C. Wort Production

C. La Obtención del Mosto

by David Houseman and Scott Bickham

by David Houseman and Scott Bickham traducción de Gonzalo Buenache (guardianes de la cerveza)

Mashing

Maceración

The primary goal of mashing is to complete the breakdown of proteins and starches that was begun during the malting process. This is accomplished by several groups of enzymes that degrade different substrates during a series of rests at specific temperatures.

El principal objetivo de la maceración es completar la ruptura, de las cadenas de proteinas y almidones, iniciada en el proceso de malteado. Se consigue por la acción de varios grupos de enzimas que degradan diferentes sustratos durante una serie de etapas a determinadas temperaturas.

Acid Rest

Etapa Ácida

With pale lager malts, this enzymatic degradation begins with the acid rest, where phytase breaks down phytin into calcium- and magnesium-phosphate and phytic acid. This helps acidify the mash when the brewing water has low calcium content and roasted grains are not part of the grist. This rest occurs at temperatures in the 95-120 °F (35-50 °C) range. Another group of active enzymes in this range are the beta-glucanases, which break down hemicellulose and gums in the cell walls of undermodified malts. Some adjuncts, particularly rye, have high levels of these substances, and stuck mashes or other problems can result if they are not degraded to simpler substances by the betaglucanases.

Con la maltas Pale Lager, esta degradación enzimática comienza durante la etapa ácida; en la que la phitasa se descompone en fosfato de calcio, fosfato de magnesio y ácido fíticos. Esto permite acidificar la mezcla cuando el agua de elaboración es pobre en calcio y aún no han sido incorporados granos torrefactados a la mezcla. Esta etapa se realiza a temperaturas de entre 35-50 ºC (95-120 ºF).

Protein Rest

Etapa Proteínica

For most malts, the mash begins with the protein rest, which is normally carried out at temperatures in the 113-127 °F (45-53 °C) range. This process begins with the proteinases, which break down high molecular weight proteins into smaller fractions such as polypeptides. These polypeptides are further degraded by peptidase enzymes into peptides and amino acids, which are essential for proper yeast growth and development. Proteins of molecular weight 17,000 to 150,000 must be reduced to polypeptides of molecular weight 500-12,000 for good head formation, and some of these further

Con la mayoría de las maltas, el macerado se inicia con la etapa proteínica, normalmente, a temperaturas entre 45-53 ºC (113-127 ºF). El proceso arranca con las proteasas, que descomponen las proteinas de alto peso molecular en fracciones más pequeñas como son los polipétidos. Estos polipéptidos, por la acción de enzimas péptidasas, serán descompuestos en péptidos y aminoácidos, esenciales para un adecuado crecimiento y desarrollo de la levadura.

Las beta-glucanasas son otro grupo de enzimas activas que actúan dentro de este rango de temperaturas. Rompen las hemi-celulosas y gomas de las paredes celulares de las maltas poco modificadas. Algunos adjuntos – particularmente el centeno- contienen niveles altos de estos compuestos que crearán grumos en el macerado, entre otros problemas, si no han sido reducidos, por las betaglucanasas, a compuestos más simples.

Las proteinas con un peso molecular de entre 17.000 a 150.000, deben reducirse a polipéptidos

reduced to the 400-1500 level for proper yeast nutrition.

con un peso molecular de entre 500 y 12.000 para permitir una buena formación de espuma y, algunos, serán reducidos a pesos entre 400 y 1.500 para una adecuada nutrición de la levadura.

Starch Conversion

La conversión de los almidones

The final enzymatic process involves the conversion of starches into dextrins and fermentable sugars. The starches must be gelatinized for this to take place, and this occurs at temperatures of 130-150 °F (5565 °C) for barley malt. The gelatinization temperature is higher for raw grains, such as corn grits, so these adjuncts must be boiled or hot-flaked before adding to the mash. The breakdown of starches is

Temperatures below 150 °F (65 °C) favor betaamylase, producing a more fermentable wort, while temperatures above 155 °F (68 °C) favor alphaamylase, producing a more dextrinous wort.

