IBU: Su Estimación y Limitaciones

La mentira del IBU estimado: porque los valores de la pizarra son un verso…

Este artículo empieza por detallar cómo se estiman los IBU; es decir, las cuentas que realizan los software de maneja de recetas (BeerSmith, BrewTarget, etc.) para proveer un valor de IBU. A continuación, se presentan una serie de argumentos que elucidan la razón detrás de  la dispersión de valores de IBU observables en cualquier pizarra de bar multi-marca, en relación a lo que podemos percibir al probar los diferentes brebajes.

Se comienza por desmenuzar las posibles causas de error de las estimaciones (más allá del correcto empleo de las mismas). Luego, se estudian los errores y limitaciones intrínsecos al método de medición analítico realizado por un laboratorio siguiendo el protocolo establecido en (ASBC Methods of Analysis, Beer Method 23A: Bitterness units (International Method), 1968) y sus implicancias prácticas.

A lo largo de todo el texto se presenta la discusión sobre la diferencia entre un valor analítico de amargor y su correlación con la experiencia sensorial.

Métodos de Estimación

Existen varios métodos comúnmente empleados para la estimación de IBU, a saber: Tinseth (Tinseth, 1997), Rager (Rager, 1990), Garetz (Garetz, 1994), Daniels (Daniels, 2000), Mosher (Mosher, 1995), Noonan (Noonan, 2003). Todos se basan en comenzar por la siguiente ecuación (deducida a partir de la definición de IBU como ppm de iso-alfa-ácidos):

eqn8353

IBU busca medir las ppm de iso-alfa-ácidos, ergo se empieza por ver cuánto se agrega y en qué volumen, es decir el peso de lúpulo (W en miligramos) y el volumen (V en litros) de la cocción. Se debe ajustar según el aporte que efectivamente brinda la adición de lúpulo efectuada, que va a estar dado por el porcentaje de alfa-ácidos en el lúpulo (dado que no todo el peso del lúpulo provee amargor) y se representa como %A en la ecuación. Finalmente se debe considerar la eficiencia de la reacción de isomerización: la utilización que se espera obtener a partir de la adición, representado por %U.

De las variables presentes en la ecuación la desconocida es la utilización (%U), el resto dependerá de la receta, cocción y nuestros ingredientes. Para estimar %U todos los métodos toman un camino común: definen un valor base de utilización para un mosto «estándar» que depende únicamente del tiempo de hervor (es decir de cuánto tiempo se le provee a la reacción de isomerización) al cuál se extrapola a otras situaciones mediante factores de corrección. Para calcular el valor base de utilización, llamado %Uth, todo el resto utilizan tablas de búsqueda salvo por el modelo de Tinseth que utiliza una ecuación. Lo importante es comprender que los valores base de utilización se obtuvieron empíricamente por cada uno de los autores y por ende depende implícitamente al menos del equipo de cocción utilizado, la receta del mosto base, los ingredientes, la fermentación (levadura usada, tasa de inoculación, fermentadores, etc.)  y las condiciones ambientales. 

Dependiendo del método, se consideran algunos de los siguientes factores de corrección del cálculo de utilización, concebidos para poder extrapolar el valor de utilización base a una gama más amplia de situaciones. 

eqn1352 (6)

La siguiente tabla resume porque los distintos factores afectan al valor de IBU, es decir, a la reacción de isomerización:

FActores-estimacion-IBU
Tabla 1. Razones por la cuales determinados factores afectan el resultado la reacción de isomerización

Para un detalle pormenorizado de cada uno de los factores de corrección se recomienda la lectura de (Hall, 1997).

Aquí ya encontramos uno de los primeros culpables de la dispersión de IBU observable «en la cancha»: la elección del método de estimación.

A modo de ejemplo de la dispersión generada según la elección del método de estimación, el autor de (Hall, 1997) obtuvo valores entre 24 y 58 IBU cuando el ensayo analítico que realizó le indicó 45.5. 

