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L’amylolyse – choisir sa température d’empâtage

Nous reprenons le chemin des bancs de l’école pour continuer à discuter des enzymes et plus particulièrement de l’amylolyse : La bière une histoire ‘enzymes – partie 2!

Souvenez-vous, nous vous avions présenté les enzymes et leur fonctionnement ainsi que les processus enzymatiques pendant le maltage. Cette fois-ci nous nous intéressons spécifiquement à l’empâtage.

L’amidon, le substrat de l’amylolyse

Nous vous avions déjà présenté l’amidon par ici, pourquoi ne pas retourner y chercher les bases.

Où trouve-t’on l’amidon?

L’amidon (du latin amylum, non moulu) est un glucide complexe (polysaccharide ou polyoside) composé de chaînes de molécules de D-glucose (sucre simple). Il s’agit d’une molécule de réserve pour les végétaux supérieurs et un élément courant de l’alimentation humaine.

L’amidon est une molécule de stockage de glucides
et donc une réserve d’énergie chez les plantes.

L’amidon se trouve dans les organes de réserve de nombreuses plantes. Chez les céréales, l’amidon est contenu dans l’endosperme du grain.

Anatomie d'un grain de céréale brassage biere
Anatomie d’un grain de céréale

Composition chimique

L’amidon est un homopolysaccharide constitué par des résidus de D-glucopyranose. Ces molécules de glucose en conformation 4C1 se retrouvent sous la forme de deux structures : l’amylose et l’amylopectine.

Nous avons déjà un peu parlé des sucres dans un article, pour en savoir plus sur les glucides, carbohydrates, oses et osides, c’est par ici!

1/ L’amylose est une structure linéaire constituée par un enchaînement de résidus de D-glucose (600 à 1000). L’amylose représente 20 à 30% de la masse en amidon.

2/ L’amylopectine est une structure ramifiée plus abondante que l’amylose. La chaîne totale peut faire entre 10 000 et 100 000 unités glucose. Elle représente 70 à 80% de la masse en amidon.

L’amylopectine est constituée par 3 chaînes différentes. Le premier type de chaîne correspond à celle qui porte le résidu de D-glucopyranose. Les chaînes B les plus internes sont constituées par des enchaînements de l’ordre de 40 à 45 résidus de glucose. Les chaînes A qui viennent se greffer sur les chaînes B sont plus courtes et renferment de l’ordre de 15 à 20 résidus de glucose.

La gélatinisation de l’amidon

L’amylopectine est responsable des propriétés de gélatinisation de l’amidon.

Le chauffage, en excès d’eau, d’une suspension d’amidon à des températures supérieures à 50°C entraîne un gonflement irréversible des grains et conduit à leur solubilisation (perte de la structure) : c’est la gélatinisation.

La gélatinisation de l’amidon est un processus physico-chimique qui consiste en l’hydrolyse des liaisons intermoléculaires de l’amidon en présence d’eau et de chaleur permettant aux sites de liaisons hydrogène de se lier aux molécules d’eau.

Cette réaction irréversible dissout les granules d’amidon dans l’eau. L’eau agit comme un plastifiant et la gélatinisation permet l’attaque des enzymes sur l’amidon.

L’amidon gélatinisé est plus accessible par les enzymes diastasiques (les enzymes de l’amylolyse).

On obtient un empois qui est constitué par des grains d’amidon gonflés.

En fonction des céréales, les températures de gélatinisation de l’amidon diffèrent légèrement :

CéréaleTempératures de gélatinisation de l’amidon
Orge58 – 65°C
Blé58 – 64°C
Seigle57 – 70°C
Avoine57 – 72°C
Sorgho69 – 75°C
Maïs72 – 78°C
Riz70 -85°C

Les transformations enzymatiques pendant l’empâtage

L’amylolyse

L’amylolyse est une réaction biochimique qui aboutit à la lyse (dégradation) de l’amidon. Cette réaction optimisée en brasserie, conduit à la fragmentation de l’amidon en sucres plus simples.

L’amylolyse est la réaction qui se déroule pendant l’empâtage. Voici notre animation pédagogique qui vous explique cela de manière ludique :

La transformation enzymatique s’effectuera toujours sur un amidon qui aura subi l’étape de gélatinisation dont nous vous avons parlé dans le paragraphe précédent.

L’augmentation de la teneur en eau au niveau du grain augmente les déplacements (par diffusion) des enzymes sur les macromolécules. Cette vitesse de diffusion est d’autant plus grande que la température est plus élevée. Les conditions environnementales optimales (pH, température…) dépendront de l’enzyme.

L’amylolyse produit :

  • Des sucres fermentescibles : Certains sucres produits pendant l’amylolyse seront ensuite utilisés par les levures pendant la fermentation (les sucres fermentescibles) pour produire alcool et CO2 ;
  • Des sucres non fermentescibles : D’autres sucres (non fermentescibles) ne seront pas dégradés et seront présents dans la bière finale. Elles apporteront du corps, de la rondeur à la bière. Nous avons présenté l’utilisation de sucres non fermentescibles et leurs effets dans la fabrication de la bière.

Source : https://biochim-agro.univ-lille.fr/polysaccharides/co/polysaccharides_1.html

L’amylolyse est une réaction de saccharification. Les saccharifications sont les réactions biochimiques qui consistent à transformer les sucres complexes en sucres simples.

Les enzymes contenues dans les malts et responsables de l’amylolyse sont les bêta-amylases et les alpha amylases. Cependant d’autres enzymes jouent également un rôle clé dans la fabrication de la bière, nous en parlerons également.

Les enzymes diastasiques, celles qui dégradent l’amidon (l’alpha et la bêta- amylase) travaillent mieux entre 55 et 65°C. Mais la fourchette de température généralement acceptée pour la gélatinisation est de 60 et 65°C et peut monter jusqu’à 67°C en fonction de la variété d’orge et des conditions de sa culture. L’alpha amylase travaille mieux entre 60 et 70°C alors que la bêta amylase entre 55 et 65°C.

Vous l’avez compris le travail du brasseur consiste à chercher l’activation des enzymes en jouant sur les températures de son empâtage pour créer le profil de sa bière. Voyons ça de plus près!

Fonctionnement des bêta-amylases

Les bêta-amylases sont “constitutives” alors que les alpha-amylases sont “induites” (production au moment de la sortie de dormance des graines). Ceci signifie que les bêta amylases sont naturellement présentes en abondance chez les végétaux.

Ces exo-enzymes sont capables de couper les liaisons 1,4 glycosidiques à partir de l’extrémité terminale des chaînes saccharidiques (amylose ou amylopectine). Les bêta amylases vont produire du maltose (disaccharides formés de 2 unités de glucoses) lorsque les conditions environnementales se situent entre 50 et 70°C et pH 5,2.

Le maltose sera ensuite dégradé est alcool (and co.) lors de la fermentation.

L’amylose est hydrolysé à 100% alors que l’amylopectine ne sera hydrolysée qu’à 55-60%.

La bêta amylase se dégrade rapidement et de manière irréversible quand la température monte au dessus de 70°C. Si la température redescend dessous les 70°C, la bêta amylase ne sera pas activée de nouveau.

