Ozonización en fase acuosa de cebada cervecera : efecto en la incidencia de Fusarium graminearum y en parámetros de germinabilidad de los granos

• Autores: Zuluaga Calderón, Bibiana
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Coronel, María Bernarda
• Materia: CEBADA CERVECERA; MALTA; CERVEZA; FUSARIUM GRAMINEARUM; OZONO; CAPACIDAD GERMINATIVA; ETAPAS DEL MALTEADO; MALTING BARLEY; MALT; BEER; FUSARIUM GRAMINEARUM; OZONE; GERMINATIVE CAPACITY; MALTING STAGES
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La cebada cervecera es la materia prima en la elaboración de malta, la cual, a su vez, es uno de los ingredientes principales en la producción de cerveza. Los granos de cebada cervecera comúnmente se encuentran contaminados por esporas de diferentes especies fúngicas. En ciertas etapas del proceso de malteado (remojo – germinación), las condiciones resultan favorables para el desarrollo fúngico, el cual afecta negativamente a la calidad de la malta y también de la cerveza. Para abordar este problema se propuso al ozono, tecnología emergente y ambientalmente amigable, como alternativa a los procesos tradicionales de descontaminación. Así, el objetivo general de esta tesis fue el estudio del efecto de la aplicación de ozono en fase acuosa sobre la descontaminación de granos de cebada cervecera inoculada artificialmente con el moho Fusarium graminearum, y la evaluación del impacto de los tratamientos de ozonización sobre parámetros de germinabilidad de la cebada, en relación con su aptitud para el malteado. Los tratamientos se realizaron a 20 °C en una y en tres etapas, en una columna de burbujeo en la que se ozonizaron las muestras de cebada sumergidas en agua. Los tiempos de tratamiento fueron de 5, 15, 30, 45 y 60 minutos (en una etapa) y de 45 minutos (en tres etapas). En el estudio de la inactivación fúngica, se evaluó el porcentaje de granos infectados, incubados tanto a la temperatura óptima de desarrollo de F. graminearum (25 °C), como a dos temperaturas a las que puede llevarse a cabo la etapa de germinación en el proceso de malteado (15 y 20 °C). Por otra parte, en muestras de cebada no inoculadas, se evaluaron la capacidad germinativa, la energía germinativa y la sensibilidad al agua de los granos tratados. Finalmente, se determinó la humectación de los granos alcanzada en los tratamientos, en relación con el contenido de agua necesario para el inicio de la germinación. Los tratamientos en una etapa fueron de utilidad para la selección del tiempo de tratamiento en tres etapas (45 min). La ozonización en tres etapas redujo significativamente el porcentaje de granos infectados por F. graminearum desde el 100% (muestras control) al 47%, 81% y 78% en las tres temperaturas de incubación (15, 20 y 25 °C, respectivamente). Los tratamientos no afectaron significativamente la capacidad germinativa y la energía germinativa, resultando en un 100% y 98%, respectivamente, mientras que la sensibilidad al agua se redujo del 19 al 11%. Los granos tratados en tres etapas alcanzaron la humedad del 42% (b. h.) necesaria para iniciar la etapa de germinación en un tiempo total de tratamiento 2,25 h. El tiempo necesario para la humectación de los granos, en este caso, resultó mucho menor que el requerido en las etapas de remojo industriales (36-52 h). Los tratamientos en etapas propuestos en esta tesis fueron efectivos para reducir la contaminación de F. graminearum en cebada cervecera sin afectar significativamente la capacidad de germinación de los granos. Puesto que no se logró la inactivación completa del moho, se propone profundizar los estudios involucrando otros factores antimicrobianos en combinación con el ozono para alcanzar mayores reducciones de la incidencia fúngica, conservando la aptitud de la cebada para el malteado.
Malting barley is the raw material in the manufacture of malt, which, in turn, is one of the main ingredients in the production of beer. Barley grains are commonly contaminated by spores of different fungal species. At certain stages of the malting process, such as steeping and germination, conditions are favourable for fungal development, which negatively affects the quality of malt and also beer. To address this problem, ozone, an emerging and environmentally friendly technology, was proposed as an alternative to traditional decontamination processes. Thus, the general objective of this thesis was the study of the effect of the application of ozone in aqueous phase on the decontamination of barley grains artificially inoculated with the mould Fusarium graminearum, and the assessment of the impact of ozonation treatments on the germination parameters of the barley, in relation to its suitability for malting. Treatments were carried out at 20 °C in one and three stages: barley samples were ozonised in a bubble column that contained water. Treatment times were 5, 15, 30, 45 and 60 minutes (one-stage treatments) and 45 minutes (multi-stage treatments). In the study of fungal inactivation, the percentage of infected grains was evaluated at three temperatures: treated grains were incubated at the optimal temperature of development of F. graminearum (25 °C), and at two temperatures at which the germination stage can take place in the malting process (15 and 20 °C). On non-inoculated barley samples, the germination capacity, germinative energy and water sensitivity of the treated grains were evaluated. Finally, the grains ́ water uptake achieved throughout the treatments was determined, in relation to the moisture content necessary for the start of germination. One-stage treatments were useful for selecting the treatment duration of the multi-stage treatments (45 min). Multi-stage ozonation significantly reduced the percentage of grains infected with F. graminearum from 100% (control samples) to 47%, 81% and 78% at the three incubation temperatures (15, 20 and 25 °C, respectively). Treatments did not significantly affect germination capacity and germinative energy (100% and 98%, respectively), and water sensitivity was reduced from 19 to 11%. Multi-stage treated grains reached the moisture content of 42% (wet basis) necessary to initiate the germination stage in a total treatment time of 2.25 h. In this case, the period of time needed for water uptake was much shorter than the employed in the industrial steeping stages (36-52 h). The multi-stage treatments proposed in this thesis were effective in reducing F. graminearum's incidence in malting barley without significantly affecting the germination capacity of the grains. Since the complete inactivation of the mould was not achieved, further studies are proposed, in which other antimicrobial factors are used in combination with ozone in order to achieve greater reductions in fungal incidence while maintaining barley's suitability for malting.
Fil: Zuluaga Calderón, Bibiana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.