ELABORACIO DE
LA CERVESA
Els processos bioquímics en l'elaboració de la cervesa.
Índex:
Introducció; El malteig; El braceig o producció
de sucre [la temperatura;
la degradació
del midó; L'acidesa;
Els mètodes de braceig;]
la fermentació
o producció d'alcohol [els llevats];
efecte de la temperatura;
Introducció:
La finalitat del braceig
consisteix en aconseguir un most ensucrat que, un cop fermentat, es convertirà
en cervesa. Però la matèria prima de l'elaborador, l'ordi,
no en conté de sucre, o millor dit, el conté en forma de midó.
El gra d'ordi està format d'un embolcall
protector de cel·lulosa sota el que es troba l'endosperma que constitueix
una reserva d'aliment per la futura planta. L'endosperma és fet de
midó, una substància complexa feta de milers d'unitats de base
més simples. Aquestes unitats de base del midó són les
molècules de glucosa, un sucre adequat per al braceig perquè
el ferment el pot metabolitzar. En altres paraules, ni el ferment, ni l'embrió
de la planta ni nosaltres som capaços de "pair" els midons.
Cal que es redueixin primer en unitats més
accessibles. Podríem dir que el midó
és una llarga cadena les baules de la qual són sucres més
simples com la glucosa. Les dextrines són trossos de la cadena esmentada
però encara massa llargs per ser fermentats. Heus aquí una classificació
elemental dels glúcids o sucres.
Sucres molt simples. Fermentescibles
| Glucosa |
Glúcid molt simple fet d'una
sola molècula |
| Fructosa |
Glúcid molt simple fet d'una sola molècula
|
Sucres simples. Fermentescibles
| Maltosa |
Glúcid simple format de dues molècules de glucosa |
| Sacarosa |
Glúcid simple format d'una molècula de glucosa
i d'una altra de fructosa |
Sucres complexes. No fermentescibles
| Dextrina |
Glúcid complex
fet de llargues cadenes de glucosa |
Sucres molt complexes. No fermentescibles
| Midó |
Glúcid molt complex fet de llargues cadenes de glucosa |
El malteig.
Com que el midó de
l'ordi no es troba en la forma que ens interessa, l'haurem de descompondre
en unitats més simples o curtes. Per a això farem servir el
mètode natural de la germinació. De fet, el gra d'ordi acabat
de sembrar té el mateix problema que el bracejador: ha de transformar
les seves reserves de midó en sucres més simples per alimentar
l'embrió de la planta a punt de nàixer. Per a aconseguir-ho,
el gra d'ordi activa en el moment de la germinació, uns enzims capaços
de dividir les grosses molècules de midó en petites molècules
de sucre.
El bracejador farà servir aquest procés
natural en el moment del malteig. Aquesta etapa no és més que
una germinació controlada la finalitat de la qual resideix en l'activació
d'enzims que, més tard, transformaran el midó i algunes proteïnes
continguts en el gra d'ordi. En efecte, l'endosperma també conté
proteïnes a més del midó, en quantitats més discretes
però tot i així, cal tenir ho en compte al moment de fer cervesa
car les proteines tenen la particularitat d'afectar-ne la transparència.
El malteig és doncs una fase preliminar.
S'hi preparen les eines que es faran servir en el braceig. Aquestes eines
són els enzims anomenats
alfa-amilasa,
beta-amilasa i proteinasa.
N'hi ha d'altres, però
aquestes són les més importants. Les dues amilases serviran
per escindir el midó i la proteinasa reduirà les proteïnes.
El braceig
o producció del sucre.
La maceració, o sigui el procediment
en el que es barreja la farina d'ordi amb aigua i s'escalfa, és el
moment en el que el bracejador orquestra les diverses reaccions enzimàtiques,
jugant amb precisió i perícia sobre les temperatures del futur
most. Hem anomenat la barreja de gra i aigua, mestura.
Diferenciarem la mestura del most essent
la primera el que hem descrit i el segon el producte final i filtrat. La mestura
serà sotmesa a la maceració.
Aquesta consisteix en escalfar la mestura aplicant-li etapes diverses de temperatura
i remenant o bracejant per evitar la coagulació de les proteines.
D'aquí que hem escollit la paraula bracejar
per designar el procés complet d'elaboració de la cervesa.
El substantiu seria braceig.
La temperatura:
Els dos enzims més
importants per la degradació del midó són l'alfa-amilasa i la beta-amilasa.
L'alfa-amilasa
transforma el midó en dextrines no fermentescibles que, en proporcions
variables, romandran en la cervesa després de la fermentació.
