lúpulos aromáticos (unos 300 compuestos volátiles

identificados– Lúpulos amargos con elevadas concentraciones de resinas

precursoras de compuestos amargos (Alfa acidos)

EJEMPLOS DE VARIEDADES CON DISTINTA APTITUD DE USO

Principales países productores

• Su uso se remonta a 1079 año en que se incorpora a la elaboración con la finalidad de mejorar la conservación de la bebida

• Sin embargo actualmente se usa por el tremendo impacto esenta un tremendo impacto en las características sensoriales de la cerveza.

• Actualmente se utiliza para aportarle el amargor característico de las cervezas y un aroma muy variado en intensidad y matiz que dependen del tipo de lúpulo y de su forma de uso.

Resinas del lupulo

Componentes del amargor

Compuestos del amargor

Resinas totales

RESINAS BLANDAS

RESINAS DURAS+

Compuestos amargos

Alfa-acidosHumulona y homologos

CompuestosPoco amargos

Beta-acidosLumulona y homologos

+

Amargor y tipo de acido

• Los α-ácidos son los principales componentes relacionados con el amargor sin embargo los β-acidos no isomerizables y en menor concentración, aportan de una manera leve pero no despreciable al amargor y ademas presentan otras propiedades

Composición de las resinas • En gran medida estas resinas están constituidas por las familias de los α-

ácidos y los β-ácidos.• Cada una de ellas es una serie de homólogos de estrecha similitud• Tienen distinta importancia para la cerveza, siendo los más importantes

los α-ácidos • Se acepta una relación empírica que pretende calcular el nivel de amargor

potencial que puede entregar un lúpulo

Amargor potencial = α-ácidos + β-ácidos

9

Se habla aquí de amargor potencial porque el grado real de amargor dependerá del grado de utilización del lúpulo que además depende de las condiciones de ebullición del mosto

Desarrollo del Amargor

Provienen de la solubilización de los α-ácidos contenidos en las glándulas de lupulina y posterior modificación química por efecto de la alta temperatura

EBULLICION DEL MOSTO

α -ACIDOS ISOα -ACIDOS

Dependiendo de un variado numero de factores entre un 10% y un máximo de 40% de los α-ácidos se transforman en iso-α.ácidosEstos últimos, además pueden sufrir futuras cambios que afectan su grado de amargor

ESTRUCTURA DE LAS RESINAS

α- Acidos β- Acidos

Isovaleril = Humulona Isobutiril = Cohumulona2-metil-butiril= AdhumulonaPropionil = PosthumulonaPrehumulona= 2-metil-pentanoil

LupulonaColupulonaAdlupulona

AMARGOR Y SU ESTIMACION

Los 3 principales compuestos amargos que aporta el lúpulo a la cerveza son:

Isohumulona

Isocohumulona Isoadhumulona

Isomerización

T° : ebulllición

Distribución de los alfa ácidos en distintas variedades de lúpulo

Cuantificación del amargor

• El grado de amargor se mide mediante una escala conocida como International biterness Unit (IBU).

• El rango típico va de 20 a 50 IBU, aunque no pocas cervezas superan ampliamente estos valores llegando excepcionalmente a las 100 IBU.

• Actualmente existe la tendencia a comercializar cervezas de amargor moderado.

La utilización de los alfa ácidosEn una ebullición convencional de mosto solo alrededor del un 50% de los α-

ácidos pasan a la solución y luego con futuras perdidas en los flóculos y en la fermentación la utilización difícilmente excede el 40%

Esta puede llegar a solo un 10% en mosto de elevada densidad y elevadas niveles de lupulado

LA SOLUBILIDAD DE LA HUMULONA Y OTROS

HOMOLOGOS LIMITAN LA UTILIZACIÓN

LA UTILIZACION PÚEDE SER MEJORADA A PH MAS ELEVADOS PERO ……..

LA FRACCION AROMATICA

El otro aporte fundamental a la cerveza

Característica de la fracción aromática

• Esta compuesta por unos 300 compuestos es una compleja mezcla de terpenos alcoholes esteres compuestos carbonilicos y traza de compuestos azufrados especialmente en los lupulos europeos.

• Varia mucho de una variedad de lúpulo a otra, influye si son variedad con semillas o sin ellas.

• No todos los compuestos tienen importancia sensorial y solo algunos aportan al aroma que el lúpulo entrega a la cerveza

• La contribución individual de un compuesto se expresa a través de la Unidades Odorantes.

