Proyecto de quimica en alimentos

ANTECEDENTESLos primeros indicios de su existencia provienen del pueblo sumerio, en la baja Mesopotamia, 6000 aos antes de Cristo. Tras la fermentacin del grano de trigo obtenan una bebida de carcter sagrado y medicinal que llamaban Sukari, cuya diosa protectora era Ninkasi.En la antigua ciudad de Uruk (actual Irak) el arquitecto real recomend la cerveza entre sus trabajadores para estar ms atentos a su trabajo y relajarse al final de la jornada.Fueron los egipcios quienes comenzaron a utilizar la cebada para producir cerveza. La convirtieron en la bebida nacional y descubrieron la malta, a la que aadieron azafrn, miel, jengibre, dtiles y comino. Para elaborarla, adoptaron el mtodo sumerio y la denominaron Zythos.La cerveza, fuente de alimento

Hasta el ao 1.400, los ingredientes principales de la cerveza eran la cebada malteada, el agua y la levadura. Se aada romero y tomillo para evitar que la cerveza se estropeara y para aadirle sabor. Esta cerveza era turbia y contena muchas protenas e hidratos de carbono, lo cual la converta en una bebida muy nutritiva, que consuman tanto los campesinos como la nobleza.Se cree que en el siglo XV se descubri una nueva versin de cerveza. Los mercaderes de Flandes y Holanda introdujeron el lpulo en su elaboracin, lo cual le daba cierto sabor amargo. La variedad que contena lpulo se denomin "cerveza" y la que careca de este ingrediente, "ale". La nueva variedad con lpulo se hizo tan popular que a partir del siglo XVIII todas las cervezas se fabricaban con este componente.En la Edad Media, los monjes europeos salvaguardaron el saber literario y cientfico, as como el arte de la elaboracin de la cerveza. Ellos refinaron el proceso prcticamente hasta la perfeccin e institucionalizaron el uso del lpulo por su sabor y sus propiedades como conservante. Sin embargo, hubo que esperar a Luis Pasteur para que se diera el paso final. Hasta entonces, los productores de cerveza dependan de la levadura natural que transportaba el aire para que se produjese la fermentacin. Al demostrar que la levadura es un microorganismo vivo, Pasteur hizo posible el control preciso de la transformacin del azcar en alcohol.La cerveza, hoy en da, se aplican diversas tcnicas altamente perfeccionadas dependiendo del tipo de cerveza que se elabore, pero se usan esencialmente dos tipos de levadura: la Saccharomyces cervisiae y su pariente cercana, la S. carlsbergensis. La primera se describe como una levadura de "fermentacin alta" ya que flota en la superficie del mosto. Se usa para elaborar cervezas ms oscuras como la "Bitter" inglesa, mientras que las cervezas rubias continentales se fabrican con S.carlsbergensis, que es una levadura de fermentacin baja

INTRODUCCINLa fermentacin alcohlica es un proceso anaerobio en el que las levaduras y algunas bacterias, descarboxilan el pirvico obtenido de la ruta Embden-Meyerhof-Parnas (glicolisis) dando acetaldehdo, y ste se reduce a etanol por la accin del NADH2. Siendo la reaccin global, conocida como la ecuacin de Gay-Lussac:C6H12O6-> 2 CH3CH2OH + 2 CO2Glucosa > 2 Etanol + 2 Dixido de carbono

