SEZIONE PRIMA
____________________________________________________________________________________________________________________________
INTRODUZIONE
L’ammostamento (o mashing) rappresenta la fase termoelettrica e biochimica centrale del processo produttivo brassicolo. Si definisce tecnicamente come “operazione unitaria”, ovvero una fase fondamentale di un processo produttivo che comporta un cambiamento fisico della materia. In particolare, il malto d’orzo macinato viene miscelato con acqua calda per attivare un complesso sistema enzimatico capace di idrolizzare l’amido insolubile in zuccheri solubili fermentabili e destrine. Si può definire l’ammostamento come un processo di estrazione solido-liquido coadiuvato da catalisi enzimatica, dove la variabile tempo-temperatura determina l’architettura chimica del mosto finale.
____________________________________________________________________________________________________________________________
IL SUBSTRATO: L’AMIDO E LA GELATINIZZAZIONE
L’obiettivo primario dell’ammostamento, come abbiamo già detto, è la degradazione dell’amido, un polimero del glucosio immagazzinato nell’endosperma del cereale. L’endosperma è il tessuto di riserva del chicco. È composto dunque da grandi cellule sature di granuli d’amido, i quali sono però “imprigionati” in una rete di proteine e protetti da pareti cellulari resistenti. Prima di arrivare all’amido, gli enzimi (coloro che svolgono il vero e proprio ruolo biochimico dell’ammostamento) devono superare le pareti delle cellule dell’endosperma. Queste sono composte da:
- β-glucani (75%): Polimeri del glucosio con legami β(1→3) e β(1→4). Sono i responsabili della viscosità, infatti se non degradati correttamente rendono il mosto simile a uno sciroppo denso, bloccando la filtrazione.
- Arabinoxilani (20%): Pentosani che formano una sorta di “colla” strutturale.
Una volta superate le pareti gli enzimi giungono all’amido, il quale è composto da due macro molecole:
- Amilosio: catene lineari di unità di glucosio con legami α(1→4), che costituisce circa il 20-25% del totale.
- Amilopectina: catene altamente ramificate che presentano legami α(1→4) nelle porzioni lineari e legami α(1→6) nei punti di ramificazione.
I granuli di amido inoltre non fluttuano liberi, ma sono immersi in una matrice proteica composta principalmente da ordeine (le prolamine dell’orzo). Queste proteine sono idrofobiche. Se la maltazione non è stata perfetta (scarsa “modificazione”), la matrice proteica avvolge ancora l’amido, impedendo agli enzimi di raggiungerlo anche se la temperatura è corretta. Durante l’ammostamento, una parte di queste proteine deve essere solubilizzata per fornire azoto amminico (FAN) al lievito, ma una degradazione eccessiva potrebbe comprometterebbe la schiuma.
C’è però un altro problema, ovvero che a temperatura ambiente l’amido è insolubile in quanto i granuli sono semi-cristallini, di conseguenza gli enzimi in grado di scindere tali strutture (che vedremo a breve) non sono in grado di agire correttamente. Affinché essi possano agire, l’amido deve subire la cosiddetta gelatinizzazione. Questo fenomeno fisico avviene quando i granuli di amido, sottoposti a calore in presenza di acqua, assorbono il solvente e si gonfiano fino a perdere la loro struttura cristallina. Per l’orzo maltato, tale processo avviene generalmente tra i 60°C e i 65°C. Senza una corretta gelatinizzazione, l’accesso enzimatico ai legami glucosidici è drasticamente limitato.
____________________________________________________________________________________________________________________________
IL SISTEMA ENZIMATICO: α-amilasi e β-amilasi
Appurata l’importanza della gelatinizzazione dell’amido, vediamo ora le specifiche trasformazioni biochimiche che avvengono durante l’ammostamento. Queste reazioni sono guidate principalmente da due enzimi diastatici, le cui cinetiche di reazione dipendono strettamente dal range termico e dal pH.
- β-amilasi: Si tratta di un’esopeptidasi che “taglia” le catene di amido partendo dalle estremità non riducenti, producendo molecole di maltosio. Questo enzima mostra un Optimum termico a 60°C – 65°C. L’azione del β-amilasi aumenta la fermentabilità del mosto, portando a birre più alcoliche e secche. Viene rapidamente denaturata a temperature superiori ai 70°C.
- α-amilasi: È un’endopeptidasi che scinde i legami α(1→4) in punti casuali all’interno della catena amilacea. Riduce rapidamente la viscosità del mosto producendo destrine (zuccheri non fermentabili dal lievito), che conferiscono corpo e pienezza boccale. È più termostabile della β-amilasi ma non è in grado di scindere i legami di ramificazione α(1→6)
____________________________________________________________________________________________________________________________
PARAMETRI CRITICI DI CONTROLLO
I parametri di controllo tecnologico di questa fase sono principalmente due:
- Il Potenziale Idrogenionico (pH): Il pH dell’impasto (mash) è il fattore che determina l’efficienza catalitica. Il range ottimale è compreso tra 5.2 e 5.5 (misurato alla temperatura di ammostamento). Un tempo per abbassare il pH del mosto, prima dell’avvento dell’acido lattico in bottiglia, i birrai contavano sulla chimica interna del malto ed in particolare dell’enzima fitasi. Questo infatti, idrolizza la fitina (esa-fosfato di inositolo) presente nel malto, rilasciando inositolo e fosfati acidi. La cosiddetta “sosta acida” (35°C) serviva proprio a dare tempo alla fitasi di acidificare il mosto quando l’acqua era troppo alcalina. Oggi, con i malti moderni e gli acidi alimentari, questa sosta è quasi scomparsa, ma resta un miracolo biochimico di auto-regolazione.
- Rapporto Acqua/Grani (Liquor to Grist Ratio): Si esprime comunemente in litri di acqua per chilogrammo di malto
Mash densi (2.5 – 3.2, L/kg): Forniscono una maggiore protezione termica agli enzimi ma possono limitare la velocità di idrolisi per inibizione da prodotto.
Mash diluiti (3.5 – 5.0, L/kg): Accelerano la conversione enzimatica ma rendono le amilasi più suscettibili alla denaturazione termica precoce.
____________________________________________________________________________________________________________________________
DINAMICHE DI SACCARIFICAZIONE E PROTEOLISI
Oltre alla degradazione dell’amido, si osservano altre reazioni enzimatiche fondamentali in base alle temperature impostate in ammostamento:
- Sosta Proteolitica (45°-55°): Si attiva il pool delle proteasi e peptidasi che degradano le proteine in aminoacidi (FAN – Free Amino Nitrogen), nutrienti essenziali per il metabolismo del lievito.
- Sosta delle β-glucanasi (35°-45°): Utile per degradare le emicellulose e i β-glucani, riducendo la viscosità del mosto e migliorando la filtrabilità.
- Mash-out (78°): Si eleva la temperatura per denaturare gli enzimi e “fissare” il profilo zuccherino del mosto, riducendo simultaneamente la viscosità per facilitare lo sparging (risciacquo delle trebbie).
Il completamento del processo di ammostamento viene verificato analiticamente tramite il test dello iodio: la scomparsa della colorazione blu/violacea indica che la totalità dell’amido è stata convertita in destrine e zuccheri semplici, sancendo la fine della fase reattiva e l’inizio della separazione fisica delle trebbie dal mosto.
____________________________________________________________________________________________________________________________
Il Birraio…
Sull'autore