Compuestos identificados en el aceite esencial de lupulo

Compuesto de elevada actividad en el aroma del lupulo

Grado de utilización

• Son por definición volátiles por ello la mayoría de esa fracción se pierde durante la ebullición del mosto en la caldera abierta.

• Para corregir lo anterior muchos cerveceros (lager) efectúan lupulado tardíos o usan pellets de lupulos aromáticos al final de la fermentación

Productos de aceites esenciales de lupuloPelets de lupulo tipo 100 Extractos de aceite de lupulo enriquecidos Aceite esencial de lupulo puro: distilacion por vapor, destilación molecularAceites de lupulo emulsionadosEsencias para dry hoping Esencias especiadas, florales, frutales y citricas

Productos Aromáticos

Problemas de estabilidad de los componentes del lupulo

Estabilidad de los compuestos activos del lupulo

• Los componentes relacionados con el aroma y el amargor son muy inestables

• Están sujetos a reacciones de oxidación que modifican drásticamente la calidad y regularidad de respuesta del lúpulo.

• El tiempo y las condiciones de almacenamiento modifican las cualidades del lúpulo

• La humedad de los conos es un factor determinante en la estabilidad durante el almacenamiento

Oxidabilidad del aroma del lúpulo

Es la principal causa de deterioro del aroma

También se oxidan Las resinas blandas disminuyen do su concentración

Se desarrollan aromas a quesos fuertes por la formación de ácidos isovalerico, isobutirico y 2-metilbutiricoElños se producen por la liberación de las cadenas laterales de las resinas

Mejoras en el grado de utilización del lupulo

• Debido a que el grado de utilización de los componentes amargos es bajo

• Además ya que durante la ebullición,necesaria para logra la isomerización, se pierde gran parte de los componentes volátiles ……….

Se ha desarrollado un amplia variedad de productos de lupulo que aun no están disponibles para el sector artesanal en Chile

pero si en otros países

Productos de lúpulo

• Con la finalidad de disminuir la rapidez de alteración de los compuestos activos se ha desarrollado una variada gama de productos.

• Mas del 50% del lúpulo que se cultiva, en el mundo, se comercializa como productos de lúpulo debido a: – Mayor estabilidad durante el almacenamiento– Mayor eficiencia en la recuperación de los componentes

activos.– Mejor reproducibilidad de sus características– Facilidad de uso

PRODUCTOS DE LUPULO

EXTRACTOS DE LUPULO

• Es sin duda el desarrollo más importante para la gran industria cervecera

• La utilización de pellets afecta los costos de transporte y de almacenamiento

• Los extractos de lupulo pueden ser altamente concentrados y quizá lo mas importante con características definidas y altamente especificas.

Condiciones de producción

• Conversión de los poco solubles alfa ácidos en sales de potasio o magnesio mas solubles

• Uso de condiciones de isomerización a pH 8-11 en contraste con las de ebullición del mostos pH 5.2-5.6

• Uso de temperaturas óptimas.

Tipos de extractos

• Se han utilizado una variedad de solventes para extraer los componentes de interés del lúpulo.

• Metanol, diclorometano, freones, etanol y CO2 liquido y en condiciones supercriticas.

• Actualmente solo se producen extractos con etanol y con CO2

• El etanol extrae un rango más amplio de componentes y por ello es menos selectivo

• Con CO2 se pueden producir extracto selectivos de aromas y de resinas.

Composición de extractos utilizando distintos métodos de extracción

Componentes expresados en % p/p

Productos No Isomerizados

• Lupulo entero doble comprimido• Lúpulo en pellets tipo 90• Lúpulo en pellets tipo 45• Lúpulo en pellets estabilizadosExtractos de lúpulo con distintos solventes :

– Hexano– Etanol– Dióxido de carbono liquido – Dióxido de carbono en condiciones supercríticas

Productos Isomerizados

•Pelets isomerizados•Extracto de ebullición isomerizados •Extractos isomerizados corregirde amagor post-fermentación (PFB)

Los productos isomerizados provocan la conversión de los alfa acidos en iso-alfa acidos

Tipos de productos

Extractos isomerizados reducidos

Dihydro-(rho)-iso--acidosTetrahydroiso--acidosHexahydroiso--acidos

Conversión de α-acidos en formas isomerizadas y reducidas

Algunas propiedades de extractos isomerizados y reducidos

Características de los iso alfa ácidos y sus derivados

EL MANEJO DEL LUPULO

Unidades de medición• Ya hemos visto la gran complejidad que

presentan las fracciones de amargor y del aroma del lúpulo.

