La maceración y su influencia en la extracción de azúcares para una fermentación ideal

Hace unos días hablaba de la importancia de la densidad final y su influencia en la fermentación y cuerpo de la cerveza, y tocaba aspectos de la temperatura de la maceración para la extracción de azúcares fermentables y no fermentables.

Hay muchos otros detalles acerca de la maceración que todo cervecero debe tener en cuenta para obtener cervezas de calidad, y para tener más control sobre su sabor y textura.

Malteado del cereal

La conversión de azúcares comienza en el proceso de malteado. Durante la germinación de los granos se producen las enzimas que participarán en el proceso de conversión del almidón de la malta en azúcares fermentables y no fermentables.

Cuando estos granos son horneados para su tostión – o básicamente para remover la humedad agregada durante su germinación, varias de estas enzimas mueren. Es por eso que un buen proceso de malteado influenciará positivamente en la extracción de azúcares fermentables.

Conversión de almidón en azúcares fermentables

Los granos malteados y no malteados poseen reservas de almidón contenidas en una especie de empaque compuesto por protenias y carbohidratos, lo cual evita que las enzimas tengan acceso a estas.

Representación del almidón antes de la maceración, compuesto de cadenas largas de glucosa.

Cuando se hidrata la malta sus almidones comienzan a gelatinizarse en una combinación de calor y acción enzimática. El rango de temperatura promedio de gelatinización de la cebada es de 60ºC a 65ºC, pero también puede ocurrir entre los 55ºC y 67ºC (How to Brew, Palmer) dependiendo de la variedad de cebada y condiciones de la cosecha.

Otros granos no malteados como el maíz, arroz, o trigo, se gelatinizan a diferentes temperaturas que la cebada, y es necesario cocinarlos previamente a la maceración con la cebada, aunque la precentación en hojuelas ya está debidamente cocinada y es por eso que se maceran con la malta.

Alfa-amilasa

Luego de la gelatinización, la enzima alfa-amilasa comienza a quebrar las cadenas largas de almidones en pequeñas cadenas de 6-8 unidades de glucosa, llamadas dextrinas, las cuales son fácilmente procesadas por las otras enzimas beta-amilasa, alfa-glucosidasa, y dextrinasa límite para la conversión de azúcares.

Representación del trabajo de la enzima alfa-amilasa, quebrando el almidón en largas cadenas de glucosa, facilitando el trabajo de otras enzimas como la beta-amilasa.

Estas largas cadenas de glucosa no son fermentables si se utiliza las levaduras saccharomyces, y terminan agregando cuerpo a la cerveza. Sin embargo, estas cadenas pueden ser procesadas por levaduras brettanomyces o bacterias como lactobacillus y pediococcus.

Beta-amilasa

La enzima beta-amilasa se encarga de quebrar cadenas de glucosa en cadenas más pequeñas de 2 unidades de glucosa, denominadas maltosa.

Representación del trabajo de la beta-amilasa, quebrando las cadenas de glucosa en grupos de dos y generando maltosa. Dependiendo de la temperatura de maceración se producirá más o menos maltosa en el macerado.

Este tipo de azúcar es fermentable, así que un mosto compuesto principalmente por estos azúcares será altamente fermentable y resultará en una cerveza seca.

Dextrinasa límite

La enzima dextrinasa límite también quiebra almidones en cadenas más pequeñas, ayudando a la beta-amilasa a hacer un mejor trabajo, pero al igual que la alfa-amilasa, no genera maltosa.

Temperatura de maceración y pH

Las enzimas son principalmente influenciadas durante la maceración por diferentes temperaturas, aunque el pH también influye un poco.

La alfa-amilasa por ejemplo, es resistente al calor y muy estable, y es capaz de trabajar a temperaturas hasta de 71ºC.

La beta-amilasa es inestable, y durante la maceración es gradualmente destruida por el calor. Esta enzima trabaja muy bien a la temperatura de 65ºC, pero muere a la temperatura de 68ºC.

La dextrinasa límite usualmente trabaja en pH bajos de 5.1-5.2, pero se inhibe en pH más altos. Por ende, al controlar el pH se puede promover esta enzima, la cual facilita el trabajo de la beta-amilasa para producir un mosto más fermentable.

Si se miran estas enzimas trabajando en conjunto, se puede deducir que al macerar a temperaturas cercanas a los 65ºC, con pH de 5.1-5.2, se va a producir un mosto bastante fermentable y una cerveza más seca, reflejada en una densidad final baja.