L'acció d'aquest enzim es veu afavorida a temperatures superiors a
65ºC. És important
obtenir una bona proporció de dextrines en la cervesa si volem aconseguir
que tingui còrpora.
La beta-amilasa transforma les dextrines
en sucre (maltosa). La seva màxima eficàcia es produeix a temperatures
de 60ºC.
En el malteig hom activa un tercer enzim, la
proteinasa, que no ataca els
midons sinó que ho fa amb les proteïnes contingudes en el gra.
La seva acció s'assembla a la de l'amilasa en el sentit que disgrega
les proteïnes, substàncies complexes, en compostos més
simples, pèptids o aminoàcids. Aquests compostos ens seran útils
per a alimentar el llevat durant la fermentació a més d'afavorir
la formació d'escuma. No totes les proteïnes es disgreguen, sempre
en queden en la cervesa final. Aquest equilibri és crític i
influencia la formació i el manteniment del cap d'escuma. Massa proteïna
podria conduir a la constitució d'una cervesa tèrbola.
A la taula següent informem de les diverses
reaccions enzimàtiques i de les seves temperatures òptimes.
Taula de temperatures
Temperatures
|
Principi
actiu
|
Efecte
|
| Entre 45 i 55ºC |
Proteinasa
|
Amilases molt poc actives. |
| Entre 55 i 65ºC |
Beta amilasa
|
Començament de la formació de Maltosa |
| Entre 60 i 65ºC |
Beta amilasa
|
Màxima formació de Maltosa |
| Entre 65 i 70ºC |
Alfa amilasa
|
Formació minvant de Maltosa
Creixement de la formació de Dextrines |
| Entre 70 i 75ºC |
Alfa amilasa
|
Destrucció de les proteïnases. Formació
de Dextrines. |
| Entre 75 i 80ºC |
|
Destrucció de la beta-amilasa. Formació
només de Dextrines. |
Quan el bracejador vol fer
una cervesa de Malt (a partir del gra) sol insistir molt en l'etapa de
65 a 68ºC perquè aquesta temperatura afavoreix
la formació de Maltosa fermentescible i d'alguna Dextrina. La Maltosa
contribuirà al grau alcohòlic mentre que la Dextrina donarà
còrpora. Si la temperatura és massa baixa, aconseguirem una
cervesa aigualida i fluixa de cos però amb alcohol. Si la temperatura
de maceració és massa alta, sortirà un most difícil
de fermentar i una cervesa espessa i amb molt de cos però amb poc grau
alcohòlic. El bracejador casolà que fa servir extracte de Malt
no té aquest problema perquè aquesta fase ja ve feta per l'elaborador
de l'extracte.
La degradació del midó:
La degradació
del midó es fa en tres etapes:
1.- gelificació.
Es tracta d'una transformació que s'obté
per mitjà de l'addició d'aigua i l'escalfament. La barreja
d'aigua i midó, quan l'esclafem esdevé translúcida
i gelatinosa. Aquesta transformació correspon a l'esclatament dels
grànuls de midó amb l'efecte de l'escalfor.
2.- liquefacció.
Aquesta etapa es produeix sota l'influència
de l'alfa-amilasa. La barreja, abans pastosa es converteix en líquida.
Químicament, el midó és transformat en Dextrines.
3.- saccharificació.
Transformació del midó i de les
dextrines en sucres simples. N'és responsable la beta-amilasa. Producció
de glucosa i maltosa.
Per a aconseguir la gelificació
del midó, cal escalfar-lo a temperatures molt altes que destruiran
els enzims. Per això, quan hom vol afegir cereals additius (blat de
moro, arròs) a la mestura, els cou a part i després, un cop
refredats, s'afegeixen a l'esmentada mestura per la maceració.
L'acidesa:
El bracejador disposa d'un altre mètode
per controlar les reaccions enzimàtiques. A més d'actuar sobre
la temperatura de la maceració, també pot controlar l'acidesa
de la mestura. En efecte,
un medi àcid
afavoreix l'actuació de la beta-amilasa i, per tant, produirà un most amb
més maltosa
mentre que
un medi menys àcid
(acalí o bàsic) afavoreix el treball de l'alfa-amilasa i donarà
un most amb més dextrines.
Hom mesura l'acidesa mitjançant el càlcul
del pH. Aquest valor estableix una escala de 0 a 14. Al mig, amb un valor
de 7, hi ha l'aigua destil·lada o pura. Hom considera que l'aigua
pura és "neutra". Els valors per sota, o sigui de 0 a 7, són
considerats àcids mentre que els valors superiors a 7 es consideren
alcalins (o bàsics). Per exemple, el suc de llimona
té un pH de 3, la saliva presenta un valor de 6,5 i l'aigua amb sabó
7,5.
