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Maceracion

La Maceración y las Encimas *
La maceración es el proceso de combinar físicamente agua con malta molida, maltas especiales y adjuntos con almidón. Este proceso se lo continúa durante un cierto tiempo durante el cual se controla la temperatura de forma de activar diferentes enzimas con el objeto de romper cadenas de almidón soluble y proteínas.
Pero antes de avanzar en el macerado, conviene entender que es la malta y que es una enzima. Por lo pronto debe entender que el malteado es un proceso natural. En breve, la cebada sin maltear es germinada hasta un cierto punto y llegado ese punto se la seca obteniendo la malta. El proceso de malteado no solo desarrolla enzimas sino también una pequeña cantidad de azúcares fermentables (la mayoría maltosa) y dextrinas no-fermentables y en forma significativa convierte almidón muy duro e insoluble en almidón más procesable por molienda, convertible y soluble. Cerca del 80% de la cebada malteada está constituida por almidón que espera ser convertido por las enzimas.
¿Pero que son las enzimas?
Los enzimas son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamente son proteínas. Como catalizadores, los enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan indefinidamente. No llevan a cabo reacciones que sean energéticamente desfavorables, no modifican el sentido de los equilibrios químicos, sino que aceleran su consecución.
Catalizador
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química, hasta hacerla instantánea o casi instantánea. Un catalizador acelera la reacción al disminuir la energía de activación. Hay reacciones químicas que solo son posibles si un tercer elemento participa como facilitador, aunque este mismo no quede combinado, solo ayuda a bajar el escalón energético necesario para que una reacción química se produzca pasando de un estado de mayor energía a otro de menor energía.
El efecto de la enzima es bajar la energía de activación como se puede observar en rojo en el grafico anterior.
Efecto del pH y la temperatura
1. Efecto del pH. Al comprobar experimentalmente la influencia del pH en la velocidad de las reacciones enzimáticas se obtienen curvas que indican que los enzimas presentan un pH óptimo de actividad. El pH puede afectar de varias maneras:
o El centro activo puede contener aminoácidos con grupos ionizados que pueden variar con el pH.
o La ionización de aminoácidos que no están en el centro activo puede provocar modiicaciones en la conformación de la enzima.
o El sustrato puede verse afectado por las variaciones del pH.
Algunos enzimas presentan variaciones peculiares. La pepsina del estómago, presenta un óptimo a pH=2, y la fosfatasa alcalina del intestino un pH= 12
2. La temperatura. Influye en la actividad. El punto óptimo representa el máximo de actividad. A temperaturas bajas, los enzimas se hallan “muy rígidas” y cuando se supera un valor considerable (mayor de 50:) la actividad cae bruscamente porque, como proteína, la enzima se desnaturaliza. Podemos observar que desde el punto de operación optimo, al aumentar la temperatura se desnaturaliza rápidamente.
En la Maceración
Las enzimas que han sido desarrolladas por el proceso de malteado actúan directamente para degradar las proteínas basadas en compuestos hidrogenados en amino ácidos y el almidón soluble.
En el gráfico de mas abajo podemos observar los diferentes rangos de operación de las enzimas.
Hay dos tipos de enzimas en el proceso sobre las cuales el Maestro cervecero puede actuar y lograr un control significativo.
a) Proteasas o enzimas proteolíticas (degradadoras de proteínas)
b) Diastasas o enzimas diastasicas (degradadoras de almidón)
Degradación de proteínas por enzimas proteolíticas
Las enzimas proteolíticas rompen largas y complejas cadenas de proteínas en formas de proteínas que mejoran la calidad y características fermentativas de la cerveza.

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En el rango de temperaturas de 45 – 50 grados centígrados ciertas enzimas proteolíticas rompen proteínas nitrogenadas formando proteínas del tipo aminoácidos, los cuales son nutrientes invalorables para las levaduras. El grado en el cual las levaduras pueden fermentar y convertir azucares fermentables en alcohol y CO2 es referido como atenuación. Los nutrientes generados por las enzimas proteolíticas son muy significativos en la determinación de cuan atenuada quedará un mosto de cerveza.

