Absorción de oxígeno durante el envasado de cerveza – técnica de envasado moderna como respuesta a los conocidos requerimientos

En la elaboración de cerveza, la absorción de oxígeno comienza durante la molienda de la malta y no finaliza con la salida de la cerveza de la cervecería, pues el oxígeno atraviesa, por ejemplo, las guarniciones de las tapas corona hasta el momento en que el producto sea consumido. Las sustancias contenidas en la cerveza reaccionan tan rápido con el oxígeno que se requieren mediciones de oxígeno disuelto inmediatamente después de los respectivos procesos, como el llenado de tanques, la filtración o el envasado. Por ejemplo, una cerveza oxidada con los típicos cambios en el sabor, a menudo tiene un contenido de oxígeno apenas medible y, sin embargo, las pérdidas de calidad son significativas.

En otros países fuera de Alemania es usual la utilización de bisulfito o de ácido ascórbico para captar el oxígeno, especialmente para el envasado en botellas PET. Porque estos envases, así como los tapones de PE o PP empleados con mayor frecuencia con ellos, permiten la migración de oxígeno en corto tiempo y en cantidades relevantes. El ácido ascórbico como antioxidante para la cerveza constituye una espada de dos filos. Los procesos de oxidación – no solo en la cerveza, sino también en otras bebidas como refrescos y jugos – son procesos complejos con muchas etapas intermedias y, por lo tanto, mucho más que la transferencia de oxígeno a una molécula receptora específica. Los polifenoles de la malta o del lúpulo, ¿son antioxidantes beneficiosos o agentes enturbiantes dañinos? Esto es un capítulo por sí mismo, sobre el cual la ciencia todavía está investigando.

Para hacer frente a este desafío, las cervecerías están desarrollando diferentes enfoques para el aseguramiento de la calidad: desde maltas con bajo contenido de polifenoles hasta el lupulado con conos de lúpulo ricos en polifenoles, o desde estrategias de conservación a través de la precipitación, hasta la reducción de polifenoles mediante PVPP.

Prevención o reducción de la absorción de oxígeno para la estabilidad organoléptica

Los expertos coinciden en que evitar o reducir la absorción de oxígeno es la parte más importante para lograr la estabilidad organoléptica durante el mayor tiempo posible. Para ello, los tanques se presurizan con gas inerte y, además, a menudo se los limpia bajo esta sustancia para evitar las pérdidas correspondientes. Si el gas inerte es CO₂ y se lo quiere conservar solo es posible una limpieza ácida. Si se utiliza N₂, para lograr un rendimiento de envasado sin alteraciones y evitar que se generen estructuras de espuma atípicas para el consumidor, se debe tener en cuenta el contenido de N₂ disuelto en la cerveza. Otras alternativas como el argón serían demasiado caras.

Básicamente, las presiones de los tanques deben elegirse tan bajas como correspondan a la presión parcial de CO₂ de la cerveza y para los aumentos de presión necesarios cuando se utilicen bombas. Para la filtración se recomienda la utilización de agua desgasificada, sin excepciones. Se debe procurar contenidos de oxígeno menores a 0,2 mg/l, también para el agua de desplazamiento final, por ejemplo, en la pasteurización flash, porque el agua sin desgasificar tiene alrededor de 10 mg/l.

La medición de oxígeno durante el control de procesos de desplazamiento con separación de fases mixtas revela un problema mucho antes de que, por ejemplo, la medición del mosto original. Los requisitos y posibilidades actuales hacen que parezca sensato incluso dejar de emplear la unidad mg/l (~ ppm) para la absorción de oxígeno a la que estamos acostumbrados, y cambiar a la unidad más manejable de µg/l (~ppb[1]). No pocas veces, antes del envasado las cervezas tienen 5 µg/l y aún menos, o sea un valor inferior a 0,005 mg/l. No hace muchos años, los sistemas de envasado lograban una absorción total de oxígeno de 150 µg/l, pero actualmente, con la tecnología correspondiente, son posibles valores de 20 µg/l.

Determinación precisa del contenido total de oxígeno

El contenido total de oxígeno, a menudo llamado TPO (total de oxígeno en el envase), indica tanto el oxígeno disuelto en la cerveza como también el que se encuentra en el espacio vacío del envase cerrado. Por razones de simplicidad, el método para determinar el “aire en el espacio vacío” transfiriendo este gas a una bureta llena de sosa cáustica para adsorber el CO₂ todavía se usa hoy en día. Pero la composición del gas en el espacio vacío no consiste únicamente en CO₂ y aire, y no es igual al contenido de oxígeno. De esta manera, el “aire en el espacio vacío” para la determinación del TPO no es muy apropiada. Para una determinación precisa del contenido total de oxígeno, actualmente hay instrumentos disponibles, que más o menos automáticamente pueden medir tanto el oxígeno en el espacio vacío, como también el oxígeno disuelto en la bebida. Junto con la temperatura y mediciones complejas de presión se calcula de forma totalmente automática el volumen del espacio vacío, el contenido de CO₂ e incluso de otros gases disueltos.

