Malto di orzo (barley malt), Hordeum vulgare (Poaceae)

Il malto di orzo, ottenuto dal cereale Hordeum vulgare, è uno degli ingredienti fondamentali nell’industria alimentare e in particolare nei processi fermentativi. Appartenente alla famiglia delle Poaceae, l’orzo possiede caratteristiche strutturali e biochimiche che lo rendono particolarmente adatto alla conversione dell’amido, allo sviluppo di aromi complessi e alla produzione di substrati fermentescibili. Il malto di orzo è disponibile in diverse tipologie, dalle varietà chiare a quelle più scure, ciascuna caratterizzata da profili aromatici e cromatici distintivi.

Dal punto di vista morfologico e sensoriale, il malto di orzo si presenta come granuli o farine di colore variabile dal giallo paglierino al bruno intenso, in funzione del grado di essiccazione e tostatura. Il profilo aromatico spazia da note dolci e cerealicole nelle varianti più chiare, fino a sentori tostati, caramellati o di cacao nei malti scuri.

Dal punto di vista compositivo, il malto di orzo contiene:
– carboidrati complessi e zuccheri derivati dalla conversione dell’amido;
– proteine e peptidi che contribuiscono allo sviluppo della schiuma nelle bevande fermentate;
– una varietà di enzimi residui, con attività variabile in base alla tipologia di malto;
– composti aromatici generati da reazioni di Maillard;
– minerali quali magnesio, fosforo, potassio e oligoelementi;
– fibre e frazioni di β-glucani, caratteristiche dell’orzo.

Sul piano nutrizionale, il malto di orzo rappresenta una fonte di energia rapidamente disponibile grazie alla presenza di zuccheri semplici e destrine. Le fibre solubili dell’orzo, inclusi i β-glucani, possono contribuire al controllo del colesterolo e alla modulazione dell’assorbimento glucidico. Il contenuto proteico e minerale lo rende un ingrediente utile anche in prodotti fortificati o con profili nutrizionali specifici.

Da un punto di vista gastronomico e tecnologico, il malto di orzo è impiegato in:
– birrificazione, come principale fonte di zuccheri fermentescibili e precursori aromatici;
– panificazione, dove migliora colore della crosta, sviluppo dell’impasto e aroma;
– produzione di estratti di malto utilizzati come dolcificanti naturali o ingredienti funzionali;
– preparazioni dolciarie, barrette ai cereali e miscele per colazione;
– prodotti da forno artigianali e industriali, grazie al contributo sensoriale e strutturale.

Classificazione botanica (sistema APG IV)

(La classificazione si riferisce alla pianta da cui deriva il chicco d’orzo destinato alla maltazione.)

Valori nutrizionali indicativi per 100 g (malto di orzo essiccato, non tostato)

Valori medi riferiti a malto ottenuto tramite germinazione controllata dei chicchi di orzo e successiva essiccazione. I valori possono variare in funzione della cultivar e del grado di maltazione.

Considerazioni nutrizionali

• L’orzo maltato è ricco di carboidrati fermentescibili, in particolare maltosio, grazie all’azione enzimatica attivata durante la germinazione.

• Contiene un buon apporto di proteine e una quota moderata di fibra, derivante dalla componente integrale del chicco.

• Il contenuto lipidico è molto basso, con quantità minime di SFA, MUFA e PUFA.

• Buona fonte di minerali e vitamine del gruppo B, utili per il metabolismo energetico.

Processo di produzione
La produzione del malto di orzo comprende in sintesi tre fasi principali:

1. Macerazione (steeping): i chicchi di orzo selezionati vengono immersi in acqua (talvolta con cicli di aria/acqua) per portarli a un tenore di umidità idoneo alla germinazione.

2. Germinazione: i chicchi vengono mantenuti in condizioni controllate di temperatura, umidità e ventilazione, in modo che inizino a germinare. In questa fase si sviluppano enzimi amilolitici e proteolitici che trasformano parte dell’amido in zuccheri semplici (maltosio, maltotriosio, destrine) e rendono il chicco più modificato.

3. Essiccazione/essiccazione–tostatura (kilning): la germinazione viene interrotta tramite riscaldamento controllato. Il processo di essiccazione stabilizza il malto e, a seconda di temperature e tempi, determina colore (da chiaro ad ambrato/scuro) e profilo aromatico.

Per ottenere estratto di malto di orzo, il malto essiccato è macinato, miscelato con acqua calda (mashing) per estrarre zuccheri e componenti solubili, filtrato e concentrato in un sciroppo denso o essiccato a polvere. 

