4.5 - Maceración simple vs Escalonada.

Equipo de Chilebruers

Vamos a comparar los métodos de macerado simple y escalonado a fin de ver las diferencias de eficiencia (cantidad de extracto obtenido) con distintos tipos de maceración (escalonada v/s infusión simple).
La receta es una American Pale Ale con los mismos ingredientes para ambas ollas para poder ver efectivamente como variaban las densidades. Les contamos ahora como fue la jornada y que fuimos haciendo.
Para ambas ollas hicimos lo siguiente, la maceración fue en una olla sin fondo falso de este modo uno podía batir constantemente todo el mosto dentro de la olla, sin necesidad de recircular, este paso es muy importante ya que mantener el mosto en movimiento permite que el agua llegue a todas las partes del grano y pueda extraer más azucares. Luego para el filtrado (lautering) utilizamos otra olla con fondo falso, donde hicimos el recirculado y el lavado de grano. Cabe destacar que para ambos mostos ajustamos el PH a 5,5.
Para la maceración escalonada las escalas de temperatura fueron las siguientes: 50º durante 20 minutos, 65º durante 25 minutos y 72º durante 35 minutos, luego un mash out a 76º y un lavado de grano con agua a 78º. Para la infusión simple mantuvimos el mosto entre 65º a 68º, también con un mash out a 76º y lavado de grano a 78º.
Para medir los resultados utilizamos la densidad de los first runnings, es decir de los primeros litros de mosto que salen luego de hacer el recirculado y antes de agregar el agua del lavado de grano. Las diferencias en densidades obtenidas fueron para la maceración escalonada 1,080 y para la infusión simple 1,060. A criterio de Chilebruers, las diferencias obtenidas fueron impresionantes.
Esto nos demuestra que la maceración escalonada, a pesar de gastar un poco más de gas y de ser un poco más difícil, vale la pena por el aumento de eficiencia. Si bien requiere un poco más de atención a ciertos detalles, tampoco es mucho más trabajo o esfuerzo, por lo menos a nivel casero.
Cuando el producto final esté listo para beber, deberíamos tener ciertas diferencias en cuerpo y volumen en boca debido a las diferencias en los tipos de azucares obtenidos entre una maceración y otra, lo que se confirmará al momento de la degustación del resultado.
Durante el macerado uno activa y promueve ciertas enzimas que están en la malta para que estas degraden los almidones y otros productos para que la levadura los consuma y que le den sabor a la cerveza, estas enzimas son:

• Cytolytic Enzymes(degradan la pared celular):
• Beta glucans Solubilase: T°O: 62º-65º, PH: 6.6-7.0(evitar durante el macerado)
• Proteolyc enzymes(degradan las proteínas):
• Endo-Peptidase: T°O: 45º-50º, PH: 3.9-5.5
• Carboxy-peptidase: T°O: 50º, PH: 4.8-5.,
• Amino-Peptidase: T°O: 45º, PH: 7.0-7.2
• Amylolytic enzymes(degradan los almidones):
• Beta-Amylase: T°O: 60º-65º, PH: 5.4-5.6
• Alfa-Amylase: T°O: 70º-75º, PH: 5,6-5,8.

Las escalas de temperatura que usamos durante el macerado fueron específicamente para ciertas enzimas y junto con ajustar PH nos fijamos que las no deseadas no se activen. Además durante el macerado fuimos batiendo constantemente el mosto, para esto no usamos el fondo falso, con esto logramos que la temperatura de todo el mosto sea más homogénea, que las enzimas puedan llegar a todos los almidones del grano y se disminuye cualquier formación de grumos.

https://www.chilebruers.cl/single-post/2016/04/05/maceracion-simple-vs-escalonada

4.1 - Maceracion

La maceración es el proceso en el mezclamos agua caliente con la malta previamente molida lo cual gelatiniza los almidones, extrae enzimas naturales de la malta, y convierte los almidones en azucares fermentables. Suena sencillo pero no lo es.

