🌡️ Biochimie — Le brassage
Le brassage permet de transformer l'amidon contenu dans le malt en sucres moins complexes, assimilables par les levures. Selon la température de palier choisie, on favorise un type de sucre ou une action : ce contrôle détermine la fermentabilité finale du moût.
🌡️ Les paliers de brassage
Palier protéolytique 45-50 °C (facultatif)
Les protéines complexes non solubles du malt se transforment en acides aminés, par l'action combinée de l'eau et des enzymes (protéinases et peptidases) réactivées. Dure entre 15 et 30 min.
Permet de transformer les protéines responsables du trouble, mais peut nuire à la bonne tenue de la mousse. Peu réalisé de nos jours car la qualité des malts est bonne. À faire si utilisation de beaucoup de céréales non maltées.
Palier de saccharification (amylolytique) 60-65 °C
Formation de sucres fermentescibles grâce à la décomposition de l'amidon.
- La β-amylase décompose l'amidon en brisant la chaîne moléculaire par leurs extrémités → dextrose et maltose, sucres fermentescibles
- L'α-amylase décompose les chaînes d'amidon par le centre (la β-amylase ne pouvant s'attaquer qu'aux extrémités)
Dure en moyenne 30 min.
Palier de saccharification (dextrines) 68-75 °C
Cette fois formation de sucres non fermentescibles. La β-amylase se dénature, ne laissant plus que l'α-amylase qui décompose l'amidon par son centre → dextrines (sucres non fermentescibles).
Dure en moyenne 30 min.
Palier d'inhibition (mash out) 78 °C (facultatif)
Au-delà de 78 °C, pendant 10 min en moyenne. Permet de :
- Détruire les enzymes (équilibre du brassin conservé)
- Solubiliser les sucres (meilleur rendement)
- Faciliter le rinçage des drêches
Le brasseur doit réguler la durée de cuisson aux différents paliers pour avoir une décomposition parfaite et un bon ratio sucres fermentescibles / non fermentescibles.
- Plus de fermentescibles → plus d'alcool, bière plus mince en bouche
- Plus de non fermentescibles → bière plus onctueuse et moelleuse
Composition du moût après brassage
75-80 % de matière dissoute, soit 63-68 % de sucres fermentescibles dont :
- 65 % maltose
- 17,5 % maltotriose
- 12 % glucose et fructose
- 5 % saccharose
💧 Gélatinisation de l'amidon
Les granules d'amidon sont insolubles dans l'eau froide. Dès que la température augmente (vers 50 °C), les grains absorbent de plus en plus d'eau et gonflent (jusqu'à 30 fois leur poids initial).
L'enveloppe granulaire s'ouvre et se sépare du grain. Le grain perd ses macromolécules d'amylose qui se solubilisent. La structure se détache et le processus devient irréversible : l'amidon gélatinise.
Une remarque intéressante : 90 % de l'amidon de l'orge est composé de grosses granules, 10 % de petites. Les grosses sont gélatinisées aux températures de saccharification, les petites seulement aux températures plus élevées. Ceci explique le gain d'efficacité apporté par le mash out ou le brassage par décoction.
Influence de la densité de la maische
Si l'eau est en quantité trop limitée (maische très dense), il se produit moins de gonflement des granules et une fusion de la structure granulaire. Le plafond de température de gélatinisation augmente.
⚗️ Conversion enzymatique de l'amidon
La conversion de l'amidon est un processus enzymatique où 4 types d'enzymes ont leur rôle :
α-amylase
Peut séparer toutes les liaisons α-1-4 de l'amidon et des dextrines (sauf points de ramification). Provoque la diminution rapide de viscosité du moût. Réagit lors du test à l'iode après gélatinisation. Efficace pour réduire l'amidon en dextrines, mais ne produit pas de sucres fermentescibles.
β-amylase
Beaucoup plus efficace pour produire des sucres fermentescibles. Elle s'attache à l'extrémité non réductrice d'une chaîne et coupe des molécules de maltose les unes après les autres.
Dextrinase limite
Convertit les liaisons α-1-6 dans l'amylopectine. Températures d'action comparables à la β-amylase (< 63 °C). En général, les dextrines limites restent en majorité dans la maische, mais ces dextrines résiduelles contribuent au caractère de la bière.
Maltase
Active entre 30 et 40 °C, mais détruite au-delà de 45 °C. Ne joue donc pas un rôle important dans le brassage classique.
Composition et différents liens d'une dextrine, hydrolysables par les enzymes lors du brassage.
📊 Composition comparée malt → moût
| Carbohydrate | Malt (% masse solide) | Moût (% masse solide) |
|---|---|---|
| Amidon | 85,8 | 0 |
| Dextrines | 2,5 | 22,2 |
| Maltotétraose | 0 | 6,1 |
| Maltotriose | 0,6 | 14,0 |
| Maltose | 1,0 | 41,1 |
| Sucrose | 5,1 | 5,5 |
| Glucose et fructose | 3,8 | 8,9 |
| Total | 98,8 | 97,8 |
⚙️ Les paramètres clés du brassage
1Température et temps
Le brassage consiste en une série de paliers. La température et la durée déterminent quelles enzymes seront actives.
| Paramètre qualitatif | T° (°C) |
|---|---|
| Conversion d'amidon la plus forte | 65-68 |
| Saccharification la plus rapide | 70 |
| Rendement d'extrait fermentescible le plus élevé | 65 |
| Pourcentage de fermentabilité le plus élevé | 63 |
| Activité maximale de l'α-amylase | 70 |
| Activité maximale de la β-amylase | 60 |
La fermentabilité est principalement contrôlée par la durée du palier de création de maltose entre 60 et 64 °C.
2pH et eau de brassage
Le pH a un impact signifiant sur l'activité enzymatique. Un pH inadapté entraîne une faible extraction et un moût moins fermentescible.
| Enzyme | T° (°C) | pH optimal |
|---|---|---|
| Maltase | 30-40 | 6,0 |
| Saccharase (invertase) | 50 | 5,5 |
| Dextrinase limite | 60-62,5 | 5,1 |
| β-amylase | 60-65 | 5,4-5,6 |
| α-amylase | 72-75 | 5,6-5,8 |
3Proportion eau / grain
La concentration de la maische a un impact signifiant :
- Maische très épaisse (< 2 L/kg) : difficile à remuer, extraction réduite, conversion ralentie
- Brassage anglais : tendance épaisse (2-2,5 L/kg) — cuve unique non chauffée
- Brassage allemand : tendance liquide (3,5-5 L/kg) — cuve à chauffage direct