Biochimie
Le maltage
Face à la multitude de variétés disponibles, une sélection s’impose. Toutes les qualités ne sont pas propices à la production de bière. Ainsi, une orge riche en protéines sera plutôt utilisée pour l’alimentation du bétail. Pour la production de bière les brasseurs se tournent vers une orge riche en amidon qui permettra d’obtenir des sucres fermentescibles et par conséquent de l’alcool. La variété d'orge la plus recherchée par les brasseries est l'orge d'hiver ou de printemps à deux rangs de grains.
Vient ensuite le processus de maltage qui est composé de plusieurs étapes :
Le trempage
Une fois récoltée, l’orge entre dans une phase naturelle de dormance. Composée d’une enveloppe qui renferme un embryon (future plante) et d’une poche d’amidon (réserve d’énergie), l’orge est soumise à plusieurs phases d’humidification (entre 2 et 3) et d’oxygénation afin d’activer l’embryon en sommeil. Cette opération varie de 1 à 3 jours et s’achève dès que le taux d’humidité du grain passe de 15% à plus de 40%.
La germination
C'est la période durant laquelle l'orge va commencer à germer, et donc, produire des enzymes telles que l'amylase. Cette étape dure de quatre à six jours, délai variable en fonction de l'orge, et donne naissance à ce que l'on appelle le « malt vert ». L’orge humide est répandue sur des aires de maltage en couches épaisses d’environ 30 à 50 cm.
L'amylase, une enzyme contenue dans les cellules de l'orge, transforme l'amidon en sucres. Les protéases et peptidases transforment les protéines en acides aminés. C'est environ 5% de l'amidon de l'orge qui sera transformé en sucres, mais les enzymes nécessaires à ce processus ne pouvaient se développer que pendant la germination. Il y a une autre réaction chimique importante qui survient dans la germination, c'est la liquéfaction des parois cellulaires. Les cellules dans la graine d'orge perdent leur parois cellulaires par l'action combinée de plusieurs enzymes: la cytase, la xylanase et les pectases. L’amidon se transforme en une sorte de farine souple blanchâtre dont les sucres seront extraits au moment du brassage. La chaleur engendrée par la croissance de l’embryon nécessite de retourner régulièrement la masse d’orge, ceci est nécessaire pour éviter le pourrissement. Ceci est traditionnellement réalisé à la main avec des râteaux et se répète en moyenne trois fois par jour afin d’éviter que les germes ne s’enchevêtrent. Lorsque ces germes ont atteint une longueur de deux ou trois millimètres, la germination est interrompue afin d’éviter que l’embryon ne se nourrisse des sucres du grain.
Le touraillage
Lorsque tout l'amidon du grain a subi le processus de désagrégation, la germination doit être stoppée. Le touraillage consiste à sécher le « malt vert » dans une touraille. La touraille comprend, dans la partie inférieure, un foyer, et, au-dessus, la chambre de chaleur où l'orge est disposée sur des plateaux.
Il existe deux phases dans le touraillage :
- la phase de dessiccation (entre 24 et 30 heures) : L'humidité s'échappe et passe de 45% à 4% en ventilant l'orge avec de l'air chaud dont on augmente progressivement la température, de 50°C à 60°C au démarrage jusqu'à 85°C pour les malts standard (pils), jusqu'à 110°C pour les malts caramels et bien plus pour les malts foncés et torréfiés.
- le coup de feu (environ 4 heures) : Cette température est alors maintenue pendant trois à quatre heures. C'est à ce moment qu'apparaissent les arômes du malt ; c'est la température atteinte en fin de touraillage qui va déterminer la couleur du malt. De même, le taux d'humidité va jouer sur l'arôme de caramel.
Pendant le touraillage il se produit la réaction de Maillard. La réaction de Maillard (ou brunissement non enzymatique) se produit fréquemment au cours des différents traitements des aliments (cuisson, concentration, déshydratation). Elle résulte d'une condensation entre la fonction amine d'un acide aminé, d'un peptide ou d'une protéine, et le groupement carbonyle d'un ose réducteur, d'un aldéhyde, d'une cétone ou d'une réductone. Le terme "réaction de Maillard" désigne en réalité un ensemble de réactions complexes se déroulant par étapes, et dont le stade ultime conduit à la formation, d'une part de composés volatils influençant l'arôme et la flaveur des aliments, et d'autre part des pigments bruns de poids moléculaires élevés (mélanoïdines), qui contribuent à la coloration de produits tels que le grain lors du touraillage ou la bière pendant l'empâtage et la cuisson.
Le dégermage
Qui consiste à débarrasser le malt de ses radicelles. Lorsque le malt est encore chaud, il faut retirer les germes qui ne se seraient pas détachés durant le touraillage en passant le malt dans la dégermeuse. Ensuite, le malt est stocké et ne pourra être utilisé pour le brassage que quinze jours après au minimum.
Le malt obtenu au final est soit diastasique, c’est-à-dire possède un pouvoir enzymatique, soit non diastasique. Les malts diastasiques renferment des enzymes naturels qui décomposent l’amidon en sucre. Plus un malt est touraillé à haute température, moins il contient d'enzymes et donc son pouvoir diastasique est plus faible voire nul pour les grains torréfiés. Il faut donc brasser les malts non diastasiques avec des variétés diastasiques afin que l'amidon puisse être converti en sucres fermentescibles. Le malt pale ou pils contient assez d'enzymes pour convertir son propre amidon et la même quantité de malt non diastasique ou céréale non maltée.