Proprietà fisiche
Le caratteristiche fisiche dipendono dalla forma in cui il malto è commercializzato:

• Malto in grani: chicchi parzialmente modificati, di colore da giallo paglierino a bruno in base al grado di tostatura.

• Farina di malto: polvere fine, di colore giallo–bruno, igroscopica.

• Estratto di malto liquido: sciroppo viscoso, bruno–ambrato, con odore e sapore tipicamente maltati. 

• Estratto di malto in polvere: polvere igroscopica, colore da beige a bruno chiaro, solubile in acqua.

In generale, il malto di orzo presenta: bassa attività dell’acqua (in forma secca), elevato contenuto di zuccheri e solidità strutturale sufficiente per stoccaggio e manipolazione industriale.

Proprietà sensoriali e tecnologiche
Sul piano sensoriale, il malto di orzo è caratterizzato da:

• sapore dolce, maltato, con note caramellate e talvolta tostate;

• aroma caldo, tipico di cereale cotto, più intenso nei malti più scuri;

• colore che contribuisce a tonalità dorate–ambrate–brune nei prodotti finiti. 

Dal punto di vista tecnologico, il malto di orzo:

• fornisce zuccheri fermentescibili e enzimi utili nei processi lievitati (accelerazione della fermentazione, miglior sviluppo dell’impasto);

• contribuisce alla colorazione tramite reazioni di Maillard e caramellizzazione durante cottura o cottura al forno;

• migliora aroma e gusto in pane, birra, snack, cereali da colazione e prodotti dolciari;

• in forma di estratto agisce come dolcificante meno dolce dello zucchero da tavola, conferendo un caratteristico profilo malto–caramello;

• può influenzare struttura e umidità dei prodotti da forno grazie al contenuto di zuccheri e destrine. 

Impieghi alimentari
Il malto di orzo è largamente utilizzato in:

• Birra e bevande fermentate: componente principale per fornire zuccheri fermentescibili, colore e aroma.

• Pane e prodotti da forno: come farina di malto o estratto di malto per migliorare colore della crosta, sviluppo dell’impasto, aroma e shelf-life.

• Cereali da colazione e barrette: per conferire dolcezza moderata, nota maltata e colore ambrato.

• Snack salati e cracker: per gusto, colore e supporto alla texture.

• Dolci e dessert (es. malt loaf, biscotti, caramelle, malt drinks): per dolcificare e caratterizzare il profilo aromatico.

L’estratto di malto può essere impiegato anche come ingrediente funzionale in miscele per bevande, preparati in polvere e prodotti dietetici, per apportare energia sotto forma di carboidrati facilmente utilizzabili.

Nutrizione e salute
Il malto di orzo deriva dall’orzo e mantiene una composizione basata principalmente su carboidrati, in parte trasformati in zuccheri semplici durante la germinazione. In funzione del tipo di prodotto (grani, estratto liquido, estratto in polvere) può fornire:

• carboidrati (zuccheri semplici e destrine) come fonte di energia rapida;

• una quota di proteine e minerali (es. magnesio, potassio, fosforo) derivati dal cereale;

• piccole quantità di vitamine del gruppo B e composti bioattivi residui. 

Dal punto di vista nutrizionale, il malto di orzo:

• aumenta il contenuto di zuccheri dei prodotti finiti rispetto alla farina non maltata;

• contribuisce all’apporto energetico totale e va quindi considerato nel bilancio calorico;

• non è adatto in grandi quantità a regimi che richiedono stretta limitazione di zuccheri semplici.

Per soggetti con necessità specifiche (diabete, controllo ponderale) l’impiego di malto va valutato nel contesto dell’intera dieta, tenendo conto del contributo di zuccheri e della forma di assunzione (bevande, prodotti da forno, ecc.).

Nota porzione
La porzione di riferimento varia in base all’uso:

• in pane e prodotti da forno, l’uso tecnologico può essere dell’ordine di 1–5% sul peso farina (farina di malto o estratto in polvere), da valutare in base alla formulazione;

• come dolcificante/ingrediente (es. estratto di malto in bevande o cereali), la quantità per porzione di alimento finito è spesso nell’ordine di 5–20 g.

La porzione effettiva deve essere definita in funzione del prodotto finale e delle linee guida nutrizionali complessive.

Allergeni e intolleranze
Il malto di orzo deriva da orzo, un cereale che contiene glutine (frazione prolaminica, es. ordeine) e proteine potenzialmente allergenicizzanti.

