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TECNOLOGIA DE CEREALES

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Facilitador: MSc. Miguel Ángel Quispe Solano

TARMA, 2012

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS TARMA

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

TECNOLOGIA DEL MICROMALTEO

Malteado de la cebada Objetivo de que la cebada que germine fácilmente y con uniformidad. La germinación uniforme o sincronizada es muy difícil si los granos no son de tamaño uniforme, entre otras cosas por que los de mayor tamaño se humedecen a un ritmo más lento que los pequeños. Por otra parte, resulta necesario que la cebada que va a ser malteada no haya germinado antes de la recolección y que ninguno de los granos haya muerto a causa de haber secado el grano tras una recolección en circunstancias insatisfactorias. Lo que el malteador necesita es que en más del 98% de los granos se observe la emergencia de la vaina de la raíz. Además, un contenido bajo en proteínas, entre el 9 y el 11.5 %. La idea de que menos contenido en almidón puede extenderse también a la cascarilla hace que el malteador busque cebada con un bajo contenido de proteínas y con poca cascarilla..

MALTEADO DE LA CEBADA

Se busca que la cebada una vez malteada se comporte adecuadamente en el proceso de fabricación de cerveza, debe tener una dotación enzimática satisfactoria de manera que la extracción no plantee problemas.

Por otro lado, es preciso que el mosto se separe fácilmente del grano agotado y con relación a esto, la cebada debe ser pobre en ciertas gomas llamados: Betaglucanos

SELECCION DE LA CEBADA

• La cebada llega a la fábrica en grandes camiones o en

vagones, para los cuales es necesario controlar su calidad.

• Para este control el malteador inspecciona visualmente el grano, la cebada con una carga microbiana alta emite un olor característico que el malteador detecta con facilidad.

• En las grandes malterías la humedad se mide por conductividad eléctrica o por espectrometría, la cantidad de proteínas se mide por reflectancia en el infrarrojo y finalmente la viabilidad de los embriones se calcula seccionando longitudinalmente los granos y sumergiéndolos en una disolución de una sal de tetrazolio.

ALMACENAMIENTO DE LA CEBADA

• La cebada es más estable seca y mantenida a baja temperatura. • Si ha sido recolectada con un contenido de humedad superior al

15%, suele secarse.

• El proceso de secado tiene que llevarse a cabo de tal manera que permanezca viable la planta embrionaria contenida en cada grano, por lo tanto es necesario evitar el uso de temperaturas demasiado altas y para aumentar la desecación, se debe recurrir a aumentar la velocidad de flujo del aire y aun calentamiento gradual del mismo.

• Si la cebada esta húmeda es fácilmente atacada por insectos y hongos que causan su deterioro. El metabolismo de los insectos y el de los hongos, cuando se establecen, produce agua y eleva localmente la temperatura, lo que favorece la expansión de la infección.

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• El embrión toma rápidamente agua, en cambio el endospermo se hidrata

más lentamente, cualquier fractura sufrida por la cascarilla o las cubiertas del fruto y la semilla facilita el humedecimiento del endospermo o el embrión y, desde luego la fuga de sustancias solubles del endospermo.

• Éste constituye uno de los sumandos que dan cuenta de las pérdidas sufridas durante el malteado; otro es el representado por la respiración del embrión, que consume reservas de nutrientes, liberando energía, dióxido de carbono y agua.

• La respiración aumenta significativamente cuando el embrión se activa, lo que crea una demanda de oxígeno en el agua de remojo. En ausencia de oxígeno el embrión puede metabolizar anaeróbicamente las reservas, pero de un modo energéticamente poco eficaz, convirtiéndolas en dióxido de carbono y alcohol. A medida que la concentración de alcohol aumenta su toxicidad va creciendo.

