Sacarificación

Sacarificación, literalmente “convertir en azúcar”, la conversión, mediante enzimas, de almidones en azúcares y dextrinas durante el proceso de maceración. La sacarificación de los almidones de cereales en azúcares fermentables y dextrinas no fermentables crea la base del mosto, una solución azucarada que luego se fermenta en cerveza. La sacarificación durante el macerado se logra mediante la activación de las enzimas de la malta a las temperaturas y niveles de humedad correctos. Para ser susceptibles a la digestión por enzimas, los almidones en la malta de cebada primero deben gelatinizarse. 

Los almidones de malta de cebada gelatinizan a temperaturas entre 61°C y 65°C (142°F y 149°F). La mayoría de los almidones adjuntos, como la sémola de maíz o el arroz, requieren temperaturas más altas para la gelatinización y, por lo tanto, se cocinan por separado antes de agregarse al puré para la sacarificación. 

Una vez que los almidones se gelatinizan, la beta amilasa y la alfa amilasa los descomponen en azúcares, principalmente maltosa. La alfa amilasa es la principal responsable de la hidrólisis de los almidones en dextrinas, y la beta amilasa digiere las dextrinas en azúcares fermentables. Las propias enzimas se desnaturalizan rápidamente a temperaturas más altas. A 65 °C (149 °F), la beta amilasa se desactiva casi por completo en 30 minutos, mientras que la alfa amilasa sobrevive algo más. El período de tiempo y la(s) temperatura(s) en que se mantiene la masa para efectuar la sacarificación se denomina "reposo de sacarificación". 

Esta temperatura es un compromiso entre las temperaturas más altas requeridas para la gelatinización del almidón y las temperaturas más bajas que preservarán la actividad de las enzimas de la malta. Este descanso suele durar de 30 a 60 min, dependiendo del poder enzimático de la malta utilizada. Temperaturas de sacarificación más bajas favorecerán la producción de azúcares fermentables por beta amilasa, mientras que temperaturas más altas favorecerán la producción de azúcares no fermentables y dextrinas por alfa amilasa. Por lo tanto, es posible manipular el perfil de azúcar y la fermentabilidad del mosto a través de la temperatura del resto de sacarificación. Esto, a su vez, ayudará a determinar la dulzura residual y el cuerpo de la cerveza resultante.

Durante el macerado con temperatura programada, a menudo se emplean dos o más reposos en el rango de 61 °C a 74 °C (142 °F a 165 °F) para lograr una conversión eficiente de todos los almidones. A esto le seguirá un aumento a aproximadamente 76,6 °C (170 °F) para detener la actividad enzimática y reducir la viscosidad de las primeras corridas. En el macerado por infusión a una sola temperatura, la temperatura del macerado suele estar dentro de unos pocos grados de 65 °C (149 °F), una temperatura que a veces se denomina óptima , en referencia a la optimización de ambas enzimas primarias de la malta con el fin de digerir el almidón.

https://beerandbrewing.com/dictionary/Do5AiUH8r0/

Amilasas (la alfa y la beta)

La diastasa es una enzima (EC 3.2.1.1⁠) de origen vegetal que se encuentra en determinadas semillas germinadas y otras plantas. Su función es la de catalizar la hidrólisis, primero del almidón en dextrina e inmediatamente después, en azúcar o glucosa. La alfa-amilasa degrada el almidón en una mezcla de disacáridos: maltosa, maltotriosa trisacárido (la cual contiene dos α (1-4)-residuos de glucosa) y oligosacáridos conocidos como dextrinas, que contienen la α (1-6)- ramas de glucosa.
El nombre de las diastasas corresponde a un sinónimo de las amilasas, aunque se usa principalmente para designar la alfa-amilasa, que se extrae de cereales.

• Origen de alfa-amilasa: Fúngico (Aspergillus oryzae), bacteriano (B. stearothermophilus, B. subtilis), de cereales y del páncreas.
• Origen de beta-amilasa: cereales, soya y camote.

La enzima alfa-amilasa se encuentra en poca cantidad en el trigo y abunda más en aquel que ha sido parcialmente germinado. La beta-amilasa, por el contrario, se encuentra en gran cantidad en este cereal.
El alfa-amilasa provee de fragmentos menores que pueden ser utilizados por la enzima beta-amilasa. La enzima alfa-amilasa requiere de un activador como, por ej., cloruro de sodio. Es sensible a una acidez elevada y se vuelve inactiva a pH 3,3 o a pH menor a 0 °C por 15 min. El pH óptimo de acción está dentro del rango 5-7, siendo de 6,5 para el alfa-amilasa bacteriana y pancreática. La enzima es resistente al calor, pues a 70 °C conserva un 70% de su actividad. Actúa sobre almidones crudos y gelatinizados.
La beta-amilasa se la conoce con el nombre de enzima sacarogénica, pues actúa sobre la amilosa, dando maltosa.
La beta-amilasa no necesita de activador para actuar, pero es menos estable al calor, inactivándose a 70 °C por 15 min. El pH óptimo de la beta-amilasa es de 4,5.

En la Miel

Enzimas digestoras de almidón. Se encuentra el alfa-amilasa que divide las cadenas de almidón al azar, produciendo dextrinas, y la beta-amilasa que divide la azúcar reductora maltosa de los terminales de las cadenas de almidón. Los orígenes de ésta son muy discutidos y no se sabe a ciencia cierta si vienen del polen en el néctar o de la abeja. Las mieles más obscuras tienden a tener una mayor actividad de diastasa. La actividad de diastasa es un excelente indicador de la calidad de una miel. Por mucho tiempo los europeos han considerado miel con una actividad de diastasa baja como miel que ha sido sobrecalentada y por lo tanto no apta para consumo de mesa. Mientras mayor el contenido de esta enzima, mayor es su calidad.