El último proceso enzimático implica la conversión de los almidones en dextrinas y azúcares fermentables. Los almidones deben gelatinizarse, para que esta conversión tenga lugar, a temperaturas de entre 55-65 ºC en caso de maltas de cabada. Esta temperatura de gelatinización es superior para granos crudos, como la harina de maíz; por lo que, estos adjuntos deberán ser hervidos o transformados antes de añadirlos al macerado. La descomposición de los almidones se produce gracias a la acción combinada de enzimas amylasa alfa y amylasa beta durante la etapa de sacarificación. Estas enzimas rompen los enlaces 1-6 de los almidones, y reducen la longitud media y la complejidad de las moléculas. Las amilasas o enzimas diastáticas trabajan a dúo: la fracción beta rompe las cadenas de almidón en unidades de maltosa, y reduce la longitud por las puntas, al tiempo que, la fracción alfa rompe los enlaces 1-4 aleatoriamente. Las temperaturas inferiores a 65 ºC favorecen la amilasa beta que produce un mosto más fermentable y las temperaturas superiores a 68 ºC a la amilasa alfa que genera un mosto más rico en dextrinas.

The simplest sugars produced in the above manner are monosaccharides, with only one basic sugarstructure in the molecule. Monosaccharides in wort include glucose, fructose, mannose and galactose. Disaccharides are made up of two monosaccharides coupled together, and include maltose, isomaltose, glucose, melibiose, and lactose. Trisaccharides (three monosaccharides) include maltotriose, which is slowly fermentable and sustains the yeast during lagering. Oligosaccharides constructed of glucose chains (many monosaccharides joined together), are water soluble and called dextrins.

Los azúcares más simples producidos de este modo, son los monosacáridos con una única estructura básica de azúcar en la molécula. Los monosacáridos del mosto incluyen glucosa, fructosa, manosa y galáctosa. Los disacáridos están constituidos por el acoplamiento de dos monosacáridos e incluyen maltosa, isomaltosa, glucosa, melibiosa y lactosa. Los trisacáridos incluyen la maltotriosa que fermenta lentamente y mantiene activa la levadura en el almacenaje (lagering). Los oligosacáridos constituidos por cadenas de glucosa (muchos monosacáridos juntos) son solubles en agua y se denominan dextrinas.

The relative concentrations of these sugars are determined by the types of malt and whether the mash schedule favors alpha-amylase or beta-amylase activity.

La concentración relativa de estos azúcares vendrá determinada por los tipos de maltas y por la pretensión en el macerado de favorecer la actividad de la amilasa alfa o de la amilasa beta.

Mash Out

Fin del Macerado

After this phase is completed, many brewers mashout by raising the temperature of the mash to 168

Acabada esta fase, muchos elaboradores finalizan el proceso elevando la temperatura por encima de los

carried out by the combined action of debranching, alpha-amylase and beta-amylase enzymes during the saccharification rest. Debranching enzymes break the 1-6 links in starches, reducing the average length and complexity of the molecules. The diastatic, or amylase, enzymes work in tandem, with the betafraction breaking off maltose units from reducing ends and the alpha-fraction breaking 1-4 links at random.

°F (76 °C) and holding it there for several minutes. This ensures the deactivation of the amylase enzymes, halting the conversion of dextrins to fermentable sugars. It also reduces the viscosity of the wort, helping to make the lautering easier and more efficient. There is some controversy whether this step is necessary depending on the final mash temperature. However, it is generally agreed that the best extraction rates are achieved when the mash is heated to this range.

