Maceración, descubre todos sus secretos

La elaboración de cervezas ha desarrollado diversas técnicas, tecnologías y metodologías alrededor del mundo, sin embargo, el objetivo final es el mismo, preparar una bebida que fascine y encante a las personas.
 
Secretos maceración

Los secretos de la maceración

Pese a que con seguridad cada cervecería tienen sus propios secretos, el proceso productivo de la elaboración de cerveza se puede dividir en tres grandes etapas: maceración, cocción y fermentación.

A continuación entonces, la idea de este artículo es intentar desarrollar un breve recorrido por éstas etapas, para que seamos capaces de entender cómo se elabora una cerveza.

La maceración es el método utilizado para extraer los azucares de la malta previamente molida y es un proceso que consiste básicamente en preparar una mezcla de malta con agua caliente para hidratarla y activar las enzimas que convertirán su almidón en azucares fermentables.

El proceso toma habitualmente entre 60 y 90 minutos y como resultado se obtiene un líquido espeso y azucarado denominado “mosto”. Luego la maceración culmina con la etapa de filtrado (lautering) en donde el mosto es separado de los residuos del grano (bagazo).

Finalmente el lavado (sparging) enjuaga con agua caliente los residuos del filtrado para asegurar la total extracción de los azucares y nutrientes producidos durante la maceración.
 


 

Enzimas en la maceración

Fitasa

La fitasa es una enzima que disminuye el PH de la mezcla. Hoy en día por lo general no se utiliza. El rango de temperaturas al cual se activa es entre 30 y 52°C , con un rango de pH entre 5.0 y 5.5.

Beta Glucanasa

La enzima beta glucanasa es utilizada para romper los beta-glucanos (polisacáridos no almidones) en cereales sin maltear como el centeno, la avena, la cebada y el trigo.
 
Beta glucano

Beta glucano

Estos glucanos son responsables por la rigidez de la mezcla y si no son descompuestos pueden causar algunos problemas en la fluidez de lautering (separación de los cereales del mosto).

Para que esta enzima esté activa, necesita un rango de temperatura entre 20 y 50 °C y un pH entre 4.4 y 6.0, con rangos recomendados entre 35 y 45°C y un pH entre 4.5 y 5.5.

Proteasas

La enzima proteasa hace soluble las reservas de proteínas insolubles de la cebada, lo que puede ayudar en la retención de espuma en la cerveza pero que al mismo tiempo puede generar turbidez.

Para que esta enzima esté activa, necesita un rango de temperatura entre 20 y 65°C y un PH entre 4.5 y 6.0, con rangos recomendados entre 45 y 55°C y pH de entre 5.0 y 5.5.

Peptidasas

La enzima peptidasa rompe las colas de las cadenas de proteínas generando péptidos y aminoácidos (FAN – Free Amino Nitrogen), que son nutrientes que pueden ser utilizados por la levadura.

Para que esté activa esta enzima necesita rangos de temperaturas entre 20 y 67°C y un rango de 4.5 y 6.0 de pH, con rangos recomendados entre 4.5 y 5.5°C y preferentemente entre 5.0 y 5.5 de pH.

Alfa glucosidasa

Esta enzima es la encargada de romper la maltosa y las largas cadenas de azucares en glucosa, aunque no es significante en el rendimiento total final.

Para que esté activa esta enzima necesita rangos de temperatura entre 60 y 70 °C y un rango entre 4.5 y 6.0 de pH, con rangos recomendados entre 5.0 y 5.5 de pH.

Dextrinasa

La enzima dextrinasa rompe las dextrinas en azucares fermentables por lo que podría llegar a mejorar el rendimiento total final.
 
Dextrinas

Dextrinas

Para que esta enzima esté activa necesita un rango de temperaturas entre 70 y 67°C con un rango de pH entre 4.8 y 5.8, con rangos recomendados entre 60 y 65°C y entre 4.8 a 5.4 de pH.