Limitaciones de los Métodos de Estimación

Más allá de la variación obtenible según el método de estimación seleccionado, también se debe considerar cuán válidos son los valores de utilización base, obtenidos por los autores de los métodos. Como se explicó anteriormente todos los métodos están construidos sobre curvas (o tablas) de utilización que fueron obtenidas en un sistema en particular bajo ciertas condiciones. Dependiendo de cuánto se asemejen a una realidad de elaboración particular, será la diferencia entre los valores bases obtenidos y los que se obtendrían de realizar la misma experiencia de construcción de la tabla o curva base, en dicha fábrica. Por ejemplo, ninguno de los métodos considera el tiempo de whirlpool y enfriado, que a escala pequeña de homebrewer la isomerización que ocurra allí puede ser despreciable, pero a escala de cervecería artesanal nos encontraremos con otra realidad (Justus, 2018).

De hecho, la dependencia con el equipamiento concreto justifica en parte la dispersión de valores de utilización establecidos por cada autor. 

Además, se debe considerar qué factores de corrección considera cada método y qué valores se les asigna, ya que aunque las curvas de utilización fuesen las mismas los factores de corrección alterarían el estimado. Cabe preguntarse si los valores de corrección son representativos.  

Por último, cabe destacar que hay factores que alteran la reacción de isomerización que no son considerados por ningún método; por ejemplo, el pH que afecta tanto la velocidad de la reacción así como la solubilidad de los iso-alfa-ácidos en el mosto y en la cerveza, o la utilización de otros productos de lúpulo que no sean ni pellets ni flores (Jaskula et al., 2009). Por ende, introduciendo más fuentes de errores potenciales a la estimación. 

Limitaciones del Método Analítico

Comprendidas las posibles fuentes de dispersión introducidas por los métodos de estimación, consideraremos las limitaciones del método analítico de cálculo de IBU como reflejo del amargor percibido.  

Como se explicó en el artículo anterior sobre la historia del IBU:

  • el método de análisis no distingue entre compuestos de amargor provenientes de los iso-alfa-ácidos y ciertos otros (extraíbles por iso-octano y que afecten la lectura espectofotométrica)
  • el método espectofotométrico debió ser calibrado contra muestras de cerveza con concentraciones de iso-alfa-ácidos conocidos. 

La limitación presentada por no distinguir entre iso-alfa-ácidos y otros compuestos amargos es que no necesariamente todos tienen el mismo nivel de amargor, por ejemplo las humulinonas y los alfa-ácidos (sin isomerizar). Las humulinonas son el producto de la oxidación de los alfa-ácidos; se estima que son sólo 66% tan amargas que los iso-alfa-ácidos (Algazzali & Shellhammer, 2016), y están presentes en cervezas con dry-hops significativos (Maye, 2016) y en aquellas elaboradas con lúpulos deteriorados (Bishop, 1964). Además, cabe aclarar que tampoco hay acuerdo a si todos los homólogos de los iso-alfa-ácidos tienen el mismo nivel de amargor (Rigby, 1972) ni tampoco sus isomeros (Hughes & Simpson, 1996). 

En cuanto a los alfa-ácidos, cabe aclarar que se supone no afectan la percepción de amargor (Fritsch & Shellhammer, 2007) pero afectarán la medición de IBU ya que «el presente procedimiento [..] no es capaz de distinguir entre las humulonas y las isohumulonas» (Brenner, Vigilante, & Owades, 1956). En general la proporción de alfa-ácidos en una cerveza es despreciable, dada su baja solubilidad, excepto en cervezas con altas dosis de dry-hops dónde pueden afectar los valores obtenidos (Maye, 2016).

Por último queda contemplar que implicancias tienen las muestras utilizadas durante el proceso de calibración realizado hace más de 50 años cuando se estandarizó la medición de IBU. 

Según (Peacock, 2009), la calibración realizada tiene tres supuestos implícitos. El primero se relaciona con el estado de conservación de los lúpulos: asume que el 30% del amargor proviene de otros componentes que no son iso-alfa-ácidos. Para ello, se requiere haber utilizado,  durante el proceso de calibración, lúpulos que habían perdido del 30-50% de sus alfa-ácidos (dependiendo de la relación alfa/beta del lúpulo en cuestión) debido a oxidación. Esto es equivalente a utilizar lúpulos que han sido almacenados por largos períodos o en malas condiciones. Esto conlleva a la situación dónde la medición de una cerveza realizada con lúpulo «fresco» va a tener más iso-alfa-ácidos que lo que va a medir sus IBU.