76 ºC y la mantienen durante unos minutos. Se asegura así la desactivación de las enzimas amilasa al detenerse la conversión de dextrinas en azúcares fermentables; también se rebaja la viscosidad del mosto, cosa que ayuda a que la clarificación sea más sencilla y eficiente. Existe cierta controversia sobre la necesidad de este paso, dependiendo de la temperatura final de la mestura; sin embargo hay acuerdo unanime en que los mejores rendimientos se consiguen cuando la mestura1 es calentada a estas temperaturas.

Mashing Procedures

Procedimientos de Maceración

The mashing process begins by doughing-in the crushed grains with approximately 1-2 liters of water per pound of grain (2-4 liters per kilogram). The starch granules take up water with the aid of liquefaction enzymes, and the rests described above are carried out according to the degree of modification of the malt.

El proceso de maceración se inicia con la absorción, por los granos molidos, de un volumen de agua de entre 2-4 litros por kilo. Los gránulos de almidón captan el agua con ayuda de enzimas licuadoras y el proceso dependerá del grado de modificación de las maltas.

The simplest mashing is combined with hot water to reach a temperature appropriate for starch conversion. This is the method of choice for fullymodified malts such as those used to brew British ales. It has the advantage of requiring a minimum of labor, equipment, energy and time, but prohibits the use of undermodified malt or adjuncts. A step-infusion mash allows a little more flexibility by moving the mash through a series of rests. The temperature is increased by external heat or the addition of boiling water. This requires more resources than a simple infusion mash, but undermodified malts may be used. Decoction mashing involves the removal of a thick fraction of the mash (usually one-third) and running it through a brief saccharification rest at a relatively high temperature. It is then boiled it for 15-30 minutes before mixing it back into the main mash. This is repeated as many as three times, depending on the modification of the malt and the beer style. The decoction helps explode starch granules and break down the protein matrix in undermodified malt, improving the extraction efficiency, and also promotes the formation of melanoidins. These compounds are formed from amino acids and reducing sugars in the presence of heat and are responsible for the rich flavors in malty lagers. This mashing method is the most resource intensive, but is the traditional method for many lagers. A possible side-effect of the extended mash schedule is 1

Mezcla de agua y grano (neol.)

El método de macerado más sencillo consiste en la infusión simple de maltas en combinación con agua caliente hasta alcanzar la temperatura adecuada para la conversión de almidones; este será el método elegido para maltas completamente modificadas, como las usadas en la elaboración de Ales Británicas. Tiene la ventaja de requerir un mínimo de trabajo, equipo, energía y tiempo; pero no admite el empleo de maltas poco modificadas o adjuntos. La infusión por etapas permite algo más de flexibilidad; se realiza a través de una serie de etapas a diferentes temperaturas. La temperatura se incrementa aplicando calor externo o por adición de agua hierviendo. Este procedimento requiere más recursos que una infusión simple, pero permite el uso de maltas poco modificadas. El macerado por decocción conlleva la retirada de una gran parte de la masa - normalmente 1/3 -, que será sometida a una etapa breve de sacarificación a una temperatura relativamente alta, donde será cocida durante 15-30 minutos antes de reincorporarla en la mestura principal. Este proceso se repetirá hasta tres veces, dependiendo del grado de modificacion de las maltas y del estilo de cerveza escogido. La decocción ayuda a romper los gránulos de almidón y la matriz proteínica en las maltas poco modificadas, incrementando la eficiencia de la extracción y favoreciendo, también, la formación de melanoidinas. A estos compuestos, formados por aminoácidos y azúcares reducidos, en presencia de calor, se debe el pleno sabor de las Lager malteadas.

the extraction of higher levels of tannins and DMS precursors from the grain husks, though this is not significant at typical mash pH levels. A fourth mashing method is the double mash, which can be viewed as a combination of infusion and decoction. As the name implies, it involves two separate mashes: a main mash consisting of crushed malt, and a cereal mash consisting of raw adjuncts and a small charge of crushed malt. The latter is boiled for at least an hour to gelatinize the starches and is then added to the main mash, which has undergone an acid rest. The mixture is then cycled through protein and saccharification rests using the step-infusion method. The double mash is the most common way of producing beer styles such as American light lagers that contain a high proportion of corn grits or rice.