Al subir la temperatura de maceración, la beta-amilasa se degrada y muere eventualmente, produciendo así menos maltosa, y dejando más dextrinas en el mosto que aportan cuerpo a la cerveza – conllevando a una densidad final más alta, obviamente asumiendo que no se va a acidificar con brettanomyces o bacterias, ya que estos microbios pueden procesar dextrinas.

De todas maneras, según el Dr. Charlie Bamforth, profesor de Brewing Science de la Universidad de California, no importa qué tanto esfuerzo hagamos para controlar las variables y obtener un mosto fermentable, sólo llegaremos a un 80% de fermentabilidad.

Referencias:

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    Autor: Luis Cuellar

    Cervecero artesanal, Fotógrafo.

    13 reflexiones sobre “La maceración y su influencia en la extracción de azúcares para una fermentación ideal”

    1. Saludos, una consulta
      Necesito sacar azúcares no fermentables de la malta, estaria bien macerar la malta de 80 a 85 grados para solo extraer azúcares no fermentables, gracias por la ayuda.

      1. Hola Daniel, 80ºC es muy alto para la maceración y puedes terminar obteniendo astringencia de la malta y matando la alfa-amilasa.

        Si quieres bastante cuerpo y poca fermentabilidad, macera a 70ºC. Recientemente cociné una cerveza que estoy acidificando con brettanomyces y lactobacilos que maceré a esa temperatura para obtener bastantes carbohidratos para esos microbios. es probable que puedas macerar inclusive a 72ºC aunque a esa temperatura la alfa-amilasa puede verse afectada.

        Cuál es tu objetivo de obtener sólamente azúcares no fermentables?

        1. Estimado Luis te comento, estoy en un proyecto de cerveza artesanal con quinua y del tema estoy bien familiarizado pero estoy interesado en sacar una bebida energética a base de malta, necesito sacar azúcares no fermentables de la malta para evitar una fermentación, por eso era mi consulta si trabajar con temperaturas altas me ayudaria a extraer esos azúcares y a la ves obtener un buen un buen cuerpo de la bebida, espero me puedas ayudar con esta pequeña consulta.
          Felicidades por tu articulo muy bueno.

            1. Ok muchas gracias, pero en cuanto a la maceración si ocupo una mayor temperatura estaria extrayendo azúcares no fermentables, esa es mi consulta de fondo, osea que pasa si ocupo temperaturas elevadas?
              Espero me puedas ayudar explicandome esto y de antemano gracias.

    2. Buenos días Luis, antes que nada quiero felicitarle por tu blog, ya que es muy pero muy interesante. Quizás la pregunta que le voy a hacer no aplique, pero le cuento. Uno de los insumos mas importantes es el agua. Tengo la particularidad que no puedo gastar mucha agua, por lo que me puse a estudiar métodos alternativos. Hace unos días me topé con un método llamado No-Chill (donde es usado en países donde el agua es escasa, como Australia e Israel).
      Pues, tengo pensado utilizar dicho método, que básicamente consiste en no realizar la etapa de enfriado “rapido” del mosto luego del hervido, sino que dejar el mosto que se enfríe a temperatura ambiente.
      En fin, quería saber si has realizado dicho método o si has estudiado el mismo para saber los pros y contras.
      Muchas gracias!

      Saludos

      1. Hola Pablo,

        Primero que todo, gracias por tu comentario.

        Si he utilizado ese método de forma informal, cuando he tenido que salir todo el día luego de haber terminado la cerveza. Tengo un amigo que deja la cerveza enfriando toda la noche y al día siguiente la agrega al fermentador. Siempre y cuando no permitas que le entre algo al mosto mientras se esté enfriando está bien. Tapa la olla mientras se enfría el mosto y agrega al fermentador cuando esté frío.

        Por otra parte, muchas personas abogan por enfriar el mosto lo antes posible para que caigan las proteínas más rápido y así mejorar la clarificación de la cerveza, pero igual un buen lagering o maduración en frío puede ayudar a hacer lo mismo.

        Mucha suerte y buenas birras!

    3. Hola, mi duda es sobre la temperatura más apropiada durante la maceración en general. Es importante que sea constante durante el proceso o no importa que disminuya en 10-15 grados. GRACIAS.

    4. Hola, de antemano muchas gracias por este valioso artículo y este espacio para consultas.
      La mía es la siguiente, siempre me baja mucho la temperatura durante el RECIRCULADO, ¿Que aconseja hacer durante esta etapa?¿es correcto encender el fuego para mantener la misma temperatura del macerado? Muchas gracias.

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