En la Cerveza

Las amilasas (la alfa y la beta) que ya fueron importantes en la creación de las maltas. Convierten los azúcares complejos como el almidón en simples como la maltosa. Las levaduras responsables de la fermentación sólo son capaces de fermentar azúcares simples. Para ello el maestro cervezero incubará el mosto a 62-72ºC para que las amilasas puedan llevar a cabo su actividad enzimática de manera óptima. Una temperatura alta significará una cerveza más dulce, ya que quedarás más azúcares no fermentables, por que son las temperaturas óptimas de las alfa amilasas, que producen azúcares no fermentables. Al contrario, temperaturas bajas, favorecerán a la beta amilasa, quedando más azúcares fermentables en el mosto. Y todo lo que sea fermentable, no dará dulzor, sino alcohol y dióxido de carbono.

Las enzimas amilasas

Nuestras “más mejores” amigas durante el macerado van a ser dos enzimas concretas, que van a pilotar casi todo el proceso, que son las alfa-amilasas y la beta-amilasas. En realidad, son proteínas y son unas auténticas picadoras, cortadoras, desmenuzadoras, acuchilladoras y destrozadoras de almidones.

La alfa-amilasa trabaja más cómoda en rangos de temperatura más altos que su prima la beta-amilasa, y convierte el almidón en dextrinas. Estas dextrinas son cadenas largas de azúcares que pueden ser no digeribles por la levadura. Un mosto “dextrinoso” es un mosto macerado en un rango de temperatura alto, cercano a los 70 °C y que (teóricamente) va resultar en una cerveza con un dulzor residual, compuestos complejos de sabor derivados de estos azúcares y con cuerpo.
La beta-amilasa trabaja mejor en un rango de temperatura más bajo que las alfa-amilasas, y pulveriza partes del almidón y de las dextrinas que ha fabricado la alfa-amilasa en azúcares sencillos, como la maltosa, fácilmente asimilable por la levadura. Es favorecida por empastes ligeros. Se desactiva alrededor de los 70 °C. En rangos generales, cuánto más baja sea la temperatura del macerado, más fermentable será el mosto y la cerveza resultante, más seca.
Aquí llega entonces el primer cisma del macerado. En las guías para principiantes, siempre se aconsejan distintos rangos de temperatura de macerado… que si entre 66-68 °C, que si 63-67 °C, que si 65-66 °C…. Si bien es cierto que a un jombrigüer novato no vas a calentarle la cabeza con todos estos factores, también es verdad que llega el momento de ver un poco más con detalle qué ocurre en el macerado.
A alguien que empieza, lo que más le gusta es ver a su airlock borbotear como un adolescente que acaba de descubrir una plataforma gratuita de videos eróticos en internet. Y dejarse, por el momento, de alfa-amilasas, betaglucanos, dextrinas y pH. Pero si con el tiempo no avanzas, el perfil de las cervezas que vayas elaborando será muy parecido, en cuanto a cuerpo. No hay nada malo en eso, pero hay que tener en cuenta que no todos los estilos tienen el mismo cuerpo, y lo mucho que favorece un cuerpo pleno a ciertos estilos contundentes…
Si queremos jugar con el cuerpo de las cervezas (azúcares residuales, o densidades finales más altas) o con sabores más complejos provenientes de la malta, tendremos que favorecer el trabajo de la alfa-amilasa y dificultar el de la beta-amilasa. Veremos, además, que esto no es tan fácil hoy en día por las maltas modernas y la alternativa.
Como veremos muy pronto, hay cuatro factores qué podemos modificar para ajustar nuestro macerado. Un factor es el tiempo de macerado, otro, el rango de temperatura, el tercero sería el pH, y el cuarto, el ratio agua:grano del empaste.
Hay que dejar claro desde un principio que, aunque las condiciones no sean del todo óptimas para una enzima, no quiere decir que la enzima no siga trabajando. No son enzimas cuadriculadas, que funcionan a golpes de resortes, ni sindicalistas. Seguirán actuando, pero de manera más lenta, por lo que la enzima que tenga las condiciones más favorables será la que actúe de manera notable.

Transformaciones químicas que tienen lugar en una cocción

Para entender un poco mejor las transformaciones químicas que tienen lugar en un cocimiento para diferentes tipos de cerveza, voy a tratar de explicar partiendo desde la base y de la forma más sencilla posible.

¿ Que es un Almidón ?

Es un polisacárido que se encuentra como reserva energética en grandes cantidades en tejidos vegetales, en las semillas de los cereales, en los bulbos y los tubérculos.
Polisacárido : es un hidrato de carbono formado por una larga cadena de monosacáridos.
Monosacárido: es un polialcohol con un grupo adicional aldehídico o cetónico, puede tener 3, 4, 5, 6 ó 7 átomos de carbono.
Como monosacáridos libres uno de los más importante es la Glucosa.
Hidratos de carbono: son los productos principales formados en la fotosítesis clorofiliana y bajo diferentes formas  constituyen más de la mitad de la materia orgánica terrestre.
Son los constituyentes principales de los vegetales y en el reino animal se encuentra en proporciones relativamente pequeñas.
Son hidratos de carbono el azúcar común, la glucosa, el almidón, la celulosa, las pectinas, las gomas y los mucílagos.
En los vegetales aparecen cumpliendo funciones de reserva alimenticia como el almidón, formando tejidos estructurales como la celulosas y las pectinas y como producto de desechos como gomas y mucílagos.)
Se presentan en forma de gránulos que poseen una forma redondeada, irregular con  tamaño de 2 a 100 micrones. La forma y tamaño son característicos de cada especie.

Algunas clases de Almidones:

Almidón de Arroz

Es el almidón con tamaño de grano más pequeño, oscila entre 3 a 8 micrones, presenta forma poligonal con los bordes bien marcados y tendencia a  aglomerarse formando racimos.

Almidón de Maiz

Son granos de forma poligonal con los bordes algo redondeados, su tamaño varía entre 5 a 25 micrones.

Almidón de Mandioca

Presenta granos de forma redondeada y aparecen muchos granos truncados. El tamaño de los granos está entre los 5 a 35 micrones.

Almidón de Papa

Es el almidón de grano más grande que van de 15 a 100 micrones, son de forma ovalada con bordes redondeados.