La cerveza es una bebida alcohlica y al igual que otras bebidas similares producidas con cereales, es sometida a fermentacin alcohlica pero no adestilacin. Las materias primas que intervienen en el proceso son agua, lpulo y cebada, suplida a veces por elmaz, el arroz o el azcar.Las cervezas se clasifican enfuncinde la proporcin y calidad los ingredientes bsicos, las tcnicas de elaboracin y factores relacionados con el malteado, fermentacin, maduracin,seleccinde levaduras y aadido de hierbas o especias.La industria cervecera ha seleccionado durante siglos las cepas de levaduras para que se adaptaran al proceso de elaboracin de cerveza, logrando una gran variedad de las mismas. El proceso de fermentacin de la cerveza se produce en un medio cido que suele oscilar entre los pH 3.5 y 5.6. Por regla general la fermentacin de la cerveza se regula mediante la regulacin de la temperatura de la fermentacin del mosto de malta. * Baja fermentacin - Estas cervezas son fermentadas con levaduras especficas (Saccharomyces uvarum y la Saccharomyces carlsbergensis) que se hunden en la parte inferior de la cuba (de ah su nombre de fermentacin baja). Las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente bajas 49C. Pertenencen a este tipo estilos como Pilsen, Bockbier y la Doppelbock (doble Bock) entre otros.

* Alta fermentacin - Son cervezas elaboradas con levaduras del tipo saccharomyces cerevisiae, las fermentaciones de este tipo se producen a temperaturas relativamente altas 1520C. Estas levaduras tienden a flotar y por eso se denominan "fermentacin alta". Algunas cervezas tpicas de esta categora son las alemanas: Klsch, la Weizenbier y en general las cervezas de tipo Ale.

OBJETIVO GENERAL:Elaboracin de cerveza artesanal de mangoOBJETIVOS ESPECIFICOSEvaluar el contenido de alcohol en la cerveza Determinar el contenido de carbohidratos en la cervezaConocer el nmero de antioxidantes contenidos

Metodologa Se germin la cebada por 4 das a temperatura ambiente para iniciar la actividad enzimtica.

Se detuvo la germinacin y en consecuencia la actividad enzimtica, tostando la cebada (malta), a condiciones de 115 oC por 10 minutos.

Terminado el proceso de tostado se procedi a elaborar el mosto cervecero, que consiste en la molienda de la malta y coccin, siguiendo una serie de pasos controlando la temperatura por tiempos determinados.

Terminado el proceso, se filtr el mosto para separar los slidos de los lquidos, retirando el grano del mosto.

Una vez filtrado el mosto, se hirvi el mosto cervecero hasta el punto de ebullicin por 45 minutos aadiendo en este punto el Lpulo.

Pasado este paso, se enfri el mosto cervecero a la temperatura de 30 C y aadiendo despus la levadura.

Finalmente se verti el mosto en los garrafones designados para la fermentacin, en uno se aadi pulpa de mango y otro se dej al natural, a unas condiciones de Temperatura a 30 C por 10 das para la fermentacin y otros 15 das para la maduracin de la cerveza.

ResultadosComo resultado de la fermentacin y maduracin obtuvimos un tipo de cerveza, una cerveza Pale Lagger, y otra Pale Lagger sabor a mango.

Para la gasificacin de la cerveza, se intentaron varios mtodos para suministrarle el caracterstico gas de la cerveza, a lo cual llegamos a la conclusin de que los 2 mejores mtodos son: Gasificacin natural por fermentacin y maduracin. Gasificacin por altas presiones de CO2 comprimido.Estas cervezas, como parte de nuestros resultados, se embotellaron en botellas con una capacidad de 355 mL para despus refrigerarlas a una temperatura de 4 C.

Cerveza Pale Lagger NaturalCerveza Pale Lagger Mango

Aromas Esta cerveza mostr aromas conocidos y semejantes a cervezas comerciales como lo son INDIO y CORONA.Sabores Esta cerveza mostr sabores conocidos ya comercialmente a lo que son cerveza INDIO, dando sabores no tan amargos y agradables al consumo de las personas.

Colores Esta cerveza mostro un color claro acaramelado, parecido a las cervezas obscuras como la industrial de indio.