Beta amilasa

La enzima beta amilasa corta las cadenas lineales de almidón generando maltosa. Para que esté activa esta enzima necesita un rango de temperaturas entre 60 y 65°C con un rango entre 5.0 y 6.0, con una temperatura recomendada de 60°C y rangos de pH entre 5.2 y 5.8

Alfa amilasa

La enzima alfa amilasa corta las cadenas lineales de almidón generando distintas variedades de azucares y dextrinas incluso maltosa.

Para que esta enzima esté activa necesita un rango de temperatura entre 60 y 75°C con un rango entre 4.0 y 60 de pH, con rangos recomendados entre 60 y 70°C y entre 4.5 y 5.5 de pH.
 

Tipos de escalonados en maceración

Escalonado de acidificación

Este escalonado fue muy utilizado durante el siglo pasado por los cerveceros en Pilsen, quienes debían enfrentar el problema de utilizar un agua demasiado blanda, por lo que era difícil alcanzar los pH necesarios, es por esta razón que realizaban un escalonado a una temperatura entre 30 y 52°C para activar la enzima fitasa.
 
Maceración

Maceración

Las cebadas malteadas son ricas en fitina (fosfato orgánico que contiene calcio y magnesio). La fitasa rompe la fitina en calcio y fosfatos de magnesio soluble junto con mioinositol. Este proceso baja el pH ya que remueve los iones de fosfato.

Hoy en día este escalonado no se utiliza ya que requiere de demasiado tiempo para activar esta enzima y principalmente, porque hoy en día los rangos de pH se pueden modificar fácilmente al disponer de los perfiles químicos de las aguas con las que se trabaja.

Escalonado de mezcla

Este tipo de escalonado es utilizado para mejorar la mezcla de los granos con el agua y así darle tiempo a las enzimas que se distribuyan homogéneamente. Para realizarlo, se mantiene la mezcla a una temperatura de 40 °C por 20 minutos.

Está demostrado que este escalonado mejora el rendimiento. El problema de esta pausa es que puede producir una oxigenación de la mezcla en caliente, produciendo que las cadenas largas de ácidos grasos sean oxidadas, lo que puede producir sabores a oxidación en el producto final.

Escalonado de Beta Glucanasa

Este escalonado es utilizado cuando la mezcla tiene más de un 20% de cereales no malteados como avena, centeno, cebada sin maltear y/o trigo, ya que esta enzima familia de las enzimas de la celulosa rompe los beta glucanos (polisacáridos no almidones).
 
Maceración Escalonada

Maceración escalonada

Si estos glucanos no son descompuestos producen rigidez en la mezcla lo que puede causar problemas con la separación del mosto y los cereales durante el lautering.

La mayoría de los beta-glucanos de la cebada son degradados durante el malteado de un 4 a 6% del peso a un 0,5%, por lo que generalmente no es un problema en maltas bien modificadas. Lo mismo es aplicable para las maltas de trigo, centeno y avena.

El maíz y el arroz no contienen niveles significativos de beta glucanos por que no son comparables a los otros cereales.

Esta pausa por lo general es de 20 minutos a una temperatura de 35 a 45 °C y es generalmente utilizado para que corra mejor el mosto cuando es separada de los granos (lautering).

Escalonado de proteínas

Las cebadas tienen bastantes cadenas de aminoácidos, los que son utilizados para la formación de las proteínas necesarias durante la germinación.

Durante el malteado y la maceración las enzimas separan estos aminoácidos de las cadenas y luego son utilizados por la levadura para su propio crecimiento durante la fermentación. Los dos grupos más importantes de enzimas proteolícas son: la proteasas y las peptidasas.

La proteasa trabaja cortando las cadenas más grandes de proteínas por lo general insolubles convirtiéndolas en más pequeñas y solubles. Esto puede ayudar a la retención de espuma.

Las peptidasas, en cambio, trabajan cortando los aminoácidos en los extremos de las cadenas para general péptidos y pequeños aminoácidos, los que sirven como nutrientes de la levadura durante la fermentación.

Hoy en día la mayoría de las maltas que utilizan las cervecerías están bien modificadas, esto quieres decir que las paredes celulares y las matrices de proteínas y almidones del endospermo fueron bien desglosadas.