Almidón de Trigo

Son granos achatados de forma circular o elíptica y no ofrecen un espectro continuo de distribución de tamaños, sino que tienden a agruparse en dos rangos de medida, uno que oscila entre 2 a 10 micrones y los más grandes entre 20 a 35 micrones

El almidón está constituido por 2 tipos de polímeros de la glucosa, un polímero lineal llamado Amilosa y un polímero ramificado llamado Amilopectina.
Polímero: compuesto químico, natural o sintético, formado por polimerización y que consiste  esencialmente en unidades estructurales repetidas, en este caso las unidades estructurales repetidas serían la glucosa.
Polimerización: reacción química en la que dos o más moléculas se combinan para formar otra molécula en la que se repite unidades estructurales de las primitivas.. . en nuestro caso la glucosa... y su misma composición porcentual cuando estas son iguales.).

Amilosa:

La misma está compuesta por unidades de glucosa  unidas por enlaces alfa 1- 4 (o sea el carbono número 1 de una glucosa con el número 4 de la otra) originando cadenas lineales de varios cientos de glucosa.
Poseen un extremo no reductor y otro reductor.
La amilosa representa aprox. el 25% del almidón de la cebada malteada

Representación gráfica de una Macromolécula de Amilosa

Representación de la Amilosa (diagrama de Haworth )

Molécula de alfa glucosa con sus átomos de carbono numerados en rojo

La molécula de amilosa es fácil de detectar ya que  al pasar a solución forma una estructura de hélice y en presencia de  ciertos compuestos de  iodo le confiere la característica de tomar color azul  depositándose entre las hélices.

Hélice formada por la Amilosa en solución

 

Amilopectina:

Son cadenas de amilosa con ramificaciones hechas por medio de enlaces alfa 1- 6 (o sea el carbono número 1 de una amilosa con el carbono número 6 de la otra).
Las ramificaciones se suceden 1 cada 20 –  25 unidades de glucosa.
La molécula de amilopectina tiene en la actualidad bastante aceptación, es un esqueleto ramificado compuesto aproximadamente por 25 moléculas de glucosa que tienen enganchadas cadenas lineales de aprox. 15 glucosas de longitud.
Representa aproximadamente el 75 % en los almidones.

Representaciones gráficas de una moléculas de Amilopectina

Extremo reductor

Representación de la Amilopectina (diagrama de Haworth)

Relación entre Amilosa y Amilopectina en algunos cereales:

Cereales	Amilosa	Amilopectina
Maíz	24	76
Maíz Waxy	1	99
Maíz Alta Amilosa	75	25
Trigo	25	75
Arroz	18	82
Arroz Waxy	1	99
Sorgo	25	75
Sorgo Waxy	1	99

Siempre los almidones de cereales son más ricos en amilosa que los de  tubérculos y raíces.
Las amilosas y las amilopectinas son hidroxilados y pueden unirse entre si mediante enlaces puente hidrógeno, las moléculas de la amilosa se unen entre si mediante enlace puente hidrógeno, en cambio las amilopectinas son más difíciles por las ramificaciones pero entre ellas puede haber este tipo de enlace.
Intercambiadas entre ellas forman una red como la de pescar debido a la unión que presentan, lo cual da a lugar a una organización molecular.

Cadenas de Amilosas

Puente hidrógeno

Molécula de Amilopectina

Enlaces alfa 1-6                        Puente hidrógeno

Pero en el grano hay zonas que aparece este orden y en otras no hay orden molecular  entonces el grano tiene zonas cristalinas y zonas amorfas.
Cuando realizamos la mezcla de la harina de malta con el agua al comienzo de un cocimiento la agitación mecánica más la energía calórica que se suministra permite romper esta malla o red, se comienzan a debilitar los puentes hidrógenos y hace que comience a penetrar el agua en el grano de almidón provocando un hinchamiento del mismo.
A este proceso se lo denomina gelatinización.
La penetración del agua comienza por la zona amorfa donde los enlaces son más débiles, a medida que aumenta la temperatura comienza a debilitarse los enlaces en la zona cristalina hasta quedar totalmente hidratado y saturado en solución (en este caso el grano pierde la cruz de polarización o cruz de malta, pero este tema requiere otra explicación más compleja y por el momento la dejo de lado).
A esta temperatura en la cual el grano queda totalmente hidratado o saturado en solución de la denomina temperatura de gelatinización, si bien no se puede hablar de temperatura si no, de un rango de gelatinización que es característico para cada uno de los almidones de distinta fuentes, a saber:

Almidón	Temperatura inicial	Temperatura final
Maíz	62	72
Sorgo	68	78
Trigo	58	64
Arroz	68	78
Papa	59	68
Mandioca	49	64

Las diferencias en los rangos de temperaturas se deben al tamaño de los granos de almidón y al contenido de amilosa y amilopectina.
Retrogradación de Almidones:
Si a una solución de almidón se la deja reposar durante un tiempo determinado, se observará que la misma comienza primero a ponerse opaca o  a enturbiarse y gradualmente va aumentando su viscosidad.
Eso se debe a que el almidón que se había solubilizado en la solución tiende a unirse nuevamente a través de los enlaces puente hidrógeno.
Esto es importante en cervecerías que utilizan adjuntos.
Generalmente cuando se tratan granos crudos por separados se le agrega un porcentaje de harina de malta para que las enzimas de la misma hidrolicen una parte del total del  almidón en azúcares haciendo la mezcla menos viscosa y más fluida antes que la misma pase al macerador y se transforme en su totalidad.

Almidones Pregelatinizados:
Forman parte de los almidones modificados se pueden utilizar directamente en el macerador .
El 80 % de los mismos han perdido la cruz de malta, los mismos son pregelatinizados en una precocción.
Estos empastan fácilmente a baja temperatura y necesitan muy poca cocción, pueden ser transformados en azúcares directamente en el macerador sin tener que llevarlos a altas temperaturas.
Son muy utilizados los copos de maíz o avena precocida y son los más usados en microcervecerías.