L'aigua de boca no és pura. Duu minerals
que la poden fer àcida o alcalina.
L'aigua de braceig
ideal presenta un valor d'entre 6,5 i 7.
El pH del most abans
de la fermentació ha de ser d'entre 5 i 5,5
i el pH final de la
cervesa es mou entre 4 i 4,5.
pH òptims
| Aigua de braceig |
6.5 a 7 |
| Most |
5 a 5.5 |
| Cervesa final |
4 a 4.5 |
Aquest darrer valor és
degut a que, durant la fermentació i el braceig, es formen àcids
orgànics naturals que, lògicament, com ho diu el seu nom, acidifiquen,
o rebaixen el valor pH.
El pH es mesura amb uns papers reactius que
canvien de color segons el nivell de pH. És un mètode simple
i barat però una mica imprecís. Per al bracejador casolà,
és suficient. Per a corregir aigües de braceig massa alcalines,
hom fa servir sulfat de calci o carbonat de calci. En
el cas contrari, hom fa servir segons les legislacions, diversos
mètodes físics (cocció) o químics (addició
d'àcids) per acidificar l'aigua.
Per tornar als enzims i al medi que prefereixen,
cal dir que l'alfa-amilasa té el seu rendiment òptim amb un
pH de 5,6 i la beta-amilasa treballa millor amb un pH de 4,6. Com amb la
temperatura, cal trobar un compromís, i el bracejador sol establir-lo
entre
5,2 i 5,4.
Temperatures i pH òptims
| Enzim |
Temperatura |
pH |
| alfa-amilasa |
65ºC a 70ºC |
5.6 |
| beta-amilasa |
60ºC |
4.6 |
Els mètodes
de braceig.
Existeixen dos tipus fonamentals
de maceració:
la INFUSIÓ i la DECOCCIÓ.
L'exemple típic de maceració per Infusió
és el sistema anglès que només preveu
una etapa de temperatura a aproximadament 68ºC que dura una hora. La
majoria de les ALE angleses es fan així. Les Lager solen rebre un tractament
semblant però amb dues etapes: una a 50ºC durant 30 minuts per
permetre l'actuació de les proteïnases i després hom
puja fins a 70ºC per a afavorir l'actuació de les amilases.
La maceració per Decocció
és més complicada. Hom retira una part del most en maceració
i l'esclafa fins a ebullició i torna a afegir aquesta part al most
per augmentar la temperatura de tota la barreja a fi i efecte d'arribar a
etapes de temperatura desitjades com ara 50ºC, 65ºC i 75ºC.
Hom distingeix mètodes en els que s'aplica aquest mètodes una,
dues o tres vegades seguides segons el tipus de cervesa. Aquest mètode
s'aplica a Alemanya en cerveseries artesanals.
Existeix un tipus de braceig que barreja els dos mètodes anomenat
doble maceració (double mash/zweimaiscvefahren)).
(veieu producció del most)
La fermentació o producció d'alcohol:
La fermentació es constitueix de fenòmens
bioquímics força complexes. Simplificant una mica es pot descriure
de la forma següent: sota l'acció dels llevats, cada molècula
de sucre es transforma en dues molècules d'alcohol etílic i
dues molècules de gas carbònic. Químicament parlant això
s'expressa com segueix:
C6H12O6
--> 2 C2H5OH + 2 CO2
Aquesta reacció és exotèrmica cosa
que significa que produeix escalfor. Aquest és el motiu de l'augment
de temperatura durant la fermentació. Per als que ens fem quantitats
modestes de cervesa, no és cap problema, però per la producció
industrial, aquest fet obliga a preveure un refredament dels cubs de fermentació.
Els llevats:
Els llevats o ferments, són fongs unicel·lulars
que pertanyen al grup dels ascomicets. En un medi adequat, un lluc minúscul
apareix sobre la cèl·lula mare; al cap d'una hora el seu creixement
és complet i comença a produir altres llucs que, al principi
es mantenen junts com un brot de raïm que acaben separant-se. Una única
cèl·lula reproduint-se d'aquesta forma es multiplica en milions
al cap de 24 hores. (D'aquí la importància d'una extrema netedat
en els processos d'elaboració: si se'ns cola algun fong o bactèria
no desitjat, ens pot contaminar ràpidament tota la partida de cervesa!)
