Ultrahangos malátázás és malátacsíráztatás

Tudnivalók az árpáról és a malátáról

A malátázási folyamat

A malátázás során a gabonaszem kicsírázik; a folyamat három lépésből áll: áztatásból, csíráztatásból és aszalásból. Az áztatás során vizet adnak a szemekhez, ami aktiválja az enzimeket. A hagyományos áztatás 1–2 napot vesz igénybe. Az árpaszemek 1–2 nap elteltével elérik a 40–45%-os víztartalmat. Ekkor az árpát eltávolítják az áztatóvízből, és megkezdődik a csírázás.
A csírázás során több olyan enzim képződik vagy aktiválódik, amelyek később a cefrézésben nélkülözhetetlenek. A β-glükánokat az endo-β-1,4-glükanáz és az endo-β-1,3-glükanáz bontja le. Az endo-β-1,4-glükanáz már az árpában is jelen van, az endo-β-1,3-glükanáz azonban csak a malátában található meg. Mivel a β-glükánok gélt képeznek, és emiatt szűrési problémákat okozhatnak, a malátában magas β-glükanáz-tartalom és alacsony β-glükán-tartalom kívánatos. A csírázás során a keményítőtartalom csökken, a cukortartalom pedig nő, és a keményítőt az α-amiláz és a β-amiláz bontja le. Az árpában nincs α-amiláz; ez a csírázás során termelődik, míg a β-amiláz már az árpában is jelen van. A csírázás során a fehérjék is lebomlanak. A peptidázok a fehérjék 35 – 40 %-át oldható anyagokká bontják le. A csírázás 5–6 nap elteltével befejeződik, és az életfolyamatokat aszalással inaktiválják. Az aszalás során a malátán forró levegőt vezetnek át, és ezzel eltávolítják a vizet. Ez leállítja a csírázást és az átalakulásokat, helyettük pedig Maillard-reakciók révén szín- és ízanyagok képződnek.

Enzimek a malátázási és sörfőzési folyamatban

Az árpában lévő keményítő hidrolízisének legfontosabb enzimei az α-amiláz és a β-amiláz, amelyek katalizálják a keményítő cukrokká történő hidrolízisét. Az amiláz a poliszacharidokat, nevezetesen a keményítőt, maltózzá bontja le. A β-amiláz a csírázás előtt inaktív formában van jelen, míg az α-amiláz és a proteázok a csírázás megindulásakor jelennek meg. Mivel az α-amiláz a szubsztrát bármely pontján képes hatni, általában gyorsabban hat, mint a β-amiláz. A β-amiláz a második α-1,4-glikozidos kötés hidrolízisét katalizálja, egyszerre két glükózegységet / maltózt hasítva le.
Más enzimek, például a proteázok, a gabona fehérjéit az élesztő által hasznosítható formákra bontják le. Attól függően, hogy mikor állítják le a malátázási folyamatot, a kívánt keményítő / enzim arány érhető el, és a keményítő részben erjeszthető cukrokká alakul. A maláta kis mennyiségben más cukrokat is tartalmaz, például szacharózt és fruktózt, amelyek nem a keményítő átalakulásának termékei, hanem már eredetileg is jelen voltak a gabonában. Az erjeszthető cukrokká történő további átalakulás a cefrézés során valósul meg.

A keményítő hidrolízise

Az enzimatikus hidrolízis során az enzimek katalizálják a cukrosítási folyamatot, ami azt jelenti, hogy a szénhidrátok (keményítő) az őket alkotó cukormolekulákra bomlanak. A hidrolízis révén az energiaforrás (keményítő) cukrokká alakul, amelyeket a csíra a növekedéséhez használ fel.

Fehérjék az árpában

Az árpa fehérjetartalma 8–15%. Az árpa fehérjéi alapvetően hozzájárulnak a maláta és a sör minőségéhez. Az oldható fehérjék fontosak a sör habtartó képessége és habstabilitása szempontjából.

Arabinoxilánok és β-glükán az árpában

Az arabinoxilánok és a β-glükán oldható élelmi rostok. A malátakivonatok nagy mennyiségű arabinoxilánt tartalmazhatnak, ami szűrési nehézségeket okozhat, mivel a viszkózus kivonatok jelentősen ronthatják a sörfőzési folyamatok teljesítményét. A sörfőzési folyamatban az árpa magas β-glükán-tartalma a sejtfalak elégtelen lebontásához vezethet, ami akadályozza az enzimek diffúzióját, a csírázást és a gabonaszem tartalékainak mobilizálását, ezáltal pedig csökkenti a malátából kinyerhető extraktum mennyiségét. A visszamaradó β-glükán erősen viszkózus sörlevet is eredményezhet, ami szűrési problémát okoz a sörfőzdében, és a sör érlelése során is szerepet játszhat, hidegzavarosodást okozva. Arabinoxilánok találhatók az árpa, a zab, a búza, a rozs, a kukorica, a rizs, a cirok és a köles sejtfalaiban. Az ultrahangos kezelés jelentősen növeli mind az arabinoxilánok, mind a β-glükán extrahálhatóságát.

Antioxidánsok az árpában

Az árpa több mint 50 proantocianidint tartalmaz, köztük oligomer és polimer flavan-3-olt, katechint és gallokatechint. Az árpában a dimer proantocianin B3 és a procianidin B3 fordul elő a legnagyobb mennyiségben.
Az antioxidánsok ismerten képesek késleltetni vagy megelőzni az oxidációs reakciókat és az oxigén-szabadgyökök reakcióit, ezért fontosak a malátázási és sörfőzési folyamatban. Az antioxidánsokat (pl. szulfitokat, formaldehidet, aszkorbátot) adalékanyagként használják a sörfőzési folyamatban a sör ízstabilitásának javítására. A sörben található fenolos vegyületek mintegy 80%-a árpamalátából származik.