Chuck Hanning. (Beer Judge Certificate Program).

www.bjcp.org

Introducció; Atenuació aparent; Floculació; Productes annexes a la fermentació; Èsters; Alcohols de fusel; Diacetil; Compostos del sofre; Els ferments ALE; Els ferments LAGER; Fermentació espontània; El cicle de la vida del ferment; Fase d'adaptació; Fase de creixement; Fermentació primària; Fase d'alta activitat; Fase de baixa activitat; Control dels productes annexos a la fermentació;
 

Introducció:

La majoria dels estils de cervesa es fan usant una de les dues espècies unicel·lulars de microorganismes del tipus SACCHAROMYCES, comunament anomenats ferments (angl: yeast; alem: Hefe). Generalment, els ferments ALE (S.Cervesiae) i els ferments LAGER (S. Carlsbergensis o S. Uvarum, segons les terminologies) es fan servir per als seus estils apropiats. Funcionalment, aquests ferments són diferents per les seves temperatures òptimes d’acció, per la seva capacitat de fermentar diferents sucres, per la seva adaptació a condicions ambientals, per la seva capacitat de completar o no la fermentació i també de produir o no metabolismes i altres productes annexes a la fermentació. L’elecció del brot de LAGER o ALE i com aquests factors són controlats durant les diverses etapes de la fermentació determinarà com un cru s’adapta a l’estil previst. El llistat de ferments és llarg i no és la finalitat d’aquest article citar-los tots. A dalt

Un dels termes més habituals per descriure un ferment, és el d’atenuació aparent.

L’atenuació d’un ferment donat és la seva capacitat de reduir la densitat original mitjançant la fermentació. Habitualment s’expressa amb una fracció percentual en la que el numerador és la diferència entre les densitats final i original, i el denominador és la densitat original.

Atenuació = ( [densitat original] – [densitat final] ) / [densitat original]

Atès que la densitat de l’etanol és inferior a la de l’aigua, quan fem servir un hidròmetre per mesurar l’atenuació, mesurarà l’atenuació aparent, no l’atenuació real. A dalt

Floculació

Un altre terme que hom usa sovint parlant de fermentació és el de Floculació. Aquesta és la capacitat que té el ferment de "retirar-se" del most deixant el mínim rastre. En altres termes, quan el ferment ha fet la seva funció "floculitza", esdevé visible i es constitueix en una capa al fons del fermentador. Aquest nou element, si no es filtra o decanta la cervesa pot arribar a donar mal gust. Per tant, si es "solidifica", resulta més còmode eliminar-lo.

Hi ha condicions ambientals que influeixen sobre l’eficàcia de cada ferment i cada varietat. Són entre altres, la tolerància a l’alcohol, la necessitat en Oxigen, i la sensibilitat a la composició del most. La tolerància en alcohol ens indica com el ferment seguirà fent la seva feina quan pugi la concentració d’alcohol durant la fermentació. La majoria dels ferments Lager poden seguir treballant fins a un 8% d’alcohol en volum. Algunes varietats de ferments Ale poden seguir treballant fins a una concentració d’alcohol de 12% en volum.

Les necessitats en oxigen varien amb les varietats. Algunes varietats necessiten més oxigen per fermentar sense problemes. Finalment, els mostos diferents tindran concentracions diferents de sucre. Les diverses varietats de ferments reaccionen de forma diferent a aquesta circumstància. A dalt

Productes annexes a la fermentació:

Els productes annexos (by-products) que els ferments produeixen, són èsters, alcohols de fusel, diacetil, i compostos del sofre. A dalt

Els èsters

Els èsters resulten de la combinació d’un alcohol orgànic amb un àcid. S’han identificat fins a 90 diferents èsters en la cervesa. L’Etil-acetat, isoamil-acetat i l’etilhexanoat solen ser de forma habitual els "vehicles" dels èsters. Tot plegat dóna unes aromes fruitades i dolces a la cervesa. A dalt

Els alcohols de fusel

Uns altres compostos annexos a la fermentació són els alcohols de fusel, que contenen més àtoms de carboni que l’alcohol més comú, l’etanol. Resulten del metabolisme dels aminoàcids i tendeixen a afegir sequedat i algun toc de dissolvent a la cervesa. A dalt

Diacetil

Un altre producte annex a la fermentació és el diacetil. Normalment és reduït en compostos més benignes durant la fermentació secundària. Una retirada prematura dels ferments pot implicar un alt contingut en diacetil. La seva presència dóna un gust de mantega a la cervesa. És el resultat d’una reacció d’oxidació que hom pot reprimir mitjançant la producció de valina (aminoàcid). A dalt

Els compostos del sofre

Finalment, es poden presentar diversos compostos del sofre. Un d’ells és el sulfur d’hidrogen que fa olor d’ous podrits. Hi ha un altre compost del sofre però la seva producció no és del tot coneguda. A dalt

Els ferments ALE.

