Le brassage tout grains ⇒ Empattage plus long que prévu, quelle incidence ?

[Penn-Maen]

P-M : je vois pas le rapport, pourquoi 2 heures à 68°C finirait par faire comme un empâtage à 63°C ? Ce qui a été transformé en non-fermentescible ne va pas se retransformer en fermentescible.

Désolé mais ça ne fonctionne pas comme ça, l'amylase découpe les polysaccharides pour donner des plus petites unités (maltose). Elle ne peut pas recréer ces liaisons.

tu donnes toi-même la réponse : à 68°C, les alphas et beta fonctionnent de concert. On fait des gros et des petits sucres. Les petits sont fermentescibles, pas les gros.

Alors, question : il se passe quoi, selon toi, lorsque tout l'amidon est converti ? Crois-tu vraiment que les enzymes s'arrêtent dès que le subtil équilibre souhaité par le brasseur est atteint ? Chez moi, elles continuent à bosser. Les gros sucres (dextrines) sont découpés. On passe de dextrines à maltotriose puis à maltose, puis à des sucres encore plus simple, jusqu'à ce que la majorité des chaines longues soient réduites.

J'ai peut-être tort, mais de la seule expérience que j'ai avec un empâtage de 4h30 (oui, y'a des courses qui tournent en embuscade ), je suis arrivé un truc sans corps, malgré plus de 15% de cara de mémoire. Pas mauvais, juste un taux d'alcool plus élevé, et aucun sucre résiduel pour attenuer (le calcul me donnait une atténuation de 92 ou 93% avec de la US05... Je peux retrouver mon rapport de brassin si tu le souhaites)

[Ark]

Vu comme ça ça se tient effectivement.

À lire sur le sujet :

ftopic14563-10.html

Traduit par amateurcurieux :

La théorie de brassage
Un article de Home Brewing Wiki

Le brassage est le processus dans lequel le grain moulu est mélangé avec de l'eau. Ceci active les enzymes qui étaient déjà présents dans la graine d'orge ou qui ont été formé au cours du procédé de maltage. Ces enzymes travaillent mieux à une température particulière et à des gammes de PH. En variant la température du moût, le brasseur a le contrôle sur l’activité enzymatique. En substance, les besoins du brassage ont été vus comme une extension du processus de maltage.
Les sections suivantes décrivent les enzymes qui sont plus ou moins importantes dans le processus du brassage ;

Contenu
. Conversion de l’amidon
. Conversion des protéines
. Autres enzymes du brassage
.Glucanase
.Maltase
. Expériences connexes
. Source

Conversion de l'amidon (Bêta Amylase, Alpha Amylase et dextrinase Limit)

La conversion de l’amidon est l’aspect le plus important du brassage. En premier lieu, pour que l'amidon soit converti en sucres solubles (fermentescibles et non fermentescibles) dans l'eau, deux processus doivent se produire. D'abord, l'amidon est gélatinisé de façon à devenir soluble dans l'eau. Pour l'amidon présent dans l'orge et le malt ceci a lieu au-dessus de 60ºC (140 º F). Les autres amidons (le riz par exemple) sont gélatinisés seulement au-dessus de 90°C (194 ° F) et nécessitent d’être bouillis (voir le brassage de céréales) avant qu'ils puissent être converti par les enzymes. Deuxièmement, l'activité des enzymes amylase vont casser les longues chaînes de molécules d'amidon en de plus petites.

L'amidon présent dans le malt est composé à partir d’amylose et d'amylopectine. L'amylose est une chaîne unique de molécules de glucose liées entre leur premier et quatrième atome de carbone (liaison 1-4). L'amylose représente 17 à 24% de la masse d’amidon d’orge [Narziss, 2005], et l’amylopectine les 76-83% restants. L’amylopectine présente une structure arborescente. Ces branches sont formées par des liaisons entre le premier et le sixième atome de carbone de 2 cycles de glucose (liaison 1-6).

La bêta amylase produit du maltose, le sucre principal du moût, par séparation de deux molécules de glucose à partir de l'extrémité non réductrice d'une chaîne de glucose. Elle est donc capable de convertir complètement l’amylose. Mais comme elle ne peut pas aller au-delà de la branche jointe, l’amylopectine ne peut pas être complètement transformée par la bêta amylase. La gamme de pH optimum pour l'amylase bêta se situe entre 5,4 et 5,6 et la plage de température optimale se situe quant à elle entre 60°C (140 º F) et 65°C (150 º F). Au-dessus de 70°C (160 º F), la bêta amylase est rapidement désactivée [Narziss, 2005].