• Como determinar el grado amargor entregado a la cerveza.

LAS UNIDADES DE ALFA ACIDOS PERMITE COMPARAR EL POTENCIAL

DE AMARGOR DE DOS LUPULOS DIFERENTES O DE UN MISMOS LUPULO EN AÑOS DISTINTOS

CALCULO DE LAS UNIDES DE AMARGOR

1 UNIDAD DE AMARGORSE DEFINE

PORCETAJE DE AA MULTIPLICADO POR EL PESO EN ONZAS

Ejemplo : 42.52g de Cascade al 5% AA posee 7,5 UAA

Es equivalente a 28,35 de un Lupulo Cascada con 7,5% AA

OTRA MODALIDAD

• La otra modalidad mide la cantidad real de los AA isomerizada y disueltos en la cerveza.

• En esta medición se incorporan los factores que afectan el grado de expresión del potencial de amargor de un lúpulo

Esto define un concepto que se denomina GRADO DE UTILIZACIÓN

Factores que afectan el grado de utilización

• El porcentaje total de AA que son isomerizados es variable y difícil de predecir pues depende de varios factores que actúan de manera conjunta:

• Los principales• Densidad del mosto• Vigor de la ebullición • Tiempo de ebullición

PARA UNA FABRICACION CASERA O ARTESANAL EL % MAX DE UTILIZACION LLEGA AL 30%

Ejemplos de calculo

• Basemos en una cerveza real Amber Ale– 2.72 kg de extracto en polvo de malta ambar– 42.54 g de lupulo Perle de 6,4% de AA ( 60

minutos)– 28.35 g de lupulo Liberty 4.6% de AA (15 minutos)

• El extracto se hervirá en 11,36 L de agua. El agua restante (hasta 18.93 L) se adicionará en el fermentador

PASO 1.Cálculo de las Unidades de AA

Peso en gramos x % de AA

PERLE

LIBERTY

42,52 X 6.4 = 9.6 UAA

28.35 X 4.6 = 4.6 UAA

IBU = AAU x U x 75 / V

Gravedad vs. Tiempo

1,030 1,040 1,050 1,060 1,070 1,080 1,090 1,100 1,110 1,120

0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0005 0.055 0.050 0.046 0.042 0.038 0.035 0.032 0.029 0.027 0.025

10 0.100 0.091 0.084 0.076 0.070 0.064 0.058 0.053 0.049 0.04515 0.137 0.125 0.114 0.105 0.096 0.087 0.080 0.073 0.067 0.06120 0.167 0.153 0.140 0.128 0.117 0.107 0.098 0.089 0.081 0.07425 0.192 0.175 0.160 0.147 0.134 0.122 0.112 0.102 0.094 0.08530 0.212 0.194 0.177 0.162 0.148 0.135 0.124 0.113 0.103 0.09435 0.229 0.209 0.191 0.175 0.160 0.146 0.133 0.122 0.111 0.10240 0.242 0.221 0.202 0.185 0.169 0.155 0.141 0.129 0.118 0.10845 0.253 0.232 0.212 0.194 0.177 0.162 0.148 0.135 0.123 0.11350 0.263 0.240 0.219 0.200 0.183 0.168 0.153 0.140 0.128 0.11755 0.270 0.247 0.226 0.206 0.188 0.172 0.157 0.144 0.132 0.12060 0.276 0.252 0.231 0.211 0.193 0.176 0.161 0.147 0.135 0.12370 0.285 0.261 0.238 0.218 0.199 0.182 0.166 0.152 0.139 0.12780 0.291 0.266 0.243 0.222 0.203 0.186 0.170 0.155 0.142 0.13090 0.295 0.270 0.247 0.226 0.206 0.188 0.172 0.157 0.144 0.132

100 0.298 0.272 0.249 0.228 0.208 0.190 0.174 0.159 0.145 0.133110 0.300 0.274 0.251 0.229 0.209 0.191 0.175 0.160 0.146 0.134120 0.301 0.275 0.252 0.230 0.210 0.192 0.176 0.161 0.147 0.134

Utilización como función de la gravedad de hervido y el tiempo