La maceración es un proceso enzimático, ya que son las enzimas en la malta las cuales convierten el almidón en azúcar fermentable. Dentro de la maceración se emplean diferentes rangos de temperaturas, cada rango activa y desactiva diferentes enzimas y es por medio de las temperaturas que el cervecero controla el proceso para obtener los resultados que se esperan. Básicamente la maceración nos ayudara a obtener el extracto que necesitamos para pasar al siguiente paso; El hervor.

Que es el extracto?

El extracto son las substancias disueltas en el agua que empleamos para la maceración que provienen de materias primas como la malta, adjuntos ente otros fermentables y es obtenido durante el proceso de maceración gracias a procesos enzimáticos los cuales se controlan empleando temperaturas y tiempos. Todo este proceso da resultado al mosto.

El extracto se mide en OG:

OG: Original Gravity o Gravedad inicial: Los azucares disueltos (gramos) en 100ml de agua. Esta medida se mide en grados Plato (P°) con un hidrómetro. Existen otras mediciones como las inglesas, pero el oficial internacionalmente usado es el Plato.

Que contiene el extracto?

• Azucares Fermentables
• F.A.N (Free Amino Nitrogen) o Nitratos de amino-acidos
• Minerales
• Vitaminas
• Entre otros nutrientes para la levadura

Dentro del mosto existen otras substancias las cuales no son fermentables ya que la levadura no los puede procesar. Estas mismas substancias son las que le brindan el cuerpo deseado a nuestra cerveza. Estas substancias son:

• Azucares no fermentables.
• Dextrinas
• Proteínas solubles
• Otras substancias inorgánicas.

Una maceración sencilla dura aproximadamente 1 hora y es entre las temperaturas de 65-68°c. Existen diferentes grupos de enzimas que su trabajo es el convertir los almidones en azucares fermentables. Durante el malteado del grano la enzima beta-glucanasa y la enzima proteolítica hacen su trabajo de modificación al abrir la matriz del almidón para exponer sus azucares y enzimas para una conversión eficaz.  Durante la maceración ocurre un poco de modificación también, pero el evento principal es la conversión de almidones en azucares fermentables y dextrinas no fermentables por medio de las enzimas diastáticas. Cada una de estas enzimas es influenciada por diferentes temperaturas y pH. De igual manera la actividad enzimática es mas dependiente de la temperatura que del pH. El cervecero debe ajustar su temepratura de maceración para favorecer la función exitosa de cada enzima, y por eso me refiero a personalizar las cualidades del mosto y mas importante su sabor y propósito.

Los Granos malteados y los no malteados tienen sus reservas de azucares bien protegidas en su matriz lo que previene a las enzimas de ingresar y trabajar en la conversión, por eso molemos el grano, para exponer sus reservas de azucares. Para que las enzimas puedan activarse y empezar la modificación de almidones en azucares fermentables es importante hidratar y gelatinizar los granos. Cada Grano tiene diferentes temperaturas de gelatinización. La temperatura promedio de gelatinización para malta de cebada es de 60-65°C.

Temperaturas de Gelatinización

• Cebada: 60-65°C
• Trigo: 58-64°C
• Centeno: 57-70°C
• Avena: 53-59°C
• Maíz: 62-74°C
• Arroz: 68-78°C

Granos como la cebada, trigo, avena y centeno pueden ser gelatinizados durante la maceración debido a que sus temperaturas de gelatinización son por debajo de la sacarificación. Granos como el maíz y arroz necesitan de un proceso llamado pre-gelatinización o  “maceración de adjuntos”. Este proceso involucra cocer los granos a temperaturas de 100°C y pasarlos por un roles, los cuales trituran el grano dejándolo listo y expuesto para ingresarlo a la maceración con el resto de los granos.

Una vez gelatinizados los granos la enzima alfa-amilasa puede empezar a convertir y romper las cadenas de almidones a cadenas más pequeñas, al igual que las dextrinas. Esto resulta en una  maceración menos viscosa lo que facilita a las otras enzimas poder hacer su trabajo. Este proceso es llamado licuefacción. Una vez licuificada la maceración enzimas como beta-amilasa, Dextrinasa de limite (Limit-dextrinase) y Alfa-glucosidasa empiezan a romper estas cadenas y convierten los almidones en azucares fermentables. El rango estándar de pH en la maceración es de 5.4-5.8 y es dependiente del tipo de malta usada. Por ejemplo maltas oscuras tienden a ser mas acidas que maltas pálidas. Si un pH sobrepasa el rango el mosto puede obtener astringencia, entre otros problemas.

