Resultados

EVALUACIÓN DE CINÉTICA DE FERMENTACIÓN ALCOHOLICA DE CERVEZA ARTESANAL CONTROL Y CON JUGO DE TUNA.

Grafica 10. Cinética de fermentación alcohólica de la cerveza control y con jugo de tuna verde y roja al 15 % de concentración. 

La grafica 10. Muestra la cinética de fermentación alcohólica evaluada de la cerveza control y las cervezas con jugo de tuna verde y roja al 15 % de concentración durante un tiempo de 12 días en la cual se evaluó la reducción de azucares usando los °Brix como referencia y el aumento del %Alc. La cinética de la cerveza control comenzó con 11.7 °Brix y 0%Alc y para el día 12 los °Brix disminuyeron a 7 y el %Alc aumento a 4.46, para la cerveza de tuna roja comenzó con 11.7°Brix y 0%Alc y termino con 5.73°Brix y 5.25%Alc y para la cerveza de tuna verde comenzó con 11.7°Brix y 0%Alc y termino con 5.86°Brix y 5.25%Alc. Estos resultados nos dicen que al agregarle jugo de tuna verde y roja a la cerveza control en la segunda semana de fermentación tiene un impacto considerable en la reducción de azucares y el aumento del %Alc., aunque es notable que en el día 7 hubo un incremento de °Brix y una disminución de %Alc esto por haberle agregado el jugo de tuna, al final de la fermentación se obtiene un mayor consumo de azucares y un mayor %Alc esto puede ser debido a que el jugo de tuna tiene azucares fermentables que favorecen a la fermentación ya que las levaduras necesitan consumir azucares para generar etanol como resultado un mayor consumo de azucares y un mayor %Alc

Grafica 11. Cinética de fermentación alcohólica de la cerveza control y con jugo de tuna verde y roja al 7.5 % de concentración. 

La grafica 11. Muestra la cinética de fermentación alcohólica evaluada de la cerveza control y las cervezas con jugo de tuna verde y roja al 7.5 % de concentración durante un tiempo de 12 días en la cual se evaluó la reducción de azucares usando los °Brix como referencia y el aumento del %Alc. La cinética de la cerveza control comenzó con 11.7 °Brix y 0%Alc y para el día 12 los °Brix disminuyeron a 7 y el %Alc aumento a 4.46, para la cerveza de tuna roja comenzó con 11.7°Brix y 0%Alc y termino con 6.21°Brix y 5.01%Alc y para la cerveza de tuna verde comenzó con 11.7°Brix y 0%Alc y termino con 6.73°Brix y 4.66%Alc. Estos resultados nos dicen que al agregarle jugo de tuna verde y roja a la cerveza control en la segunda semana de fermentación tiene un impacto considerable en la reducción de azucares y el aumento del %Alc., aunque es notable que en el día 7 hubo un incremento de °Brix y una disminución de %Alc esto por haberle agregado el jugo de tuna, al final de la fermentación se obtiene un mayor consumo de azucares y un mayor %Alc esto puede ser debido a que el jugo de tuna tiene azucares fermentables que favorecen a la fermentación ya que las levaduras necesitan consumir azucares para generar etanol como resultado un mayor consumo de azucares y un mayor %Alc.

Grafica 12. Cinética de fermentación alcohólica de la cerveza control, cerveza con jugo de tuna verde y roja al 15 % y 7.5% de concentración. 

La grafica 12 muestra la comparación de cinética de fermentación alcohólica de la gráfica 10 y 11 donde podemos observar que la las cinéticas a concentración de 15% tienen un mayor impacto sobre la cerveza control que las cinéticas con concentración de jugo de tuna al 7.5 %, el diseño estadístico nos dice que la concentración es un factor que si influye en los resultados del experimento pero el factor tipo de tuna no tuvo impacto significativo, es decir no importa que tuna usemos el resultado será el mismo pero si importa la concentración que utilicemos. Realizando la optimización se obtiene que la formula de cerveza artesanal con jugo de tuna roja y verde al 15% son las mas optimas en base a su reducción de azucares y aumento de %Alc.