Enzimas en el proceso cervecero:

¿ Que es una Enzima ?
Los enzimas son proteínas complejas que tienen en común la particularidad de catalizar reacciones biológicas en otras palabras son catalizadores biológicos.
Catalizar: producir una catálisis, favoreciendo o acelerando el desarrollo de un proceso.
Catálisis: transformación química motivada por sustancias que no se alteran en el curso de la reacción.
Catalizadores: son sustancia que alteran la velocidad de una reacción química sin sufrir en si ningún cambio químico.
Proteínas: son macromoléculas complejas que constituyen más del 50% del peso seco de las células, son las macromoléculas de mayor importancia dado que sin ellas es imposible la existencia de vida y además desde punto de vista funcional y estructural son las proteínas, el instrumento a través del cual se expresa la información genética.
Los enzimas como catalizadores  son capaces de acelerar reacciones en factores de 1012 - 1020 sobre la reacción no catalizada en igualdad de condiciones.
Por ejemplo: se hace referencia a la  descomposición del agua oxigenada por acción del enzima catalasa que ocurre 10 millones de veces más rápido que cuando la reacción es catalizada por platino coloidal a la misma temperatura.
Por otro lado la actividad molar de los enzimas es también muy elevada, siendo una molécula de enzima capaz de transformar hasta 600.000 moléculas de sustrato por segundo.(Sustrato: sustancia sobre la que actúa una enzima).
Otra característica muy importante es la que ocurre en el proceso cervecero que es su especificidad, es decir cada tipo o grupo de encima ataca solamente un determinado sustrato y un solo tipo de enlace.
El ejemplo más específico en cervecería es la hidrólisis del almidón.

Diastasas

Se denominan diastasas a los enzimas que degradan el almidón como la alfa amilasa y la  beta amilasa.
Ambas son producidas durante la germinación del grano de cebada cuando se realiza el proceso de malteo.
La alfa amilasa es generada en el embrión y la capa aleurona del grano mientras que  la beta amilasa ya se encuentra  presente en forma inactiva en la cebada y es activada en el malteado.
Otra de la enzima que surge en este proceso es la dextrinasa límite.
El maltero debe tener en cuenta en la operación la producción de niveles adecuados de poder diastásico (niveles adecuados de enzimas), pero también debe conservar niveles óptimos de almidón dentro del grano para que el rendimiento de la malta se mantenga en niveles normales.
La degradación de almidón en el proceso de malteado para elevar el nivel de enzimas en el grano es inevitable, contribuye a las mermas en los rendimiento de la maltas demasiadas modificadas, partes de estas mermas también se deben a la formación de compuestos de color y sabor durante el secado.
No obstante el nivel enzimático de estas es excelente y se utilizan generalmente en microcervecerías  para realizar cocimiento por método de infusión simple, sin escalonamiento y a una sola temperatura.
Las maltas pocos modificadas generalmente se utilizan en métodos escalonados de cocción.

Beta Amilasa

Su actividad enzimática  es optima entre los 60 y 65 grados centígrados (su actividad arranca desde los 52 grados centígrados), tiene la habilidad de cortar (hidrolizar) las moléculas de amilosa desde el extremo no reductor e inclusive las cadenas antes de los enlaces alfa 1- 6 de la amilopectina partiendo del extremo no reductor, corta las cadenas en los enlaces alfa 1- 4 cada 2 unidades de glucosa, formando Maltosa.
No puede atacar los enlaces alfa 1- 6 de las ramificaciones de la molécula de amilopectina por lo tanto está limitada a cortar cadenas lineales (desde extremo no reductor).
Tiene la capacidad de formar rápidamente maltosa.
Se la suele llamar encima de fermentabilidad.

Representación gráfica de la hidrólisis de la amilosa por medio de la beta amilasa
transformando la cadena lineal en trozos de maltosa
(dos unidades de glucosa unidas entre sí)

Resultado de la hidrólisis

Representación hidrólisis de la amilosa por la beta amilasa (diagrama de Haworth)

Resultado de la hidrólisis

Representación grafica de la hidrólisis de la molécula de amilopectina por acción de la beta amilasa

 

Como muestra la gráfica, la beta amilasa corta los enlaces 1- 4 desde los extremos no, reductores formando maltosa de las cadenas lineales sin poder hidrolizar los enlaces 1- 6.

Alfa amilasa

Su actividad enzimática es optima entre los 68 a 70 grados centígrados, tiene la habilidad de cortar (hidrolizar) las cadenas tanto lineales de la amilosa como las ramificadas de la amilopectina en cualquier punto al azar transformándolas en varias cadenas más cortas.
No puede cortar los puntos de ramificación (enlaces alfa 1- 6).
A esta enzima se la denomina enzima de Liquefacción, este termino se lo suele observar cuando se trabaja con adjuntos, ya que la alfa amilasa ataca las cadenas al azar.
Cuando se mezcla una porción de harina de malta junto con un cereal no malteado esta enzima hace que el almidón sea hidrolizado en cadenas mas sencillas bajando la viscosidad de la mezcla, de ahí el termino de liquefacción.
También se la suele llamar enzima dextrinogenica ya que en forma muy lenta puede transformar dextrinas en maltosa y glucosa.

Representación grafica de la hidrólisis de la molécula de amilopectina por acción de la alfa amilasa

Resultado de la hidrólisis de la amilopectina por acción de la alfa amilasa

Como resultado de la hidrólisis de la amilopectina por acción de la alfa amilasa se obtiene restos de cadenas de azúcares denominados dextrinas.
Las dextrinas por lo general son las que le dan carácter o cuerpo a las cervezas.
Generalmente suelen haber cadenas lineales entre las dextrinas que tranquilamente podrían ser hidrolizadas por la beta amilasa pero a esta temperatura la misma está totalmente desnaturalizada (destruida) por lo tanto no puede haber actividad e inclusive si se enfría la maceración a temperatura optima para la beta amilasa la desnaturalización es totalmente irreversible, por lo tanto es imposible de que exista actividad.
En otras palabras, si se quiere obtener una cerveza altamente fermentable, con alto grado de alcohol y seca al paladar se debe realizar pausas o escalonamientos mas prolongados a temperatura entre 60 y 65 grados centígrados que es el rango optimo para la beta amilasa..
Por el contrario si se quiere obtener una cerveza con carácter o cuerpo, se deben realizar pausas o escalonamientos mas prolongados a temperaturas entre los 68 y 70 grados centígrados que es el rango optimo de la alfa amilasa
Existe en la maceración el hecho de que cuando hay alta actividad de una enzima haya una mínima actividad de la otra pero para que tenga influencia en conjunto se necesita grandes períodos de tiempos.
Este aspecto se da a la practica en la elaboración de cerveza baja en carbohidratos o baja calorías (mayormente las cervecerías para producir este tipo de cerveza utilizan encimas exógenas como la glucoamilasa que hidrolizan o atacan los enlaces alfa 1- 6 en la dextrina límite transformándola en glucosa).