Enzima	Rangos de Activación	Temperaturas de Preferencia	Rangos de activación pH	Rangos favoritos pH	Función
Fitasa (Phytase)	30-52°C	Desconocida	5.0-5.5	Desconocido	Disminuye el pH de la Maceración.
Beta-Glucanasa	20-50°C	35-45°C	4.5-6.0	4.5-5.5	Mejor descanso en la utilización de adjuntos. Excelente para descomponer gomas y gelatinas dextrinosas.
Proteasa	20-65°C	45-55°C	4.5-6.0	5.0-5.5	Solubiliza proteínas reserva de la malta las cuales son insolubles.
Peptidasa	20-67°C	45-55°C	4.5-6.0	5.0-5.5	Produce F.A.N. de proteínas solubles.
Alfa-glucosidasa	60-70°C	Desconocida	4.5-6	5.0-5.5	Convierte cadenas de maltosa y otros azucares las convierte en glucosa. (No Afecta el extracto o eficiencia)
Dextrinasa de limite (Limit-dextrinase)	60-67°C	60-65°C	4.8-5.8	4.8-5.4	Corta los limites de las cadenas de Dextrinas
Beta-Amilasa	60-65°C	60°C	5.0-6.0	5.2-5.8	Produce maltosa.
Alpha- Amilasa	60-75°C	60-70°C	4.0-6.0	4.5-5.5	Produce una variedad de azucares fermentables incluyendo maltosa.

Diferentes descansos de maceración y su propósito. 

Descanso Acido:

Antes del siglo 20, los cerveceros no tenían conocimiento de la interacción de la malta y la química del agua. Los cerveceros de Pilsen (Rep. Checa) usaban este descanso durante su maceración  el cual  era en los rangos de 30-52°C para activar la enzima fitina (phytin), la cual acidificaba su maceración dentro de rangos cuando usaban solo maltas pálidas. El descanso duraba un par de horas. El agua en esa área del mundo es demasiada pura y casi sin minerales que la maceración no llegaba a los rangos de pH apropiados si no se aplicaba este descanso. La mayoría del agua del mundo no tiene este problema. La cebada malteada es rica en fitina, la cual es un fosfato orgánico que contiene calcio y magnesio. La fitina es una cadena que proviene de la Fitasa.  Al parecer este descanso ya no es usado por ninguna cervecería.

Rangos  de activacion enzimatica

Doughing-in (Mezclado)

Este descanso muy parecido al acido es utilizado para mezclar los granos con el agua y permitir que las enzimas se distribuyan de mejor manera antes de ser activadas completamente. Este descanso tiene un rango de 35-45°C. El tiempo del descanso es alrededor de 20 minutos y la temperatura recomendada es de 40°C. Este descanso es opcional pero se ha demostrado que puede ser beneficial para incrementar la eficiencia de extracción por unos cuantos puntos. Uno de los problemas de este descanso es que puede promover la oxidación. Cuando mezclas los granos con agua las cadenas largas de ácidos grasos pueden ser oxigenadas por la enzima lipoxigenasa. Una ves oxidadas estos compuestos pueden brindar sabores oxidados a la cerveza final, estos dan sabores como de papel mojado a la cerveza. Para evitar esto puedes hacer 2 cosas. 1. Hervir el agua antes del descanso para remover el oxigeno. 2. Evitar este descanso ya que arriba de 60°C la enzima lipoxigenasa se desnaturaliza y por ende se desactiva.

Descanso Beta (Beta- glucanasa)

Descanso utilizado para romper o descomponer los beta glucanos en granos no malteados como cebada, centeno, trigo y avena. La mayoría de la malta ya viene bien modificada lo que significa que sus beta glucanos ya fueron descompuestos. De igual manera ests descanso ayuda a tener mejor lavado de grano ya que una vez aplicado este descanso entre las temperaturas de 35-45 ° C por 20 minutos disminuye la viscosidad. Se recomienda cuando el 10-20% de los granos no son malteados. Cuando hay menos de 10% esto puede ser remplazado por un “Mash out” el cual consiste en elevar la temperatura de maceración entre 70-74°C, esto desnaturaliza todas las enzimas y reduce la viscosidad.