Bêta amylase
SubstratAmylose principalement et amylopectine dans une moindre mesure
ProduitSucre fermentescible : le maltose
Température de fonctionnementEntre 50 et 70°C
Pic d’activité62°C
Température de dénaturation71°C
pH optimal de fonctionnementpH 5,4 – 5,5

Fonctionnement des alpha-amylases

L’alpha amylase est produite pendant la germination et donc pendant le maltage. Souvenez-vous!

L’embryon de grain excrète un facteur de croissance (hormone),
l’acide gibbérellique (Gibberellic acid GA) qui s’oriente vers l’aleurone et
induit la formation des enzymes telles que alpha-amylases et dextrinases

L’ alpha-amylase est une endohydrolase qui coupe spécifiquement les liaisons 1,4 glucosidiques en libérant des maltodextrines de taille variable (6 à 8 résidus de glucose avec quelques fois 2 branchements en 1,6). L’alpha amylase a la particularité de produire également des sucres fermentescibles comme le maltotriose, le maltose et le glucose (respectivement 3, 2 et 1 résidu de glucose).

L’alpha amylase coupe donc les chaînes d’amylose ou d’amylopectine (elle n’est pas gênée par les embranchements) un peu partout. Elle libère principalement de grosses molécules qui ne seront pas métabolisées par les levures. Ce sont les sucres non-fermentescibles. Mais elle libère également des sucres fermentescibles.

Les conditions optimales de fonctionnement de l’alpha amylase sont des températures comprises entre 64 et 75°C et un pH entre 4,7 et 5,4.

Alpha amylase
Substratamylose et amylopectine
ProduitSucre non-fermentescible : les maltodextrines mais aussi des molécules plus petites comme le maltotriose, le maltose et le glucose
Température de fonctionnementEntre 64 et 75°C
Pic d’activité70°C
Température de dénaturation77°C
pH optimal de fonctionnementpH 5,6 et 5,8

Les paliers de température pour convertir l’amidon

Comment choisir la température pendant son empâtage?

Tout dépend de ce que l’on recherche…

Reprenons avec un graphique, les informations que nous venons d’aborder :

source : J. Palmer, Wizard, Narziss
64 et 70°C pour favoriser le fonctionnement des 2 enzymes

Le brasseur peut volontairement choisir de travailler sur la fourchette de température qui permet le fonctionnement des 2 enzymes diastasiques. La bière obtenue sera équilibrée. Le moût comportera des sucres fermentescibles et non fermentescibles. La bière sera alcoolisée et sucrée.

Le monopalier le plus classiquement réalisé se situe à 67 ou 68°C pendant 30 à 45 minutes : Bon rendement d’extraction de sucres, bonne fermentabilité (teneur en sucres fermentescibles) et bon corps (teneur en sucres non fermentescibles)

Il s’agit d’un bon compromis, facile à réaliser pour le débutant. Le brasseur effectue un monopalier, un seul palier de température moyen.
La bière est “équilibrée“.

50 et 70°C pour favoriser le fonctionnement de la bêta amylase

Le brasseur peut également choisir d’effectuer un monopalier pour favoriser la production d’alcool. Dans ce cas il choisit de placer son palier entre 50 et 70°C pour activer la bêta amylase.

Vous obtiendrez une grande proportion de sucres fermentescibles (maltose). Ces sucres seront métabolisés par les levures et seront donc à l’origine de la production d’alcool.

Le palier le plus classiquement réalisé pour activer la bêta-amylase se situe à 62°C pendant 30 à 60 minutes : on dit que la fermentabilité de ce moût est plus élevée (plus haute teneur en sucres fermentescibles). La bière aura moins de corps.

Un palier entre 50 et 70°C favorise donc l’obtention de bière alcoolisée et peu sucrée.
La bière est dite “sèche“.

64 et 75°C pour favoriser le fonctionnement de l’alpha amylase

Le brasseur peut choisir d’effectuer une monopalier pour favoriser la production de sucres non fermentescibles. Il choisit de placer son palier entre 64 et 75°C pour activer préférentiellement l’alpha amylase.

Vous obtiendrez une grande proportions de sucres non fermentescibles (malto dextrines). Ces sucres ne seront pas métabolisés par les levures et apporteront donc de la rondeur, du corps à votre bière.

Le palier le plus classiquement réalisé pour activer l’alpha amylase se situe à 70°C pendant 30 minutes. Le rendement d’extraction des sucres est toujours bon, la fermentabilité est plus faible. Ce palier est utilisé pour obtenir des bières faibles en alcool (ales légères) ou les bières riches avec du corps (“heavy body beers”).

Un palier entre 64 et 75°C favorise l’obtention de bière sucrée.
La bière est dire “ronde“, elle a du “corps“.

Le multipalier pour travailler l’alcoolisation et la rondeur de la bière à la fois

La méthode d’infusion en monopalier est la plus simple à mettre en œuvre et vous donnera de très bons résultats. Mais vous avez également la possibilité d’effectuer plusieurs paliers de températures : c’est la méthode multipalier.

Le brasseur a la possibilité d’effectuer un premier palier entre 55 et 60°C pour favoriser le fonctionnement de la bêta amylase. Il effectue ensuite un second palier entre 65 et 70°C pour favoriser le fonctionnement de l’alpha amylase.

C’est en passant plus ou moins de temps sur chaque palier que le brasseur accentue le profil de sa bière.

L’amidon produit ainsi des sucres fermentescibles et non fermentescibles.
La bière résultante sera à la fois alcoolisée et ronde.
La bière est “complexe“.

Vous avez noté que nous ne parlons ici que de la température. Or le fonctionnement des enzymes est également dépendant d’autres facteurs dont le pH et le ratio d’empâtage (la quantité d’eau par rapport à la quantité de céréales). La température est le facteur le plus influant et le plus facile à travailler et à maîtriser, commencez donc par là!

Pour mieux connaître le ratio d’empâtage, nous vous conseillons la lecture de notre article : calculer son volume d’empâtage. Pour le pH, c’est un vaste sujet que nous n’avons pas encore abordé, coming soon!

Savez-vous que plus le malt est coloré ou “touraillé”,
moins il libérera de sucres pendant l’empâtage?
Pour en savoir plus : les malts de base.

Les autres paliers de température pendant l’empâtage

Les limite-dextrinases

Les limites-dextrines sont les résidus d’amidon que les alpha et les bêta amylases n’arrivent pas à hydrolyser. Ce sont ces petites “parties” correspondantes aux embranchements.

Les limites-dextrinases catalysent l’hydrolyse des liaisons osidiques α-D-(1→6) de l’amylopectine. Le plus petit glucide qu’elle peut libérer à partir d’une liaison α-(1→6) est le maltose. Les limites-dextrinaes sont des enzymes diastasiques, elles participent à la conversion de l’amidon.

Pour activer son fonctionnement, un palier entre 55 et 60°C
à un pH d’environ 5,1 est nécessaire.

L’activité des limites dextrinases pourrait réduire les maltodextrines produites par les alpha amylases (moins de sucres fermentescibles, perte de la rondeur de la bière). Or le passage de la température au-dessus des 65°C inactive cette enzyme. L’action des limites-dextrinases est donc assez réduit dans notre cas.

Limite-dextrinase
SubstratLimite-dextrines (embranchements de l’amylopectines)
ProduitMaltose
Température de fonctionnementEntre 60 et 67°C
Pic d’activitéEntre 60 et 65°C
pH optimal de fonctionnementpH 4,8 et 5,4

Les phytases

Les phytases font partie des nombreuses enzymes naturellement présentes dans les céréales.