Representación de la hidrólisis de una molécula de amilopctina
(diagrama de Haworth) por acción de la alfa y beta amilasa

Representación de la molécula de dextrina límite (diagrama de Haworth)

En la grafica se muestra como la glucoamilasa ataca los enlace alfa 1- 6 de la dextrina limite para transformarlo en glucosa.

Otras enzimas que participan en la maceración:
Fosfatasas
Son de gran importancia para la calidad del mosto, es responsable de que el pH establecido al principio de la maceración sea mantenido durante todo el proceso.
Este control natural del pH en la mezcla se produce bajo la influencia catalíticas de las enzimas  fitasa y nucleasa, éstas bajo condiciones de pectonización causan la descarga del ión de fosfato de los fosfatos orgánicos de la malta.

Dextrinasa limite
Es una enzima desramificadora que ataca los enlaces 1- 6 y puede degradar las dextrinas limite, sin embargo su temperatura optima es de 40 grados centígrados, por lo tanto tiene poco efecto en la maceración.

Proteasas (enzimas proteolíticas)
Convierten grandes moléculas de proteínas en moléculas más pequeñas.
Las proteasas de la malta están constituidas por un grupo de enzimas las cuales actúan sobre un sustrato específico de proteína.
La mayor cantidad de proteínas se encuentran en la malta cervecera que  en los adjuntos que en algunas cervecerías se utilizan (cereal) en estas cantidades son relativamente pequeñas.
Aproximadamente el 35 % al  40 % del total de  la proteína de la malta es solubilizada  en el proceso de maceración.
Debido a la incidencia de la misma en el proceso ya que es de gran importancia por el impacto que se suele producir sobre la levadura y sobre la cerveza terminada.
Se debe hacer referencia a tres tipos de actividad proteolítica a saber:
1) La solubilización  de proteínas que previamente son insolubles ya que una porción es soluble reversible y es finalmente coagulada por calor y precipitada por ebullición del mosto en la olla de cocción.
De todas formas hay una parte de proteínas que queda permanentemente soluble durante la ebullición en el mosto.
2) La degradación de proteína soluble, estas proteínas altamente complejas junto con otras de alto peso molecular son enzimáticamente degradadas a proteínas de peso molecular intermedio.
Estas juegan un papel importante en el sabor de la cerveza y en la espuma de la misma.
Es importante que las grandes moléculas de proteínas soluble sean degradadas a mas pequeñas para que no reaccionen y lleven a la formación de turbidez en la cerveza terminada.
Los dos procesos citados están bajo la acción de las proteinasas que tienen una temperatura óptima en el rango de 50 a 60 grados centígrados y a un pH de 4,2 a  5,3.
3) La degradación de proteínas de peso molecular intermedio lleva a la formación de proteínas más sencillas y aminoácidos que son de vital importancia para el normal  desenvolvimiento de la levadura, ya que pasa a ser parte del nitrógeno asimilable por la misma contribuyendo a la calidad de la cerveza.
Es importante la cantidad de nitrógeno aportado por medio de los aminoácidos en el mosto.
Este proceso está bajo la acción de las peptidasas que tienen un rango de temperatura optimo de 45 a 50 grados centígrados y a un pH de 4,2 a  5,3.

La beta glucanasa

Los beta glucanos son carbohidratos como gomas, forman parte de las células de la pared de la cebada y parte es degradada en el malteo.
En maltas poco modificadas o cuando se utiliza cebada cruda como adjunto la presencia de beta glucanos en la mezcla lleva a viscosidades elevadas al medio y se presentan dificultades a la hora de la clarificación (clarificación muy lenta), así como también problemas en la filtración de la cerveza.
Parte de este problema puede ser corregido en la maceración en las pausas de descanso de proteínas.
La beta glucanasa de la malta tiene una temperatura optima de 40 grados centígrados y se desactiva a los 60 grados centígrados.


Actividad enzimática de las levaduras:
Las levaduras cuenta con un complejo sistema enzimático localizado en mayor medida en la membrana celular de la misma.
En la fermentación de la cerveza por medio de Saccaromyces Cerevisiae (levadura de fermentación alta) la levadura utiliza los azúcares sacarosa (azúcar común), fructuosa, maltosa y maltotriosa en este orden.
Estos azúcares son transportados a través de la membrana celular por medio de enzimas llamadas permeasas hacia el interior de la célula.
La maltosa y la maltotriosa son hidrolizadas por las enzimas de la levadura intracelularmente por la alfa glucosidasa.
La Saccaromyces Uvarum o Saccaromyces Carlsbergensis (levadura de fermentación baja) se distingue de la anterior porque también utiliza melibiosa.
Excepto la Saccaromyces Diastaticus que no son adecuadas para la elaboración de cerveza, todas las demás son incapaces de hidrolizar el almidón y las dextrinas y por consiguiente el material utilizado como fuente de almidón deberán ser hidrolizados por la alfa y beta amilasas en la fabricación del mosto.
Las levaduras también tiene la capacidad de reducir el diacetilo enzimáticamente, el problema radica en que el alfa acetolactato aparece en una etapa en la que las levaduras ya han sedimentado o han perdido la capacidad de reducir el diacetilo a acetoína.
Esta actividad enzimatica de las levadura puede ser aprovechada para realizar controles en aquellas microcervecerías que pasteurizan sus cervezas.
Dentro del sistema ezimático de la levadura se halla la invertasa que una enzima que hidroliza la sacarosa (azúcar común) en glucosa y fructuosa (o también llamado azúcar invertido).