PROPIEDADES DE LA CERVEZA

DENSIDAD (g/ml)

Grafica 13. Densidad g/ml de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En la presente grafica se muestran las densidades de las cervezas artesanales tipo ale con jugo de tuna verde, roja y cerveza control teniendo los valores de 1.0089 g/ml para cerveza de tuna roja 1.0155 g/ml para cerveza de tuna verde y 1.0144 g/ml para la cerveza control estos valores son congruentes con la guía de estilos de cerveza publicada por (BEER JUDGE CERTIFICATION PROGRAM GUÍA DE ESTILOS 2021 Guía de estilos de cerveza, 2022b) quienes reportan una densidad para cerveza estilo Pale Ale de (1.008-1.013 Blonde Ale y 1.010-1.015 American Pale Ale.) en estilos cerveza de fruta especifican que la densidad varía dependiendo el tipo de fruta aun así las densidades de la cerveza de tuna quedan dentro de los rangos de estilo Pale  Ale. El diseño estadístico muestra que no hay diferencias significativas entre la densidad de cerveza con jugo de tuna verde y la cerveza control es decir que las densidades son iguales el haber agregado jugo de tuna no afecto a la densidad caso contrario a lo que paso con la cerveza de tuna roja ya que su densidad si es diferente a la de la cerveza control ya que existen diferencias significativas lo que al agregarle jugo de tuna roja a la cerveza control esta disminuyo su densidad.

°BRIX

Grafica 14. °Brix de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En la gráfica 14. Se muestran los °Brix de la Cerveza control y Cerveza de tuna roja y verde los valores determinados fueron 6.3 para la cerveza de tuna roja 7.1 para cerveza de tuna verde y 6.9 para la cerveza control estos datos son similares a los reportados por (González Ramírez et al., 2013) quienes determinaron 7.8 °Brix en su cerveza control blonde ale, después de realizar un diseño estadístico se encontró que existe diferencia significativa entre los ° brix de la cerveza de tuna roja con respecto a la cerveza control y la cerveza de tuna verde pero entre estas 2 cervezas no hay diferencias significativas es decir que el agregarle jugo de tuna verde a la cerveza control no impacta en los sólidos solubles que están en la cerveza pero si hay un efecto cuando se agrega jugo de tuna roja el cual disminuye el contenido de solidos solubles esto puede ser debido a que la pulpa tuna roja tiene más azucares fermentables que la pulpa de tuna verde  

pH

Grafica 15. pH de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En la gráfica 15. Se muestra el valor de pH de la cerveza control y la cerveza con jugo de tuna verde y roja. Se encontró 4.5 pH para la cerveza de tuna roja, 4.38 pH cerveza de tuna verde y 4.37 pH para la cerveza control.  Al final de la fermentación, el valor típico de pH de una cerveza a base de cebada suele ser agradable (para los humanos) entre 4,1 y 4,5 (pH | El Oxford Companion to Beer | Cerveza artesanal y elaboración, s/f) El diseño estadistico arrojo diferencias significativas entre el pH de la cerveza de tuna roja con respecto a la cerveza control pero la cerveza de tuna verde tiene el mismo pH que la cerveza control ya que no existen diferencias significativas por lo que el pH de la cerveza control solo se ve afectado al agregarle jugo de tuna roja aumentado el pH, esto puede ser debido a que la tuna roja es menos acida que la tuna verde.

