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El género Agave, que significa “noble” en
griego, fue descrito por primera vez por Linneo en 1753. Las plantas de agave,
que se confunden generalmente con los cactus, pertenecen a la familia de Agavaceae;
algunas tienen troncos definidos, pero la mayoría carecen de tronco. La
distribución extendida de cerca de 300 especies, combinado con el hecho de que
las plantas requieren aproximadamente de 8 a 12 años para madurar e hibridar
fácilmente, hacen el estudio taxonómico y filogenético del género Agave
extremadamente complicado. Y es que la familia de Agavaceae incluye 20
géneros y cerca de 300 especies, de las cuales cerca de 200 se encuentran en
México. De entre todas ellas, el agave azul es el único entre cientos de
especies de Agavaceae apropiado para producir tequila debido a su alta
concentración en inulina y bajo contenido en fibra, y también por los
compuestos químicos presentes en la planta, que contribuyen al sabor y aroma
finales del tequila, dando a la bebida sus características particulares. Se ha
intentado usar otras especies de agave para producir tequila en otros estados
del país, sin éxito.
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Por eso, y siguiendo con la serie comenzada de Para el
fin de semana: un poco de ron; y sidrina, vamos a seguir con la mala costumbre
de explicar cómo se hacen las bebidas alcohólicas; y hoy le ha tocado el
turno al tequila mexicano, que se obtiene por destilación del zumo fermentado a
partir de la planta agave (Agave tequilanu Weber var. azul). La
fermentación se produce por cepas de Saccharomyces cerevisiae. Por
encima del 49% (en peso) de los azúcares provienen de una fuente distinta al
agave, normalmente la caña de azúcar.
Se piensa que la palabra tequila proviene de la
tribu de los ticuilas que tiempo atrás habitaban en la ladera de un volcán
situado cerca de la ciudad de Tequila y que llevaría el mismo nombre. Otro posible
origen es la palabra ‘nahuatl’ tequitl que significa trabajo o empleo, y
la palabra rlan, que significa lugar, de manera que tequila
vendría a ser ‘lugar en el que este trabajo o labor se hace’. La información
más antigua que revela la existencia del agave y sus diferentes usos es
anterior a los españoles, y aparece en muchos códices preservados hasta la
época actual.
El primer proceso de producción de tequila con
intención comercial tiene lugar en la ciudad de Tequila alrededor de finales
del siglo XVIII. Los principales consumidores eran los habitantes de las zonas
de minería localizadas en el estado de Jalisco. Los españoles trataron de
suprimir el consumo de tequila a través de un decreto firmado por Carlos III en
el que se prohibía la venta y producción de tequila (ya que competía con el
brandy y otras bebidas importadas de España), bajo el pretexto de que provocaba
enfermedades. El gobierno de la región promulgó más tarde un decreto que
imponía una tasa al tequila y por tanto, se permitía su venta en toda la Nueva
España.
El agave azul se cultiva en el estado de Jalisco en
dos regiones con el clima y la composición del suelo adecuadas para su
crecimiento. Los cultivos celulares de agave son una nueva biotecnología, aún
en etapa experimental, que no se emplea comercialmente por la baja
disponibilidad de técnicos preparados y de instalaciones de laboratorio para pequeños
productores. Aunque ya hay resultados positivos de estos cultivos,
desafortunadamente, estas nuevas plantas requerirán más tiempo antes de que
puedan usarse en el campo.
Las hojas del agave se cortan por la base y se dejan
en el campo para reciclar nutrientes. Las plantas recolectadas, libres de
hojas, se transportan a la destilería. Solo las mejores plantas,
principalmente, aquellas de buen tamaño y alta concentración en inulina (medida
como azúcares reductores) se recolectan. La composición del agave varía
estacionalmente, pero la media podría ser como sigue (base húmeda): azúcares
reductores 27% (v/v), pH 5,2, y mosto 0,572 mL/g. Cualquier proceso de
producción tiene las siguientes etapas, en las que está siempre presente la
química: (1) cocción, (2) molienda, (3) fermentación, y (4) destilación.
La cocción del agave sirve para producir la
hidrólisis de la inulina y otros compuestos de la planta para liberar
azúcares, principalmente fructosa, gracias al bajo pH (4,5) y las altas
temperaturas. En segundo lugar, algunos de estos azúcares se caramelizan y se
producen otros compuestos que contribuyen significativamente al aroma y sabor
del tequila. Finalmente lo que se obtiene de la cocción del agave tiene una
consistencia que facilita la operación de molienda.
En la etapa de molienda, el agave cocido pasa a
través de una cuchilla (excepto en las fábricas que hacen esta operación antes
de la cocción), y mediante una combinación de molienda y extracción de agua, se
extraen los azúcares. El zumo de la molienda se mezcla con el jarabe obtenido
de la etapa de cocción y con la solución de azúcares (si el tequila que se
obtiene no es 100% agave), y finalmente se bombea dentro del fermentador.
La etapa de molienda genera un subproducto llamado
bagazo, que representa alrededor del 40% del peso total del agave molido (en
base húmeda). Este bagazo está compuesto por celulosa, hemicelulosa, lignina,
pectinas, azúcares residuales, y otros compuestos. Si se mezcla con arcilla,
puede usarse para hacer ladrillos. Además, se ha intentado recuperar sus
componentes (celulosa, hemicelulosa, y pectinas) usando reactores de alta
eficiencia termoquímicos, o incluso obtener furfural, o enzimas (celulasa y
pectinasa).