Els ferments ALE solen treballar millor a unes temperatures de l’ordre de 12 a 24 º C (55-75 º F). L’atenuació es de l’ordre de 69 a 80 %. Aquests ferments poden fermentar completament els sucres comuns, glucosa, fructosa, maltosa, sucrosa, maltotriosa i els sucres en quantitats ínfimes com el xilulosa, mannosa i galactosa. Poden fermentar parcialment el raffinosa. Aquests ferments s’anomenen tradicionalment d’alta fermentació perquè formen colònies (grups de cèl·lules que s’ajunten) que són suportades per la tensió de superfície de la cervesa. Els ferments ALE produeixen èsters atès que requereixen més altes temperatures per mantenir-se en activitat. Els estils que fan servir aquests ferments presenten aromes fruitats i dolços en diverses concentracions.

Remarquem que els ferments usats per a produir les cerveses de forment del sud d’Alemanya (Weizenbier o Weissbier), són ferments que produeixen altes concentracions de fenols (amb olors de clau d’espècia) i èsters que recorden la goma de mastegar (bubble gum) i el plàtan. Aquestes característiques són la signatura d’aquest estil. A dalt

Els ferments LAGER

Els ferments LAGER solen treballar a temperatures de 7 a 13 ºC (46 a 56ºF). Existeix una excepció conformada pels ferments de Lager Californiana que treballen a unes temperatures de 14 a 20ºC (58 – 68ºF). L’atenuació aparent sol moure’s entre 67 i 77%. Els ferments LAGER poden fermentar el rafinosa a més dels sucres que també poden fermentar els ferments ALE. Aquests ferments són habitualment anomenats de baixa fermentació atès que no s’enganxen en colònies a la superfície sinó que cauen al fons del fermentador. Els ferments Lager se subdivideixen en dos subtipus: FROHBERG i SAAZ.

El subtipus FROHBERG també és anomenat "polsegós" (dusty) o "polvorent" (powdery). Fermenta més ràpidament i no flocula gaire bé. Degut al fet que roman més temps en suspensió en el most, aquest subtipus té una més gran atenuació.

El subtipus SAAZ, també s’anomena S.U. (?) o "trencat" (break). Aquesta varietat sol flocular més ràpidament i, per tant, sol presentar una atenuació més baixa.

Els ferments LAGER, en comparació amb els ALE, solen produir cerveses que contenen menys, o no tenen, èsters o alcohols de fusel, atès que són actius a més baixa temperatura. Les cerveses LAGER haurien de presentar un aroma més net, posant en evidència només els aromes de malt i de llúpol. A dalt

Fermentació espontània.

Un bacteri anomenat Lactobacillus delbrueckii es fa servir per produir la cervesa de forment BERLINER WEISSE amb una intensa acidesa làctica. Es fan servir altres microorganismes per a la producció de cerveses belgues, especialment els LAMBIC. Els LAMBIC tenen diversos graus d’acidesa cosa apropiada per a aquest estil. Hom ha identificat fins a 50 bacteris que participen en la fermentació dels Lambics, entre els que hom considera més rellevant els de tipus Brettanomyces.

Els bacteris solen ser separats en dos grups bàsics anomenats GRAM. Els bacteris GRAM-negatius que prenen part a l’elaboració del Lambic són Escherichia Colii també algunes espècies de Citrobacteris i Enterobacteris. Afortunadament, només toleren nivells molt baixos d’alcohol i no sobreviuen en la cervesa acabada. Els bacteris GRAM-positius són representats pels gèneres Pediococcus i Lactobacillus. Aquests bacteris solen actuar de manera diferent al Saccharomyces. La seva manera de fer és coneguda amb el nom de "via de fermentació àcida mixta" (trad. Lit.) Aquest procediment comprèn l’esterificació de diversos alcohols en els corresponents àcids carboxilics, cosa que genera acidesa. A dalt
 
 

El cicle de la vida del ferment.