Descanso de Proteína (Protein Rest)

La mayoría de la malta en el mundo no necesito necesita este descanso ya que la conseguimos bien modificada. Pero algunas maltas lager como la Pilsner no son modificadas completamente por lo que se benefician de este descanso. La modificación de la malta es un termino que se refiere al grado en que se desglosan la paredes de las células y proteínas en el endospermo. Ahora en día este proceso de modificación es tarea del maltero por lo que la mayoría de la malta ya viene bien modificada por lo que repetir el proceso en la maceración nos reduciría el cuerpo en la cerveza y la capacidad de retención de espuma. Pero en el caso de maltas no completamente modificadas es necesario aplicar el descanso para tener la eficiencia y resultados esperados. Este descanso consiste dentro de las temperaturas 45-55°C por 15-30 minutos. El propósito del descanso de Proteína es para aportar FAN (free amino Nitrogen) al mosto. Malta poco modificada tiene menos proteína soluble que la malta bien modificada. Otro propósito es para romper largas cadenas que pueden causar problemas al momento del lavado del grano y problemas de claridad en la cerveza. En fin el descanso de proteína solo es requerido cuando la malta no está bien modificada o cuando se usan maltas modificadas con mas de 20% de malta de trigo, centeno o avena. El trigo malteado tiene el doble de proteína que la cebada, por lo que se recomienda un descanso beta combinado con uno de proteína: 45-50°C por unos 15-30min.

Descanso de Sacarificación/ conversión de azucares.

Por fin llegamos a donde toda la magia sucede y nuestro evento principal el cual es: convertir las reservas de almidones en azucares fermentables, también conocido como el proceso de sacarificación. Existen cuatro enzimas que su trabajo es el de convertir o hidrolizar los almidones en azucares fermentables: Alpha y Beta amilasa, dextrinasa de limite (limit dextrinase) y alfa- glucosidasa. Este grupo de enzimas trabajan en un promedio de temperatura de 60-70°C como se puede ver en la tabla. Este descanso es necesario en toda maceración ya que sin el no podría haber conversión de almidones a azucares fermentables. La temperatura recomendada para este descanso es de 65-68°C por un tiempo de de 45-60 minutos. En este descanso cada temperatura favorece a diferentes enzimas por lo que temperaturas de maceración en 65°C producen mostos mas fermentables y temperaturas de maceración altas, por ejemplo 68°C producen mostos menos fermentables, es decir si queremos una cerveza con cuerpo ligero maceramos en 65-66°C, cuerpo medio 66-67°C y cuerpo completo 67-68°C.

La ciencia de la maceración es una ciencia complicada de resumir. Existen muchas enzimas y facoters que producen diferentes resultados. Aquí trate de resumir el proceso a lo más indispensable. En fin podemos concluir que una maceración sencilla y exitosa es la siguiente: Una maceración con una proporción de 3 a 4 lts de agua/kilo de malta, pH de 5.4 a 5.8, temperatura de 65-68°C por 1 hora. Estas condiciones producirán un mosto con buen cuerpo maltoso y buena fermentabilidad.

Temp. (C)	Escalón	Efecto
35-45	Empaste	Permite que los granos partidos absorban bien el agua y distribuye mejor las enzimas a través del empaste. A estas temperaturas también se producirá una cierta acidificación, cambiando potencialmente el pH del empaste.
30-52 (35)	Descanso Ácido	Raramente necesitado por los cerveceros caseros, este descanso activa la enzima Fitasa bajando lentamente el pH del empaste. Para obtener un resultado apreciable es preciso sostener este escalón un tiempo muy prolongado.
40 a 50	Descanso de Beta-glucanos	Rompe los beta-glucanos en los cereales sin maltear o en copos y en las maltas poco modificadas. Sin un descanso a estas temperaturas, los beta-glucanos darán lugar empastes excesivamente viscosos.
45-55	Descanso de Proteínas	Se activan la proteasas y las peptidasas rompiendo la proteínas grandes e insolubles transformándolas en compuestos más pequeños y solubles. Estas temperaturas también darán lugar a una cierta actividad ácida.
	Sacarificación	Este es el único descanso necesario en la maceración. Aquí las amilasas y la dextrinasa límite degradan el almidón produciendo azúcares y dextrinas. º C Enzima Función 60-63 Limit dextrinase Degrada los almidones grandes en almidones más pequeños accesibles a la amilasa alfa 67-75 Alpha amylase Rompe las cadenas de almidón produciendo azúcares, que pueden o no ser fermentables. 60-65 Beta-amylase Transforma los azúcares complejos en azúcares fermentables más simples
77+	Mashout	A estas temperaturas se reduce la viscosidad del empaste haciendo más fácil la separación del mosto. Además comienza la desactivación y desnaturalización de las enzimas.