ACIDEZ TOTAL TITULABLE

Grafica 16. Acidez titulable de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En esta grafica se presenta la acidez titulable en % de ácido láctico de los 3 tipos de cerveza (Control y cerveza con jugo de tuna verde y roja) los valores obtenidos para cerveza control fueron 0.14%, cerveza de tuna roja 0.13% y 0.18% para cerveza de tuna verde estos datos entran en el rango de acidez en % de ácido láctico determinado por (Silva et al., 2022) quienes encontraron un rango de 0.10 % y 0.62 % ácido láctico en sus cervezas artesanales, tras realizar el estadístico no se encontraron diferencias significativas entre la acidez de la cerveza control con respecto a la cerveza de tuna roja pero si con respecto a la cerveza de tuna verde es decir que al agregarle jugo de tuna roja a la cerveza control no hay un impacto significativo en la acidez es decir es la misma pero si existe un cambio al agregarle jugo de tuna verde a la cerveza control lo que ocasiona que incremente la acidez esto puede ser debido a que la pulpa de tuna verde es más acida que la pulpa de tuna roja.

AMARGOR

Grafica 17. Amargor IBU de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En la grafica 17. Se muestran los valores obtenidos de amargor en unidades IBU, se obtuvo un amargor de 11.07 IBU para la cerveza de tuna roja, 16.31 IBU para la cerveza de tuna verde y 20.12 IBU para la cerveza control estos valores son congruentes con la guía de estilos de cerveza publicada por (BEER JUDGE CERTIFICATION PROGRAM GUÍA DE ESTILOS 2021 Guía de estilos de cerveza, 2022b) quienes reportan un amargor de 15-28 IBU para estilo Blonde ale y para cervezas con frutas dice que el IBU varía dependiendo el tipo de fruta aun así los valores de amargor obtenidos son congruentes con las especificaciones de la guía de estilos de cerveza. El diseño estadístico arrojo que existen diferencias significativas entre el amargor de las 3 cervezas evaluadas es decir que su amargor es diferente y que al agregarle jugo de tuna a la cerveza control sin importar el tipo de tuna su amargor disminuyo este aumento se debe a que la tuna es una fruta dulce y el hecho de que la tuna cerveza de tuna roja tuviera menos amargor también se debe a que suele ser más dulce que la tuna verde.

%ALC

Grafica 18. %Alc de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En la grafica 18. Se muestra el %Alc de 4 tipo de cervezas diferentes determinado por el método de destilación. Cerveza control, Cerveza con jugo de tuna verde y roja y Cerveza de la marca comercial Heineken. Los valores obtenidos fueron (3.8% Alc cerveza control, 3 % Alc cerveza de tuna roja, 4.2 % Alc cerveza de tuna verde y 4.2 % Alc cerveza Heineken, estos datos son congruentes con la guía de estilos de cerveza publicada por (BEER JUDGE CERTIFICATION PROGRAM GUÍA DE ESTILOS 2021 Guía de estilos de cerveza, 2022b) quienes reportan que para que la cerveza entre dentro de la categoría de estilo Pale Ale debe tener un % de Alc de 3.8 a 5.5 y para cerveza de frutas dice que el valor puede variar dependiendo el tipo de fruta por lo que las cervezas entran dentro del estilo pale ale y cerveza de frutas, tras realizar un diseño estadístico se encontraron diferencias significativas en el % de Alc de las cervezas es decir que su contenido de alcohol es diferente en la gráfica 18. se observa que entre la cerveza Heineken y la cerveza de tuna verde el contenido de alcohol es el mismo ya que entre estas 2 cervezas no hay diferencias significativas.

CAPACIDAD ANTIOXIDANTE (uMET/g)

Grafica 19. Capacidad Antioxidante (uMET/g) de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

Esta grafica muestra la capacidad antioxidante de la cerveza control, cerveza con jugo de tuna verde y cerveza con jugo de tuna roja el cual se determinó por ABTS los valores obtenidos fueron 5.64 (uMET/g) para cerveza de tuna roja, 2.45 (uMET/g) para cerveza de tuna verde y 2.06 (uMET/g) para la cerveza control estos valores son muy bajos comparados con los reportados por (Niño-Medina et al., 2017) quienes reportan una capacidad antioxidante en sus cervezas de 40–2000 µmol TE/L sin embargo obtuvimos la misma tendencia con las cervezas de tuna verde y roja con respecto a la pulpa de tuna verde y roja en ambas la que contiene la pulpa de tuna roja la capacidad antioxidante es mayor es puede ser debido a que la tuna roja contiene betacianinas y betaxantinas.