À des températures de 30 à 52°C, les phytases convertissent la phytine en acide phytique,
abaissant ainsi le pH du moût.

En raison de sa sensibilité à la chaleur, la phytase n’est présente que sur les malts séchés à basse température (les malts de base). Le processus de conversion est lent et nécessite au moins 60 minutes pour que le pH change de façon significative.

Traditionnellement, un palier “phytase” ou palier acide était utilisé pour les malts de pilsner sous-modifiés (peu de capacité à convertir l’amidon) dans des profils d’eau douce (pils tchèques). Aujourd’hui, les acides de qualité alimentaire ou le malt acidulé peuvent être utilisés à la place de ce palier.

Phytase
SubstratPhytine
ProduitAcide phytique
Température de fonctionnementEntre 35 et 45°C
Pic d’activité35°C
Température de dénaturation60°C
pH optimal de fonctionnementpH 4,5 et 5,2

Les glucanases

Les bêta glucanes sont des glucides présents dans la couche protéique entourant les molécules d’amidon dans les céréales. Ces bêta glucanes sont présents en plus grande proportion dans le seigle, le blé, l’avoine, les malts sous modifiés et les céréales non maltées.

Réaliser un palier à 40 à 48°C pendant 20 minutes permet de
diminuer le trouble apporté par les bêta glucanes ainsi que d’éventuels problèmes de filtration.

Les bêta-glucanases sont les enzymes qui dégradent les bêta-glucanes. Il existe de nombreuses glucanases, la plus importantes est la 1,4 bêta glucanase dont la température optimale de fonctionnement se situe à 45°C;

Bêta glucanase
Substratbêta glucane
Produit
Température de fonctionnementEntre 40 et 48°C
Pic d’activité45°C
Température de dénaturation60°C
pH optimal de fonctionnementpH 4,5 et 5,5

Les protéinases et peptidases

Pour réaliser un palier protéolytique, portez votre moût à 45-50°C pendant 10 à 30 minutes.

Le palier protéolytique permet la lyse (dégradation) des protéines. Le but est de placer le moût à la température d’activation des enzymes dégradant les protéines : les protéases et les peptidases.

Les protéines sont naturellement présentes dans votre moût, elles sont apportées par vos malts. Selon les céréales que vous aurez choisies, votre moût comportera plus ou moins de protéines. Les protéines apportent de la turbidité au moût et donc à la bière.

Les bières au blé (bières blanches, bières de froment, weiss, weizen, witbier) sont réputées pour leur forte teneur en protéines. En effet, les céréales telles que le blé, l’avoine, le seigle apportent plus de protéines que l’orge.

De manière générale, les grains crus (non maltés) sont riches en protéines.

Ces protéines ont également un rôle dans la tenue de votre mousse ou rétention de tête. Si vous dégradez vos protéines, votre bière sera plus limpide mais arborera moins de mousse.

Ce palier protéolytique permet la libération de produits de dégradation des protéines : les peptides et les acides aminés.

Le « Free Amino Nitrogen » (FAN) est l’azote aminé libre en français. Ces FANS seront des nutriments pour nos levures pendant la fermentation.

Protéase ou protéinase
Substratprotéines
Produitpeptides
Température de fonctionnementEntre 20 et 65°C
Pic d’activitéEntre 45 et 55°C
Température de dénaturation68°C
pH optimal de fonctionnementpH 5 et 5,5
Peptidase
Substratpeptides
Produitacides aminés, FAN
Température de fonctionnementEntre 20 et 67°C
Pic d’activitéEntre 45 et 55°C
Température de dénaturation63°C
pH optimal de fonctionnementpH 5 et 5,5

Le mash-out

Le mash-out est le palier de température réalisé à la fin de l’empâtage. La température est en général montée jusqu’à 76 à 80°C pendant 10 à 15 minutes dans le but d’inactiver les enzymes.

Ceci aurait pour conséquences de figer le profil de sucres du moût, de solubiliser les sucres tout en diminuant la viscosité du moût (et donc d’améliorer la filtration), d’accélérer l’entrée en ébullition.

Ce palier est controversé.

Pour connaître plus en détail le mash-out et avoir notre avis sur le sujet : mash-out!

Petit brasseur, où en es-tu?

Pour aller plus loin :

Es-tu incollable sur les enzymes de l’amylolyse?

Es-tu “team monopalier” ou “team multipalier”?

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La bière, une histoire d’enzymes – partie 1

Glucosidase_enzyme brassage biere

Les enzymes pendant le brassage de la bière : vaste sujet.

On souhaite vous apporter des réponses à vos questions sur les processus enzymatiques pendant le brassage! Cependant comment parler amylases, amylolyse et palier de température et pH si nous n’avons pas commencé par présenter ce qu’est une enzyme… ?

Cet article devenant très rapidement énorme!! Nous avons décider de le partager un 2 parties.

Cette semaine, les protagonistes sont les enzymes bien évidemment, on vulgarise tout ça : Comment les a-t’on découvertes, quel est leur fonctionnement, comment leur structure joue t’elle un rôle dans tout ça et comment sont-elles inactivées ?

Nous vous présenterons également une partie des processus enzymatiques qui se déroulent pendant le maltage.

Dans notre article de la semaine prochaine, nous vous présenterons les processus enzymatiques pendant l’empâtage.

Bonne lecture :

Les enzymes : des catalyseurs

Une enzyme est une protéine dotée de propriétés catalytiques. Presque toutes les biomolécules capables de catalyser des réactions chimiques dans les cellules sont des enzymes.

Le préfixe “bio” dans le terme Bio-molécules exprime l’idée de “vivant”.
Les bio-molécules sont les molécules que l’on retrouve dans les êtres vivants.

Les enzymes sont donc des catalyseurs du monde vivant.

Vous ne savez pas ce qu’est un catalyseur? Un catalyseur est une substance qui accélère une réaction chimique ou biochimique (maintenant vous comprenez cette distinction).

En biologie, dans les cellules, les enzymes, très nombreuses, jouent ces rôles d’accélérateur (de catalyseurs) dans les processus biochimiques : métabolisme digestif, de la reproduction, de la transcription de l’information génétique, les sciences du génome, le yaourt, la pâte à pain… ET la fabrication de la bière!

La plupart du temps, les enzymes ont un nom doté du suffixe -ase :
hydrolase, invertase, oxydoréductase, lyase, ligase, isomérase, transférase etc. etc.
Très sexy non?

Découverte des enzymes

La première enzyme, la diastase, a été isolée en 1833 par Anselme Payen et Jean-François Persoz. Après avoir traité un extrait aqueux de malt à l’éthanol, ils précipitèrent une substance sensible à la chaleur et capable d’hydrolyser l’amidon, d’où son nom de diastase forgé à partir du grec ancien ἡ διάστασις (à vos souhaits) désignant l’action de cliver.

Il s’agissait en réalité d’une amylase.

Anselme Payen

COCORICO, deux chimistes français sont à l’origine de la découverte de la première enzyme! Et en plus, cette enzyme est celle qui nous intéresse tout particulièrement, celle qui catalyse l’hydrolyse de l’amidon, l’amylase!

Une diastase est une glycoside-hydrolase qui catalyse l’hydrolyse de l’amidon, essentiellement en maltose. Ce terme recouvre à l’origine plusieurs amylases :

  • α-amylase,
  • β-amylase,
  • γ-amylase.