Quan hom posa el ferment en el most, comença el procés de fermentació que hom pot dividir en diverses etapes, totes elles parts de la vida del ferment. Aquestes etapes es poden descriure separadament, però la transició entre elles és contínua i no s’ha de concebre que hi ha fases separades. El temps que ocupa cada etapa depèn de diversos factors com ara la composició del most, la quantitat de ferment inoculat i el medi ambient. A dalt

Fase d’adaptació:

La primera fase del cicle és anomenada fase d’adaptació (lag phase: fase de retard). Durant aquest període, el ferment s’adapta al seu nou medi ambient i comença a generar els enzims que necessitaran per créixer i fermentar el most. El ferment farà servir les seves reserves d’energia per a aquest propòsit: l’hidrat de carboni, glicogen. El ferment s’aclimatarà ell mateix avaluant el nivell d’oxigen dissolt, les quantitats generals i relatives d’aminoàcids i la concentració general i relativa de sucres. Alguns d’aquests aminoàcids, petits grups anomenats pèptids, i sucres seran introduïts dins de la cèl·lula per procedir a la divisió de la mateixa. Normalment, aquest període és molt breu. Però si el ferment no es troba en condicions òptimes, aquesta etapa es pot perllongar i conduir a una fermentació problemàtica. Acabada la fase d’adaptació, el ferment entra en la segona fase del seu cicle: la fase de creixement. A dalt

Fase de creixement:

Durant aquesta fase, el ferment començarà a subdividir-se per multiplicar-se per a arribar a la densitat òptima necessària per a realitzar una autèntica fermentació. Si el ferment està en bones condicions i el most ofereix els aliments adequats, només hi haurà entre una i tres subdivisions des de la inoculació inicial. L’oxigen que havia airejat el most serà absorbit en aquest temps per permetre al ferment de generar sterols, que són un component clau de la paret de la cèl·lula. Hom ha proposat que la baixa activitat (cool trub) pot propiciar l’existència d’àcids grassos insaturats necessaris a la síntesi de esterol. D’altra banda, i seguint amb aquesta proposta, han suggerit que si una quantitat adequada de ferment ha estat usada per inocular el most, el creixement no és necessari i, per tant l’oxigenació no és necessària. Mentre aquesta teoria no hagi estat completament acceptada, tal vegada altres recerques elucidaran altres variables que podrien intervenir en el fenomen. Aquesta síntesi de esterol és la via per defecte usada en tots els mostos de malt. Sigui com sigui, si el most conté més de 0,4% de glucosa, aquesta via no serà utilitzada i el ferment treballarà sobre la glucosa, malgrat la presència d’oxigen. Aquest fenomen és anomenat la repressió de la glucosa, o l’efecte CRABTREE. A dalt

Fermentació primària:

Seguint la fase de creixement, ve la de fermentació primària. En aquest moment, el ferment comença el metabolisme anaeròbic, ara que tot l’oxigen ha estat esgotat. Aquesta fase es caracteritza amb una corona d’escuma que, primer s’ha format en els costats del recipient i, després ha anat colonitzant tota la superfície del most.

Ara, el ferment està completament adaptat a les condicions del most i a les circumstàncies necessàries per la introducció dels aminoàcids i dels sucres dins de les cèl·lules per que el metabolisme sigui força actiu. En aquest període es poden formar alcohols de fusel i diacetil. Per tal de minimitzar la producció d’alcohols de fusel, hom hauria de mantenir la temperatura baixa, assegurar-se que els sucres dextrinats correctes estan a disposició i reduir l’activitat excessivament calenta al mig del most. Per reduir la presència de diacetil en la cervesa acabada, hom hauria d’evitar la reintroducció d’oxigen, una refrigeració excessiva en els processos finals, i una retirada prematura del ferment. A dalt

Fase d’alta activitat.

En la fase següent a la que acabem de descriure, el ferment ALE haurà metabolitzat la majoria del sucres presents en el most. El ferment LAGER encara estarà en la fase de creixement reduint també l’extracte de 4 punts de densitat al dia. El ferment LAGER estarà metabolitzant la majoria dels sucres en la fase d’alta activitat. A dalt

Fase de baixa activitat:

Per als ferments LAGER, aquest moment pot ser molt important atès que és en aquest moment que el ferment comença a metabolitzar alguns dels productes annexos a la fermentació prèviament elaborats durant la fase de baixa activitat. Específicament, es podria fer una etapa per al diacetil per ajudar a la reabsorbció i subseqüent reducció del diacetil i els citats 2,3 pentanedione en aquest moment. Hom hauria de fer arribar la temperatura de la cervesa a 68ºF (20ºC). Normalment, quan l’extracte arriba al seu punt final, el ferment comença a flocular. És important no refredar la cervesa massa ràpidament, cosa que podria provocar una floculació abans que la fermentació acabés i que els productes annexos siguin reabsorbits. La regla general recomana no més de 5ºF (2,7ºC) al dia. D’altra manera seria possible provocar un xoc de fred al ferment.