L’alpha Amylase est capable de diviser les liaisons 1-4 au sein des chaînes de glucose. Ce faisant, il expose d'autres extrémités non-réductrices pour la bêta amylase. Cela permet la conversion, en outre, de l'amylopectine. La gamme de pH optimum pour l'amylase bêta se situe entre 5,6 et 5,8 et la plage de température optimale se situe quant à elle entre 72°C (162 º F) et 75°C (167 º F). Au-dessus de 80 º C (176 º F), l’alpha amylase est rapidement désactivée [Narziss, 2005]

La Dextrinase Limite a la possibilité de fractionner les liaisons 1-6 que l'on trouve dans l'amylopectine. Elle est donc en mesure de réduire la quantité de dextrines limites (chaînes de glucose contenant une liaison 1-6) qui sont laissées par l'activité des alpha amylase et bêta amylase. Son pH optimum est de 5,1 et de la plage de température optimale est entre 55°C (133°F) et 60°C (140°F). Au-dessus de 65°C (149°F), cette enzyme est rapidement désactivée [Narziss 2005]. En raison d'une température optimale bien inférieure à la température du palier de saccharification couramment utilisée comme unique température des paliers de saccharification, cette enzyme joue un rôle mineur dans la plupart des programmes de brassage. Des paliers prolongés en dessous et en dessus de 50°C (130°F) profiterons à une meilleur fermentabilité du moût.

Au cours de brassage, la conversion d'amidon en sucres fermentescibles et non fermentescibles est essentiellement due à l’activité des bêta amylase et des alpha amylases.
Après que le brassage soit terminé, le moût en résultant a besoin d’un test négatif à l'iode (c’est à dire que la conversion a été effectuée). C'est le cas pour les dextrines linéaires plus courtes que 9 molécules de glucose et les dextrines ramifiées avec moins de 60 molécules de glucose.

La fermentabilité doit correspondre au style de la bière ciblée [Narziss, 2005].
Si un palier de température unique est choisi pour la conversion de l'amidon, il doit permettre une activité suffisante des bêta amylase et des alpha amylase. Ceci est donné à des températures entre 60°C (140°F) et 70°C (160°F), mais seulement les températures comprises entre 65°C (148°F) et 69°C (158°F) sont couramment utilisées. Plus haute sera la température, plus basse sera la limite d’atténuation (fermentabilité) du moût résultant.
Ce qui suit est un tableau qui répertorie la relation entre la température et la fermentabilité [Narziss, 2005]:

Température 140ºF (60ºC) 149ºF (65ºC) 160ºF (70ºC) 167ºF (75ºC)
limite apparente d'atténuation 87.5% 86.5 % 76.8% 54.0 %

Les paliers ont été organisés jusqu'à ce que la conversion soit terminée. Il convient également de noter que la fermentabilité exacte dépendra plus de la température. La fermentabilité est principalement déterminée par le temps où les bêta-amylases ont été actives. Plus haute sera la température, plus rapide sera la désactivation des bêta-amylases. Il en résultera une production moindre de maltose.

Alors que la température a le plus d'impact, les facteurs suivants déterminent également la fermentabilité obtenue:

. pH - Un pH donné peut favoriser une enzyme sur un autre pH.
. Durée - Un empatage plus long donnera aux enzymes plus de temps pour décomposer l'amidon et les dextrines.
. Ratio eau/grain - Un moût épais protège la bêta amylase, ce qui lui donne plus de temps pour produire du maltose. Ainsi, la fermentabilité est augmentée.
. Concassage - Un concassage plus fin rend l’amidon plus rapidement accessible donnant ainsi aux bêta-amylases plus de temps pour travailler sur sa conversion avant qu'elles ne soient désactivées. Les résultats augmentent la fermentabilité.
. Programme de brassage - Le choix du programme de brassage a un impact très significatif. Empâter à des températures bien inférieures par rapport aux températures optimales des bêta amylase et des alpha amylases permet aux amidons d'être hydratés avant que les enzymes amylase soient activés. Une fois encore, ceci laisse plus de temps aux bêta amylase pour convertir l'amidon, ce qui augmentera la fermentabilité. Le brassage par décoction fait la même chose, et mieux encore. L'ébullition du moût gélatinise l'amidon et le rend disponible immédiatement. Ceci est important pour les bêta amylase parce que, à sa température optimale, l’amidon d'orge commence seulement à gélatiniser. Bien que cet effet augmente la fermentabilité, l'inactivation des enzymes au cours du brassage épuise le nombre d'enzymes disponibles.
. Pouvoir enzymatique du moût - Cela dépend en grande partie de la mouture. Si de grandes quantités de malts de base hautement touraillé (comme le Munich) ou de grandes quantités de compléments (qui sont des grains non maltés qui ne contiennent pas une quantité importante d'enzymes) sont utilisés, le moût aura une plus faible résistance enzymatique. Ainsi moins de maltose est produit et la fermentabilité en souffrira. Ce doit être contrecarré par un palier de température inférieure et/ ou un programme plus intensif de brassage.

Les brasseurs allemands appliquent généralement un palier de saccharification en plusieurs étapes pour obtenir une meilleure fermentabilité. Comme il est indiqué ci-dessus, le gelatinisation de l’amidon d'orge a lieu entre 60 º C (140 º F) et 65 º C (150 º F) [Palmer, 2006]. Cela signifie que, à la température optimale pour la bêta-amylase tout l'amidon dans son intégralité n’est gélatinisé et, est accessible aux enzymes. Un palier de saccharification ferait appel à un premier repos entre 60 º C (140 º F) et 65 º C (150 º F) qui donne suffisamment de temps à la beta amylase pour produire du maltose à partir des amidons accessibles. En raison de la dextrinase limite et la déjà existante activité des alpha-amylases, les liens 1-6 de l'amylopectine ne constituent pas une limite pour les bêta amylases. Ce palier est communément connu sous le nom de palier maltase. Plus basse sera la température de ce palier, plus longtemps les bêta-amylase seront présente et plus de maltose sera produit ce qui augmente la fermentabilité. Puisque la maische n’est généralement pas complètement convertie après un palier maltose, un second palier de conversion, appelé palier de saccharification ou de dextrinisation est employé. Ce palier est maintenu entre 70°C (160°F) et 72°C (164°F) ce qui est bien au-dessus de la température de gélatinisation de l'amidon d'orge et au sein de la gamme de température optimale de l'alpha amylase qui va vite décomposer l’amidon restant. Ce palier est généralement maintenu jusqu'à ce que la conversion de la maische soit terminée. Un autre avantage de ce palier est la formation de glycoprotéines positives pour la mousse [Fix, 1999]

Si une meilleure fermentabilité est souhaitée, des multi-paliers sont possibles dans la gamme de température des alpha amylase et des bêta amylase. Un tel programme de brassage est utilisé par Anheuser Bush pour le brassage de la Bud Light, sans avoir recours à des ajouts d'enzymes dans la maische. Afin de laisser le moins de dextrines possibles, leur palier de saccharification dure 2 heures tandis que la maische passera lentement de 60°C (140°F) à 70°C (160°F). [source?]. Un tel programme de brassage pourrait être utilisé par les brasseurs amateurs pour brasser les styles très atténués comme les Saisons belges.

Conversion des protéines - protéinase et peptidase
La conversion des protéines est un autre aspect du brassage. Autre que la conversion de l'amidon, une partie importante de la conversion des protéines aurait pu déjà arrivé au cours du maltage. Il faut prendre ceci en considération lors du choix d'un programme de brassage pour un malt particulier.

Le but du maltage et de brassage n'est pas la conversion complète de la teneur en protéines du malt, mais la création d’un mélange équilibré de petites (acides aminés) et moyennes chaînes de protéines. Celles-ci deviennent solubles dans l'eau et, parce qu'elles ne coagulent pas au cours de l’ébullition, elles seront reportées dans le moût (moût qui sera fermenté plus tard en bière). Les acides aminés sont un élément nutritif nécessaire à la levure et des niveaux faibles de FAN (gratuit azote aminé) peuvent conduire à des fermentations lentes et malsaines. Les protéines à chaînes moyennes sont importantes pour la perception du corps dans la bière ainsi qu’à la stabilité de la mousse.