Mais alors que signifie le terme pouvoir diastasique ?

On parle parfois de malt à “pouvoir diastasique”.

Il s’agit des malts dont le potentiel de dégradation de l’amidon est élevé : ces malts comportent beaucoup d’amidon et beaucoup d’enzymes de dégradation de l’amidon.

Vous avez déjà compris que plus le malt est coloré plus son pouvoir diastasique est faible. Nous allons comprendre ceci dans quelques minutes.

Fonctionnement des enzymes

Une enzyme agit en abaissant l’énergie d’activation d’une réaction chimique, ce qui accroît la vitesse de réaction.

Est-ce que vous me suivez toujours ?

Autrement dit :

Les enzymes permettent à des réactions de se produire des millions de fois plus vite qu’en leur absence. Un exemple extrême est l’orotidine-5′-phosphate décarboxylase, qui catalyse en quelques millisecondes une réaction qui prendrait, en son absence, plusieurs millions d’années.

Attention, ça pique les neurones (seulement pour les curieux scientifiques) :

Diagramme d’une réaction catalysée montrant l’énergie E requise à différentes étapes suivant l’axe du temps t. Les substrats A et B en conditions normales requièrent une quantité d’énergie E1 pour atteindre l’état de transition AB, à la suite duquel le produit de réaction AB peut se former. L’enzyme E crée un microenvironnement dans lequel A et B peuvent atteindre l’état de transition AEB moyennant une énergie d’activation E2 plus faible. Ceci accroît considérablement la vitesse de réaction.

Intéressant non ?

L’enzyme n’est pas modifiée au cours de la réaction.

Les molécules initiales (A et B dans notre exemple précédent) sont les substrats de l’enzyme, et les molécules formées à partir de ces substrats sont les produits de la réaction (le produit AB).

Prenons un autre exemple de réaction :

Presque tous les processus métaboliques de la cellule ont besoin d’enzymes pour se dérouler à une vitesse suffisante pour maintenir la vie. Les enzymes catalysent plus de 5 000 réactions chimiques différentes. L’ensemble des enzymes d’une cellule détermine les “voies métaboliques” possibles dans cette cellule.

Métabolique : provient du métabolisme.
Métabolisme : Ensemble des transformations chimiques et biologiques qui s’accomplissent dans l’organisme.

L’étude des enzymes est appelée enzymologie.

Le site actif des enzymes change de forme en se liant à leurs substrats. Ainsi, l’hexokinase présente un fort ajustement induit qui enferme l’adénosine triphosphate et le xylose dans son site actif. Les sites de liaison sont représentés en bleu, les substrats en noir et le cofacteur Mg2+ en jaune.

Structure et dénaturation des enzymes

Les enzymes sont généralement des protéines globulaires (=de forme sphéroïde) qui agissent seules ou en complexes de plusieurs enzymes ou sous-unités.

Comme toutes les protéines, les enzymes sont constituées d’une ou plusieurs chaînes polypeptidiques repliées pour former une structure tridimensionnelle.

Un polypeptide est une chaîne d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques. On parle de polypeptide lorsque la chaîne contient entre 10 et 100 acides aminés.
Et pour aller plus loin, sachez que les protéines sont elles constituées de plusieurs chaînes de polypeptides (la boucle est bouclée).

La séquence en acides aminés de l’enzyme détermine la structure de cette dernière, structure qui, à son tour, détermine les propriétés catalytiques de l’enzyme. Ce qui signifie que si la structure de l’enzyme est dégradée, l’enzyme n’a plus d’effet catalytique.

On parle de dénaturation.

La structure des enzymes est altérée (dénaturée) lorsqu’elles sont chauffées ou mises en contact avec des dénaturants chimiques, ce qui a généralement pour effet de les inactiver.

Dans le cas de nos enzymes pendant le maltage, la montée en température qui permet la coloration du grain de céréale va donc inactiver les enzymes. Le pouvoir diastasique est moindre dans les malts colorés!
Et pendant l’empâtage, le mash-out cette hausse de la température du moût permet également d’inactiver les enzymes de l’amylolyse!

Les enzymes dans la fabrication de la bière

Quand on s’intéresse à la fabrication de la bière, les enzymes, on en entend parler en permanence !

Le malteur crée un réveil enzymatique.

Le malteur avec sa germination forcée, veut préparer nos petits soldats à jouer leur rôle pendant le brassage. Pour cela, il travail sur les conditions environnementales du grain : l’humidité, la température, la teneur en oxygène.

L’embryon puise dans ces réserves d’amidon pour commencer à se développer;

Des protéinases et des peptidases entrent en action pour commencer la dégradation de l’albumen du grain.

Source : ETUDE DU MALTAGE ARTISANAL DE L’ORGE BRASSICOLE POUR SON DÉVELOPPEMENT EN CIRCUIT COURT EN WALLONIE – Hugo Robert – 2016-2017

L’embryon de grain excrète un facteur de croissance (hormone), l’acide gibbérellique (Gibbérellic acid GA) qui s’oriente vers l’aleurone et induit la formation des enzymes telles que alpha-amylases et dextrinases. Les bêta-amylases existent déjà dans l’endosperme. Ces enzymes sont nécessaires pour dégrader l’amidon dans l’albumen et les faire migrer vers l’embryon en profitant de l’eau absorbée.

Cependant le malteur doit stopper le travail des enzymes pour conserver le pouvoir diastasique du grain afin qu’il puisse être utilisé par le brasseur. Il opère cela par élévation de température, c’est le touraillage.

Pour aller plus loin, vous pouvez accéder à notre formation les secrets des malts.

Le brasseur réalise l’amylolyse pendant l’empâtage

Pendant l’empâtage ensuite, le brasseur en plongeant ses malts dans de l’eau et en réalisant différents paliers de température déclenche l’amylolyse.

L’amylolyse est le processus de dégradation de l’amidon. Cette dégradation est réalisée par des enzymes, les amylases qui scindent les molécules d’amidon en de plus petites molécules.

Dans notre article l’amylolyse, choisir son palier d’empâtage, nous vous présentons comment se déroule l’amylolyse, quelles sont les enzymes clés de cette réaction, comment fonctionnent-elles et quel rôle peut avoir le brasseur au milieu de tout ça!

On récapitule

Les enzymes :

  • Une enzyme est une molécule qui accélère les réactions biochimiques.
  • En général son nom se termine par le suffixe -ase.
  • L’enzyme accélère la vitesse de la réaction en abaissant son énergie d’activation.
  • L’enzyme “fonctionne” grâce à sa structure en 3D, si elle perd sa structure elle ne “fonctionne” plus. C’est la dénaturation de l’enzyme.
  • Les enzymes sont dénaturées par, entres autres, la chaleur.
  • Le pouvoir diastasique d’un malt correspond à sa capacité à produire beaucoup de sucres pendant l’empâtage. Un pouvoir diastasique élevé caractérise un malt riche en amidon et en enzymes de dégradation de l’amidon.

Petit brasseur, où en es-tu?

Alors moi je m’éclate à écrire ce type d’articles, celui où j’essaie de vulgariser les termes scientifiques qu’on peut rencontrer dans le quotidien ou dans le brassage. Dans l’article sur les sucres de brassage par exemple, j’abordais les notions de glucides, oses, osides.

Mais toi qu’en penses-tu? Utile, intéressant, hors sujet?