Aromas Esta cerveza mostro aromas muy resaltantes a mango, no comparadas con cervezas comerciales ya que no existen tal cual cervezas de sabores conocidas.Sabores Se denoto un ligero sabor a mango, los sabores se perdieron casi a su totalidad por la fermentacin y maduracin de la cerveza. Para potencializar el sabor se le aadi 1 g de cido Ctrico como potencializador de sabor, dando como resultado una cerveza ms cida con un notorio sabor a mango.Colores Esta cerveza mostro un claro color amarillo, color tpico del mango.

DiscusinSe logr elabora una cerveza artesanal tipo Pale Lagger, usando los ingredientes de malta, lpulo, agua y levadura, se dej fermentar por 10 das y otros 10 das ms para su maduracin posterior (Plamer, 2006)Este efecto se logra mediante la fermentacin de azucares como la maltosa y fructosa, el microorganismo encargado de realizar dicha fermentacin es la levadura, para nuestro caso se us Saccharomyces serevice, esta levadura se encarga a grandes rasgos de metabolizar la maltosa que usa como metabolito primario en dos productos de inters, etanol y CO2 (Plamer, 2006)

Metodologas para anlisis bromatolgicosDeterminacin de grado de alcohol (ETANOL) con hidrmetro o alcoholmetro

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Nota: CON UN DENSMETRO O ALCOHOLMETRO SLO SE PUEDE MEDIR ALCOHOL EN EL DESTILADO, NO EN LA CERVEZA

Figura 1: muestra analizar 1.-cerveza natural 2.-cerveza de mango

Fase I. Obtencin del destilado Para la obtencin del destilado se emplea un sistema como el mostrado en la figura de abajo. Consiste de un matraz de ebullicin que suele ser de 500 ml de capacidad con uniones esmeriladas, un refrigerante o condensador y un matraz colector.

Fase 2. Anlisis del etanol obtenido

El etanol obtenido que fue aproximadamente 30ml de etanol de 300 ml de cerveza colocando el etanol en una probeta graduada aadindole agua 200 ml para tener un volumen y poder introducir el hidrmetro

3.- lectura del hidrmetroAl tener ya la mezcla de agua etanol en la probeta se coloc cuidadosamente el hidrmetro tratando de no golpear el fondo y se dio la lectura en la escala marcada por el hidrmetroCerveza natural =5% de etanolCerveza de mango =6% de etanol

DETERMINACION DE ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE

Basados en esta capacidad de retado o prevencin de los antioxidantes se han desarrollado distintos mtodos de evaluacin de la que se denomina actividad antioxidante global, generalmente basados en la evaluacin de la capacidad de captura de radicales libres en la evaluacin de su capacidad reductora, constituyendo el grupo de Mtodos Qumicos. Dando resultados de la actividad antioxidante y la vida media de los productos, siendo estas ligeras aproximaciones a sus efectos protectores de la salud.

Sustancias antioxidantes en la cervezaProvienen esencialmente de las materias primas empleadas para su elaboracin, estando ya presentes en aquellas u obtenindose por modificacin y transformacin de sus constituyentes.

Entre estas sustancias destacan los poli fenoles, que provienen esencialmente de la cscara de la cebada malteada y del lpulo. Son principalmente cidos fenlicos y los flavonoides Determinados carbohidratos que actan como azcares reductores y ejercen una actividad antioxidante

Vitaminas del grupo B y cido flico que proceden de la malta y cuya concentracin suele aumentar durante la germinacin de la cebada.

Compuestos Fenlicos Juegan un importante papel en las caractersticas sensoriales de la cerveza, as contribuyen a su sabor, astringencia, color y aroma, adems de ser responsables de la turbidez (capacidad de unin de las protenas).

