Maltazione a ultrasuoni e germinazione del malto

Fatti sull'orzo & malto

Il processo di maltazione

La maltazione prevede tre fasi: la macerazione, la germinazione e l'essiccazione. Durante la macerazione, ai chicchi viene aggiunta acqua che attiva gli enzimi. La macerazione convenzionale dura 1-2 giorni. Dopo 1-2 giorni i chicchi d'orzo hanno raggiunto un contenuto d'acqua del 40-45%. A questo punto, l'orzo viene rimosso dall'acqua di macerazione e inizia la germinazione.
Durante la germinazione si formano o si attivano diversi enzimi, che in seguito nel processo di ammostamento sono essenziali. I β-glucani vengono scomposti dall'endo-β-1,4-glucanasi e dall'endo-β-1,3-glucanasi. L'endo-β-1,4-glucanasi è già presente nell'orzo, ma l'endo-β-1,3-glucanasi è presente solo nel malto. Poiché i β-glucani formano gel e possono quindi causare problemi di filtrazione, nel malto è auspicabile un alto contenuto di β-glucanasi e un basso contenuto di β-glucano. Il contenuto di amido diminuisce e quello di zucchero aumenta durante la germinazione e l'amido viene degradato da α-amilasi e β-amilasi. Nell'orzo non è presente l'α-amilasi, che viene prodotta durante la germinazione, mentre la β-amilasi è già presente nell'orzo. Anche le proteine vengono degradate durante la germinazione. Le peptidasi degradano il 35-40% delle proteine in materiale solubile. Dopo 5-6 giorni la germinazione è completata e i processi vitali vengono inattivati dall'essiccazione. Nel processo di essiccazione l'acqua viene rimossa facendo passare aria calda attraverso il malto. In questo modo si interrompono la germinazione e le modificazioni, mentre si formano composti colorati e aromatici per effetto delle reazioni di Maillard.

Gli enzimi nella maltazione & Processo di produzione della birra

Gli enzimi più importanti per l'idrolisi dell'amido nell'orzo sono l'α-amilasi e la β-amilasi, che catalizzano l'idrolisi dell'amido in zuccheri. L'amilasi degrada i polisaccaridi, in particolare l'amido, in maltosio. La β-amilasi è presente in forma inattiva prima della germinazione, mentre l'α-amilasi e le proteasi compaiono a germinazione iniziata. Poiché l'α-amilasi può agire in qualsiasi punto del substrato, tende ad avere un'azione più rapida rispetto alla β-amilasi. La β-amilasi catalizza l'idrolisi del secondo legame glicosidico α-1,4, scindendo due unità di glucosio/maltosio in una sola volta.
Altri enzimi, come le proteasi, scompongono le proteine del grano in forme utilizzabili dal lievito. A seconda del momento in cui il processo di maltazione viene interrotto, si ottiene un rapporto preferenziale tra amido ed enzimi e una parziale conversione dell'amido in zuccheri fermentabili. Il malto contiene anche piccole quantità di altri zuccheri, come il saccarosio e il fruttosio, che non sono prodotti della modificazione dell'amido ma erano già presenti nel chicco. L'ulteriore conversione in zuccheri fermentabili avviene durante il processo di ammostamento.

Idrolisi dell'amido

Durante l'idrolisi enzimatica, gli enzimi catalizzano il processo di saccarificazione, il che significa che i carboidrati (amido) vengono scissi nelle molecole di zucchero che li compongono. Con l'idrolisi, la risorsa energetica (amido) viene convertita in zuccheri che vengono consumati dal germe per la crescita.

Proteine nell'orzo

L'orzo ha un contenuto proteico compreso tra l'8 e il 15%. Le proteine dell'orzo contribuiscono essenzialmente alla qualità del malto e della birra. Le proteine solubili sono importanti per la ritenzione e la stabilità della testa della birra.

Arabinoxilani e β-glucano nell'orzo

Gli arabinoxilani e il β-glucano sono fibre alimentari solubili. Gli estratti di malto possono contenere alti livelli di arabinoxilani che possono causare difficoltà durante la filtrazione, poiché gli estratti viscosi possono deteriorare significativamente le prestazioni dei processi di birrificazione. Per il processo di birrificazione, un elevato contenuto di β-glucano nell'orzo può portare a un'insufficiente degradazione delle pareti cellulari, che a sua volta ostacola la diffusione degli enzimi, la germinazione e la mobilitazione delle riserve del chicco, riducendo così l'estratto di malto. Il β-glucano residuo può anche portare a un mosto altamente viscoso, causando un problema di filtrazione in birreria, e può partecipare alla maturazione della birra, causando chill haze. Gli arabinoxilani si trovano nelle pareti cellulari di orzo, avena, grano, segale, mais, riso, sorgo e miglio. L'estraibilità degli arabinoxilani e del β-glucano aumenta significativamente con la sonicazione.

Antiossidanti nell'orzo

L'orzo contiene più di 50 proantocianidine, tra cui flavan-3-olo oligomerico e polimerico, catechina e gallocatechina. La proantocianina dimerica B3 e la procianidina B3 sono le più abbondanti nell'orzo.
Gli antiossidanti sono noti per la loro capacità di ritardare o prevenire le reazioni di ossidazione e le reazioni dei radicali liberi dell'ossigeno, il che li rende importanti nel processo di maltazione e di produzione della birra. Gli antiossidanti (ad esempio, solfiti, formaldeide, ascorbato) sono utilizzati come additivi nel processo di produzione della birra per migliorarne la stabilità del sapore. Circa l'80% dei composti fenolici presenti nella birra deriva dal malto d'orzo.