Une question que tu aimerais voir traiter sur notre blog, n’hésite pas à nous contacter pour en discuter!

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Pourquoi je ne fais plus de mash-out

Quand on parle de mash-out, on s’intéresse à ce que le brasseur fait ou ne fait pas à la fin de son empâtage.

Le protocole dit que tu dois monter la température à la fin de ton empâtage, alors tu fais ce qu’on te dit et tu montes la température… Mais as-tu pris quelques minutes pour réfléchir à cette étape de mash-out?

Nous allons vous présenter ici ce qu’est le mash-out, comment le réaliser, à quoi sert-il?
Qu’est-ce donc que la rétention de tête, qui serait améliorée par un mash-out??
Quels sont les points de vigilance en le réalisant?
Et enfin nous allons étudier quelques retours d’expériences sur le sujet pour prendre notre décision : mash-out or not mash-out??

Intrigué?

Petit clin d’œil à Zano qui nous a suggéré la rédaction de cet article!

Le mash-out, c’est quoi?

Refaisons d’abord le point sur les notions concernant l’empâtage que nous avons déjà abordées sur notre blog (C’est surtout pour les deux du fond de la classe, qui ne suivent pas!) :

De quoi vous occuper quelques heures…

Le terme anglais ‘mash’ correspond à notre maische en français. La maische est ce mélange épais formé par le malt concassé et l’eau chaude lors de l’empâtage. C’est un terme d’origine alsacienne!

Vous savez, la maische est filtrée à la fin de l’empâtage, ce qui permet de séparer les drêches, du moût.

Pour retrouver le process de fabrication de la bière expliqué ludiquement, rendez-vous sur ici.

Le ‘mashing’ ou ‘mash-in’ en anglais fait référence à l’empâtage.

Le ‘mash-out’ est donc la sortie ou la fin de l’empâtage. On parle parfois de palier d’inhibition des enzymes.

Comment réalise-t’on un mash-out?

Même si le process ne le requiert pas systématiquement, de nombreux brasseurs réalisent un mash-out.

Le mash-out correspond à la hausse de température entre 76 et 80°C pendant 10 à 15 minutes de l’empâtage avant la filtration.

Exemple de courbe de température pendant un empâtage

Le mash-out peut être réalisé en chauffant la maische (chauffe direct de la cuve ou thermoplongeur) ou en ajoutant de l’eau chaude jusqu’à 93°C dans le but d’obtenir une maische à environ 77°C.

Voyez-vous où je veux en venir? Le rinçage que l’on conduit juste après la filtration ajoute lui aussi de l’eau chaude. Ne pourrait-il pas, à lui seul, avoir l’effet escompté d’un mash-out…? Poursuivons notre réflexion!

A quoi sert le mash-out?

Figer le profil de sucres

1- Arrêter l’action des enzymes et donc préserver le profil de sucres que vous venez d’obtenir pendant votre empâtage.

Sans mash-out, même si les enzymes ont été partiellement dégradées, la conversion va continuer sa progression, rendant le moût de plus en plus fermentescibles.

Si nous souhaitons figer la proportion de sucres fermentescibles et non fermentescibles, le mash-out semble être une bonne solution. On parle de préservation de profil.

L’action des enzymes de la saccharification pour les nuls

Les sucres fermentescibles sont obtenus avec un palier de température à l’empâtage compris entre 55 et 65°C, les sucres non fermentescibles avec un palier entre 60 et 70°C :

  • La bêta amylase fonctionne mieux entre 55 et 65°C et pH compris entre 5,4 et 5,5 -> Production de maltose
  • L’alpha amylase travaille mieux entre 60 et 70°C et pH compris entre 5,6 et 5,8 -> Production de sucres complexes comme les dextrines, mais aussi de maltose

Le brasseur effectue un palier bas pour créer les sucres qui seront, plus tard, convertis en alcool (fermentescibles). Puis s’il le désire, il monte les températures pour donner du corps à sa bière, de la rondeur (non fermentescibles). C’est l’empâtage multipalier.

La transformation enzymatique s’effectuera toujours sur un amidon qui aura subi l’étape de gélatinisation. Le chauffage, en excès d’eau, d’une suspension d’amidon à des températures supérieures à 50°C (idéalement entre 60 et 65°C) entraîne un gonflement irréversible des grains et conduit à leur solubilisation (perte de la structure) : c’est la gélatinisation. On obtient un “empois” qui est constitué par des grains d’amidon gonflés.

Plus la température est haute, plus l’enzyme travaille rapidement mais dès que l’on sort de la fourchette optimale, l’enzyme se dénature (perte de structure et donc arrêt de fonctionnement). Ainsi on a pour habitude de viser les paliers suivants :

  • La bêta amylase fonctionne mieux entre 55 et 65°C et palier moyen : 65°C; A 65°C, la bêta amylase travaille très rapidement et commence à se dégrader (l’activité de la bêta amylase est réduite de 75% après 30 minutes à 65°C)
  • L’alpha amylase travaille mieux entre 60 et 70°C et palier moyen : 70°C.

Le brasseur peut aussi réaliser UN SEUL palier moyen pour obtenir sucres fermentescibles ET non fermentescibles grâce à l’action des deux “populations” d’enzymes (palier moyen : 66-67°C). C’est l’empâtage monopalier.

Intérêt du mash-out dans le processus enzymatique

Comme nous l’avons compris ci-dessus, le passage vers un palier de température propice à l’activité de l’alpha-amylase va entraîner la dénaturation de la bêta-amylase.

Or l’alpha-amylase ne produit pas seulement des sucres complexes comme les dextrines (non-fermentescibles), elle est aussi en mesure de produire du maltose (fermentescibles).

Si tu ne fais pas de mash-out, l’activité de l’alpha amylase va continuer et éventuellement couper les dextrines en sucres fermentescibles plus courts. Ceci est d’autant plus vrai, si ta filtration et ton rinçage sont longs! C’est l’activité prolongée de ces enzymes qui pourrait entraîner une modification du profil de ta bière.

Attention l’accroissement de la teneur en sucres fermentescibles n’est pas lié à la “réactivation” ou “reviviscence” de la bêta-amylase! La dénaturation d’une enzyme est irréversible.

Cette explication permet aussi de comprendre pourquoi tu peux avoir des problèmes de corps si tu fais un empâtage trop long!

Solubiliser les sucres

2- Solubiliser les sucres (diminution de la viscosité)

Nous pouvons comparer notre maische à un miel (riche en sucres) : Un miel froid est dur/solide, un miel chaud est liquide.

mousse verres brassage biere 2
mousse verres brassage biere 2

Améliorer la filtration

3- Le mash-out est également justifié lorsque l’empâtage est composé à plus de 25% par du blé, du seigle ou de l’avoine.

L’utilisation de ces céréales riches en protéines, entraîne un drainage moins facile avec un fort risque de colmatage pendant la filtration. La température élevée du mash-out fluidifie ce type de maisches.

Accélérer l’entrée en ébullition

4- Raison d’être secrète : la dernière raison d’être du mash-out, est la préparation de l’ébullition.

Plus la maische (et donc le moût) sera chaude, moins le temps de monter en température sera long pour atteindre l’ébullition, moins importante sera la consommation énergétique.

Améliorer la tenue de mousse

5- Il existe une légende qui parle d’amélioration de la tenue de mousse

Une température élevée de la maische à 78°C permettrait d’extraire des glycoprotéines (molécules participant à la formation de la mousse). Pour comprendre la mousse et savoir sur quels paramètres le brasseur peut travailler pour influencer sa formation et sa qualité.

