Le brassage tout grains ⇒ Monopalier vs Multipaliers [sujet unique]

[amateurcurieux]

Salut,
Un début de réponse ci-dessous pour le moins interressant.
Le texte original vient de The theory of mashing

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

[Le nain brasseur]

J'ai fais un peu de fusion de sujets, je pense qu'en confrontant les deux méthodes ça sera plus simple à comprendre et ça évitera de tirer des conclusions un peu hâtives sur telle et telle méthode.
Le multipalier et le monopalier sont deux méthodes traditionnelles de brassage en Europe, chacune adaptée à des styles de bières.

Dans cette même rubrique un sujet sur le monopalier : ftopic13211.html

[corix]

je vais apporter ma piere a l edifice ( petite pierre!)

j aime bien le multi et le mono aussi .... Vu mon niveau de brasseur, je ne vois pas de difference notable entre deux bieres de meme recette faite chacune de cette methode...

je rappelle vu mon niveau !!

souvent je fait une monopalier quand j ai trop de choses deprevu et un brassin a faire!!
je m explique ;
une fois l eau a temperature ....
j oubli ma glaciere ferméé pendant 1h voir 1 h30 et ca me permet de faire autre chose....
une recirulation pdt 15 min
filtration ca coule tout seul .....
rincage en deux fois ... ca re- coule tout seul
puis ebulition .......

en gros au lieu de surveiller ca me laisse beaucoup de temps pour faire autre choses ( cuisine, repassage etc)
une autre facon d aborder les brassins sans doutes mais le temps n est pas extensible ..j essai e donc de trouver le moyens de coupler deux activités.

fred

[alex73]

Un petit truc que j'ai appris d'expérience :
Plus tu ta DI est élevée, plus il faut baisser la température d'infusion
Il y aura suffisamment de corps, même en brassant à 65°C, vu que la quantité de grain est augmentée

[dany06hd]

attention dans ce cas à ne pas surdoser le houblon, ou à ne pas en utiliser un trop amer (sauf en cas de réel besoin).
cela peut amener un déséquilibre qui ne se résorbera qu'après un long temps de maturation (plusieurs mois)...mais si c'est voulu et bien géré ça peut donner des bières intéressantes si on a choisi la bonne variété...

[alex73]

Pour le houblon, la règle de base, c'est la règle de Zora:
Dans le doute : rajoute

[Le nain brasseur]

Tout est bon dans le houblon !

[amateurcurieux]

Salut !
Un petit complément d'information glané sur www.braukaiser.com sur l'activité des enzymes et ce en fonctions des différentes températures et des différents pH.
Les figures suivantes parlent d'elles-même !

Figure 2a


Figure 2b


Figure 2a et 2b - La température et le pH optimum des divers enzymes lors de l'empâtage comme indiqué dans [Narziss, 2005]. Les taches de couleur floues ne sont pas fondées sur des données, mais sur une illustration brute que les enzymes ne sont pas seulement actifs dans les rectangles en pointillés, mais aussi à un pH et à des températures plus éloignées de leurs optimums.

Comme quoi, rien n'est figé !
Stef.

[Viketor]

je brasse tout le temps en monopalier mais cela fait quelque temps que je me renseigne et je finis par penser que le multipalier devrais en théorie donner de meilleurs rendement. car il permet aux enzyme de travailler à leur T° privilégié.
Je vais donc tenter un multipalier 60°C et 70°C ce week end car je stagne à 75% de rendement. En fait je voudrait le même profil qu'un monopalier à 66°C mais je sais pas qu'elle durée choisir. A vue d'oeuil je dirai 25min à 60°C et 35 min à 70°C mais le multipalier j'ai jamais fait...

[brasseriefernande]

Ce site est une mine d'or!! Merci AC