REMOJO GERMINACION El crecimiento embrionario se inicia durante el remojo y como las reservas de nutrientes inmediatamente disponibles son limitadas, resulta necesario movilizar las del endospermo. Por si sólo todo esto resultaría insuficiente para satisfacer las necesidades del embrión en crecimiento rápido. Se subvienen éstas mediante la movilización de la capa de aleurona que produce enzimas a partir bien de precursores complejos o bien de aminoácidos. Desencadenan esta movilización una o más hormonas vegetales llamadas giberelinas que son segregadas por el embrión y se difunden a la aleurona. La degradación enzimática del endospermo avanza, por tanto, del extremo embrionario del grano al extremo distal del mismo y de las capas externas a la interna. El debilitamiento físico de la estructura del endospermo y las degradaciones bioquímicas son conocidos en su conjunto con el término de "desagregación". Los granos malteados pueden por tanto clasificarse en subdesagregados, desagregados o sobredesagregados, según hasta donde haya avanzado esta desagregación enzimática .la malta insuficientemente desagregada suele tener una región , en el extremo distal , que no ha sufrido modificación alguna ; se dice entonces que tienen la punta dura

BIOQUIMICA DE LA GERMINACION DE LA CEBADA

Proteínas Las proteínas de la cebada en germinación no son una mezcla simple, de fácil caracterización. No solo se trata de que las proteínas de la cebada constituyan, ya antes de la germinación una mezcla muy compleja sino que además el proceso degradativo genera una serie de nuevos compuestos mas simples. una vía tradicional, pero útil, de clasificar las proteínas de la cebada es la basada en la solubilidad en diferentes disolventes:

Proteína Soluble en Representada en el

grano de cebada como

Albumina Agua Enzimas

Globulina Disolución salinas diluidas Enzimas

Protamina

(hordeina)

Etanol al 70% caliente Proteínas de reserva

glutelina Disoluciones alcalinas diluidas Proteína estructural

Almidón

El almidón es el más importante de los carbohidratos. En los casos, en los, que para fines industriales, resulta preciso degradarlo enzimáticamente, es necesario, gelatinizarlo previamente por acción del calor o someterlo intenso trabajo mecánico.

El almidón de la cebada gelatiniza a -9 ºC, pero durante la germinación la temperatura alcanzada es solo15 ºC. Las enzimas que degradan el almidón, las amilasas, operan por lo tanto en el malteado, sin gelatinización previa.

• Existen dos formas de almidón en los granos la amilosa y la amilopeptina

Amilasa α Amilasa β

1 Ataque a la cadena

del almidón

Al azar, excepto en las

proximidades de los extremos

y los puntos de ramificación es

un endoenzima

Separa maltosa de los extremos

no reductores de la moléculas; un

exo-coenzima

2 Enlace glucosidico

atacado

α 1,4

3 Productos atacados Principalmente dextrinas pocos

azucares

β maltosa

4 Producción de grupos

reductores

Uno por ataque Uno por ataque

5 Producción de

extremos no

reductores

Uno por ataque Uno por ataque

6 Exigencias generales Iones calcio Condiciones reductoras para

mantener grupos tiolicos

7 Inhibidores Quelantes de calcio Metales pesados y iodoacetato

sódico

8 pH optimo 5.5 5.2

9 Temperatura optima

para la velocidad

máxima

70 60

1

0

Presencia antes de la

germinación

No se halla en el grano maduro,

comienza a formarse durante la

germinación

Presente en el grano maduro,

pero durante la germinación

aumenta la actividad enzimatica

Paredes celulares del endospermo Las paredes celulares del endospermo amiláceo constan fundamentalmente de amicelulosas, insolubles en agua caliente, y gomas, que son solubles. Es posible que el conjunto represente un espectro virtualmente continuo de compuestos, más que una mezcla de sustancias claramente diferenciables. Las sustancias de la pared celular dan cuenta de, aproximadamente, el 10% del peso del grano de cebada y, también aproximadamente, 1/5 de estos compuestos son solubles en agua. Desde un punto de vista químico, algunas de las moléculas de las paredes son polímeros de pentosas (azúcares de cinco átomos de carbono), los llamados pentosanos; otras son polímeros de la glucosa y algunas mezclas de pentosa y glucosa (heteropolímeros). Los más importantes para malteadores y fabricantes de cerveza son los polímeros de la glucosa llamados glucanos.