Un cuarto método de maceración es la doblemaceración que podemos considerar como una combinación de infusión y decocción. Como su nombre indica, existen dos mesturas separadas: una mestura principal de granos molidos y otra de cereal que contiene adjuntos crudos y una pequeña carga de maltas molidas. La mestura de cereal se hierve, al menos durante una hora, para gelatinizar los almidones antes de añadirla a la mestura principal, que se encuentra en el inicio de la etapa ácida. La mezcla se someterá a etapas proteínicas y de sacarificación por el método de infusión por etapas. La maceración doble es el método habitual en la producción de estilos con alto contenido en harina de maíz o arroz, como son las American Lite Lagers.

Lautering

Clarificación

Lautering is the process of separating the sweet wort from the grain fractions of the mash. It is usually done in a vessel—appropriately called a lauter tun— that holds the grain and wort with some form of strainer in the bottom to separate the liquid wort from the grain. In most

La clarificación es el proceso de separar el mosto dulce de los restos de grano del macerado. Se realiza normalmente en un contenedor – denominado tina de clarificación2- que alberga el grano y el mosto con un filtro en la base para separar el mosto líquido del grano. En la mayoría de los equipamientos caseros, se emplea el mismo recipiente para el macerado y la clarificación. Cuando el elaborador escoge el empleo de dos recipientes distintos, debe prestar atención para impedir la entrada de oxigeno dentro del mosto caliente. Esta aireación puede producir sabores y aromas de oxidación, indeseables en la cerveza final, que se identifican como jerez, cartón o papel mojado.

homebrewing setups, the mash tun, where the mash process occurs, and the lauter tun are the same unit. Where the brewer chooses to utilize two vessels and convey the mash contents from the mash tun to a special purpose lauter tun care must be taken to not introduce oxygen into the hot wort. This hot side aeration can introduce oxidative off flavors the finished beer that are often perceived as sherry-like, wet paper or cardboard-like. Lautering consists of draining the wort off the grain and sparging, or the addition of hot liquor (treated brewing water) to the top of the grain bed to rinse the sugars from the grain. This procedure should be done slowly, with the wort returned to the tun until the run-off is clear. This initial runoff and return of wort to the lauter tun is called a vorlauf and is critical to preventing astringency and haze in the finished beer. Lautering too fast will give poor yield, poor extraction rates, and possibly flush starch and 2

Es método de maceración es el que requiere mayores recursos; sin embargo es el método tradicional para la mayoría de las Lagers. Un posible efecto colateral de esta prolongada maceración es la extracción, de los granos, de mayores niveles de taninos y precursores de DMS, aunque los valores no serán significativos en mesturas con niveles adecuados de pH.

NDT: Neologismo para “lauter tun”.

La clarificación se realiza por drenaje del mosto y el aclarado o adición de líquido caliente (agua tratada para la elaboración) sobre el grano para separar los azúcares del grano. Este proceso debe realizarse con lentitud, finaliza con el regreso del mosto a la tina y el circuito despejado. A esta circulación de salida y vuelta del mosto se le denomina "vorlauf" y es primordial para evitar astringencia y turbicez en la cerveza final. Una clarificación demasiado rápida aportará poca eficacia, rendimiento pobre en la extracción y posible paso de restos de almidones y proteínas al

