La fermentación es una etapa crítica en la producción de cerveza, donde las levaduras convierten los azúcares del mosto en etanol y dióxido de carbono, generando además una amplia gama de compuestos volátiles que definen el perfil sensorial del producto final.
Acelerar este proceso sin comprometer la calidad organoléptica de la cerveza representa un desafío significativo para la industria.
Estudios previos han sugerido que la aplicación de sonido audible puede influir en el crecimiento microbiano y la tasa de fermentación, aunque los resultados han sido inconsistentes debido a diferencias en la metodología de aplicación del sonido y la naturaleza de las ondas acústicas.
En este contexto, un estudio reciente publicado en Food Research International investigó el efecto del componente de «particle motion» (movimiento de partículas) del sonido audible, aplicado mediante actuadores lineales, sobre la fermentación de la cerveza, con el objetivo de reducir el tiempo de fermentación sin alterar significativamente el perfil de compuestos orgánicos volátiles (COVs).
«Particle motion» es un concepto que se refiere al movimiento físico de oscilación de las partículas de un medio (como el líquido) cuando una onda sonora lo atraviesa, a diferencia de la presión sonora, que son las variaciones de presión que esta genera.
Contenido
Metodología experimental
El estudio fue conducido por Adadi et al. (2025) utilizando la cepa de levadura Saccharomyces cerevisiae Safale US-05.
El mosto fue preparado a partir de extracto de malta, lúpulos amargos y aromáticos, y se inoculó con una concentración inicial de aproximadamente 10 millones de células/mL.
La fermentación se llevó a cabo en bolsas laminadas de 2 L, sumergidas en un tanque con control de temperatura a 22°C.
El diseño experimental incluyó dos réplicas independientes (#1 y #2) para considerar la variabilidad inherente a los procesos biológicos.
La aplicación de sonido se realizó mediante actuadores lineales (LAT), dispositivos que generan vibraciones mecánicas directamente sobre las bolsas de fermentación, privilegiando el componente de «particle motion» sobre el de presión sonora.
El estímulo consistió en ruido blanco en un rango de frecuencia de 800–2000 Hz, aplicado de manera continua, utilizando un hidrófono vectorial (Wilcoxon VS-301) para caracterizar tanto la presión sonora como el movimiento de partículas dentro del medio líquido.
Se monitorearon parámetros clave durante la fermentación, como la densidad del mosto (medida en °P o °Brix), el número de células de levadura en suspensión, la viabilidad celular y el perfil de COVs mediante microextracción en fase sólida (HS-SPME) acoplada a cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS).
Los datos fueron analizados estadísticamente mediante modelos lineales generales (GLM), análisis de componentes principales (PCA) y análisis discriminante por mínimos cuadrados parciales (PLS-DA).
Efecto en la densidad y tiempo de fermentación
En ambos experimentos, el tratamiento con sonido (LAT) mostró una disminución más rápida de la densidad del mosto en comparación con la fermentación de control.
En el experimento #1, la densidad media a las 24 horas fue significativamente menor en el grupo LAT (7,73 ± 0,06 °P) frente al control (8,20 ± 0,17 °P). En el experimento #2, esta diferencia se mantuvo desde las 29 hasta las 92 horas.
Utilizando un modelo de Gompertz para estimar el tiempo necesario para alcanzar la gravedad terminal (definida como un valor estable dentro de 0,01 °P de la asíntota inferior), se observó que el tratamiento LAT redujo el tiempo de fermentación en 21,2 horas (no significativo en el experimento #1) y 30,3 horas (significativo en el experimento #2).
Esta variabilidad entre experimentos fue atribuida a diferencias en la concentración inicial de levaduras.
Dinámica de levaduras en suspensión
El tratamiento con LAT resultó en un mayor número de células de levadura en suspensión durante la mayor parte de la fermentación.
En el experimento #1, las diferencias fueron significativas a las 24, 72, 92, 120 y 144 horas. En el experimento #2, se observaron diferencias significativas a las 36 y 78 horas.
La viabilidad celular se mantuvo por encima del 99% en todos los casos, lo que sugiere que el sonido no afectó negativamente la salud de la levadura.
Compuestos orgánicos volátiles
Se identificaron un total de 33 COVs en el experimento #1 y 37 en el experimento #2, incluyendo ésteres, alcoholes superiores, ácidos orgánicos y terpenoides.
Aunque se observaron diferencias significativas en la abundancia de algunos COVs en puntos específicos de la fermentación (por ejemplo, aumento de acetato de etilo, fenetil acetato o citronelol en el grupo LAT), estas diferencias no fueron consistentes y se atenuaron hacia el final de la fermentación.
El análisis multivariante (PCA y PLS-DA) confirmó que la principal fuente de variación fue el tiempo de fermentación y no el tratamiento acústico.
Discusión e implicaciones
Los resultados indican que la aplicación de sonido mediante actuadores lineales acelera la fermentación al mantener un mayor número de levaduras en suspensión, posiblemente debido a una reducción en la floculación o a una mejora en la transferencia de masa y nutrientes a nivel celular.
El particle motion podría estar influyendo en la permeabilidad de la membrana celular o en la actividad enzimática intracelular, aunque los mecanismos exactos requieren mayor investigación.
Es notable que, a pesar de la aceleración del proceso, el perfil de COVs, crucial para el aroma y sabor de la cerveza, no se vio alterado de manera significativa al final de la fermentación.
Esto sugiere que la estimulación acústica no interfiere con las rutas metabólicas clave involucradas en la producción de compuestos aromáticos.
Conclusiones generales
Este estudio demuestra que la aplicación de sonido audible mediante actuadores lineales puede reducir el tiempo de fermentación de la cerveza entre 21 y 31 horas, dependiendo de las condiciones iniciales, sin afectar negativamente las características sensoriales del producto final.
Esta estrategia representa una oportunidad para optimizar la eficiencia en la producción cervecera y podría extenderse a otros procesos de fermentación industrial.
Futuras investigaciones deberán abordar los mecanismos moleculares subyacentes y evaluar la escalabilidad del método en entornos industriales.
Referencia
Adadi, P., Harris, A., Bremer, P., Silcock, P., Ganley, A. R. D., Jowett, T., Jeffs, A. G., & Eyres, G. T. (2025). Audible sound decreased beer fermentation time with minimal effects on the abundance of volatile organic compound production. Food Research International, 212, 116427. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2025.116427
No se encontraron productos.
Recomendamos
- ¿Por qué las cervezas muy lupuladas y amargas provocan chanchitos de lúpulo?
- Netflix anuncia nueva serie producida por el creador de Peaky Blinders