On parle de “rétention de tête” (“head retention” en anglais) de la bière pour parler de la mousse plus ou plus épaisse et qui reste consistante dans le temps. Une bonne rétention de tête donne une mousse onctueuse et stable!

Je n’ai pas trouvé réellement d’informations fiables sur ce sujet… Si vous avez observé des résultats dans ce sens ou lu des articles intéressants sur le sujet, n’hésitez pas à nous laisser un commentaire!

Précautions à prendre : limiter l’extraction des polyphénols

Les polyphénols

Les polyphénols constituent une famille de molécules organiques largement présente dans le règne végétal. On entend parfois parler d’eux sous la dénomination « tanin ou tannin végétal ».

A hautes doses, certains tanins ingérés sont métabolisés en acide gallique et en pyrogallol, responsables d’effets toxiques : une calamité pour certains herbivores mangeurs de glands par exemple.

Les concentrations en polyphénols dépendent des espèces végétales, des saisons (printemps) et de certains autres conditions environnementales (certains années les cas de morts d’animaux sont plus importantes que d’autres).

Dans notre processus de fabrication de la bière, ces molécules sont donc présentes dans les malts de céréales ainsi que dans les houblons. Parfois certains brasseurs utilisent des copeaux de chêne, ces derniers sont beaucoup plus riches en polyphénols que nos malts. Mais rassurez-vous, nous n’atteignons jamais ces doses létales. Chez l’homme, elles peuvent même avoir des effets bénéfiques.

L’astringence des polyphénols

Cependant ces polyphénols apportent un goût, ou plutôt, une astringence.

L’astringence est une propriété de certaines substances à produire une crispation des muqueuses buccales. Cette astringence provient de la propriété qu’ont les protéines à se complexer sous l’effet des tanins. L’amylase salivaire est une protéine qui réagit fortement avec les composés astringents et provoque cette sensation d’assèchement dans la bouche (souvent confondue avec de l’amertume).

Vous l’aurez compris, on ne veut pas de cette astringence dans notre bière!

Limiter l’extraction des polyphénols

L’extraction des polyphénols des végétaux est obtenus lorsque les céréales sont chauffés à plus de 80°C.

Mais la température au dessus des 80°C n’est pas le seul critère d’extraction des polyphénols. L’autre étant le pH de la maische, et les deux sont cumulatifs. C’est l’une des raisons pour lesquelles on prétend qu’il faut arrêter de rincer lorsque la densité atteint les 1010. Sous cette densité, le pH de la maische peut être trop élevé.

La fourchette normale de pH pendant l’empâtage est comprise entre 5.2 et 5.5.

Si à cela on ajoute un rinçage à température trop élevée, l’extraction des tannins pourrait se produire.

Dans quel cas faire le mash-out? Deux tests intéressants

Pourquoi je ne fais plus de mash-out : titre volontairement polémiste 😉 C’est en fait plus compliqué que ça!

Voici la courbe des températures moyennes pendant la fabrication de votre bière dans un cas avec mash-out et dans un cas sans mash-out :

Avec mash-out, la montée en température de notre maische va inactiver l’action de l’alpha-amylase. Même si le rinçage est long (souvent le cas en rinçage par aspersion) et que le moût refroidit, cette enzyme ne transformera plus l’amidon en sucres.

Sans mash-out, l’alpha-amylase n’est pas inactivée. Et durant tout le temps de notre rinçage (jusqu’à la montée en température), l’amidon peut donc être encore transformé en sucres fermentescibles et non fermentescibles.

L’exBeeriment de Phil Rusher, Brülosophy

Connaissez-vous Brülosophy? Un super site où vous trouverez des expériences conduites de manière scientifique et menées par plusieurs contributeurs. Une mine d’or pour progresser et se faire un avis sur pas mal de sujets de brasseurs.

Phil Ruscher a, cette fois, lancé le test d’une bière brassée avec et sans mash-out. Vous trouverez l’expérimentation par ici.

Ses résultats : mêmes densités initiales, mêmes densités finales, aspects des bières identiques. Il a fait déguster les 2 bières à un panel de 23 testeurs. Les participants n’ont pas su significativement distinguer les 2 bières.

Conclusion : les 2 bières étaient identiques.

https://brulosophy.com/2019/08/12/the-mashout-effect-exbeeriment-results/

Les conclusions de Josh Weikert de Beer Simple

Josh Weikert du blog Beer Simple nous offre également un article intéressant!

  • Il a réalisé plusieurs brassins de suite en montant sa maische à plus de 82°C.
    Résultats : pas de changements organoleptiques avec les bières qu’il brasse normalement. Conclusion: “Don’t fear the heat”.
  • A propos de la diminution de la viscosité, il précise que les sucres ayant été convertis sont maintenant présents dans la maische.
    Conclusion: Quelque soit la température donc quelque soit la viscosité, cela n’a pas d’importance car les sucres sont déjà là.

Conclusion : N’ayez pas peur des hautes températures. Le mash-out vous fera probablement gagner quelques points de densité et vous fera économiser quelques minutes de chauffe pour atteindre l’ébullition.

Ainsi, d’après lui, “réaliser un mash-out est stupide, mais faites-le quand même.

Ce que nous avons décidé de faire

Pour la plupart des empâtages dont le ratio est compris entre 3 et 4 litres de moût / kilogrammes de céréales, le mash-out n’est pas nécessaire : Le lit de céréales est lâche/non comprimé, ce qui permet un drainage facile du moût. Nous parlons ici des empâtages sans céréales chargées en protéines!

Besoin d’un rappel sur le ratio d’empâtage? Relisez donc notre article sur le calcul des volumes d’eau d’empâtage et de rinçage.

Alors voici les raisons qui font que je ne réalise plus systématiquement de mash-out :

  • Je suis toujours dans des ratios d’empâtage compris dans la fourchette ci-dessus.
  • Je réalise mon rinçage relativement rapidement à la fin de l’empâtage, la maische et le moût n’ont pas eu le temps de beaucoup baisser en température.
  • Mon eau de rinçage est chaude (79°C quand je débute le rinçage).
  • Le risque de passer au-dessus des 80°C (extraction des polyphénols) est élevé en réalisant un mash-out, en fonction de l’inertie de l’installation utilisée. Pour un bienfait finalement limité… Autant ne pas prendre le risque non?
  • Je ne réalise pas de mash-out sur les brassins où je ne recherche pas de sucres non fermentescibles. Je recherche la conversion totale pour avoir une bière sèche et alcoolisée.
  • Par contre, je réalise un mash-out sur les brassins où je souhaite conserver de la rondeur, du corps, les bières contenant des sucres non fermentescibles.

Résultat : L’écoulement du moût est suffisant, l’extraction des sucres et l’efficacité/rendement de mon brassage sont bons.

Pour ceux qui veulent aller plus loin sur ce sujet.

Mash-out et BIAB

Quelles sont donc les spécificités du mash-out lorsque l’on brasse en sac?

Premier point : Sommes-nous bien d’accord que le mash-out est un palier de température qui se réalise en présence des céréales? Pas la peine d’envisager de le faire si vous avez déjà retiré votre sac!

Ratio d’empâtage très élevé

Ensuite, comme nous venons de l’aborder dans le paragraphe précédent, le mash-out est aussi une histoire de ratio d’empâtage.