El segundo supuesto es que todos los lúpulos poseen relaciones de alfa/beta similares (cuestión que es falsa). Esto tiene dos implicancias. La primera es que no todos lúpulos al envejecer dan niveles similares de amargor: ya que no se contempla que lúpulos con proporcionalmente más beta-ácidos van a contribuir más productos de oxidación que aportarán IBUs y que son amargos en relación a aquellos que posean proporcionalmente menos alfa-ácidos que también aportarán IBUs pero no son amargos. La segunda, es que los lúpulos super-alfa modernos tienen proporcionalmente un componente de ácido beta muy bajo, y por ende la contribución de dicha fracción al valor de IBU será menor: en desproporción con la relación que se asume en la ecuación de calibración. 

Por último asume que al deteriorarse los lúpulos su potencial de amargor no varía, o lo hace muy poco, por ende manteniéndose un valor de IBU casi constante independientemente del grado de oxidación del lúpulo usado. Esto se debe a que la medición «compensa» los iso-alfa-ácidos perdidos por sus productos de oxidación. Sin embargo, la percepción del amargor disminuye a medida que se utilizan lúpulos cada vez más deteriorados (Diffor, Whitney, & Rehberger, 1974).

Conclusión

En concreto podemos ver que es un método analítico de fondo inexacto para dar una respuesta a la pregunta «cuán amarga voy a percibir esa cerveza», dado que:

  • no desglosa la medición en los distintos compuestos que aportan amargor presentes en la cerveza
  • no considera la contribución relativa al amargor de los distintos compuestos
  • no considera otros compuestos que alteran la percepción del amargor como los polifenoles (Oladokun et al., 2016)
  • hace supuestos sobre las materias primas

Si bien no es posible llegar a un valor universalmente representativo del amargor debido a las diferencias en percepción de la población, la construcción de un método que contemple los distintos factores que lo constituyen, permitiría una escala contra la cuál cada uno podría calibrar su paladar. 

La complejidad de tal propuesta yace en que tanto el punto de vista químico (es decir los distintos compuestos percibidos como amargos) como el sensorial (la contribución relativa de cada compuesto de amargor y de los compuestos que dan la sensación de dulzor) deben ser considerados sin descuidar el método mismo de medición y la generación de modelos predictivos que permitan su estimación en papel.

Además, se debe evitar caer en el problema de no distinguir entre una unidad que no distinga entre la percepción del amargor y una medición analítica de factores que contribuyen o afectan al mismo.  Por ejemplo en  la medición de IBU se asumió que el único componente que daba amargor eran los iso-alfa-ácidos, y se ajustó la calibración a dicha hipótesis no previendo los supuestos tomados a la hora de realizar dicha calibración. Es interesante ver que esta situación se produjo por querer mantener una definición de IBU, que sólo versaba sobre los iso-alfa-ácidos, para compatibilizarla con otro protocolo de medición no específico pero necesario, debido al uso de lúpulos deteriorados en Europa y por ende privilegiado al medir amargor allí. 

En el ínterin, para las fábricas que puedan medir muestras internamente o estén dispuestas a justificar el cálculo se puede seguir un protocolo similar al llevado adelante por (Justus, 2018) para poder construir un esquema de predicción más certero del amargor.

Por otro lado y como si las limitaciones del método analítico no fuesen suficientes, está la práctica actual: utilizar ecuaciones de estimación desarrolladas en el contexto homebrewer (con las implicancias que esto conlleva) para poder estimar una medida de amargor desarrollada hace más de 50 años, que no contempla ni todas las sustancias de amargor presentes en la cerveza ni la realidad de las materias primas actuales, sin ningún ajuste con muestras analizadas analíticamente… y si, los IBU de la pizarra: no dicen nada!

