Caracterización fisicoquímica, sensorial y antioxidante de una cerveza artesanal tipo “Sweet stout” elaborada con harina de batata (Ipomea Batatas), cacao (Theobroma cacao) y panela

La incorporación de materias primas autóctonas como el cacao, la batata y la panela en la elaboración de cerveza artesanal en Colombia representa una oportunidad estratégica para fortalecer la economía local y rural. Esto se alinea con planes de desarrollo como el PECTIA, que promueve la investigaci...

Full description

Autores:: Caraballo Páez, Ena Lucia
Luna Hernández, Diliana

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2025

Institución:: Universidad de Córdoba

Repositorio:: Repositorio Institucional Unicórdoba

Idioma:: spa

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description	La incorporación de materias primas autóctonas como el cacao, la batata y la panela en la elaboración de cerveza artesanal en Colombia representa una oportunidad estratégica para fortalecer la economía local y rural. Esto se alinea con planes de desarrollo como el PECTIA, que promueve la investigación en estas cadenas productivas, y la ley 156 de 2018, que busca fomentar la demanda de panela. Además de reducir los costos de importación de cebada, la sustitución por estos ingredientes locales puede enriquecer el perfil sensorial de la cerveza y mejorar sus propiedades nutricionales y funcionales gracias a su contenido de antioxidantes. Para el desarrollo del presente trabajo de investigación; se utilizó una formulación de 50/50 (50% malta base y 50% sustitutos de malta: harina de batata y cacao) para elaborar una cerveza artesanal tipo Sweet Stout endulzada con panela, con la finalidad de caracterizarla fisicoquímica y sensorialmente, además de evaluar su contenido de polifenoles y su capacidad antioxidante por Folin-Ciocalteu y DPPH, respectivamente. Para ello, se utilizó un diseño completamente aleatorizado en el que se analizaron las muestras por triplicado. La cerveza tipo Sweet Stout presentó un pH de 4,93 ± 0,02, densidad de 1,014g/L ± 0,002, 5,33 ± 1,15 °Brix, acidez de 3,03 ± 1,2 g de ácido tartárico/L, 6,13 ± 0,27 grados de alcohol, 69,28 ± 0,57 °EBC (color), 30,2 ± 4,24 de IBU (amargor), y capacidad espumante de 55% ± 0,57. Se definió el perfil sensorial mediante un panel entrenado de cinco jueces, aplicando el método del consenso. La cerveza presentó aromas a café, cacao tostado, frutas y malta; sabor amargo pronunciado con notas a frutos secos y matices maderados; cuerpo prominente, ligera acidez y carbonatación equilibrada. Los jueces calificaron la calidad general de la cerveza de 1 a 3, dándole una puntuación de 2,18 ± 0,25. En la caracterización de antioxidantes en la cerveza, el contenido de polifenoles totales fue de 143,66 ± 3,78 mg de ácido gálico/300ML y la capacidad antioxidante fue de 12,38 ± 0,64 µmol Trolox. Se concluyó que la elaboración de una cerveza tipo Sweet Stout con harina de batata y cacao, endulzada con panela, es totalmente factible. La sustitución parcial de la malta base con batata no afecta la calidad fisicoquímica ni la hidrólisis enzimática del mosto, e incluso puede potenciar la eficiencia de extracción. La cerveza obtenida exhibe características similares a otras producciones artesanales con ingredientes parecidos, y se evidenció una relación directa entre el porcentaje de sustitución y el aumento en el contenido fenólico y la capacidad antioxidante del producto. Además, la adición de cacao y panela durante la cocción mejora significativamente el perfil aromático y de sabor, potenciando la calidad sensorial de la cerveza.