Le principe de la technique du brew in a bag (brassage en sac) est d’empâter ses céréales dans le volume total du brassage. Un brassage plus classique, empâte les céréales dans un plus petit volume. Les céréales sont ensuite retirées et rincées avec le reste du volume de brassage.

Ainsi pour le BIAB, le ratio est bien souvent supérieur à 4 litres d’eau/ kilogrammes de céréales, rendant inutile un mash-out.

Pas de rinçage

Le rinçage n’étant pas réalisé avec le BIAB, vous n’aurez pas de problème de filtration donc aucun exigence de viscosité.

Sans rinçage, le passage en ébullition est également plus rapide que dans un brassage classique. Il n’y a pas de déperdition de chaleur qui ferait que l’empâtage se prolonge. Les enzymes sont inactivées par la montée en ébullition. Le profil est figé! Le mash-out n’est pas nécessaire non plus pour ce point.

Tenue de mousse

Le seul paramètre qui nous ferait pencher pour un mash-out sur du BIAB, serait la recherche d’une meilleure tenue de mousse. Avez-vous un problème de mousse en BIAB? Dans ce cas, expérimentez avec un mash-out!

Pour consulter notre foire aux question sur le brassage en sac et
notre article sur le ratio d’empâtage.

Petit brasseur, où en es-tu?

As-tu entendu parlé d’autres théories autour du mash-out?

Et toi, as-tu choisi de réaliser ou non un mash-out ?

On ne le dira jamais assez : le meilleur moyen de savoir est encore de tester par toi-même !

Question philosophique : Est-ce que le mash-out ne serait pas simplement une pratique de brasseurs professionnels qui ont souci de produire des bières identiques (reproductibilité), ainsi que de gros volumes de brassage, difficiles à monter en température?

Une question que tu aimerais voir traiter sur notre blog, n’hésite pas à nous contacter pour en discuter!

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Publié le 21 commentaires

Comment calculer volume d’empâtage et de rinçage?

Calculer son volume d’empâtage… C’est une question très fréquente et qui méritait un petit article pour tout vous expliquer.

Nous nous adressons ici aux brasseurs qui ont choisi de faire un empâtage par chauffe directe.

Et oui, il existe plusieurs façons de réaliser son empâtage : par chauffe directe, par infusion, par décoction ou en BIAB (Brew In A Bag). Et chaque technique aura un calcul de quantité d’eau différent. D’ailleurs en BIAB, pas besoin de calcul puisque cette technique consiste à empâter les céréales dans un grand volume d’eau et de ne pas faire de rinçage. Si tu as besoin de revoir les bases sur les différentes techniques d’empâtage, je te conseille d’aller regarder nos vidéos sur le sujet!

Lisez cet article si vous souhaitez comprendre les calculs de volumes d’empâtage et de rinçage, le volume pré-ébullition, les paramètres qui influencent ces calculs, l’efficacité totale de votre brassage et puis le rendement, et calcul de la densité théorique maximale.

Imaginons que nous souhaitons brasser une recette de
20 litres (volume de bière désiré) avec 5 kg de malt.

Fluctuation du volume au cours du temps

Tout d’abord, ayez en tête que le volume d’eau dans un brassin va fluctuer au cours de votre brassage.

Nous vous avons préparé un petit graphique pour illustrer les variations de volume. Attention, les chiffres sont donnés à titre indicatif.

Ce qui va augmenter votre volume d’eau :

  • Le volume d’empâtage,
  • Le volume de rinçage.

Ce qui va réduire votre volume d’eau :

  • L’absorption de l’eau par les grains,
  • L’évaporation pendant l’ébullition (mais aussi avant),
  • La perte de liquide lors du/des transfert(s) jusqu’au fermenteur,
  • La perte de liquide lors du/des transfert(s) jusqu’à l’embouteillage.

C’est donc une équation à multiples inconnues qui se présente à vous, quand vous débuter :

Ne vous inquiétez pas, plus vous brasserez avec votre matériel, plus vous dompterez tous ces chiffres. Mais pour débuter, on vous donne des pistes.

Le volume d’empâtage

Pendant votre empâtage, vous allez mélanger vos 5kg de céréales avec de l’eau à des températures bien précises pour en extraire le maximum de sucres.

L’efficacité de cette extraction va dépendre, entre autres, de la “concentration” de vos céréales dans votre eau. Cette concentration est définie par le ratio d’empâtage, exprimé en litres d’eau / kg de céréales. Il doit être généralement compris entre 2.1 et 3.8 L/kg. Ainsi :

Comment choisir son ratio d’empâtage ?

2 mots pour comprendre l’impact du ratio d’empâtage :

  • Si vous choisissez un ratio d’empâtage trop faible, environ 2 L/kg : Votre maische (mélange céréales/eau) sera épaisse, les céréales très concentrées dans votre moût, ce qui peut gêner l’extraction des sucres.
  • Si vous choisissez un ratio empâtage plutôt élevé, environ 4 L/kg : Pour déterminer ce volume, reprenons notre formule initiale.Votre maische sera liquide, les céréales plus diluées, et l’extraction peut donc demander plus de temps pour être complète.

Pour commencer, le mieux est de choisir un ratio ni trop faible ni trop élevé, par exemple 3 L/kg.

Par la suite, vous pouvez vous amuser à faire différents essais de ratio pour vous aider à mettre au point la méthode qui extrait le maximum de sucres avec votre matériel (nous verrons un peu plus bas comment évaluer votre rendement de brassage).

Dans notre exemple : Nous choisissons un ratio de 3 L/kg pour empâter nos 5 kg de grains. Ceci nous donne donc un volume d’empâtage de 15 litres d’eau.

Attention, une question importante à vous poser pour le calcul du volume d’empâtage :

Est ce que votre cuve d’empâtage a un volume mort ?

Ou est ce que vos grains vont bien être immergés dans les 15 litres d’eau calculés ?

Ce détail est important. Voici pourquoi :

Si vous avez, comme nous, une cuve automatisée, vous aurez constaté que votre empâtage se déroule dans un panier à malt. Ce panier ne remplit pas tout le volume de votre cuve. Il existe un « volume mort » ou « faux fond » (dead space en anglais), qui correspond au volume d’eau se trouvant sous et autour du panier à malt. A vous de déterminer ce volume.

Vous hésitez à acheter une cuve automatisée? Voici la présentation en vidéo de notre cuve Klarstein Mundschenk et voici un tuto pour sa première utilisation.

Ce volume n’est pas perdu, vous le récupérerez à la fin de votre empâtage. Mais c’est du volume dans lequel vos grains ne seront pas immergés.

Il faut donc rajouter ce volume à votre calcul :

Dans notre exemple :

Dans notre cuve Klarstein XXL (50 litres), nous avons mesuré qu’il nous fallait rajouter 8 litres d’eau avant que celle-ci n’effleure le filtre inférieur de notre panier à malt. Nous avons 8 litres de volume mort. (Oui, c’est beaucoup et problématique si l’on souhaite brasser des petits volumes!)

Ainsi, si nous ne tenons pas compte de ce volume mort, et que nous empâtons nos 5 kg de grains dans les 15 litres d’eau calculé précédemment, nos céréales seront en réalité concentrées dans 7 litres d’eau seulement (15 – 8). Ce qui nous fait un ratio de 0.7 L/kg au lieu de 3 L/kg!