Contrairement à la conversion de l'amidon, il n'y a pas de simple jeu d'enzymes ou de substrats qui doit être converti. Généralement, quand un palier protéinique est maintenu lors d’un brassage, il est maintenu entre 50°C (122°F) et 55°C (133°F) là où l'activité protéolytique affiche un maximum. Mais même à des températures plus élevées, et dans la plage de conversion de l'amidon, une conversion des protéines importante se produit [Narziss, 2005].

Un palier de températures proche de 50°C (122°F) a tendance à produire des protéines à chaînes plus courtes (d’acides aminés), alors qu’il va s’appauvrir en protéines à longues et moyennes chaînes. Pour des malts suffisamment modifiés, cette raréfaction de protéines à chaînes moyennes peut conduire à une perte du corps et de la rétention de la mousse.
Un palier de températures proche de 55°C (133°F) souligne la formation de protéines à chaînes moyennes. Un tel palier est mieux adapté pour les malts de lagers européennes modernes. Une maische à cette température profite également à la fermentabilité si le moût manque de force enzymatique.

En raison de l'effet protecteur d'une maische épaisse sur les enzymes protéolytiques, un palier protéinique tire profit d'une maische épaisse. Cela fonctionne bien pour des programmes de brassage par étape où l'augmentation de la température est obtenue par des infusions d'eau chaude.
Des malts très modifiés (comme des malts Pale anglais ou américains) ne nécessitent pas d’un palier protéinique. Depuis que la conversion des protéines a été poussé à un point assez avancé au cours du procédé de maltage, un palier protéinique peut effectivement nuire en appauvrissant la mousse et le corps - protéines positives à moyennes chaînes. Pour de tels malts, une maische en dessus de la fourchette du palier protéinique ou un brassage par infusion mono palier est mieux.

Autres enzymes de brassage :
La glucanase
La phosphatase
La maltase

La maltase
La maltase convertit le maltose en glucose. Elle est donc une enzyme importante pour la levure. Mais elle est également présente dans le malt. Mais puisque sa température optimale se situe entre 35°C (95 ° F) et 40°C (104 º F) [Narziss, 2005] et puisqu’elle est désactivée au-dessus de 45°C (115 º F), cette enzyme ne joue aucun rôle significatif dans la plupart des programmes de brassage car des paliers de températures plus élevés sont nécessaires pour générer du maltose pour cette enzyme.

Elle est toutefois utilisée dans un programme de brassage développé par Markus Hermann de l'école de brassage Weihenstephan en Allemagne. Ce brassage convertit la moitié du moût pour obtenir une grande quantité de glucose. Après que la conversion soit terminée, il est mélangé avec le moût restant pour atteindre un palier de température de 35°C (95°F) ou la maltase convertit le maltose des lors présent en glucose. Ensuite, l’ensemble du moût va encore parcourir un programme de brassage régulier pour transformer l'amidon restant en maltose et dextrines. Le résultat est un moût ayant une très haute teneur en glucose (environ 40% des sucres fermentescibles). Des levures fermentant un tel moût génèrent plus d’esters ; une propriété qui peut être utilisée pour produire des bières de blé allemandes avec une teneur élevée en ester.

Sources
[Narziss, 2005] Prof. Dr. agr. Ludwig Narziss, Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Back, Technische Universitaet Muenchen (Fakultaet fuer Brauwesen, Weihenstephan), Abriss der Bierbrauerei. WILEY-VCH Verlags GmbH Weinheim Germany, 2005
[Fix, 1999] George J. Fix Ph.D, Principles of Brewing Science, Brewers Publications, Boulder CO, 1999
[foodnews.ch] www.foodnews.ch/x-plainmefood/index.html
[Palmer, 2006] John J. Palmer, How to Brew, Brewers Publications, Boulder CO, 2006
[TU Vienna] www.vt.tuwien.ac.at/scripts/172942/1729 ... rei_04.pdf

[Gamb]

Mouarfff, la technique du je te copie/colle un gros texte et aux autres d'y trouver les éléments de réponses Salaud hippie.

Du coup j'ai tout lu et je vois pas ce qui te permet d'affirmer ce que tu affirmes Ark

Je vais citer deux passages :

L’alpha Amylase est capable de diviser les liaisons 1-4 au sein des chaînes de glucose. Ce faisant, il expose d'autres extrémités non-réductrices pour la bêta amylase. Cela permet la conversion, en outre, de l'amylopectine.