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Además de reducir los costos de importación de cebada, la sustitución por estos ingredientes locales puede enriquecer el perfil sensorial de la cerveza y mejorar sus propiedades nutricionales y funcionales gracias a su contenido de antioxidantes. Para el desarrollo del presente trabajo de investigación; se utilizó una formulación de 50/50 (50% malta base y 50% sustitutos de malta: harina de batata y cacao) para elaborar una cerveza artesanal tipo Sweet Stout endulzada con panela, con la finalidad de caracterizarla fisicoquímica y sensorialmente, además de evaluar su contenido de polifenoles y su capacidad antioxidante por Folin-Ciocalteu y DPPH, respectivamente. Para ello, se utilizó un diseño completamente aleatorizado en el que se analizaron las muestras por triplicado. La cerveza tipo Sweet Stout presentó un pH de 4,93 ± 0,02, densidad de 1,014g/L ± 0,002, 5,33 ± 1,15 °Brix, acidez de 3,03 ± 1,2 g de ácido tartárico/L, 6,13 ± 0,27 grados de alcohol, 69,28 ± 0,57 °EBC (color), 30,2 ± 4,24 de IBU (amargor), y capacidad espumante de 55% ± 0,57. Se definió el perfil sensorial mediante un panel entrenado de cinco jueces, aplicando el método del consenso. La cerveza presentó aromas a café, cacao tostado, frutas y malta; sabor amargo pronunciado con notas a frutos secos y matices maderados; cuerpo prominente, ligera acidez y carbonatación equilibrada. Los jueces calificaron la calidad general de la cerveza de 1 a 3, dándole una puntuación de 2,18 ± 0,25. En la caracterización de antioxidantes en la cerveza, el contenido de polifenoles totales fue de 143,66 ± 3,78 mg de ácido gálico/300ML y la capacidad antioxidante fue de 12,38 ± 0,64 µmol Trolox. Se concluyó que la elaboración de una cerveza tipo Sweet Stout con harina de batata y cacao, endulzada con panela, es totalmente factible. La sustitución parcial de la malta base con batata no afecta la calidad fisicoquímica ni la hidrólisis enzimática del mosto, e incluso puede potenciar la eficiencia de extracción. La cerveza obtenida exhibe características similares a otras producciones artesanales con ingredientes parecidos, y se evidenció una relación directa entre el porcentaje de sustitución y el aumento en el contenido fenólico y la capacidad antioxidante del producto. Además, la adición de cacao y panela durante la cocción mejora significativamente el perfil aromático y de sabor, potenciando la calidad sensorial de la cerveza.The integration of indigenous raw materials such as cacao, sweet potato, and panela into craft beer production in Colombia presents a strategic opportunity to bolster the local and rural economy. This initiative aligns with development plans like PECTIA, which promotes research in these agricultural value chains, and Law 156 of 2018, aimed at boosting panela demand. Beyond reducing barley import costs, substituting with these local ingredients can enrich the beer's sensory profile and enhance its nutritional and functional properties due to their antioxidant content. For this research, a 50/50 formulation (50% base malt and 50% malt substitutes: sweet potato flour and cacao) was used to brew a Sweet Stout craft beer, sweetened with panela. The objective was to characterize it physicochemically and sensorially, as well as to evaluate its polyphenol content and antioxidant capacity using the Folin-Ciocalteu and DPPH methods, respectively. A completely randomized design was employed, with samples analyzed in triplicate. The Sweet Stout beer exhibited a pH of 4.93, a density of 1.014 g/L, 5.33 °Brix, acidity of 3.03 g tartaric acid/L, 6.13% alcohol by volume, 69.28 °EBC (color), 30.2 IBU (bitterness), and a foaming capacity of 55%. A trained panel of five judges, using the consensus method, determined that the beer's flavor profile highlighted aromas of coffee, roasted cacao, fruit, and malt, along with a pronounced bitter taste, notes of roasted cacao, dried fruits, and woodiness. It also featured a prominent body, slight acidity, and carbonation. The judges rated the overall quality of the beer at 2.18 on a scale of 1 to 3. For antioxidant characterization, the total polyphenol content was 143.66 mg gallic acid/300 mL, and the antioxidant capacity was 12.38 µmol Trolox. In conclusion, brewing Sweet Stout beer with sweet potato flour and cacao, sweetened with panela, is entirely feasible. The partial substitution of base malt with sweet potato does not negatively impact the physicochemical quality or enzymatic hydrolysis of the wort; in fact, it can enhance extraction efficiency. The resulting beer exhibits characteristics similar to other craft beers made with comparable ingredients. A direct relationship was observed between the substitution percentage and an increase in the product's phenolic content and antioxidant capacity. Furthermore, the addition of cacao and panela during the boiling stage significantly improves the aromatic and flavor profile, enhancing the beer's sensory quality.RESUMEN 14ABSTRACT 161. INTRODUCCIÓN 182. OBJETIVOS 202.1. Objetivo general 202.2. Objetivos específicos 203. