Avances sobre el desarrollo de una premezcla para bizcochuelo húmedo a partir del Bagazo Cervecero
Advances in the development of a moist sponge cake premix made from beer bagasse
Agustina Denise Sanchez Anabella Burgio Anahí Cuellas Carolina Rivas Edith Gabriela Cáceres Emilse Padin Vicente Hernan AgustinEn Argentina, el sector de la cerveza artesanal ha experimentado un crecimiento constante, alineado a una tendencia de aumento exponencial a nivel internacional (Smith et al., 2019; Presidencia de la Nación, 2024). Esta industria ha generado un incremento significativo en la creación de empleo, situándose en uno de los sectores más dinámicos en Argentina (González y Pérez, 2020). Se estimó que alrededor de 2500 fabricantes de cerveza artesanal producen anualmente cerca de 80 millones de litros (Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca de la Nación, 2021). En este sentido, ha sido relevante incorporar conceptos de economía circular, minimizar el uso de recursos y maximizar la reutilización de materiales para estudiar dicha industria.
Según el Código Alimentario Argentino (CAA), la cerveza se produce mediante la fermentación del mosto de cebada malteada o extracto de malta, adicionado de lúpulo. Sin embargo, este proceso genera un subproducto conocido como bagazo cervecero, que constituye un residuo significativo en la industria cervecera (Jones y García, 2017).
Históricamente, este bagazo se destina principalmente a rellenos sanitarios o al consumo animal (Martínez y col., 2016).1 Dentro del contexto actual, el subproducto emerge como una oportunidad clave para fomentar la economía circular, a través de su revalorización en distintos sectores y aplicaciones (García y col., 2020). Su potencial uso como fertilizante orgánico, materia prima para la generación de biogás y componente en la industria alimentaria no solo conlleva beneficios económicos, ambientales y sociales (Smith & Rodríguez, 2018), sino que también contribuye de manera significativa a la transición hacia un modelo más sostenible y eficiente en la gestión de recursos (Cuellas, 2024; Martínez & López, 2019). Por otro lado, en América Latina y El Caribe, 47 millones de personas sufren de inseguridad alimentaria y se estima que se desperdician, aproximadamente, 220 millones de toneladas de alimentos en todas las etapas de la cadena de producción, manejo y almacenamiento, procesamiento, distribución, comercialización y consumo, se torna fundamental incorporar acciones para revalorizar estas pérdidas.
En este marco, el aprovechamiento del bagazo basado en su poder nutricional es de suma importancia en la búsqueda de soluciones alimentarias sostenibles y saludables (Martínez & García, 2017). Este subproducto, rico en fibras, proteínas de alto valor biológico y otros nutrientes esenciales, representa una valiosa fuente de ingredientes naturales con beneficios documentados para la salud, en la prevención de enfermedades crónicas, como la diabetes, el cáncer y las enfermedades cardiovasculares y el fortalecimiento del sistema inmunitario (Tabla Nº 1) (Pérez & Rodríguez, 2019; Sánchez y col., 2019).
Las fibras, presentes en el grano, comprenden una variedad de sustancias vegetales como celulosa, hemicelulosas, lignina, gomas y pectinas, que le confieren una estructura demasiado granular para la adición directa en los alimentos y debe primero procesarse para evitar problemas tecnológicos y aspectos sensoriales indeseables (Gómez y col., 2020; Fernández y col., 2018).
Por otro lado, es importante tener en cuenta, que el alto contenido de humedad (75–80%) y la presencia de componentes residuales, como polisacáridos, azúcares fermentables y proteínas, hacen que el bagazo fresco sea susceptible a la contaminación microbiana (Koch, 2019). Por lo tanto, su manipulación y almacenamiento son las principales limitantes de la reutilización en los establecimientos cerveceros (López y col., 2020). El deterioro microbiológico condiciona el empleo del bagazo cervecero como materia prima industrial de grado alimentario. Por lo tanto, el sistema de procesamiento posterior tiene que diseñarse de modo que limite el crecimiento de microorganismos (Johnson & Smith, 2018). En este sentido, resulta sumamente importante aplicar tecnologías que limiten el crecimiento microbiano por presión, estrujamiento y secado en horno o estufa, lo que reduce la actividad microbiológica (González y col., 2021).
