Maltazione a ultrasuoni e germinazione del malto

Informazioni su orzo e malto

Il processo di maltazione

Nella maltazione, il chicco del cereale germina e il processo comprende tre fasi: ammollo, germinazione ed essiccazione in forno. Durante l’ammollo, ai chicchi viene aggiunta acqua, che attiva gli enzimi. L’ammollo convenzionale richiede 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 ammollo e inizia la germinazione.
Durante la germinazione si formano o vengono attivati diversi enzimi che saranno poi essenziali nel processo di ammostamento. 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, mentre 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 sono desiderabili un elevato contenuto di β-glucanasi e un basso contenuto di β-glucano. Durante la germinazione, il contenuto di amido diminuisce e quello di zuccheri aumenta; l’amido viene degradato dall’α-amilasi e dalla β-amilasi. L’α-amilasi non è presente nell’orzo; 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 mediante essiccazione in forno. Durante l’essiccazione in forno, l’acqua viene rimossa facendo passare aria calda attraverso il malto. Ciò arresta la germinazione e le modificazioni, mentre si formano composti responsabili del colore e dell’aroma attraverso le reazioni di Maillard.

Enzimi nel processo di maltazione e 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, ossia l’amido, in maltosio. La β-amilasi è presente in forma inattiva prima della germinazione, mentre l’α-amilasi e le proteasi compaiono dopo l’inizio della germinazione. Poiché l’α-amilasi può agire in qualsiasi punto del substrato, tende ad agire più rapidamente della β-amilasi. La β-amilasi catalizza l’idrolisi del secondo legame glicosidico α-1,4, staccando due unità di glucosio / maltosio alla volta.
Altri enzimi, come le proteasi, scompongono le proteine del chicco in forme utilizzabili dal lievito. A seconda del momento in cui viene arrestato il processo di maltazione, si ottengono un rapporto amido / enzimi desiderato e amido parzialmente convertito in zuccheri fermentescibili. Il malto contiene anche piccole quantità di altri zuccheri, come saccarosio e fruttosio, che non sono prodotti della modificazione dell’amido, ma erano già presenti nel chicco. Un’ulteriore conversione in zuccheri fermentescibili avviene durante il processo di ammostamento.

Idrolisi dell’amido

Durante l’idrolisi enzimatica, gli enzimi catalizzano il processo di saccarificazione, nel quale i carboidrati (amido) vengono scomposti nelle molecole di zucchero che li costituiscono. Mediante l’idrolisi, la riserva energetica (amido) viene convertita in zuccheri che il germe consuma per crescere.

Proteine nell’orzo

L’orzo ha un contenuto proteico dall’8 al 15%. Le proteine dell’orzo contribuiscono in modo essenziale alla qualità del malto e della birra. Le proteine solubili sono importanti per la persistenza e la stabilità della schiuma della birra.

Arabinoxilani e β-glucano nell’orzo

Gli arabinoxilani e il β-glucano sono fibre alimentari solubili. Gli estratti di malto possono contenere livelli elevati di arabinoxilani, che possono causare difficoltà durante la filtrazione, poiché gli estratti viscosi possono compromettere significativamente l’efficienza dei processi di produzione della birra. Nel processo di produzione della birra, un elevato contenuto di β-glucano nell’orzo può portare a una degradazione insufficiente delle pareti cellulari, che a sua volta ostacola la diffusione degli enzimi, la germinazione e la mobilizzazione delle riserve del chicco, riducendo quindi l’estratto di malto. Il β-glucano residuo può anche produrre un mosto molto viscoso, causando problemi di filtrazione nel birrificio, e può intervenire nella maturazione della birra, provocando torbidità a freddo. Gli arabinoxilani si trovano nelle pareti cellulari di orzo, avena, frumento, segale, mais, riso, sorgo e miglio. La sonicazione aumenta significativamente l’estraibilità sia degli arabinoxilani sia del β-glucano.

Antiossidanti nell’orzo

L’orzo contiene più di 50 proantocianidine, tra cui flavan-3-oli oligomerici e polimerici, catechina e gallocatechina. La proantocianina B3 dimerica 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, caratteristica che li rende importanti nel processo di maltazione e produzione della birra. Gli antiossidanti (ad es. solfiti, formaldeide, ascorbato) vengono utilizzati come additivi nel processo di produzione della birra per migliorare la stabilità del gusto e dell’aroma della birra. Circa l’80% dei composti fenolici della birra deriva dal malto d’orzo.