El diseño estadístico arrojo que existen diferencias significativas entre la capacidad antioxidante de la cerveza control y la cerveza con jugo de tuna roja pero no hay diferencias respecto a la cerveza con jugo de tuna verde es decir que solo al agregarle jugo de tuna roja a la cerveza control es cuando existe un cambio el la capa

COLOR CROMA

Grafica 20. Color croma de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En la presente grafica se observa el color de la cerveza pulpa de tuna verde y roja y cerveza control utilizando el croma para su interpretación obteniendo un valor de croma de 25.05 para la cerveza de tuna roja , 31.68 para la cerveza de tuna verde y 30.76 para cerveza control según CIELAB (Datacolor, s/f) el valor del croma nos dice la intensidad o pureza del color es decir la saturación de 10 a 20 croma los colores son ligeramente saturados y de 20 a 40 la saturación es moderada son más perceptibles los colores. El estadístico arrojo que existen diferencias significativas entre el color de la cerveza de tuna roja con respecto a la cerveza control pero el color de esta cerveza es el mismo que el de la cerveza de tuna verde ya que entre estas dos cervezas no existen diferencias significativas es decir que solo al agregarle pulpa de tuna roja a la cerveza control existe un cambio en el color de la cerveza final.

COLOR °HUE

Grafica 21. Color °Hue de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En la presente grafica se observa el color de la pulpa de tuna utilizando el °HUE  para su interpretación obteniendo un valor de °HUE de 18.07 para cerveza de tuna roja, 98.58 para la cerveza de tuna verde y 98.78 para cerveza control según CIELAB (Datacolor, s/f) el valor del °HUE nos dice la familia del color en la que se encuentra, de 0 a 20 ° HUE  los colores son rojos que es el rango donde se encuentra la cerveza de tuna roja y con ° HUE de 70 a 120 los colores amarillos que es donde se encuentran la cerveza de tuna verde y cerveza control el diseño estadístico nos dice que existen diferencias significativas entre el color de la cerveza de tuna roja con respecto a la control pero no hay diferencias entre el color de la cerveza de tuna verde y cerveza control.

Tabla 8. Estadística de los valores obtenidos en el objetivo particular 3

En la siguiente tabla se muestran las diferencias significativas que hay en las propiedades de la cerveza con jugo de tuna roja y verde y la cerveza control, las letras que son diferentes presentan diferencias si son iguales no existe diferencia significativa todos los diseños se usaron pruebas a posteriori tukey y Dunnett con un alfa de 0.05.

EVALUACIÓN SENSORIAL

COLOR

Grafica 22. Aceptación de color de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

AROMA

Grafica 23. Aceptación de Aroma de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

SABOR

Grafica 24. Aceptación de sabor de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

SENSACIÓN EN BOCA

Grafica 25. Aceptación de sensación en boca de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

PRESENCIA DE ALCOHOL

Grafica 26. Aceptación de presencia de alcohol de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

ACEPTACIÓN GENERAL

Grafica 27. Aceptación general de la Cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna verde, roja y Cerveza control.

En las gráficas 22. 23. 24. 25. 26. Y 27. Se muestra los resultados obtenidos de una evaluación sensorial  de la cerveza artesanal tipo ale con jugo de tuna roja y verde y la cerveza control que se realizó a 30 personas sobre  de aceptación de color, aroma, sabor, percepción en boca, presencia de alcohol y aceptación general, el diseño estadístico no encontró diferencias significativas entre las propiedades evaluadas entre los 3 tipos de cerveza, es decir, que no importa si le agregamos jugo de tuna verde o roja a la cerveza control las propiedades sensoriales son las mismas según las 30 personas a las que se les realizo la evaluación.