El contenido final de compuestos fenlicos en una cerveza no depende exclusivamente de las materias primas empleadas en su elaboracin, sino tambin de las prcticas de elaboracin las cuales inducen importantes cambios en la composicin fenlica de las cervezas

Justificacin

Determinar la Actividad Antioxidante de la cerveza artesanal Natural (de color claro) y la cerveza de sabor Mango, mediante el mtodo de uso de la solucin de DPPH, ya que el fundamento es la neutralizacin del radical estable 2,2-difenil-1-picrilhidrazil DPPH; basndonos en la medida de la habilidad de reaccin con el radical libre DPPH, que se reduce a la correspondiente hidracina cuando reacciona con donadores de Hidrgeno; aplicado a una decoloracin en la cual se evala la disminucin de absorbancia del radical producido por la adicin del antioxidante a una solucin DPPH a 517nm.

METODOLOGA

Curva de calibracin 1. Elaboracin de la Curva de cido Ascrbico +DPPH (Curva de Calibracin)

Tabla de la CURVA DE CALIBRACINTUBODPPH 500M (mL) AC. ASCRBICO 500M (mL) ALCOHOL ETLICO (ML)

1 0.2 0.0 2.0

2 0.2 0.1 1.9

3 0.2 0.2 1.8

4 0.2 0.3 1.7

5 0.2 0.4 1.6

6 0.2 0.5 1.5

7 0.2 0.6 1.4

8 0.2 0.7 1.3

9 0.2 0.8 1.2

10 0.2 0.9 1.1

VALORES DE LA CURVA DE CALIBRACIN

Nmero de TuboConcentracin mg/mLAbsorbancia

100.461nm

20.0010.227nm

30.0080.145nm

40.0120.103nm

50.0160.084nm

60.020.075nm

70.0240.072nm

80.0280.074nm

90.0320.081nm

100.0360.066nm

2. PREPARACION DE LOS TUBOS DE LAS MUESTRAS

Resultados de las muestras

Cerveza Natural

Absorbanciamg equivalentes de cido ascrbico por mL de solucin

0.403nm0.0223

0.461nm0.0294

0.391nm0.0208

0.458nm0.0290

0.446nm0.0276

Cerveza de MangoAbsorbanciaMg equivalentes de cido ascrbico

0.456nm0.0288

0.460nm0.0293

0.458nm0.0290

0.434nm0.0261

0.443nm0.0272

Discusiones

Nuestro anlisis se compar con un estudio basado en la Actividad Antioxidante de varios tipos de cervezas, usando el mtodo del DMDP, reactivo que se prepar aadiendo a 100mL de tampn acetato 0.1M, 1mL de una solucin 200mM de DMPD en agua y 0.4 mL de una solucin 0.05M de cloruro frrico. La absorbancia de esta solucin fue medida a 505nm y se us como blanco una solucin tampn acetato (0.1M).

Dicho estudio clasifica a la cerveza analizada en 3 grupos:1. Cervezas Rubias2. Cervezas sin alcohol3. Cervezas Negras 4. Cervezas Especiales

Y los resultados que reporto el anlisis fueron los siguientes

CEAC, mg de cido ascrbicoTEAC, mg de trolox

En la comparacin de nuestro anlisis y el consultado se muestra que la mxima actividad la mostraron las cervezas especiales, correspondientes a cervezas con frutas. Sin en cambio la actividad antioxidante de las cervezas analizadas oscila entre los valores mnimos y mximos de 0.208mg a 0.293mg equivalentes de cido ascrbico.

Comprobamos que los resultados indican que la cerveza es un producto con una capacidad antioxidante significativa, con valores prximos a otras bebidas alcohlicas. Tambin cabe recordar que la actividad antioxidante de las cervezas es independiente del tipo de cerveza.

DETERMINACION DE CARBOHIDRATOS DE LA CERVEZA NATURAL Y DE MANGO

Para realizar este mtodo se trat de ser los ms preciso posible ya que cambia la concentracin de los compuestos de la curva y muestras, lo cual puede afectar al momento de leer nuestras absorbancias.