Els ferments són alhora anaerobis i
aerobis. Poden viure amb aire o sense aire (o Oxigen). Amb Oxigen, els llevats
es reprodueixen exponencialment i ràpidament mentre que en absència
d'ell, consumeixen el sucre i el transformen com ja ho hem apuntat.
Durant les primeres 24 hores de la fermentació,
el most conté Oxigen degut a les manipulacions del braceig i, per
tant, el ferment ho aprofita per reproduir-se. En aquesta fase, es reprodueix
però consumeix poc sucre i produeix poc alcohol. El bracejador desitja
aquí que es formi prou ferment per a la fermentació alcohòlica.
Quan l'Oxigen ha quedat consumit, el llevat
recorre a l'altre mecanisme per a alimentar-se. Llavors és quan es
"menja" el sucre i el transforma en alcohol i gas carbònic. En aquesta
fase, el bracejador malda per evitar el contacte del most amb l'aire. Hem
dit "menja" referint-nos al procés de transformació del sucre
en alcohol. Però bioquímicament parlant es tracta d'una complicada
sèrie de reaccions que impliquen la intervenció d'enzims.
La reacció descrita més amunt
es pot quantificar en pesos atòmics:
| Element |
Símbol |
Pes atòmic |
| Carboni |
C |
12 |
| Hidrogen |
H |
1 |
| Oxigen |
O |
16 |
El pes molecular és la suma dels pesos atòmics
de cada àtom constitutiu d'una molècula. El pes molecular del
sucre C6H12O6 és doncs el següent:
C6 (6x12) + H12 (12x1) + O6 (6x16)
= 72 + 12 + 96 = 180
El pes del gas carbònic CO2
seria: 12 + (2x16) = 12 + 32 = 44
Pel que fa a l'alcohol C2H5OH,
tindríem: (12x2) + (5x1) + 16 + 1 = 24 + 5 + 16 + 1 = 46
L'equació SUCRE -> 2 GAS CARBÒNIC
+ 2 ALCOHOL, en pes atòmic es tradueix en
180 = (2x44) + (2x46) = 88 + 92
Per tant, podem deduir d'això, que 180 grams de
sucre, en cas de fermentació completa, produiran 88 grams de gas i
92 d'alcohol. Aproximadament i en altres termes, 1 gram de sucre ens donarà
1/2 gram d'alcohol i 1/2 de gas.
Efecte de la temperatura:
L'activitat dels llevats es veu fortament influenciada
per la temperatura a la que es fa la fermentació. La velocitat de
la fermentació augmenta amb la temperatura. Però el que volem
fer és bona cervesa, encara que el procés sigui lent. I la
velocitat de fermentació és prou important per que la majoria
de les cerveseries industrials es gastin importants sumes de diners per refredar
els cups de fermentació i de maduració, o sigui, per que la
fermentació no sigui massa ràpida. Sabem i saben que això
influeix en el producte final.
La cervesa fermentada a massa altes temperatures
tindrà mal gust. La fermentació implica una infinitat de reaccions
químiques que es produeixen a temperatures diferents. I segons la
temperatura, dita fermentació ens aportarà compostos químics
diferents. Les temperatures massa altes poden implicar els efectes següents:
a) gust de llevat (ensofrat)
degut a l'autolisi (descomposició de les cèl·lules
mortes).
b) excés de fruitat.
c) atenuació massa
forta, poc cos, poca escuma.
d) risc de contaminació
bacteriana.
Taula de temperatures de fermentació recomanades
|
Ferment ALE
Alta fermentació |
Ferment LAGER
Baixa fermentació |
Temperatura
Recomanada |
15 a 20ºC |
10 a 15ºC |
Temperatura
Màxima |
22ºC |
17ºC |
A 30ºC, la fermentació serà molt ràpida,
però el gust de la cervesa no serà el que ha de ser. Val més
mantenir la temperatura dins del marge que acabem d'indicar. La fermentació
serà més lenta però el resultat serà superior.
Si la temperatura baixa per sota dels mínims, pot ser que s'aturi la
fermentació. Cal mantenir un equilibri.
Per fer una Lager, a més d'usar d'un
ferment Lager, caldrà mantenir la temperatura a baixos nivells durant
la fermentació, sinó, el resultat ens podria sorprendre negativament
o simplement podria no ser el que havíem previst, tot i ser acceptable
o fins i tot bo. Però no serà exactament una Lager. Podria més
assemblar-se a una ALE. La majoria dels elaboradors casolans fan ALES per
aquests motius.
|