Así, el bagazo cervecero, rico en lignina y otras fibras, se convierte en una valiosa materia prima que abre un horizonte prometedor para la creación de alimentos que no solo satisfacen necesidades nutricionales, sino que también afronten desafíos tanto alimentarios como medioambientales. La reciente resolución publicada en el Boletín Oficial, que incluye el “Bagazo Cervecero Seco” en el Código Alimentario Argentino, establece un marco normativo que regula y fomenta su uso en la formulación y comercialización de productos alimenticios. Los límites que establece el CAA, son: humedad Máx. 15%, Fibra dietaria Mín. 35%, Proteínas Mín. 4% y de cenizas a 525ªC de un 4.6% (todos estos valores están expresados en masa seca). A su vez, establece que el bagazo cervecero seco deberá satisfacer los siguientes criterios microbiológicos:
• Recuento de hongos y levaduras (UFC/g): n=5, c=2, m=10³, M=10⁴
• Recuento de E. coli (UFC/g): n=5, c=1, m=10, M=100
• Recuento de presuntos Bacillus cereus (UFC/g): n=5, c=1, m=10³, M=10⁴
• Recuento de Salmonella spp/25 g: n=5, c=0, m=Ausencia
Esto significa que la harina derivada del bagazo de cervecería puede emplearse en la elaboración de una amplia variedad de productos (panes, galletas, muffins, tortas y snacks) así como en la composición de productos funcionales. El aprovechamiento eficiente del bagazo no solo impulsa la optimización de recursos, sino que también fomenta la colaboración intersectorial para afrontar de manera integrada los desafíos medioambientales (Cuellas, 2024).
En este trabajo nos proponemos el desarrollo de una premezcla para bizcochuelos utilizando harina de bagazo cervecero en lugar de harina de trigo como ingrediente funcional. Es importante destacar que la adopción del modelo de producción circular se presenta como una solución integral para abordar las Pérdidas y Desperdicios de Alimentos (PDA) en la industria alimentaria, como las generadas en el sector cervecero. A pesar de que estos subproductos suelen tener buenas propiedades nutricionales, su descarte provoca un impacto ambiental negativo.
1 No obstante, desde una perspectiva ambiental, su descomposición genera metano, un potente gas de efecto invernadero (Environmental Protection Agency, 2020). Esta situación ha planteado preocupaciones sobre su impacto en el medio ambiente a largo plazo.
Obtención de la harina de bagazo cervecero
El bagazo cervecero, que posee una humedad del 69.5%, se secó en una estufa de secado a 150 °C por un periodo de 6 hs. Una vez que este se enfrió se lo trituró con un mixer doméstico y se tamizó utilizando un tamiz de malla de 1 mm para la obtención de la respectiva harina de bagazo cervecero (HBC).
Obtención y formulado de la premezcla
La premezcla para el bizcochuelo se obtuvo al combinar todos los ingredientes sólidos que consistieron en: HBC, azúcar, polvo de hornear, bicarbonato de sodio, sal, vainilla en polvo, goma xántica y goma guar. Los ingredientes líquidos fueron: huevos, leche, aceite de girasol y vinagre de alcohol. El agregado de vinagre de alcohol en la preparación ayudó a que esta crezca y quede con una textura más aireada o esponjosa. Esta reacción química es especialmente útil en recetas sin gluten, donde se busca mejorar la textura y estructura del producto final. La harina de bagazo cervecero al poseer poca cantidad de gluten, en comparación con la harina de trigo, podrían presentarse inconvenientes como ser: textura densa o apelmazada, bajo desarrollo durante el horneado, miga quebradiza y seca, entre otros. Por tal motivo utilizamos a la harina de bagazo cervecero al igual que son utilizadas las harinas que no poseen gluten.