Realizamos una curva estndar con diferentes concentraciones de glucosa (de 0-100 g de glucosa) volumen de 2 ml en tubos de ensaye, esto fue por duplicado y se llev acabo de acuerdo a la siguiente tabla.020406080100

ml de solucin estndar de glucosa00.20.40.60.81.0

ml de agua destilada2.01.81.61.41.21.0

Antes de la dilucin de la muestras se descarbonataron, y una vez que estas se encontraba libre de CO2 se llev a cabo la dilucin

Para la dilucin consideramos 1:2000 ya que sabemos que la cerveza elaborada contiene mayor nmero de carbohidratos que algunas cervezas de dieta que se diluyen en 1:1000, la dilucin 1:2000 consiste en diluir 5 ml de muestra y aforarlos a 100 ml (1:20) y despus tomar 1 ml de esa dilucin y aforarla a 100 ml (1:2000)

Para las muestras tomamos 1 ml de la dilucin 1:2000 y 1 ml de agua destilada (todo lo hicimos por duplicado)

Para llevar a cabo las reacciones agregamos 0.05 ml de fenol al 80% previamente preparado, el cual efecta un mtodo colorimtrico en alimentos ricos en xilosa que se encuentra en salvado de trigo, salvado de maz y otros cereales.

Despus agregamos 5 ml de cido sulfrico de manera muy cuidadosa para evitar el contacto el cido sulfrico se encarga de la hidrolisis de algunos polisacridos a unidades de monosacridos.

Se mantuvieron los tubos a T ambiente en un vaso de 500 ml con agua ya que el cido sulfrico calent las muestras.Una vez que las muestras se enfriaron se llevaron las muestras al espectrofotmetro donde medimos absorbancia a 490 nm calibrando con el blanco de los tubos de glucosa.

De lo cual obtuvimos los siguientes resultados:

tubo g glucosa/2mlabs. Final cerveza de mango

Agua---------muestraabsorbanciapromedio glucosa gglucosa g

100.18610.3510.334720.4272360.000720427

2200.29420.317

3400.37cerveza natural

4600.5810.3840.3465753.8050730.000753805

15800.8620.309

61001.3

Concentracin de glucosa en presentacin de 350 ml

Absorbancia = y

y = 0.0107x + 0.0642

X= [(y 0.0642/0.0107)*2000*5]/350

FOTOS DEL PROCESO

DISCUSION

El contenido de azucares en nuestras muestras de cerveza fueron extremadamente bajos reportando 0.02 g/L. En comparacin con un estudio para determinacin en carbohidratos de cerveza hecho por el congreso de medio ambiente reporto 134 g/L de azucares(Lisandro G. Seluy, Paula M Firman, Miguel A Isla 2012).

Esto se debe a que el sustrato (carbohidratos) se consumieron por las levaduras en mayor proporcin lo que nos dio un ms rendimiento en el etanol.

Conclusin En todos los casos de nuestro proceso, se siguieron meticulosamente todos los procesos necesario para adecuar el medio a la levadura y poder as generar la cerveza, se logr realizar una cerveza artesanal sabor a mango y una cerveza Pale natural.

BibliografaPlamer, J. (2006). How to Brew (Tercera ed.). USA: Publisher. Punsola, A. (2014). Tierra de Frontera en el Mundo Cerveza Artesanal. Recuperado el 19 de Mayo de 2014, desde: http://blog.tierradefrontera.esMuiz, P., Sez, G. and Valls, V. (2000). Funcin y mecanismos antioxidantes. Importancia durante la transicin feto-neonato. En: Radicales libres y estrs oxidativo en biomedicina importancia y utilidad de los antioxidantes en la prevencin de procesos fisiopatolgicos relacionados. Ed. Fundacin Valenciana de Estudios Avanzados. pp: 63- 70.Prez-Magario, S., Revilla, I., Gonzlez-San Jos, M. L. and Beltrn, S. (1999). Various applications of liquid chromatography-mass spectrometry to the analysis of phenolic compounds. J. Chromatogr A. 847: 75-81.

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