Tabla 9. Estadística de los valores obtenidos en el objetivo particular 3

En la siguiente tabla se muestran las diferencias significativas que hay en las propiedades de la cerveza con jugo de tuna roja y verde y la cerveza control, las letras que son diferentes presentan diferencias si son iguales no existe diferencia significativa todos los diseños se usaron pruebas a posteriori tukey y Dunnett con un alfa de 0.05.

Contrastación de Hipótesis

HIPÓTESIS

Al utilizar el nivel de concentración de pulpa de tuna mas alto y el tipo de tuna roja en la elaboración de una cerveza artesanal tipo ale se espera obtener la formulación más optima en base al consumo de azúcar y % de contenido de alcohol.

Conclusión.

Después de realizar un diseño de experimentos podemos decir que se cuenta con la suficiente evidencia estadística para decir que nuestra hipótesis es aceptada. Es decir que al utilizar la tuna roja y el nivel de concentración más alto se obtuvo la formulación mas optima en base a el consumo de azúcar y % de contenido de alcohol.

Conclusiones

Tras caracterizar dos tipos de pulpa de tuna (Opuntia Ficus-Indica) verde y roja se determinó que son diferencias en su densidad en g/ml, color, °brix, pH, acidez titulable en % de ácido málico y ácido cítrico, contenido de fenoles totales mgEAG/ml, capacidad antioxidante (uMET/g) ya que en todas las propiedades se encontraron diferencias significativas P<0.5 por lo que a pesar de ser de la misma especie su composición es diferente. Se determinó que la pulpa de  tuna roja contiene más betacianinas que betaxantinas y aunque el contenido de betalainas determinado es bajo comparado con el de la literatura se debe a que determinaron el contenido de toda la fruta.

Después de evaluar la cinética de fermentación de 9 formulaciones de cerveza con jugo de tuna el diseño estadístico optimizado arrojo que las formulaciones de cerveza con jugo de tuna roja y jugo de tuna verde al 15 % de concentración fueron las mas optimas en base al consumo de azucares y contenido de % Alc

Para la evaluación de las cinéticas de fermentación se recurrió del método empírico para la determinación de alcohol propuesto por la BCJP con el cual se obtuvieron valores de 5.25 % de alcohol para la cerveza con jugo de tuna verde y roja y 4.46 % del alcohol para la cerveza de control, sin embargo al determinarlo por la NORMEX método de destilación Gay-Lussac se encontraron valores diferentes ya que para la cerveza de tuna roja el % de alcohol fue de 3, para la cerveza de tuna verde fue de 4.2 y para la cerveza control fue de 3.8 por lo que se decidió realizar la prueba de destilación en la cerveza comercial Heineken la cual reporta tener un 5 % de alcohol, sin embargo al determinar su % fue de 4.2 por lo que esto nos dice que hay un error en la experimentación de 8% en caso de ser así los resultados obtenidos con el método empírico serian muy similares a los determinados por el método de destilación.

El diseño estadístico nos dice que solo el factor concentración afecta a los resultados del experimento por lo que no importa qué tipo de tuna usemos el consumo de azucares y el contenido de % de alcohol es el mismo.

Se determino la densidad en g/ml, color, °brix, pH, acidez titulable en % de ácido láctico, capacidad antioxidante (uMET/g), amargor IBU, %Alc, turbidez FTU y propiedades sensoriales de las 3 formulaciones de cerveza y se encontraron diferencias significativas es decir que son diferentes en su composición ya que P<0.05, sin embargo la cerveza control y la cerveza de tuna verde son iguales en color, densidad g/ml PH °Brix y capacidad antioxidante. Por lo que el utilizar pulpa de tuna como ingrediente en la elaboración de cerveza artesanal si tiene un impacto positivo en las propiedades de la cerveza.

Las propiedades determinadas entran dentro de los rangos de tipo de cerveza Ale, estilo Pale American Ale por lo que el objetivo de elaborar una cerveza artesanal Pale Ale con jugo de tuna se cumplió.

Añadir pulpa de tuna como ingrediente en la elaboración de cerveza tiene un impacto positivo en las propiedades finales de la cerveza.