Notre maische sera bien trop épaisse pour obtenir une bonne extraction des sucres.

Il nous faut donc rajouter ces 8 litres de volume mort à votre calcul et empâter dans 15 + 8 = 23 litres d’eau d’empâtage.

Le volume d’empâtage dépend de

L’absorption des grains

Une partie de votre eau d’empâtage sera absorbée par les grains de céréales.

Au moment de la filtration, vous retirerez les céréales (les drêches) avec cette eau retenue que vous ne récupérerez donc pas.

On peut estimer cette absorption entre 0.6 et 1L/kg. Le volume d’eau absorbé peut varier en fonction de la finesse de votre mouture.

Dans notre  exemple : Nous avons 5 kg de grains. Partons sur une absorption de 1L/kg : nous perdrons environ 5 litres de moût.

L’évaporation pendant l’ébullition

Pendant l’ébullition qui dure en moyenne 1 heure, vous allez là-aussi perdre un volume important d’eau estimé à 8% par heure. A vous d’ajuster ensuite cette estimation en fonction de votre matériel, du temps de votre ébullition et de la puissance de votre chauffe.

Dans notre exemple : Nous ferons une ébullition de 60 minutes de notre moût de 24 litres. Nous perdrons environ 24 x 8% = 1.92, soit environ 2 litres de moût.

La perte lors de transferts

Vous perdrez de votre précieux, malheureusement, lors de différentes étapes du brassage. Une partie peut rester dans le fond de votre cuve d’empâtage, de votre seau de filtration, de votre cuve d’ébullition, de votre fermenteur… Bref, à chaque transfert, vous risquez de perdre quelques litres.

Difficile à chiffrer, car cela va vraiment dépendre de votre technique et de votre matériel. En tout cas, plus vous aurez de transfert à faire, plus vous perdrez du volume de moût.

Prévoyez de perdre entre 2 et 3,5 litres de moût.

Le volume pré-ébullition

Supposons donc que vous perdrez 2 litres de moût pendant l’ébullition et encore 2 litres lors des transferts.

Ainsi, au début de votre ébullition, si vous voulez un volume final dans votre fermenteur de 20 litres, il vous faudra rincer vos drêches jusqu’à obtenir 24 litres de moût.

Le volume de rinçage

Pour déterminer ce volume, reprenons notre formule initiale :

ce qui équivaut à :

Ce volume de rinçage est une estimation. En pratique, mieux vaut prévoir un peu plus d’eau de rinçage que ce que nous avons calculé. Nous pouvons arrêter de rincer :

  • Soit quand le volume de pré-ébullition est atteint.
  • Soit quand la densité théorique maximale en pré-ébullition est atteinte (voir plus bas comment la calculer)

Dans notre exemple :

On peut estimer ce volume à = 20 – 23 + 5 + 2 + 2 = 6 litres d’eau de rinçage.

En pratique, nous chaufferons un volume de rinçage de 8 litres (un peu plus, au cas où). Nous rincerons nos drêches et nous nous arrêterons quand nous aurons atteint 24 litres de moût.

Maintenant la question est : Est-ce que votre extraction a été efficace ? Est-ce que votre empâtage et votre rinçage ont permis d’extraire le maximum de sucres ? Voici comment calculer votre efficacité de brassage.

Calcul de l’efficacité totale du brassage

On se replonge dans les formules :

Il y a d’abord un rendement théorique maximum.

Ce rendement est propre à chaque malt et il ne sera jamais de 100%. Pour la simple et bonne raison que les enzymes (oui, ce sont elles qui font tout le boulot !) ne peuvent extraire tous les sucres des grains de malt.

Chaque malt a une capacité d’extraction différente. Avec des malts de base comme le pilsen, on peut extraire environ 80% des sucres. Plus le malt sera torréfié, plus le taux d’extraction sera faible. Un malt black aura une capacité d’extraction de 55% de sucres seulement !

Dans notre exemple : Imaginons que pour notre recette, nous utilisons 5 kg de malt Pilsen. Au maximum, notre rendement théorique sera donc de 80%.

Maintenant, comment calculer mon rendement de brassage ?

Pour connaître la densité en °Plato spécifique à votre densité, vous pouvez utiliser un outil de conversion disponible sur internet.

Dans notre exemple :

A la fin de notre brassage, nous obtenons une densité de 1060. C’est notre densité initiale (DI). D’après les outils de conversion, une gravité spécifique de 1.060 équivaut à 14.680 °Plato.

Donc notre rendement de brassage serait de = 1.060 x 14.68 x 20 / 5 = 62.24 %.

Ainsi, entre mon rendement théorique (80%) et mon rendement de brassage (62%), j’obtiens une efficacité totale de = 62.24/80 x 100 = 77.8%.

Alors ? Bon ou pas bon ? Voici les appréciations personnelles de Thomas de Happybeertime dans son article sur les rendements de brassage :

  • Inférieur à 49% : rendement minable, brassage complètement raté ;
  • 50% et 59% : rendement insuffisant, j’ai raté quelque chose ;
  • 60% et 69% : rendement moyen, je peux améliorer quelque chose ;
  • 70% et 79% : bon rendement, même si on peut toujours faire mieux ;
  • 80% et 89% : excellent rendement, je suis au top ;
  • Plus de 90% : rendement parfait, appelle moi Dieu de la bière !

Calcul de la densité théorique maximale

Il existe une autre façon d’évaluer son efficacité de brassage : nous pouvons, avant ébullition, comparer la densité obtenue de votre moût avec la densité théorique maximale (celle que vous aurez atteint avec une efficacité de 100%).

Cette densité théorique maximale, de la même façon que le rendement maximum, est liée aux types et à la quantité de malts de votre recette.

Nous vous épargnerons cette fois les formules (mais si vous êtes fan, c’est par ). Il existe plusieurs calculateurs disponibles en ligne, comme celui-ci.

Dans notre exemple : Imaginons que pour notre recette, nous utilisons 5 kg de malt Pilsen.

En pré-ébullition, la densité max théorique serait de 1075 alors que la densité mesurée est de 1050. Peux mieux faire !

On récap’?

Ce volume de rinçage est une estimation. En pratique, mieux vaut prévoir un peu plus d’eau de rinçage que ce que nous avons calculé. Nous pouvons arrêter de rincer :

  • Soit quand le volume de pré-ébullition est atteint.
  • Soit quand la densité théorique maximale en pré-ébullition est atteinte (voir plus bas comment la calculer)

Ce rendement théorique est propre à chaque malt et il ne sera jamais de 100%. Pour la simple et bonne raison que les enzymes (oui, ce sont elles qui font tout le boulot !) ne peuvent extraire tous les sucres des grains de malt.

Petit brasseur, où en es-tu?

Un peu compliqué, mais quand on se penche sur le sujet, c’est abordable pas vrai?

Et toi comment calcules-tu tes volumes pour brasser ta recette?

Pour vérifier la cohérence de tes calculs, tu peux toujours aller du côté du logiciel de brassage.

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Article écrit en partenariat avec Emilie Pons des brasseurs de Margaux, Estelle Duchenne de l’atelier de la P’tite Zytho et Stéphanie Altermatt de Art Malté. Merci les bierissimettes!

Le livre de la photo de couverture, c’est Secrets de Brasseur, et je vous le conseille vivement pour débuter le brassage à la maison