Esta pausa por lo general es utilizada cuando se utilizan maltas poco o moderadamente, modificadas ya que contienen menos proteínas solubles y es por eso que el proceso se ve beneficiado por este escalonado, ya que su propósito principal es generar una cantidad importante de amino nitrógeno libre (pequeños péptidos y aminoácidos) en el mosto.
 

Transformación del almidón en azucares

Lo más importante del proceso de maceración que es lograr disponer de la cantidad y calidad suficiente de azucares necesarios para dar paso a la fermentación.

Existen cuatro tipos de enzimas diastáticas que hidrolizan los almidones en azucares: alfa amilasa, beta amilasa, dextrinasa limite y alfa glucosidasa.

Una sola cadena lineal de las moléculas de almidón son llamadas amilosa, las ramas de cadenas de moléculas de almidón son llamadas amilo pectina las que pueden ser constituidas por múltiples amilosas y las cadenas más cortas consideradas ramas de dextrinas.
 
Escala de temperatura enzimática

Escala de temperatura enzimática

La enzima amilasa hidroliza los enlaces de las cadenas lineales entre la única molécula de glucosa que hace la amilosa y amilo pectina una cadena. Estos almidones son moléculas polares y tienen terminaciones químicas distintas.

La amilo-pectina se diferencia de la amilasa ya que tienen distintos enlaces moleculares en las terminaciones de las ramas que no son afectadas por las enzimas alfa ni beta amilasas pero, sin embargo, estos enlaces de ramas son hidrolizadas por las dextrinas limites, lo que finalmente permite a la amilasa convertir estas dextrinas en azucares fermentables.

En cambio la alfa glucosidasa, hace glucosa de los dos, almidones y dextrinas. La beta amilasas trabaja hidrolizando los enlaces de las cadenas lineales, pero solo puede trabajar en los extremos de las cadenas.

Esta enzima solo puede remover una maltosa cada vez, así que trabaja secuencialmente hacia abajo de la molécula amilosa. En una amilo-pectina hay más de un extremo, y puede remover varias maltosas a la vez, bástate eficientemente.

Sin embargo esta enzima no puede acercarse a las uniones de las ramas, probablemente por su tamaño estructural, por lo que parara su trabajo a unas 3 glucosas de llegar a la unión de las ramas, por lo que deja dextrinas sin ser cortadas, al menos que fuera ayudada por la dextrinas limites, pero aparentemente hay mucho menos dextrinas limites que beta-amilasas por lo que el trabajo es limitado especialmente a temperaturas de mezclas altas (sobre 65°C).

La alfa amilasa también trabaja hidrolizando los enlaces de las cadenas lineales , pero las puede atacar al azar. Esta enzima es un instrumento para cortar grandes amilo-pectinas y generar amilo-pectinas más pequeñas y amilosas, creando así más extremos para que trabaje la beta amilasa.

La alfa amilasa puede entrar en una glucosa de una rama de amilopectina por lo que deja dextrinas sin romper al menos que sea asistida por las dextrinas límites.

La temperatura más común para el macerado es de 67°C, lo que es un equilibrio entre la finalización de la gelatinización del almidón y la activación de la beta amilasa y dextrinas limites.

Las enzimas diastáticas trabajan mejor entre 55 y 65°C, pero hay que tener en cuenta que el almidón no es exequible hasta que la temperatura de la mezcla no esté entre 60 y 65°C.

La alfa amilasa trabaja mejor entre 60 y 70°C, mientras que la beta amilasa se desnaturaliza a 65°C, trabajando mejor entre 55 y 65°C.

Pese a que la última etapa de este proceso parece complicada, es importante exponerla, ya que gracias a todo este proceso obtendremos buenos nutrientes y suficientes azúcares para una fermentación saludable.

Además, gracias a esta información podemos entender por qué hay pausas o escalonados que se utilizan en algunas recetas y en otras no.

Al comprender la mecánica y los diversos procesos dentro del macerado podemos ajustar mejor las necesidades a nuestros equipos y/o materias primas.

 

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