protein fractions into the wort. Failing to recirculate the initial runoff through the lauter tun until it is reasonably clear will have a similar effect. A temperature range of 160-170 °F (70-77 °C) should be maintained throughout the entire process; this ensures that the greatest extraction of sugars from the grain without excess tannin extraction from the husks. Temperatures above 170 °F (77 °C) will leach tannins and permit undissolved starch balls to explode and get past the filterbed, and gums and proteins may also be released into the wort. This starch will pass on to the finished beer without being fermented until broken down over a period of time by wild yeast or bacteria present. Another potential problem is a stuck sparge, which may be caused by an inadequate amount of filtering material in the grain bed—usually barley husks— that allow wort to pass freely while holding back the bits of material to be filtered. When mashing with high quantities of wheat or rye malt that will not have their own husks to aid as a filter, it’s usually necessary to add additional filter material such as rice hulls, which themselves are neutral to the flavor or gravity of the resulting beer. Wheat, rye, oats and some other cereal grains also contribute a much higher proportion of gums that can help cause a stuck mash.These often require a beta-glucanase rest in order to break down these gums and aid the resulting sparge. Sparging is the addition of rinse water, or hot liquor, to the lauter tun. In general, the water chemistry of the sparge water should match that used in mashing. The pH should be approximately 5.7 in order to prevent the mash pH from exceeding 6.0, which promotes the extraction of excess tannins.

mosto. Detener la re-circulación antes de que se aprecie razonablemente claro, provocará el mismo efecto. Se deberá mantener la temperatura entre 7077 ºC durante todo el proceso; de este modo, se asegura la máxima extracción de azúcares del grano, y se evita un exceso de taninos de las cáscaras. Las temperaturas por encima de los 77 ºC liberan taninos y permiten el paso, a través del lecho filtrante, de los granos de almidón no disuelto junto a gomas y proteinas. Este almidón pasará, sin estar fermentado, hasta que se reactive, transcurrido un tiempo, a causa de las levaduras salvajes y bacterias presentes. Otro problema potencial sería el atasco, que suele ser causado por una inadecuada cantidad de material filtrante en el lecho de grano –normalmente cáscara de cebada- que permite el libre paso del mosto pero retiene restos sólidos a filtrar. Cuando se maceran grandes cantidades de malta de trigo y/o centeno –que no tienen sus propias cáscaras para emplearlas como filtros- se hacen necesarios filtrantes como cáscara de arroz que resultan neutros tanto en sabor como en densidad de la cerveza resultante. Cereales como el Trigo, el Centeno y la Avena, entre otros, también contribuyen, en gran medida, a una mayor proporción de gomas que pueden causar un atasco. En estos casos, se requiere una etapa de betaglucanasa para ayudar a la fractura de gomas en el enjuagado final. El lavado consiste en la adición de agua, o líquido caliente, en el tanque de clarificado. En general, la química del agua empleada en el enjuague debe coincidir con la utilizada en el macerado. El pH debe rondar el 5,7 como prevención de la aparición de taninos con pHs superiores a 6,0.

The sparge rate should be slow, with the water (at 170 °F, 77 °C) added gently so that the filter bed is not disturbed. A hydrometer reading of the first runs from the tun should be about twice the value desired in the finished beer. If not, it should be returned to the tun. Sparging should cease when the gravity drops to below about 1.010 or the pH of the runoff increases above 6.0.

El enjuague debe realizarse lentamente, con una adición de agua (temp 77 ºC) por rociado para no afectar el lecho filtrante. La lectura hidrométrica tras la primera recirculación debe ser, aproximadamente, el doble del valor deseado en la cerveza final; de no ser así, debe repetirse la recirculación. El lavado deberá interrumpirse cuando la gravedad caiga por debajo de 1.010 o si el pH rebasa el 6,0.

Monitoring of the runoff is essential in order to stop the collection of wort before excess tannins are extracted. Learning to taste the sweet wort to recognize when to stop the collection will provide the brewer with an intimacy of the process that doesn't require the use of the hydrometer or pH meters and papers.

La vigilancia de la recirculación es esencial para obtener un mosto previo a una excesiva extracción de taninos. Aprender a catar el mosto dulce y detener la extracción permitirá al elaborador a implicarse íntimamente en el proceso haciendo innecesario el empleo de hidrómetros, medidores de pH y papel tornasol.