Test de Invertasa:
Si en una producción de cerveza pasteurizada se tiene dudas del efecto pasteurizador se puede realizar el siguiente test:
Se toman 20 mililitros de sacarosa al 40 % (preparar la sacarosa con agua destilada mas azúcar común, se debe hervir la mezcla para eliminar bacterias) + 5 mililitros de cerveza pasteurizada y se mezclan, luego se incuba a baño maría 30 minutos a 45 grados centígrados.
Por medio de una tira de glucocinta (se compra en farmacias y se utiliza para medir glucosa en orina) se procede a embeber la cinta en la solución.
Si después de unos minutos la cinta vira e indica presencia de glucosa la pasteurización a sido defectuosa por el hecho que la invertasa realiza la hidrólisis estando la levadura activa (no ha sido eliminada la levadura por pasteurización).

Representación grafica de la hidrólisis de la sacarosa
por acción de la invertasa (diagrama de Haworth)

Autor: Hugo Walter SCHAUFLER

Bibliografía consultada y referencias:
Manual de Cervecería de E. G. Lanuza
Determinación de Almidones (Química de los alimentos) por Ing. Héctor C. Fabre.
Almidones (Química de los alimentos)  por Ing. Héctor C. Fabre.
Hidratos de Carbono (Química de los alimentos) por Ing. Héctor C. Fabre.
Enzimas (Química de los alimentos) por Ing. Héctor C. Fabre.
Manual de Biotecnología de los Enzimas por A. Wiseman (University of Surrey, Guidford, England).
Biotecnología de la Fermentación por Owen P. Ward
Referencias de Rice as a Brewing Adjunct, Vorgel, E.H.
Referencia Brewer Digest, Lieberman, C.E.
Gráficas, Representaciones,  adaptación sobre consultas y referencias en base a experiencias personales, Hugo W. Schaufler.

http://www.cervezadeargentina.com.ar/articulos/transformaciones_quimicas_coccion.html

Brut IPA y las Amiloglucosidasas

Brut IPA

Enzima amyloglucosidasa

La enzima amiloglucosidasa ha sido utilizada en la elaboración de cerveza desde hace ya un tiempo. Tiene la capacidad de descomponer azúcares complejos que de lo contrario no podrían fermentar, dando a la levadura una merienda adicional durante la fermentación.
Es utilizada para ayudar a que por ejemplo las cervezas de estilo Imperial Stout sean un poco más amables al paladar ha encontrado un nuevo propósito en un emergente estilo de IPA. La Brut IPA es una versión en seco (0° Plato) del estilo IPA.
En San Francisco, en Social Kitchen & Brewery, el maestro cervecero Kim Sturdavant venía usando amiloglucosidasa en su triple IPA para ayudar a minimizar los azúcares. “La he estado usando durante dos o tres años, pero siempre tuve en mente utilizarla en una IPA tradicional, para que quede muy seca, una receta sin azúcar residual”.
Finalmente, cuando la agenda de su cervecería se lo permitió en noviembre pasado, lo intentó finalmente. Elaboró ​​un IPA tradicional y añadió la amiloglucosidasa después de la primera ronda de fermentación. El resultado fue un IPA de 0° Plato, muy seca, súper aromática, ligeramente brumosa, pero aún brillante.
“Me llevé un growler a casa y me di cuenta en lo que había terminado. Era diferente a cualquier otra cosa que haya elaborado”, dice. Al principio, consideró llamarla Champagne IPA (pero las personas en esa región de Francia probablemente tendrían algo que decir al respecto) así que después de consultar con un amigo amante del vino, optó por llamarla Extra Brut IPA, para finalmente reducirlo a Brut IPA.

Social Kitchen & Brewery

En cuestión de días, la escena cervecera de la ciudad estaba repleta de este nuevo tipo de IPA, los cerveceros cercanos y no tanto la incorporaron rápidamente a sus líneas de servicio.
Drake’s Brewing Company (San Leandro, California) ha estado blogueando acerca de su experiencia en la elaboración del estilo y desde Colorado a Pennsylvania, los cerveceros están probando la mejor manera de elaborar esta nueva IPA.
Debido a que el estilo aún está en su infancia, hay muchas cosas por resolver aún antes de que comience a funcionar realmente, con los cerveceros experimentando con cuándo usar la enzima, los tipos de lúpulo y recetas de granos diversas.
Ingredientes
“Estamos usando muchos adjuntos en la molienda, mucho trigo y arroz, porque son fermentables sin azúcar”, dice Josh Grenz de Verboten Brewing & Barrel Project en Loveland, Colorado. “Todos los lúpulos vienen después del hervor, por lo que estamos obteniendo mucho aroma sin amargor”.
El uso de la enzima, dice, agrega aproximadamente dos días de fermentación al proceso. Por lo demás, es un proceso de elaboración de IPA bastante normal.
Acreditado como el creador del estilo, Sturdavant dice que siente la responsabilidad y la “presión” para crear la mejor versión de Brut IPA, lo que significa experimentar constantemente. En junio, elaboró ​​una receta que contenía 20% de arroz, 20% de maíz y el resto de malta Pilsner. “Del arroz en escamas, obtuvimos un sabor a coco, del maíz, cremosidad agregada”, dice.
“No lo estamos haciendo porque es más barato, porque no lo es. Lo estamos haciendo para obtener un color claro. Me gusta que estas cervezas sean más suaves que un Pilsner, no [incoloras], pero ciertamente muy claras”.
El estilo permite cierta bruma, pero nada comparable a cualquier versión de una New England IPA. Agregar lúpulo después del hervor da todo el aroma con poco o ningún amargor, algo a lo que muchos bebedores están acostumbrados. Sturdavant también ha descubierto que el estilo funciona mejor en recetas de IPA que no superan los 7.5% de ABV.