Para la formulación de la premezcla a partir de HBC se partió de la propuesta por Martínez, H. y col., (2023). Se sustituyó todas las harinas por HBC, ajustando y agregando algunos ingredientes para favorecer la obtención del producto final. En la Tabla Nº 2 se presenta la formulación utilizada para la obtención del bizcochuelo húmedo de HBC.
Preparación y horneado del bizcochuelo húmedo
Para obtener el producto final, bizcochuelo húmedo, se dieron los siguientes pasos de preparación y horneado:
1) Pesar y mezclar de todos los ingredientes secos.
2) Batir los huevos hasta espumar utilizando una batidora doméstica.
3) Agregar los secos intercalándolos con la leche.
4) Agregar el aceite con movimientos envolventes.
5) Cuando se encuentra todo bien integrado agregar a la mezcla el vinagre de alcohol con movimientos envolventes.
6) Separar dicha mezcla en porciones de 110 g en moldes de 8 cm de diámetro previamente forrados con papel manteca y rociados con rocío vegetal.
7) Hornear la preparación en un horno precalentado a una temperatura de 180 °C durante un periodo de 15 minutos.
Análisis analítico del bizcochuelo húmedo.
Pérdida de peso. Este parámetro nos permite evaluar la pérdida de peso que sufre la muestra en el proceso de horneado, la misma se determina calculando el cociente entre la masa cruda antes del horneado menos la masa después del horneado dividido por la masa cruda antes del horneado.
Colapso. El valor de este parámetro nos indica si se produce o no hundimiento en el centro de la muestra después del horneado. Se determina mediante la diferencia de alturas entre la muestra recién salida del horno y después de 1 hora. El porcentaje de colapso se determina de la siguiente manera: se toma como punto de comparación la diferencia de alturas de uno y otro momento de los señalados anteriormente y se lo divide por la altura inicial, multiplicado por 100.
Circularidad. Medir la circularidad del bizcochuelo horneado es útil por varias razones, tanto a nivel industrial como artesanal, ya que permite evaluar la calidad del producto y optimizar su proceso de producción. Se determina midiendo el índice de volumen, de simetría y de uniformidad. Se utilizará el método propuesto por Martínez, H. y col., (2023), donde: Índice de volumen (IV) es igual a b+ c + d; índice de simetría (IS) es a 2C - B- C y el índice de volumen será 0 B - D, donde A, B, C, D y E se miden en centímetros (Figura Nº 1).
Relación de la altura y la anchura. Es un parámetro que se cuantifica para conocer la magnitud de cómo aumenta la altura del bizcochuelo. Se considera la anchura constante ya que se utilizaron los mismos moldes para la cocción de las muestras.
Volumen aparente. Dicho volumen se medirá mediante el desplazamiento de semillas de mijo. En una probeta de 100 ml se colocan las semillas hasta un volumen de 50 ml (Vi), se descargan en otro recipiente y se introduce una porción de bizcocho en la probeta. Posteriormente se cargan nuevamente las semillas y se mide el volumen exultante (Vf). El volumen aparente de la muestra será igual a Vf - Vi.
Densidad aparente. Se calcula por la relación entre la masa de muestra, utilizada en el punto anterior, y su peso aparente.
Humedad. La misma se calculó por la relación del peso de la muestra menos el peso de la muestra seca dividió el peso de la muestra multiplicado por cien. De esta manera obtenemos la humedad porcentual de la muestra.
Análisis sensorial
Se evaluó la aceptación del bizcochuelo húmedo mediante una prueba de nivel de agrado (hedónica) (Ramírez-Navas, 2012). Esta prueba permite determinar el grado de aceptación de un producto por parte de los consumidores, la misma nos permitirá determinar cuánto agrada o desagrada el bizcochuelo húmedo preparado con la premezcla mencionada anteriormente.