Quan el ferment comença a flocular, hom sol canviar la cervesa de recipient. Això ajuda a l’atenuació dels extractes romanents, normalment sucres. D’altra banda, la retirada del ferment excedent previndrà la formació d’aromes annexos deguts a l’autolisi i/o a les reaccions amb els substrats del most. Per a les cerveses ALE, aquest període és molt breu, mentre que per a les LAGER, aquest període es pot allargar entre 4 i 6 setmanes, o fins a 6 mesos en el cas de les Lager fortes. Durant aquest temps, és important evitar la reintroducció d’aire atès que això pot conduir a aromes d’oxidació i pot introduir contaminants que podrien infectar la cervesa.

En el moment d’envasar la cervesa, es pot introduir ferment fresc, especialment si la cervesa ha estat guardada un llarg període de temps i/o que els ferments que queden ja no són vius. Els dos mètodes més comuns, són

Condicionament en ampolla, que consisteix en l’addició de ferment fresc i glucosa com es fa en les cerveses Trappistes o d’abadia belgues.

Kräusenung/ kraeusening. Addició de cervesa en etapa de fermentació, practicat en les Lager alemanyes.

Per als condicionaments en ampolla, hom fa servir 250ml de cervesa en fermentació per cada 5 gal·lons (19 l.) tot afegint sucre; indueix que el ferment fresc metabolitza el sucre afegit. En el cas del procediment de Kräusenung, hom afegeix un lot de cervesa en estat de màxima fermentació. El volum de Krausen afegit és del 20% del volum de la cervesa. Aquestes addicions serveixen dos propòsits; provoca la carbonatació de la cervesa i "neteja" els aromes annexes generats per la fermentació prèvia. A dalt

Control dels productes annexos a la fermentació.

Els èsters poden ser controlats per l’elecció de les varietats de ferment, per la densitat del most, i pel control de la temperatura de fermentació. En general, els ferments ALE produeixen més alts nivells d’èsters tot i que hi ha variacions segons les varietats de ferment. Si la fermentació és massa alta, en el cas dels ferments LAGER, també es produeixen èsters. Aquest fet s’utilitza per a fer cerveses de guàrdia. (Bière de Garde). La densitat del most també és un factor influent. Els èsters contrastats de les Trappistes belgues no són exclusivament deguts a les varietats de ferment sinó també a l’alta densitat del most. L’aeració del most també juga un paper notable: la via de producció d’èsters està en competència directa amb l’absorció d’oxigen i metabolisme dels esterols. Finalment la temperatura de fermentació té un paper important fins al punt que hom observa una quadruplicació de la producció d’èsters si la temperatura de fermentació és elevada de 60 a 68 ºF (15,5 a 20 ºC)

Els fenols poden ser produïts per brots salvatges de ferment. En el cas de presència de fenols per causa d’infecció no volguda, el control només pot consistir en el control de les condicions sanitàries. L’excepció es troba en el cas de les cerveses blanques bavareses que presenten el 4-vinil-guiacol produït per una varietat especial de Saccharomyces cervesiae, a partir del seu precursor, l’aminoàcid àcid ferulic. Aquest fenol es pot controlar per mitjà del control de la quantitat de precursor produït en la maceració a 111ºF (43,8 ºC).

Els alcohols de fusel són metabolitzats a partir d’aminoàcids. Tal com ja ho hem mencionat, la seva producció augmenta mentre augmenta la temperatura de fermentació. Com els èsters, els alcohols de fusel augmenten amb la densitat del most. Finalment, alguns ferments salvatges tendeixen a produir quantitats excessives d’alcohols de fusel, de manera que el control d’aquesta darrera pauta resideix en el control sanitari.

El diacetil és produït al principi de les etapes de la fermentació i, després és reduït al final. Mantenint o fins i tot augmentant la temperatura al final de la fermentació pot ajudar a la reducció de la concentració de diacetil sempre que no se separi prematurament el ferment del most. La reintroducció d’oxigen pot conduir a la producció de diacetil per mitjà de l’oxidació dels precursors del mateix. El control de la quantitat d’aminoàcids pot ajudar a mesurar la producció de diacetil. Els diacetil també pot ser produït per colònies microbiològiques oportunistes. Cal no oferir-los cap oportunitat... A dalt