Maltage et germination du malt par ultrasons

Informations sur l’orge et le malt

Le processus de maltage

Pendant le maltage, le grain de céréale germe et le processus comporte trois étapes : le trempage, la germination et le touraillage. Pendant le trempage, de l’eau est ajoutée aux grains, ce qui active les enzymes. Le trempage conventionnel dure 1–2 jours. Après 1–2 jours, les grains d’orge ont atteint une teneur en eau de 40–45%. À ce stade, l’orge est retirée de l’eau de trempage et la germination commence.
Pendant la germination, plusieurs enzymes sont produites ou activées ; elles sont ensuite essentielles lors de l’empâtage. Les β-glucanes sont dégradés par l’endo-β-1,4-glucanase et l’endo-β-1,3-glucanase. L’endo-β-1,4-glucanase est déjà présente dans l’orge, tandis que l’endo-β-1,3-glucanase n’est présente que dans le malt. Comme les β-glucanes forment des gels et peuvent ainsi entraîner des problèmes de filtration, une teneur élevée en β-glucanase et une faible teneur en β-glucane sont souhaitables dans le malt. La teneur en amidon diminue et la teneur en sucres augmente pendant la germination ; l’amidon est dégradé par l’α-amylase et la β-amylase. L’orge ne contient pas d’α-amylase ; celle-ci est produite pendant la germination, tandis que la β-amylase est déjà présente dans l’orge. Les protéines sont également dégradées pendant la germination. Les peptidases dégradent 35 – 40 % des protéines en substances solubles. Après 5 à 6 jours, la germination est terminée et les processus vitaux sont inactivés par le touraillage. Pendant le touraillage, l’eau est éliminée en faisant passer de l’air chaud à travers le malt. Cela arrête la germination et les modifications, tandis que des composés responsables de la couleur et des arômes se forment par les réactions de Maillard.

Enzymes dans les processus de maltage et de brassage

Les enzymes les plus importantes pour l’hydrolyse de l’amidon de l’orge sont l’α-amylase et la β-amylase, qui catalysent l’hydrolyse de l’amidon en sucres. L’amylase dégrade les polysaccharides, à savoir l’amidon, en maltose. La β-amylase est présente sous une forme inactive avant la germination, tandis que l’α-amylase et les protéases apparaissent une fois la germination commencée. Comme l’α-amylase peut agir en tout point du substrat, elle tend à agir plus rapidement que la β-amylase. La β-amylase catalyse l’hydrolyse de la deuxième liaison glycosidique α-1,4, en détachant simultanément deux unités de glucose / du maltose.
D’autres enzymes, comme les protéases, décomposent les protéines du grain en formes utilisables par les levures. Selon le moment où le maltage est arrêté, on obtient un rapport amidon / enzymes souhaité et un amidon partiellement transformé en sucres fermentescibles. Le malt contient également de petites quantités d’autres sucres, tels que le saccharose et le fructose, qui ne sont pas des produits de la modification de l’amidon, mais étaient déjà présents dans le grain. La transformation en sucres fermentescibles se poursuit pendant l’empâtage.

Hydrolyse de l’amidon

Pendant l’hydrolyse enzymatique, les enzymes catalysent le processus de saccharification, ce qui signifie que les glucides (l’amidon) sont décomposés en molécules de sucre qui les constituent. Par hydrolyse, la ressource énergétique (l’amidon) est transformée en sucres consommés par le germe pour sa croissance.

Protéines de l’orge

L’orge a une teneur en protéines de 8 à 15%. Les protéines de l’orge contribuent de manière essentielle à la qualité du malt et de la bière. Les protéines solubles sont importantes pour la tenue et la stabilité de la mousse de la bière.

Arabinoxylanes et β-glucane dans l’orge

Les arabinoxylanes et le β-glucane sont des fibres alimentaires solubles. Les extraits de malt peuvent contenir des teneurs élevées en arabinoxylanes, susceptibles d’entraîner des difficultés de filtration, car les extraits visqueux peuvent considérablement dégrader les performances des procédés de brassage. Lors du brassage, une teneur élevée en β-glucane dans l’orge peut entraîner une dégradation insuffisante des parois cellulaires, ce qui entrave à son tour la diffusion des enzymes, la germination et la mobilisation des réserves du grain, et réduit ainsi l’extrait de malt. Le β-glucane résiduel peut également rendre le moût très visqueux, entraînant un problème de filtration en brasserie, et peut intervenir pendant la maturation de la bière en provoquant un trouble au froid. Les arabinoxylanes se trouvent dans les parois cellulaires de l’orge, de l’avoine, du blé, du seigle, du maïs, du riz, du sorgho et du millet. L’extractibilité des arabinoxylanes et du β-glucane est considérablement accrue par la sonication.

Antioxydants dans l’orge

L’orge contient plus de 50 proanthocyanidines, notamment des flavan-3-ols oligomériques et polymériques, de la catéchine et de la gallocatéchine. La proanthocyanine B3 dimérique et la procyanidine B3 sont les plus abondantes dans l’orge.
Les antioxydants sont connus pour leur capacité à retarder ou à prévenir les réactions d’oxydation et les réactions des radicaux libres de l’oxygène, ce qui les rend importants dans les processus de maltage et de brassage. Les antioxydants (par exemple les sulfites, le formaldéhyde et l’ascorbate) sont utilisés comme additifs lors du brassage afin d’améliorer la stabilité aromatique de la bière. Environ 80% des composés phénoliques de la bière proviennent du malt d’orge.