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Grasas Otro grupo de sustancias presentes en el endospermo es el constituido por los lípidos. Representa aproximadamente un 3.5% del peso del grano de cebada; alrededor de un 10% se consumen en los procesos respiratorios del embrión. Las grasas se encuentran fundamentalmente en el embrión y en la capa de aleurona. Un poco más de 2/3 de los lípidos está constituido por grasas neutras (especialmente triacilgliceroles) y aproximadamente ¼ por fosfolípidos; el resto son glicolípidos. Para el fabricante de cerveza, tienen particular interés los ácidos grasos presentes en algunos de los lípidos neutros. Son importantes para la síntesis de la membrana de la levadura y participan en el envejecimiento y desarrollo de sabor a “vieja” de la cerveza. Los tres grupos son degradados por esterasas, fosfatasas y glicosilasas, respectivamente, en tanto que los ácidos grasos son oxidados por peroxidasas y oxigenasas.

Fosfatos Existen compuestos fosfatados presentes en la cebada, que dan cuenta de un 1% del peso seco. Entre ellos se hallan los fosfolípidos, los ácidos nucleicos y un curioso compuesto denominado ácido fitico que da cuenta de aproximadamente la mitad del fosfato del grano de cebada y es un hexafosfato del azúcar-alcohol inositol.

El inositol es una vitamina del grupo B, requerida por numerosas cepas de levadura. El ácido fítico es degradado por una fitasa presente en el grano, liberando mioinositol y ácido fosfórico; el ácido fosfórico es utilizado por el embrión del grano pero, naturalmente, el fabricante de cerveza está más interesado en que lo utilice la levadura. El ácido fítico tiene una alta afinidad por los iones calcio; la captura de iones calcio conduce a la liberación de protones y por tanto a la acidificación del medio.

Comparación entre la composición química de la Cebada y la Malta

Cebada Malta

Peso del grano (mg) 34 30.5

Humedad (%) 12 5

Almidón (%) 57.5 52.5

Azucares (%) 0.75 9

Nitrógeno total (%) 2.05 2.05

Nitrógeno soluble(%del

total)

11 35

Poder diastico (L) 55 150

actividad de alfa

amilasa(20ºc)

TRAZAS 25

Secado y tostado

La germinación es detenido secando el grano, dependerá del producto a obtener: - Malta poco desagregada lager. - Malta mas desagregada ale. - Malta muy desagradable en destilerías y vinagre. - Malta claras con contenido enzimático intacto. - Maltas oscuras deficitaria en actividad enzimatica. Los factores que afectan la velocidad de secado: - Volumen de aire que pasa a través del lecho del grano. - La profundidad del lecho. - El peso del agua a ser eliminado del lecho del grano. - La temperatura del aire utilizado para la deshidratación. - La humedad relativa del aire. - El carácter higroscópico de la malta.

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Proceso general de producción de malta.

1. Silos de cebada. 2. Limpieza preliminar. 3. Limpieza final. 4. Clasificación. 5. Remojado. 6. 6. Germinación. 7. Malteado.

Los granos llevan impurezas (polvo, trozos de grano, piedrecitas, etc.,) Para lo cual se utilizan una serie de tamices (2) y separadores (3) de diversos tipos. Después se procede a clasificar (4). La cebada en tres tamaños, de modo que todos los montones de cebada tengan granos de las mismas dimensiones. Esto es importante para asegurar una germinación uniforme. Para preparar la germinación, los granos de cebada son sumergidos en agua (5). Para que la germinación posterior se produzca sin dificultad, los depósitos son aireados, con lo que la cebada consumirá oxigeno en su proceso de desarrollo y despedirá anhídrido carbónico. La germinación (6) propiamente dicha se realiza esparciendo los granos de cebada húmeda sobre el suelo y a intervalos regulares se le dan vueltas. (7), de forma que el contenido en humedad pasa del 42-45% a sólo un 3-5%.