Hace casi 40 años, los maestros cerveceros Uhlig y Vilachá en la cervecería Polar en Caracas, Venezuela, desarrollaron una fórmula para determinar el TPO con alta precisión, utilizando para ello un medidor de oxígeno para el oxígeno disuelto y la determinación de temperatura, espacio vacío y volumen de llenado. Para esto, los envases se llevan a un estado de equilibrio gaseoso, lo que se consigue mediante agitación. Este método tiene la gran ventaja de que todos los pasos del proceso en la elaboración y el envasado de la cerveza se pueden controlar con un mismo dispositivo portátil. Incluso las mediciones de gas en gas son posibles con él hoy en día. Para mediciones de botellas o latas, solo se requiere un dispositivo de perforación adicional con suministro de gas inerte. Por último, el oxígeno disuelto en una bebida en equilibrio gaseoso dentro de una botella o lata debe multiplicarse por un factor calculado para obtener el TPO. En envases y temperaturas de envasado normales, este factor está entre 2 y 3. Las máquinas llenadoras modernas logran lecturas de oxígeno disuelto en recipientes agitados incluso por debajo que las determinadas antes de la llenadora. En comparación, las mediciones en envases sin agitar brindan información sobre la efectividad de la formación inevitable de espuma antes de cerrarlo, o del diseño y el ajuste de la gasificación debajo de la tapa en una cerradora de latas.

Esta comparación indica que el proceso de llenado como tal, en sistemas de envasado modernos solo aporta un 10 a un 20 % del oxígeno total en un envase lleno y cerrado. La absorción de oxígeno durante el llenado está siempre en relación con el consumo de gas inerte necesario para ello. Si anteriormente, incluso con altos consumos no era posible una absorción de oxígeno tan baja, por lo cual probablemente no se consideraba necesaria, actualmente se han logrado mejoras significativas.

Dependiendo del proceso de llenado requerido o seleccionado, también es posible el uso de N₂; hoy en día, este se puede producir internamente a un precio atractivo utilizando tamices moleculares.

De la práctica: Desarrollo de tecnologías sostenibles para una calidad superior

Con las tecnologías modernas, las cervecerías logran una calidad constante en la elaboración de sus cervezas, con un bajo contenido de oxígeno. Sobre todo, esto hace que la utilización de aditivos como bisulfito o ácido ascórbico para neutralizar el oxígeno, sea superflua. Y exactamente en este sentido KHS comenzó con el desarrollo de su sistema de llenado modular Innofill Glass DRS ECO. El mismo se utiliza en la práctica desde hace mucho tiempo. Entre otras, la cervecería OeTTINGER en Mönchengladbach confía en esta solución. De acuerdo a lo informado por el cliente, esta llenadora permite un envasado con tan bajo contenido de oxígeno, como no existía hasta ahora.

Menos oxígeno, menor consumo de CO₂

Dado que la nueva máquina llenadora permite una muy baja absorción de oxígeno en la cerveza, ésta no requiere un mayor uso de CO₂, sino mucho menos que su predecesora. Al llenar botellas, un nuevo tipo de llenadora de tubo hueco hace posible que, con una demanda de CO₂ significativamente reducida por un lado, por el otro sea posible una absorción de oxígeno aún más baja. En primer lugar, el envase se evacúa a través de un canal de vacío, y luego se enjuaga con gas CO₂. Para ello se utiliza el proceso de enjuague patentado por KHS. A continuación, como es habitual, el envase se presuriza a la presión de llenado con gas inerte. Esto hace posible una absorción de oxígeno total extremadamente baja de 20 ppb, con un consumo de CO₂ de 160 g/hl. Con un consumo de CO₂ aún más reducido a, por ejemplo, 110 g/hl, o sea la mitad de lo que era habitual hasta ahora, se puede lograr una absorción de oxígeno total muy baja, de 40 ppb. Esto permite seleccionar la absorción de oxígeno total adecuada: Por ejemplo, un cambio automático de producto a una cerveza con lupulado en seco particularmente sensible al oxígeno, o a una cerveza oscura menos sensible, o incluso a otro producto distinto, como una limonada, puede configurarse para lograr el menor consumo posible de CO₂.

Muchas cervecerías deben comprar gas carbónico. En vista del aumento de los precios, esto es un factor de costes creciente. Cuanto menor sea el consumo por cada botella llenada, más eficiente es la producción y, cuanto más bajo sea la absorción de oxígeno, tanto mejor será la calidad del producto. Con la Innofill Glass DRS ECO, KHS ha armonizado de manera óptima estos dos aspectos. Además, los sistemas digitales y automatizados aseguran la sincronización de los procesos de llenado y, por lo tanto, un aumento significativo de la eficiencia.

Actualmente existen 23 líneas de referencia Innofill Glass DRS ECO en el mundo.

[1] 1 ppb = partes por billón 1 ppb corresponde, p.ej., a 1 µg por 1 kg