Y esto sin considerar que para poder imaginar el impacto de la cifra de IBU deberíamos saber algo sobre cuán seca (o dulce) es la cerveza en cuestión. Si bien normalmente podemos encontrar el contenido alcohólico y el estilo que nos podrá dar una guía, sin conocer la relación BU:GU y la atenuación es difícil poder realmente tener una idea de como se van a «expresar» esos IBUs…

Referencias

Algazzali, V., & Shellhammer, T. (2016). Bitterness Intensity of Oxidized Hop Acids: Humulinones and Hulupones. Journal of the American Society of Brewing Chemists74(1), 36–43. https://doi.org/10.1094/asbcj-2016-1130-01

ASBC Methods of Analysis, Beer Method 23A: Bitterness units (International Method). (1968). St. Paul, MN: American Society of Brewing Chemists. doi: 10.1094/ASBCMethod-Beer-23

Bishop. (1964). The Measurement Of Bitterness In Beers. Journal of the Institute of Brewing70(6), 489–497. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.1964.tb06354.x

Brenner, M. W., Vigilante, C., & Owades, J. L. (1956). A Study of Hop Bitters (Isohumulones) in Beer. Proceedings. Annual Meeting – American Society of Brewing Chemists14(1), 48–61. https://doi.org/10.1080/00960845.1956.12006476

Daniels, R. (2000). Designing great beers : the ultimate guide to brewing classic beer styles. Boulder, Colo.: Brewers Publications.

Diffor, D. W., Whitney, D. W., & Rehberger, A. J. (1974). The Effects of Hop Oxidation Products on the Measurement of Bitterness in Wort and Beer. Proceedings. Annual Meeting – American Society of Brewing Chemists32(1), 16–20. https://doi.org/10.1080/00960845.1974.12031243

Fritsch, A., & Shellhammer, T. H. (2007). Alpha-Acids Do Not Contribute Bitterness to Lager Beer. Journal of the American Society of Brewing Chemists65(1), 26–28. https://doi.org/10.1094/asbcj-2007-0111-03

Garetz, M. (1994). Using hops : the complete guide to hops for the craft brewer. Danville, Ca.: Hoptech.

Hall, M. L. (1997). What’s Your IBU. Zymurgy20(Special Issue 4), 54–67.

Hughes, P. S., & Simpson, W. J. (1996). Bitterness of Congeners and Stereoisomers of Hop-Derived Bitter Acids Found in Beer. Journal of the American Society of Brewing Chemists54(4), 234–237. https://doi.org/10.1094/asbcj-54-0234

Jaskula, B., Goiris, K., Van Opstaele, F., De Rouck, G., Aerts, G., & De Cooman, L. (2009). Hopping Technology in Relation to α-Acids Isomerization Yield, Final Utilization, and Stability of Beer Bitterness. Journal of the American Society of Brewing Chemists67(1), 44–57. https://doi.org/10.1094/asbcj-2009-0106-01

Justus, A. (2018). Tracking IBU Through the Brewing Process: The Quest for Consistency. MBAA Technical Quarterly55(3). https://doi.org/10.1094/tq-55-3-1205-01

Maye, J. P. (2016). Dry Hopping and Its Effects on the International Bitterness Unit Test and Beer Bitterness. MBAA Technical Quarterly53(3). https://doi.org/10.1094/tq-53-3-0808-01

Mosher, R. (1995). The brewer’s companion : a source-book for the small-scale brewer. Seattle, Wash.: Alephenalia Publications.

Noonan, G. J. (2003). New brewing lager beer : the most comprehensive book for home- and microbrewers. Boulder, Colo.: Brewers Publications.

Oladokun, O., Tarrega, A., James, S., Smart, K., Hort, J., & Cook, D. (2016). The impact of hop bitter acid and polyphenol profiles on the perceived bitterness of beer. Food Chemistry205, 212–220. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.03.023

Peacock, V. (2009). The International Bitterness Unit, its creation and what it measures. Hop Flavor and Aroma: Proceedings of the 1st International Brewers Symposium, 157–166. ASBC/MBAA.

Rager, J. (1990). Calculating Hop Bitterness in Beer. Zymurgy13(Special Issue 4), 53–54.

Rigby, F. L. (1972). A Theory on the Hop Flavor of Beer. Proceedings. Annual Meeting – American Society of Brewing Chemists30(1), 46–50. https://doi.org/10.1080/00960845.1972.12005959

Tinseth, G. (1997). Glenn’s Hop Utilization Numbers. Retrieved from THE HOP PAGE website: http://www.realbeer.com/hops/research.html

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