Se utilizó para la evaluación una escala hedónica de 9 puntos, donde 1 corresponde a me disgusta muchísimo, 2 a me disgusta mucho, 3 a me disgusta moderadamente, 4 a me disgusta ligeramente, 5 a ni me gusta – ni me disgusta, 6 a me gusta ligeramente, 7 a me gusta moderadamente, 8 a me gusta mucho y el valor 9 corresponde a me gusta muchísimo. El panel de evaluadores fue de 32 participantes no entrenados, siendo 15 mujeres y 17 hombres en un rango de edades de 20 a 60 años (Trías, J. y col. 2021).
Análisis estadístico
Los datos obtenidos fueron analizados utilizando estadística descriptiva. Para cada conjunto de muestras, se calculó el promedio (media aritmética) y el desvío estándar (DE) como medida de dispersión. El análisis se realizó utilizando Microsoft Excel (versión 2019), y los resultados se expresaron como media ± desvío estándar.
Pérdida de peso
La pérdida de peso (PP), como se mencionó anteriormente, está relacionada con el peso que pierde la preparación durante el horneado. En la Tabla Nº 3 podemos ver los valores de masas antes y después del horneado que nos permitieron calcular la pérdida de peso y el porcentaje de pérdida de peso promedio de las muestras.
Autores tales como Sahagún y col (2018) y Randon y col., (2009) mencionaron que el rango de pérdida de peso ronda entre el 7.71 - 12.85% y 9.26 - 9.82% respectivamente. El primer rango mencionado corresponde a bizcochos libre de gluten y el segundo a bizcochuelos donde se han utilizado Goma Xántica como emulsionante. En nuestro trabajo podemos ver que el PP en promedio es del 4.14% siendo un valor significativamente inferior al reportado en la bibliografía.
Colapso
En la Tabla Nº 4 se muestran los valores correspondientes a las determinaciones del colapso del bizcochuelo. Donde Ai corresponde a las alturas iniciales inmediatamente después del horneado y Af a las alturas después de 1 hora del horneado.
Con los datos de la Tabla 4 se ha calculado el porcentaje promedio del colapso de los bizcochuelos dando como resultado 1.8%. Se ha reportado que el colapso para bizcochuelos preparados con harina de arroz fue de 15 mm (Gularte y col., 2012) mientras que Martínez y col., (2023) informa que este es de 4 a 5 mm para bizcochuelos preparados con harina de arroz con el agregado de semillas y quínoa y chía.
En nuestro caso, el colapso promedio es de 0.59 mm, mucho menor al reportado por dichos autores. Este valor resulta alentador ya que el colapso o depresión en los bizcochuelos puede deberse a diferentes factores tales como la cantidad de agentes de fermentación, exceso en la incorporación de aires durante el batido, temperatura de horneado incorrecta, entre otros. Por otro lado, nos indica que la formulación de la premezcla, el batido y la temperatura y tiempo de horneado fueron los adecuados.
Circularidad y Relación altura-anchura
La circularidad de un bizcochuelo está relacionada con su expansión uniforme durante el horneado. Un bizcochuelo con un IV alto generalmente tiende a expandirse más y puede mantener una forma más circular si la masa y el horneado son homogéneos. Además, puede presentar deformaciones si la estructura no es uniforme (por ejemplo, si hay zonas con más aire atrapado). Por otro lado, un IV bajo podría indicar: falta de expansión adecuada, lo que puede generar una forma irregular o posible hundimiento en el centro, afectando la simetría y la circularidad. En la Tabla Nº 5 se encuentran los valores obtenidos para el índice de volúmenes donde podemos ver que entre las diferentes muestras no presentan diferencias, esto nos indica que su expansión durante el horneado fue uniforme.