Donc il sait casser les branches, ces dernières ressemblent du coup à de l'amylose, bouffable par les beta, nan ?

En raison de la dextrinase limite et la déjà existante activité des alpha-amylases, les liens 1-6 de l'amylopectine ne constituent pas une limite pour les bêta amylases.

Là aussi, il semble explicitement dire que les "branches" de l'amylopectine peuvent etre utilisé par les beta amylases.

En tout cas, ça me force a mémoriser tout ça, merci

[Ark]

Justement, j'étais au final plutôt d'accord avec P-M. Pour appuyer ses dires et histoire d'apporter de l'eau au moulin, j'ai cherché et trouvé cet article fort intéressant dans les tréfonds du forum.
Par contre et en revanche, il semble indiquer que l'activité de la bêta-amylase est quasi-nulle au-dessus de 65°C...

De la lecture intéressante, encore :
http://braukaiser.com/wiki/index.php?ti ... of_Mashing
et
https://byo.com/mead/item/1543-understa ... ew-science
Où on lit entre autres que "his may seem trivial, but at these higher temperatures the denaturation is so rapid that the enzyme [ß-amylase] is mostly gone in less than 5 minutes. Also, in a homebrewer’s mash tun, where the grain may be poured into very hot water, the exposure to very high heat for the few seconds before the mixture becomes homogenous may work to destroy the fragile enzymes. " ce qui pourrait se traduire par :
"cela pourrait sembler trivial, mais à haute température la dénaturation est tellement rapide que l'enzyme [ß-amylase] a presque disparu en 5 minutes. Aussi, lors d'un empâtage quand le grain est balancé directement dans de l'eau très chaude, l'exposition à une très forte chaleur pendant les quelques secondes avant que le mélange ne s'homogénéise pourrait détruire les enzymes fragiles".

[Penn-Maen]

Merci Ark pour cet article. Cela apporte un complément d'info sur ce qui s'est passé lors de mon expérience, et me permet de mieux comprendre ce qui s'est passé.

Surtout les infos sur l'importance du ratio et de la température initiale (chez moi, 2.2 pour un empat à 67.2 °C -pour 68 visé- terminé à 65.7)

[thorfinn]

L'article de Ark est tellement limpide que je vais devoir le lire plusieurs fois ^^

Il se passe tellement de chose que je trouve mon mono palier vachement plus simple à comprendre

Va falloir qu'on en cause Ark!

[BandB]

Les paliers descendants (on part à 69°C et on descend jusqu'à 63°C) sont assez courant pour ceux qui font de l'infusion sans trop d'isolation et ça marche quand même (c'est sur que c'est plus de l'empirique que de la théorie puisqu'on ne peut pas vraiment modéliser ce qui se passe), l'exemple extrême étant dans les pays scandinaves pour le brassage de la Kveik où les gars font une infusion qui dur plus de 6 heures et laissant le moût redescendre mais jamais en dessous des 50°C fatidique... Je n'ai jamais goûté mais vu les descriptions et l'aspect de la bière c'est très liquoreux et plutôt recherché en ce moment.

Il ne faut pas oublié qu'à un moment donné les enzymes (qu'elles soient alpha ou beta) atteignent leur point d'équilibre et que les réactions s’arrêtent, c'est pas infini tout ça ^^

Mais bon pour moi la théorie c'est bien (pour essayer de comprendre quand ça n'a pas marché) mais le mieux c'est d'essayer, tu verras bien ce que ça donne

B&B le brassage c'est de la cuisine pas de la science

[Nanarf]

"cela pourrait sembler trivial

trivial, en français, est ambigu,
soit banal, courant, ordinaire
soit péjoratif, grossier, vulgaire; qui concerne les éléments qu'une société condamne comme étant contraires aux bonnes mœurs, au bon usage, à la bienséance.
http://www.cnrtl.fr/lexicographie/trivial

A mon sens il vaut mieux le traduire par banal pour éviter tout contresens

[BenDu57]

Les tanins c'est pas quand on rince trop chaud ?

Vi, j'ai confondu... Merci pour la correction.

[ninja68]

Donc finalement, c'est quoi la température "idéale" et le temps "idéal" pour un empâtage en monopalier ???


Tschuss