Kim Sturdavant

Al comienzo, agregaba la enzima al final del proceso de fermentación, pero recientemente comenzó a agregarla durante la mezcla. Todavía rompe los azúcares adicionales, pero no deja la cerveza terminada a 0 ° Plato. Aún así, él tiene sus razones.
“Con cada lote de cerveza, recolectamos levadura, pero si has usado la enzima, esta se traspasada al siguiente lote, lo que no es algo que queramos necesariamente”. En cualquier caso, usar amiloglucosidasa no es algo para ser tomado a la ligera.
Sturdavant y otros advierten que conocer la levadura y comprender su nutrición es primordial. “Crea diferentes problemas, por lo que es importante comprender la nutrición de la levadura y su desarrollo durante todo el proceso”, dice.
Drake’s ya ha incrementado la creatividad, agregando jugo de naranja roja a un lote para obtener un efecto mimosa. También ya está pensando en como envasarla.
“Muchas preguntas siguen sin respuesta antes de intentar colocar esta nueva cerveza en una lata o botella”, dicen en la cervecería.
“¿Cuánto amargor puede soportar una cerveza tan ligera? ¿En qué dirección debemos ir con el sabor del lúpulo? ¿Cuánto importa la malta en una cerveza que es tan agresivamente fermentada? Decidamos lo que decidamos, como amantes del lúpulo, estamos muy entusiasmados”.
El nuevo estilo Brut IPA permite que los lúpulos brillen de una manera totalmente única y es un excelente contrapunto a los jugosas New England IPA que hemos estado elaborando ultimamente”.
Es interesante observar los inicios de lo que podría convertirse en un estilo reconocido. Los bebedores que han probado lotes bien elaborados han hablado bien de ella muy rápido, lo que conlleva a una emoción adicional.
En la reciente Conferencia de Craft Brewers en Nashville, Tennessee, Pete Slosberg, de Pete’s Brewing Company, me preguntó si había probado alguna de las Brut IPA de Sturdavant, notando que él acababa de conversar con un cervecero polaco que las estaba preparando en su brewpub.
Si las Brut IPA se volverán tan populares como las New England IPA está por verse. También existe la posibilidad de que se convierta en un nicho ocasional como fueron las Black IPA (o Cascadian Dark, si te gusta llamarlo así). Lo que sí sabemos es que en este momento, existe una emoción genuina por parte de los cerveceros y los bebedores de cerveza.
Por ahora, la mayoría de los cerveceros está de acuerdo en que los lúpulos del Nuevo Mundo de características más tropicales están mejor representados en el estilo, no solo porque es popular, sino porque los aromas y sabores complementan mejor a la naturaleza seca de la Brut IPA. Sin embargo, Sturdavant dice que continuará experimentando con cada nuevo lote.

https://www.thebeertimes.com/brut-ipa-el-nacimiento-de-un-nuevo-estilo-de-cerveza/

Endozym AGP 120

Endozym AGP 120 es una mezcla preparada mediante fermentaciòn controlada de cepas fungicas y bacterianas:

• Amiloglucosidasas, que degrada completamente en azùcares fermentables los enlaces alfa-1,4 y alfa-1,6 glucosìdicos de almidòn, dextrinas y oligosacàridos; 
• Alfa-amilasas, que hidroliza en dextrinas el enlace alfa-1,4 glucosìdico del almidòn para producir grandes cantidades de oligosacàridos, maltotriosa y maltosa; 
• Pululanasa, que es una enzima desramificante que hidroliza los enlaces alfa-1,6 glucosìdicos de la amilopectina en almidòn licuado para producir oligosacàridos. 

Endozym AGP 120 se emplea para el tratamiento del mosto de cerveza durante la fermentaciòn. Es un preparado utilizado para la completa reducciòn de las dextrinas del almidòn. El complejo enzimàtico de Endozym AGP 120 permite la hidròlisis de almidòn y dextrina en azùcares fermentables. La acciòn de las dextrinas libera en el medio azùcares fermentables para producir un mayor grado alcohólico o una sequedad extrema. Es especialmente recomendada para su uso en la elaboración de Brut IPAs.
Òptimo intervalo de proceso:

• Temperatura 10-20°C
• pH 4,0-5,5.

MODO DE EMPLEO: 3-10 g/hL al inicio de la fermentaciòn (2.5 - 9 ml cada 100lts). Sin embargo, la dosis òptima depende de la composiciòn de las materias primas y de los parámetros especìficos de proceso (temperatura, levadura, etc.). Efectuar diversas pruebas en laboratorio para optimizar la dosis.

ALMACENAMIENTO: Endozym AGP 120 es un preparado enzimàtico muy estable; debe ser conservado en lo posible a una temperatura inferior a los 10°C.

ENSAYOS REALIZADOS: A partir de un mosto de densidad relativa 1.050 (macerado a 68°C) se hicieron ensayos de fermentación forzada con la misma levadura (US-05) a temperatura de 20°C en tres muestras diferentes. Las dos muestras aditivadas con la enzima atenuaron notablemente mas que el control (sin enzima) pero no mostraron diferencias a pesar de las diferentes dosis. Igualmente, como recomienda la hoja de datos, esto puede variar según las condiciones. Probablemente sea recomendable utilizar una dosis media (5ml/hL) como punto de partida.

Muestra	Densidad inicial	Densidad Final
Control	1.050	1.011
Dosis 2.5ml/hL	1.050	0.998
Dosis 9ml/hL	1.050	0.998

https://www.tiendacervecera.com.ar/enzimas/enzima-amiloglucosidasa-agp-120/

Elaboración de cerveza - Aplicación Enzimas

Cebada germinada utilizada para la elaboración de malta.

Las enzimas de la cebada son liberadas durante la fase de molido en la elaboración de la cerveza.

• Las enzimas liberadas degradan el almidón y las proteínas para generar azúcares sencillos, aminoácidos y péptidos que son usados por las levaduras en el proceso de fermentación.

Enzimas de cebada producidas a nivel industrial

• Ampliamente usadas en la elaboración de cerveza para sustituir las enzimas naturales de la cebada.

Amilasa, glucanasa y proteasas

• Digieren polisacáridos y proteínas en la malta.

Betaglucanasas y arabinoxilanasas

• Mejoran la filtración del mosto y la cerveza.

Amiloglucosidasas y pululanasas

• Producción de cerveza baja en calorías y ajuste de la capacidad de fermentación.

Proteasas

• Eliminan la turbidez producida durante el almacenamiento de la cerveza.

https://slideplayer.es/slide/1129320/

Amiloglucosidasas

DESCRIPCIÓN

ENSIS AMILOGLUCOSIDASA es una enzima amiloglucosidasa Exo-1,4-alfa-D-glucosidasa producida por la fermentación de una cepa seleccionada de Aspergillus niger. 