El índice de simetría es un indicador del contorno de la superficie, valores altos nos indican que el bizcochuelo tiene más altura en el centro que en los lados. Si el IS es aproximadamente 0 esto indica que el bizcochuelo es simétrico mientras que valores menores a 0 el centro estaría más hundido y mayores a 0 el centro estaría más elevado en los bordes. Los valores de simetría que obtuvimos para nuestra muestra, Tabla Nº 5. En su mayoría es superior a 0, esto nos indicaría que el centro de los bizcochuelos está más elevado que sus bordes.
A la hora de evaluar la forma del bizcochuelo se determinó el índice de uniformidad. Este parámetro nos hace referencia a la distribución uniforme de las alturas. Si el IU es igual a 1 estaría indicando que las alturas son uniformes y valores menores a 1 indica que hay irregularidades en las alturas.
La relación altura/anchura se cuantifica para conocer la magnitud con la que aumenta la altura en los bizcochuelos. En nuestro caso vemos que todas las nuestras no mostraron diferencias significativas, esto nos indica que el crecimiento de las alturas aumentó de igual manera en el proceso de horneado (Rodríguez Pérez, 2013).
Volumen aparente, volumen aparente específico, densidad aparente y humedad
En la Tabla Nº 6 se muestran los valores promedio obtenidos para 5 muestras del volumen aparente (Va), volumen aparente específico (Vae), densidad aparente (Da) y porcentaje de humedad.
El volumen específico indica la cantidad de aire que queda una vez horneado el bizcochuelo. Martínez H. y col., (2023) señala que para bizcochuelos libres de gluten con el agregado de semillas de chía los valores Vae tienen un rango de 2.04-2.38 ml/g y la Da es de 0.42-0.5 g/ml. En nuestro caso estos valores son superiores, indicando que nuestros bizcochuelos incorporaron menos cantidad de aire durante la cocción dando como resultado final un producto más compacto. Estos resultados son satisfactorios ya que confirman que la premezcla de BC deberán ser tratadas como las premezclas que utilizan harinas que no poseen gluten.
El valor obtenido de humedad fue el adecuado ya que se espera que los bizcochuelos tengan un rango de humedad entre 30-40%. Este resultado no indicó que a pesar de ser denso el bizcochuelo no resultó ser seco, este hecho podría deberse al aporte de fibras de bagazo como así también por el agregado de huevos y aceite.
Análisis sensorial
El Gráfico Nº1 muestra la valoración afectiva del bizcochuelo, preparado con la premezcla, por parte de un grupo de participantes, según una escala hedónica planteada.
Los resultados reflejan una evaluación muy positiva del bizcochuelo, con un fuerte predominio de respuestas que indican agrado en distintos niveles. Esto sugiere que el sabor, la textura u otros aspectos sensoriales del bizcochuelo fueron bien recibidos por la mayoría de los evaluadores. La ausencia de reacciones de disgusto intenso refuerza la percepción de que se trata de un producto bien logrado.
El desarrollo de una premezcla para bizcochuelo húmedo a partir del bagazo cervecero demuestra el potencial de este subproducto como ingrediente en la industria alimentaria, lo que representa una solución innovadora dentro del marco de la economía circular.
Además de sus beneficios nutricionales, el uso del bagazo cervecero contribuye a la reducción de residuos agroindustriales, alineándose con estrategias de sostenibilidad y reducción del impacto ambiental. Esto resalta la importancia de continuar explorando aplicaciones para subproductos de la industria cervecera en diversos sectores alimentarios.
En términos comerciales, la viabilidad del producto es un aspecto clave para su aplicación en el mercado. Los resultados obtenidos sugieren que existe un potencial para el desarrollo de nuevas líneas de productos a base de bagazo cervecero, lo que podría incentivar a empresas cerveceras y de alimentos a adoptar modelos de producción más sostenibles.
Futuros estudios podrían centrarse en la optimización de los procesos de secado y conservación del bagazo cervecero, garantizando una mayor estabilidad y calidad en su uso como ingrediente alimentario. Además, se podrían explorar nuevas formulaciones con distintos tipos de bagazo y su impacto en la textura y vida útil de los productos finales.
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