4.0 - Maceración

La maceración es el proceso mediante el cual el cervecero, a través de remojar el grano (principalmente de cebada) con agua a ciertas temperaturas, activa diversas enzimas de la malta para convertir los almidones en azucares más simples, que en un proceso posterior serán metabolizados por la levadura.
Por otro lado, las enzimas son proteínas complejas que sirven a manera de catalizadores, induciendo reacciones entre sustancias. Las enzimas son activadas o desactivadas bajo ciertas condiciones, y la manipulación de estas condiciones es el proceso de macerado.
Osea, remojamos los granos de malta con agua caliente, para que los almidones se conviertan en azucares fermentables, que nos producirán alcohol y otros subproductos que conforman la cerveza, como el CO2.
Sin importar su tamaño, todas las cervecerías que elaboren cerveza a partir de grano, realizan el proceso de macerado.
Es importante comprender que las enzimas funcionan desde temperaturas por debajo y por enzima del rango descrito, y que su destrucción toma tiempo, por lo que es posible activar varias enzimas en diferentes puntos de temperatura.

Dado que las maltas de marca actuales, son desarrollados con procesos de malteados precisos, obtenemos malta de gran calidad, completamente modificada, con la mayor cantidad de almidones para ser extraídos. De manera que las cervecerías modernas rara vez se detienen en todos los rangos de temperatura, ya que la malta actual es muy eficiente.
Claro, a menos que se usen maltas de baja calidad, lo que siempre dará como resultado cerveza de mal sabor y de características no deseadas.
Es importante mencionar, que un descanso en la temperatura de macerado que active la enzima Beta Glucanasa puede llevar a cervezas con baja retención de espuma y con cuerpo muy ligero.
Generalmente el cervecero moderno, de detiene en la activación de la Beta-Amilasa para producir azucares fermentables que nos producirán alcohol en el proceso de fermentación, y en la activación de la Alpha-Amilasa para producir azucares de cadena larga (dextrinas), que producen la sensación de cuerpo en la cerveza.
Recuerda, que habrá siempre, algo de actividad de las enzimas en los rangos de temperatura inferiores y superiores de éstas. Por lo que muchos cerveceros optan por macerar a una sola temperatura. Digamos a 67 °C, durante 60 minutos, lo que nos permite obtener tanto azucares fermentables, cómo dextrinas, cómo podemos ver en la gráfica de abajo, que nos muestra la actividad de ambas enzimas, y su punto de traslape máximo a 67°C.

Por esta razón, muchos cerveceros casero, maceran con gran éxito en una hielera donde fijan la temperatura alrededor de 67°C, y la hielera aislada térmicamente, mantiene la temperatura por hasta una hora.
Sabiendo todo esto, si deseamos cervezas, más alcohólicas y secas, debemos de macerar entre 60 y 65°C. O para cervezas de menor contenido de alcohol, más dulces y de mayor cuerpo, debemos usar temperaturas entre 68.5 y 70°C
Y por supuesto, podemos hacer un macerado a una temperatura única con centro en 67°C inclinándola más a la derecha o la izquierda para balancear entre azucares fermentables y no fermentables, según lo que deseemos, o bien si se cuenta con equipo adecuado, cómo un sistema de control de temperatura, o simplemente con práctica, es posible hacer un programa de macerado para recorrer diferentes rangos de temperatura por diferentes tiempos, según lo que se desee.

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