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

• Enzima que cataliza la liberación de sucesivas unidades de glucosa a partir del final de las cadenas de almidón licuado. 
• Puede hidrolizar tanto las ramificaciones alfa-D-1,6 como los enlaces poliméricos alfa-D-1,4 del almidón. 
• El producto final es sólo glucosa.

ENSIS AMILOGLUCOSIDASA se produce con una cepa que no genera actividad transglucosidasa. Presenta una relación elevada entre alfa-holoamilasa acidurica y amiloglucosidasa que potencia el grado de hidrólisis de los enlaces alfa-D-1,4. 

COMPOSICIÓN

Enzima amiloglucosidasa Exo-1,4-alfa-D-glucosidasa. 

DOSIS I MODO DE EMPLEO

ENSIS AMILOGLUCOSIDASA se dosifica: 

1. En cocción a 2-4 kg por Tm de cereal para augmentar la atenuación de la cerveza. 
2. En fermentación a 1-5 gramos por HL para obtener cerveza de barril. 

ESPECIFICACIONES

Actividad mínima*

200 U/mL.

* Una unidad de actividad se define como la cantidad de enzima que forma 1mg de dextrosa en 1hora a partir de almidón hidrolizado bajo las condiciones estándar de pH 4.3 y 60ºC. 

La preparación enzimática tiene un nivel muy bajo de actividad proteinasa. 

EFECTO DEL pH Y EL CONTENIDO EN CALCIO DEL AGUA

• Ensayos realizados a 60ºC y a diferentes pH, ENSIS AMILOGLUCOSIDASA tiene un óptimo de actividad a pH 4.7 y un margen de trabajo de 3.5-6.0.
• La actividad óptima es a 65-70ºC. Pero para periodos prolongados se recomienda 60ºC. 

ENVASADO

ENSIS AMILOGLUCOSIDASA viene envasado en formato de 1L o 25L listo para su empleo. 

CONDICIONES DE ALMACENAJE I VIDA ÚTIL

Conservar los envases en lugar fresco (<15ºC) y seco, alejados de la luz solar. Máxima estabilidad a 4ºC de 6 meses a 1 año.

http://www.ensissciences.com/beverage/206-ensis-amiloglucosidasa.html

Alfa Amilasa (alfa amilasa fúngica)

La  alfa-amilasa  es una  enzima usada en la industria de la alimentación, que consiste en alfa amilasa fúngica, obtenido a partir de cepas seleccionadas de "Aspergillus oryzae", disponible en cuatro niveles de actividad. La  alfa-amilasa fúngica se utiliza para la suplementación de la actividad diastático en las harinas de trigo deficientes en este requisito.

Aplicación:  Alfa amilasa se utiliza en diversas áreas de fabricación de productos de trigo, es en el tratamiento y corrección de harina, productos para hornear y la galleta de fabricación.

Panadería con la enzima alfa-amilasa:

• el tratamiento de la harina con baja actividad enzimática; 
• en la elaboración de suplementos diastáticos y mejoradores unificados; 
• en la elaboración de premezclas. 

Galletas con la enzima alfa-amilasa:

• en la fabricación de dulces y galletas fermentado; 

Beneficios de la enzima alfa-amilasa en la cocción:

• incremento en el volumen del pan como una función de la producción del gas de la fermentación; 
• mejor textura, color, sabor y mayor uniformidad de la estructura del núcleo; 
• mayor suavidad; 
• corteza más atractiva. 

Beneficios de la enzima alfa-amilasa en galletas:

• mejora en la fermentación del proceso de masa, manteniendo el nivel de azúcar, ideal para la acción de la levadura; 
• mayor uniformidad de textura, densidad y formato del producto; 
• mejor color, aroma y sabor. 

Dosis:  usar 0,5 a 3,0 g a 50 kg de harina.

https://www.artalimentos.com.br/enzimas/alfa-amilase-fungica-40000

Amilasa Salival y Fermentación

De las bebidas alcohólicas no destiladas, originarias de América, sobresalen las bebidas insalivadas. La saliva humana se utilizaba para elaborar bebidas alcohólicas por medio de la masticación, ya que era un componente fundamental que facilitaba la fluidificación de materias primas de naturaleza amilicea y su sacarificación. Según Bemfeld et al. 1948 (apud Gonzalves de Lima 1975), la enzima α-amilasa de la saliva humana es activa con el pH entre 3.8 y 9.4 y se optimiza con el pH de 6.9. Su actividad óptima es a la, 40°C.

Kreipe (1967) señaló que en la sacarificación de substancias amiliceas para la preparación de alimentos fermentados se utiliza una enzima que transforma el almidón en doctrinas (fluidificación). mientras que la B-amilasa conduce la degradación hasta maltosa (Gonzalves de lima 1975).

Las enzima, hidrolizantes del almidón se distribuyen de manera amplia entre los seres vivos. Según Pazur (1965, apud Gonzalves de Lima 1975). hay cuatro grupos de amilanas: α-amilasas, B-amilasas, glucoamilasas y oligosacárido-hidrolasas. Las glucoamilasas son sobre todo de origen microbiano. Las α-amilasas se encuentran virtualmente en toda célula viva y pueden convertir el almidón en azúcares reductres. Las B-amilasas existentes principalmente en órganos vegetales, en especial en granos sin germinar (Kellin y Hartree 1998, aplud Gonzalves de Lima 1975) hidrolizan hasta maltosa las cadenas externas de la molécula de almidón, permaneciendo sin hidrolizar las uniones a-D-(16), lo que origina una acumulación de dextrinas. Las glucoamilasas y las oligosacárido-hidrolasu están presentes en microorganiamos y en celulas animales, hidrolizan el almidón y los oligosacáridos, respectivamente, hasta D-glucosa.

La amilasa salival es capaz de romper los enlaces a-1-4glucosidicos de manera aleatoria, excepto en el caso de lamaltosa (Widdar 1971, apud Gonzalves de Lima 1975), lo que provoca una demolición de ha cadenas lineales largas de amilosa en una mezcla de glucosa y maltosa, mientras que en las ramificadas (amilopectinaa) existen enlaces a-I-6 glucosídicos, hallándose presentes isomaltosa y oligosacáridos, que contienen enlaces resistentes al ataque enzimático (Banks et al 1967. apud Gonzalves de Lima 1975).