Ultrasonik Maltlama ve Malt Çimlenmesi

Arpa ve Malt Hakkında Bilgiler

Maltlama İşlemi

Maltlamada tahıl tanesi çimlenir ve bu işlem üç aşamadan oluşur: suda bekletme, çimlenme ve fırında kurutma. Suda bekletme sırasında, enzimleri aktive eden su tanelere eklenir. Geleneksel suda bekletme 1–2 gün sürer. 1–2 gün sonra arpa taneleri %40–45 su içeriğine ulaşmış olur. Bu noktada arpa, bekletme suyundan çıkarılır ve çimlenme başlar.
Çimlenme sırasında, daha sonraki mayşeleme işleminde gerekli olan çeşitli enzimler oluşur veya aktive edilir. β-glukanlar, endo-β-1,4-glukanaz ve endo-β-1,3-glukanaz tarafından parçalanır. Endo-β-1,4-glukanaz arpada zaten bulunur, ancak endo-β-1,3-glukanaz yalnızca maltta bulunur. β-glukanlar jel oluşturduklarından ve böylece filtrasyonda sorunlara yol açabildiklerinden, maltta yüksek β-glukanaz içeriği ve düşük β-glukan içeriği arzu edilir. Çimlenme sırasında nişasta içeriği azalır, şeker içeriği artar ve nişasta, α-amilaz ve β-amilaz tarafından parçalanır. Arpada α-amilaz bulunmaz; çimlenme sırasında üretilir, oysa β-amilaz arpada zaten bulunur. Proteinler de çimlenme sırasında parçalanır. Peptidazlar, proteinlerin %35 – 40’ını çözünür materyale parçalar. 5 ila 6 gün sonra çimlenme tamamlanır ve yaşamsal süreçleri fırında kurutma ile etkisiz hâle getirilir. Fırında kurutmada, malttan sıcak hava geçirilerek su uzaklaştırılır. Bu, çimlenmeyi ve modifikasyonları durdurur; bunun yerine Maillard reaksiyonlarıyla renk ve aroma bileşikleri oluşur.

Maltlama ve Bira Üretimi Sürecindeki Enzimler

Arpadaki nişastanın hidrolizi için en önemli enzimler, nişastanın şekerlere hidrolizini katalizleyen α-amilaz ve β-amilaz enzimleridir. Amilaz, polisakkaritleri, yani nişastayı, maltoza parçalar. β-amilaz çimlenmeden önce inaktif bir formda bulunurken, α-amilaz ve proteazlar çimlenme başladıktan sonra ortaya çıkar. α-amilaz substratın herhangi bir yerinde etki gösterebildiğinden, β-amilazdan daha hızlı etki etme eğilimindedir. β-amilaz, ikinci α-1,4 glikozidik bağın hidrolizini katalizler ve bir seferde iki glikoz birimini / maltozu ayırır.
Proteazlar gibi diğer enzimler, tahıldaki proteinleri mayanın kullanabileceği formlara parçalar. Maltlama işleminin ne zaman durdurulduğuna bağlı olarak, tercih edilen bir nişasta / enzim oranı ve kısmen fermente edilebilir şekerlere dönüştürülmüş nişasta elde edilir. Malt ayrıca, nişasta modifikasyonunun ürünleri olmayıp tahılda zaten bulunan sakkaroz ve fruktoz gibi diğer şekerlerden az miktarda içerir. Fermente edilebilir şekerlere daha fazla dönüşüm, mayşeleme işlemi sırasında sağlanır.

Nişasta Hidrolizi

Enzimatik hidroliz sırasında enzimler, karbonhidratların (nişastanın) kendilerini oluşturan şeker moleküllerine parçalanması anlamına gelen şekerleşme işlemini katalizler. Hidroliz ile enerji kaynağı (nişasta), embriyonun büyümek için tükettiği şekerlere dönüştürülür.

Arpadaki Proteinler

Arpanın protein içeriği %8 ila 15’tir. Arpa proteinleri, maltın ve biranın kalitesine temel bir katkı sağlar. Çözünür proteinler, bira köpüğünün kalıcılığı ve kararlılığı için önemlidir.

Arpadaki Arabinoksilanlar ve β-glukan

Arabinoksilanlar ve β-glukan, çözünür diyet lifleridir. Malt ekstraktları yüksek düzeyde arabinoksilan içerebilir; viskoz ekstraktlar bira üretim süreçlerinin performansını önemli ölçüde düşürebileceğinden, bunlar filtrasyon sırasında zorluklara neden olabilir. Bira üretim süreci açısından, arpadaki yüksek β-glukan içeriği hücre duvarlarının yetersiz parçalanmasına yol açabilir; bu da enzimlerin difüzyonunu, çimlenmeyi ve tanedeki rezervlerin mobilizasyonunu engeller ve dolayısıyla malt ekstraktını azaltır. Kalıntı β-glukan ayrıca yüksek viskoziteli şıraya yol açarak bira fabrikasında bir filtrasyon sorunu yaratabilir ve biranın olgunlaşmasına katılarak soğuk bulanıklığına neden olabilir. Arabinoksilanlar arpa, yulaf, buğday, çavdar, mısır, pirinç, sorgum ve darının hücre duvarlarında bulunur. Hem arabinoksilanların hem de β-glukanın ekstrakte edilebilirliği sonikasyon ile önemli ölçüde artar.

Arpadaki Antioksidanlar

Arpa, oligomerik ve polimerik flavan-3-ol, kateşin ve gallokateşin dâhil olmak üzere 50’den fazla proantosiyanidin içerir. Dimerik proantosiyanin B3 ve prosiyanidin B3, arpada en bol bulunanlardır.
Antioksidanlar, oksidasyon reaksiyonlarını ve oksijen serbest radikali reaksiyonlarını geciktirme veya önleme yetenekleriyle bilinir; bu da onları maltlama ve bira üretimi sürecinde önemli kılar. Antioksidanlar (ör. sülfitler, formaldehit, askorbat), biranın aroma kararlılığını artırmak amacıyla bira üretim sürecinde katkı maddesi olarak kullanılır. Biradaki fenolik bileşiklerin yaklaşık %80’i arpa maltından gelir.