Para la fermentación, hay compañías que no
inoculan una cepa específica de levadura S. cerevisiae y permiten que el
proceso se lleve a cabo por fermentación natural. Otras inoculan el mosto con
levadura de panadería o bien con extractos comerciales de levadura, para
conseguir poblaciones iniciales de 20 a 50 células por mililitro. Los extractos
se preparan originalmente para la producción de vino, cerveza, whisky, o pan y a veces la calidad del tequila
obtenido con ellas no es satisfactorio. Para alcanzar altos rendimientos y
mantener constante la calidad del tequila, algunas empresas usan cepas de
levaduras aisladas de la fermentación natural del zumo de agave cocido con
algunos nutrientes añadidos y usando condiciones especiales como alta
concentración de azúcar y temperatura. Estas cepas aisladas y seleccionadas de
levaduras se guardan en colecciones de cultivo microbiano nacionales.
Una vez que el mosto tiene los nutrientes requeridos y
su temperatura está alrededor de 30ºC, se inocula con un 5-10% en volumen
de cultivo de S. cerevisiae. Si no se inocula, la fermentación puede
alargarse hasta 7 días, pero con el inóculo la fermentación estará en un
intervalo de 20 h la más rápida a 3 días la más lenta.
La producción de alcohol etílico por levaduras está
asociada también con la producción de muchos compuestos de fermentación que
contribuyen al sabor final del tequila, ya sean compuestos organolépticos o sus
precursores. La producción de etanol puede detectarse prácticamente desde el
comienzo por una caída de pH de 4,5 a 3,9. El contenido en alcohol al final de
la fermentación queda entre 4 y 9% v/v. Las pérdidas de alcohol pueden ser
significativas porque los tanques de fermentación están abiertos, y permiten la
evaporación de alcohol. La temperatura de fermentación puede exceder los 40ºC,
provocando que se acabe la fermentación y haciendo etanol y compuestos que
afectan a la calidad del tequila.
No solo hay levaduras en los tanques de
fermentación... El tamaño de la flora bacteriana depende de varios factores:
crecimiento bacteriano durante la propagación de levaduras, abundancia de
bacterias en la materia prima, y los estándares de higiene de la destilería. No
hay duda de que la actividad de estas bacterias contribuye a las
características organolépticas del tequila. De vez en cuando, el tamaño de la
población bacteriana en el mosto de fermentación puede ser superior, en cuyo
caso las bacterias consumen azúcares, reduciendo el rendimiento de etanol y a
veces excretando compuestos indeseables.
Por último, la destilación sirve para separar y
concentrar el alcohol a partir del mosto fermentado. El sistema de destilación
más empleado en la industria del tequila siguen siendo los alambiques y
columnas de rectificación. El diseño más simple consiste en un hervidor con el
mosto fermentado, un serpentín de vapor, y un condensador o plato
intercambiador de calor. Los hervidores están hechos frecuentemente de cobre
que “fija”, los compuestos que contienen azufre y que suelen ser volátiles y
malolientes. La destilación usando hervidores se lleva a cabo en dos etapas. En
primer lugar, el mosto fermentado se destila para incrementar la concentración
de alcohol de 20 a 30% en volumen, separando la primera fracción de cabeza y la
última de cola. En general las cabezas son ricas en compuestos de bajo punto de
ebullición como acetaldehído, acetato de etilo, metanol, 1-propanol,
2-propanol, 1-butanol y 2-metilpropanol que dan un sabor y gusto agradable al
tequila. Las colas contienen compuestos de alto punto de ebullición como
alcohol isoamílico, alcohol amílico, 2-furaldehído, ácido acético y lactato de
etilo, dando un sabor y tacto fuerte al tequila, y cuando la concentración está
por encima de 0,5 mg/mL el producto final es desagradable. En la segunda etapa,
el líquido obtenido de la primera se destila otra vez, para obtener un producto
final.
Las principales áreas de mejoramiento del tequila
actual son 1) el desarrollo de nuevas variedades de agave resistente a las
plagas o a ambientes extremadamente secos, con mayor contenido en inulina y
bajo contenido en cera; 2) mecanización del cultivo y cosecha del agave (que
actualmente se hace a mano); 3) optimización de las etapas de cocción y
fermentación para mejorar rendimientos y reducir la cantidad de residuo; 4) la
selección de cepa de levaduras y mejoramiento de los mostos fermentados; y 5)
alternativas de bajo coste para el tratamiento de residuos, principalmente del
bagazo. Y como podéis ver la ciencia, en concreto la química, bioquímica,
microbiología, y nutrición tienen que decir bastante al respecto. ¡Buen fin de
semana! Cuando bebas, brinda a la salud del científico de a pie ;)
1) Este post participa en el XXIV Carnaval de la Química alojado en el blog el
zombi de Schrödinger,
2)
También, si le parece que encaja al organizador, en la III Edición del Carnaval de la Nutrición alojado por Casa Scientia
3) Este post participa en el Carnaval de Biología edición
especial micro-BioCarnaval, en la sección SEM, categoría estudiante
de doctorado, que hospeda @Raven_neo
en su blog Micro Gaia
Referencias bibliográficas
Cedeño,
M. (1995). Tequila Production Critical Reviews in Biotechnology, 15 (1),
1-11 DOI: 10.3109/07388559509150529
ACTUALIZACIÓN 16-07-2013: Dolores Bueno (@Ununcuadio)ganó en la categoría C al ser la única participante.