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 213.1. Cerveza 213.2. Tipos de cerveza 213.2.1. Ale 223.2.2. Lager 223.2.3. Stout 233.3. Materias primas en la elaboración de cerveza 233.3.1. Agua 233.3.2. Malta 243.3.3. Lúpulo 253.3.4. Levadura 263.4. Cerveza artesanal 263.4.1. Materias primas en la elaboración de cervezas artesanales 273.4.1.1. Adjuntos cerveceros 273.4.1.1.1. Batata 283.4.1.1.2. Cacao 293.4.1.1.3. Panela 303.4.2. Análisis fisicoquímicos y parámetros cerveceros 303.4.2.1. Densidad 303.4.2.2. pH 313.4.2.3. Acidez total 323.4.2.4. Grado alcohólico 323.4.2.5. Estabilidad y capacidad espumante 333.4.2.6. Color 343.4.2.7. Amargor (IBU) 353.4.3. Parámetros funcionales 363.4.3.1. Contenido fenólico 363.4.3.2. Capacidad antioxidante 373.4.3.2.1. Método DPPH (2,2- Difenil-1-picrilhidrazilo) 373.4.4. Caracterización sensorial 383.4.4.1. Técnica de perfil de sabor 384. ESTADO DEL ARTE 405. MATERIALES Y MÉTODOS 445.1. Elaboración de una cerveza artesanal tipo Sweet Stout empleando harina de batata y cacao como sustitutos parciales de la malta base, y panela como endulzante. 455.1.1. Ingredientes empleados en la elaboración de la cerveza artesanal 465.1.1.1. Agua 465.1.1.2. Maltas 465.1.1.3. Lúpulo 475.1.1.4. Levadura 475.1.1.5. Harina de batata 475.1.1.6. Cacao 475.1.1.7. Panela 475.2. Caracterización fisicoquímica de la cerveza artesanal elaborada. 485.2.1. Densidad 485.2.2. pH 485.2.3. Acidez total 485.2.4. Grados de alcohol 495.2.5. Capacidad y estabilidad espumante 495.2.6. Color (EBC) 495.2.7. Amargor (IBU) 505.3. Determinación del contenido fenólico y la capacidad antioxidante de la cerveza artesanal. 515.3.1. Contenido fenólico 515.3.2. Capacidad antioxidante. 525.4. Caracterización sensorial de la cerveza artesanal empleando la técnica de perfil de sabor. 546. RESULTADOS Y DISCUSIONES 566.1. Elaboración de una cerveza artesanal tipo Sweet Stout empleando harina de batata y cacao como sustitutos parciales de la malta base, y panela como endulzante. 566.2. Caracterización fisicoquímica de la cerveza artesanal elaborada 576.2.1. Densidad 576.2.2. pH 576.2.3. Acidez total 586.2.4. Grado de alcohol 586.2.5. Capacidad y estabilidad espumante 586.2.6. Color (EBC) 596.2.7. Amargor (IBU) 606.3. Evaluación del contenido fenólico y la capacidad antioxidante de la cerveza artesanal. 616.4. Caracterización sensorial de la cerveza empleando la técnica de perfil de sabor. 627. CONCLUSIONES 658. RECOMENDACIONES 669. BIBLIOGRAFÍA 67ANEXOS 80PregradoIngeniero(a) de AlimentosTrabajos de Investigación y/o Extensiónapplication/pdfspaUniversidad de CórdobaFacultad de IngenieríaBerástegui, Córdoba, ColombiaIngeniería de AlimentosCopyright Universidad de Córdoba, 2025https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Caracterización fisicoquímica, sensorial y antioxidante de una cerveza artesanal tipo “Sweet stout” elaborada con harina de batata (Ipomea Batatas), cacao (Theobroma cacao) y panelaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionAlfonso, Mónica. 2013. “ARTESANIAS DE COLOMBIA SUBGERENCIA DE DESARROLLO CENTROD DE DOCUMENTACIÓN E INVESTIGACIÓN ARTESANAL CENDAR TRAS LA MEMORIA DE ARTESANIAS, LA HISTORIA DEL SECTOR ARTESANAL COLOMBIANO”. 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Caracterización fisicoquímica, sensorial y antioxidante de una cerveza artesanal tipo “Sweet stout” elaborada con harina de batata (Ipomea Batatas), cacao (Theobroma cacao) y panela

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