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MBAA Technical Quarterly

 

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MBAA TQ http://dx.doi.org/10.1094/TQ-52-3-0829-01  |  VIEW ARTICLE
Pitfalls and Gains from Applying Xylanases in Brewing

Lars Boe Larsen (1), Tove Bladt Wichmann (1), Jens Frisbæk Sørensen (2), and Lone Broend Miller (2). 1. DuPont Nutrition and Health, Denmark. 2. DuPont Industrial Biosciences, Denmark.

Abstract
Limits with respect to mash separation and beer filtration as well as variations in raw material composition are constantly being challenged by the brewing industry. Furthermore, variations in climatic conditions can highly impact the consistency of brewing raw materials. This study attempts to clarify some of the potential gains and pitfalls related to applying xylanases in brewing. Studies have been performed to understand the interactions between components in the raw material constituents and enzyme functionality in such a way that application challenges can be overcome without having a negative impact on the process and beer quality. It is well known that cereal consists of starch, protein, nonstarch polysaccharides, and lipids. For development of a separation enzyme system, the most important components are beta-glucans and arabinoxylans. A high number of xylanases have been screened with respect to relevant parameters that have a significant impact on the performance in the application. Various hypotheses have been set up and tested in mash separation studies applying malted barley and raw barley combinations to link the modification of a certain component to enzyme functionality and application performance. Selected candidates have been tested in pilot brewing plant studies. Critical parameters including filter cake stability at lautering and pressure built up at beer filtration have been tested by applying various raw material compositions. Gains of applying combinations with other enzymatic activities are considered as well. The article summarizes these studies with respect to key screening parameters, test setup, observations, and analyses. The link between substrate selectivity of xylanases on different arabinoxylan fractions and the application functionality is described.

 

Síntesis
Los límites con respecto a la separación de la mezcla del mosto y de la filtración de cerveza, así como variaciones en la composición de la materia prima, es un reto a la industria cervecera. Las variaciones en las condiciones climáticas pueden impactar fuertemente la consistencia de las materias primas. Este estudio intenta clarificar los efectos, buenos y malos, de aplicar xilanasas en el proceso cervecero. Se han realizado estudios para entender las interacciones entre componentes de las materias primas y la funcionalidad enzimática de manera que los retos de su aplicación pueden ser resueltos sin tener un impacto negativo sobre el proceso y la calidad de la cerveza. Como se sabe, el cereal consiste de almidón, proteínas, polisacáridos no almidón y lípidos. Para el desarrollo de un sistema separado de enzimas, los componentes más importantes son beta-glucanos y arabinoxilano. Un alto número de xilanasas han sido inspeccionados con respecto a los parámetros relevantes que tienen un alto impacto en el desempeño de la aplicación. Se han desarrollado y testado varios hipótesis con respecto a la separación del mosto de la mezcla, aplicando combinaciones de cebada malteada y cebada sin maltear para conectar la modificación de un cierto componente a la funcionalidad de una enzima y el desempeño aplicado. Se han seleccionado algunos candidatos para pruebas en planta piloto. Se han testado varios parámetros críticos, incluyendo estabilidad de la torta filtrante al filtrar el mosto y la presión creado al filtrar la cerveza, aplicando varias composiciones de materias primas. Se ha considerado también la ventaja de aplicar combinaciones con otras actividades enzimáticas. El artículo revisa estos estudios con respecto a la inspección de parámetros claves, la formación de pruebas, observaciones y análisis. Se describe la conexión entre la selectividad de sustrato de xilanasas sobre diferentes fracciones de arabinoxilano y la funcionalidad de la aplicación.