Boiling

Cocción

Boiling wort is normally required for the following reasons:

La cocción del mosto es necesaria por las siguientes razones:

1) Extracts, isomerizes and dissolves the hop alphaacids

1) Extrae, isomeriza y disuelve los ácidos alfa del lúpulo.

2) Stops enzymatic activity

2) Detiene la actividad enzimática.

3) Kills bacteria, fungi, and wild yeast

3) Mata bacterias, hongos y levaduras salvajes.

4) Coagulates undesired proteins and polyphenols in the hot break

4) Coagula las proteinas no deseadas y los polifenoles.

5) Evaporates undesirable harsh hop oils, sulfur

5) Evapora los aceites ásperos y no deseados del lúpulo, los componentes sulfurosos, acetonas y esteres.

compounds, ketones, and esters. 6) Promotes the formation of melanoidins and caramelizes some of the wort sugars (although this is not desirable in all styles) 7) Evaporates water vapor, condensing the wort to the proper volume and gravity (this is not a primary reason, it’s a side effect of the process) A minimum of a one hour boil is usually recommended for making quality beer. When making all grain beer, a boil of 90 minutes is normal, with the bittering hops added for the last hour. One exception to boiling was historically used to brew the Berliner Weisse style. Here, the hops were added to the mash tun, and the wort is cooled after sparging and then fermented with a combination of lactobacillus from the malt and an ale yeast. Boiling for less than one hour risks under-utilization of hop acids, so the bitterness level may be lower than expected. In addition, the head may not be as well formed due to improper extraction of isohumulones from the hops. A good rolling boil for one hour is necessary to bind hop compounds to polypeptides, forming colloids that remain in the beer and help form a good stable head. An open, rolling boil aids in the removal of undesired volatile compounds, such as some harsh hop compounds, esters, and sulfur compounds. It is important to boil wort uncovered so that these substances do not condense back into the wort. Clarity will be also be affected by not using at least a full hour rolling boil, as there will not be an adequate hot break to remove the undesired proteins. This will also affect shelf life of the bottled beer, since the proteins will over time promote bacterial growth even in properly sanitized beer bottles.

3

NDT: coagulación en caliente (neol) hot break.

6) Favorece la formación de melanoidinas y carameliza alguhos de los azúcares del mosto (aunque no es deseable en todos los Estilos). 7) Evapora el agua, condensa el mosto hasta su adecuado volumen y densidad (si bien, este motivo no es primario, sino un efecto colateral del proceso). Se recomienda una cocción mínima de una hora para elaborar cerveza de calidad. En la elaboración todo-grano, lo normal será hora y media, siendo añadidos los lúpulos de amargor en la última hora. La excepción al proceso de cocción la encontramos, históricamente, en la elaboración del estilo Berliner Weisse. Los lúpulos son añadidos en el tanque de macerado, el mosto es enfriado y rociado para entonces, ser fermentado con una combinación de lacotbacilos de la malta y levadura de alta fermentación. Una cocción inferior a una hora implica el riesgo de infrautilización de los ácido del lúpulo, y el amargor será inferior al esperado; además, la corona será pobre debido a la inadecuada extracción de las isohumulonas. Una buena cocción de una hora, en cambio, permite combinar los componentes del lúpulo en polipéptidos que forman coloides que permanecen en la cerveza y ayudar a crear una espuma estable. La cocción destapada ayuda a volatilizar los componentes ásperos e indeseables del lúpulo, los compuestos sulfurosos y esteres. La claridad también se vería afectada , sin una buena ebullición, ya que no se produciría la coagulación en caliente3 de las proteínas. La conservación de la cerveza se vería igualmente afectada ya que las proteínas favoreceran con el tiempo el crecimiento bacteriano, incluso en botellas adecuadamente esterilizadas. Las cualidades conservantes de los lúpulos se reducirán enormemente al no llevarse a cabo una