A la temperatura ideal entre 50 y 60 grados centígrados, otras enzimas rompen proteínas en otras que mejoran potencialmente la espuma de la cerveza y ayudan en la claridad de la misma. El proceso por el cual el Maestro cervecero activa las enzimas proteolíticas es denominado el “Descanso de Proteínas” (protein rest)
Degradación de almidón por enzimas diastásicas
Las enzimas diastasicas convierten las moléculas de almidón en azucares fermentables y dextrinas no fermentables (responsables del cuerpo de la cerveza).
Hay dos tipos de enzimas diastásicas responsables de cortar las cadenas de almidón que se activan durante la maceración. Ellas se denominan alfa–amilasa y beta–amilasa. La acción combinadas de ambas, rompen cadenas muy largas de almidón soluble o gelatinizado (cocinado en forma apropiada) en cadenas mas cortas de azucares y dextrinas. Durante el proceso de macerado, el Maestro cervecero desea convertir todo el almidón en azucares y dextrinas. A este producto así obtenido se lo denomina extracto.
Para comprender que hacen estas enzimas, veamos como es la estructura del almidón, azucares y dextrinas.
• Las moléculas de almidón son básicamente una muy larga cadena de moléculas muy fermentables de glucosa (el mas simple de los azucares) y que estando unidos entre si no son fermentables.
• Maltosa es una cadena de dos moléculas de glucosa unidas entre si y es muy fermentable
• Dextrinas son cadenas de cuatro o mas moléculas de glucosa que resultan de la rotura del almidón. No es fermentable por las levaduras cerveceras. No aportan sabor a la cerveza pero sí cuerpo.
En la figura de mas arriba se puede observar los rangos de operación de cada enzima en función del Ph y la Temperatura del macerado.
Veamos la diferencia entre las dos enzimas que principalmente actúan a las temperatura de maceración comprendidas entre 63 y 70 grados centígrados.
Alfa-Amilasa
La Alfa-Amilasa rompe cadenas muy largas de moléculas de glucosa, partiéndolas cada vez al medio, haciéndolas cada vez mas y mas corta (dextrinas). Este proceso de reducción de muy largas cadenas de moléculas de glucosa es denominado Liquefacción o Dextrinización.
El proceso es de relativa alta velocidad, corta en forma grosera porciones grandes.
Beta-Amilasa
Esta enzima rompe cadenas largas y muy largas de moléculas de glucosa, cortando literalmente su molécula terminal en lugar de partir la cadena al
medio. Cuando la Beta-Amilasa ha convertido y reducido todas las cadenas a una, dos o tres moléculas de glucosa, el almidón se ha convertido en azucares fermentables. Este proceso es conocido como Sacarificación.
Siendo que corta extremos este proceso es mas lento que el que produce la Alfa Amilasa. Se requieren tiempos mas largos para que actúe plenamente la Beta Amilasa.

Imagen relacionada

Cortando al Medio y Cortando en los Extremos
La Alfa Amilasa y la Beta Amilasa son dos encimas que se complementan para lograr azucares fermentables y no fermentables del almidón provisto.
Una hace el trabajo grueso para mejorar el trabajo fino de la otra.
La diastasa está formada por 25% de alfa Amilasa y 75% de Beta amilasa.
Es de destacar que el grafico que muestra la acción de las diferentes encimas es teórico y fundamentalmente cumple un papel pedagógico.
En la realidad las zonas de operación no están tan perfectamente delimitadas y ambas encimas trabajan juntas en el rango de 63 a 70 grados.
Recordar también que ni la temperatura ni tampoco el Ph dentro del tanque de macerado son perfectamente uniformes en todo su volumen, por ello habrá zonas con mayor preponderancia de la acción de una enzima que otra.

Es por ello que la recirculación no solo cumple la misión de clarificar sino también de uniformizar el proceso dentro del tanque.
Conclusiones generales
Un dato importante para el maestro cervecero que trabaja por infusión simple, es de aquí, saber que si la receta requiere una cerveza con cuerpo y cierto sabor dulzón residual, debe apuntar a temperaturas de maceración por encima de los 65 grados centígrados para obtener mas dextrinas (acción de las alfa amilasas) mientras que si lo que se busca es maximizar la cantidad de alcohol (mas azucares fermentables) se debe apuntar a temperaturas de maceración inferiores como ser 63 grados centígrados y tiempos de macerado mas largo.
También surge que es fundamental controlar el Ph de la maceración de forma de estar entre los 5,1 – 5,5 como rango óptimo de operación.
Otro aspecto que afecta el accionar encimático es el denominado “empaste”, es decir la relación entre litros de agua por kilo de grano agregado.
En general, empastes mas pequeños (mas espeso) favorecen la actividad proteolítica (encimas que degradan proteínas) y empastes mayores (menos espesos) favorecen la actividad diastásica (enzimas que favorecen la producción de azúcares fermentables y no fermentables).
De los minerales presentes en el macerado el ion Calcio cumple un papel importante. Su fuente mas común (además del agua) es el agregado de Sulfato de Calcio (Gypsum). Su presencia en el macerado ayuda a acidificar el mismo y ayuda a inhibir la desactivación de la Alfa Amilasa por las altas temperaturas.
La presencia de Calcio favorece el accionar de las levaduras.
Por ultimo como ya hemos visto cuando hablamos de las especificaciones para elegir una malta modificada, el tipo de malta elegida define el poder enzimático.
La de dos hileras tiene menos poder que la de 6 hileras, pero de las de 2 hileras se puede extraer mayor extracto por unidad de peso que la de 6 hileras.
Con la de 2 hileras se pueden usar menos adjuntos que con la de 6 hileras.
La de 6 hileras pueden convertir hasta un 40% de adjuntos mientras que la de dos hileras hasta un 20% de adjunto.

Por: Mauricio Wagner
* El material aquí obtenido es el producto de mi elaboración, partes recogidas en Internet, imágenes propias y otras reelaboradas publicadas en Internet.

 

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