• Non è adatto a persone con celiachia o sensibilità al glutine: anche prodotti in cui il malto è presente in quantità modeste possono contenere livelli di glutine non compatibili con un’alimentazione strettamente “senza glutine”. 

• Può rappresentare una fonte di allergeni per soggetti con allergia ai cereali contenenti glutine o specificamente all’orzo.

In etichettatura, la presenza di ORZO / MALTO D’ORZO deve essere chiaramente indicata come allergene secondo la normativa vigente.

Conservazione e shelf-life
La conservazione dipende dalla forma del malto:

• Malto in grani / farina di malto: da conservare in luogo fresco, asciutto, al riparo da luce e odori estranei, in contenitori chiusi. In condizioni adeguate, la shelf-life può essere di 12–18 mesi.

• Estratto di malto liquido: richiede contenitori ben chiusi, ambiente fresco e lontano da fonti di calore; una volta aperto, si raccomanda di usarlo in tempi ragionevoli per evitare imbrunimenti e sviluppo di aromi indesiderati.

• Estratto di malto in polvere: è igroscopico, va quindi protetto da umidità; se ben confezionato, la shelf-life può raggiungere 18–24 mesi, con attenzione all’eventuale formazione di grumi e all’ossidazione.

Segni di deterioramento includono odori anomali (eccessivamente bruciati, stantii), imbrunimenti marcati non coerenti con il tipo di malto e sviluppo di agglomerati molto duri in prodotto secco.

Sicurezza e regolatorio
Il malto di orzo è un ingrediente tradizionale ampiamente utilizzato nella produzione alimentare. Dal punto di vista della sicurezza:

• deve rispettare i limiti per micotossine, metalli pesanti e residui di fitofarmaci applicabili ai cereali e ai prodotti derivati; 

• vanno controllati parametri microbiologici (carica batterica, muffe, lieviti) soprattutto negli estratti liquidi e nei prodotti ad attività dell’acqua più elevata;

• i processi produttivi devono essere gestiti secondo i principi di buone pratiche di fabbricazione (GMP) e sistemi di analisi dei rischi e punti critici di controllo (HACCP) per garantire sicurezza e tracciabilità.

Nei prodotti alcolici (es. birra) esistono inoltre regole specifiche per l’eventuale indicazione degli allergeni legati alla presenza di malto di orzo e/o glutine.

Etichettatura
In etichetta il malto di orzo può comparire come:

• “malto d’orzo”, “malto di orzo”, “estratto di malto d’orzo”, “estratto di malto” (con specifica dell’origine se necessario);

• in alcuni casi, come componente di ingredienti composti (es. “sciroppo di glucosio–malto”, “estratto di malto” in cereali da colazione).

Elementi importanti di etichettatura:

• dichiarare chiaramente la presenza di ORZO / MALTO D’ORZO come allergene;

• usare claim come “senza glutine” solo se il prodotto finito rispetta il limite normativo (tipicamente < 20 ppm di glutine) e se l’uso del malto è compatibile con tale limite (in molti casi non lo è); 

• indicare eventuali claim nutrizionali (es. “con malto d’orzo”) in modo non ingannevole, senza sovrastimare effetti salutistici del solo ingrediente.

Troubleshooting

Problemi pratici frequenti e possibili interventi:

• Colore troppo scuro del prodotto finito: uso di malti troppo tostati o dosaggio eccessivo; possibile passaggio a malti più chiari o riduzione della dose.

• Gusto amaro o bruciato: eccessiva tostatura del malto o condizioni di cottura troppo aggressive; controllare specifica del malto e curva di cottura/forno.

• Fermentazione troppo rapida o irregolare in pane e impasti: dosi di malto diastatico troppo elevate possono aumentare in eccesso la quantità di zuccheri fermentescibili; ridurre il livello di malto o utilizzare malto non diastatico.

• Prodotto eccessivamente appiccicoso o gommoso: alte percentuali di estratto di malto (liquido o in polvere) possono aumentare igroscopicità e ritenzione di umidità; ribilanciare zuccheri e acqua nella formulazione.

• Problemi di dichiarazione “senza glutine”: presenza di malto di orzo rende spesso impossibile garantire livelli di glutine < 20 ppm; in tali casi occorre evitare claim di assenza di glutine o sostituire con ingredienti realmente compatibili.

Principali funzioni INCI (cosmesi)
In ambito cosmetico, il “malto di orzo” può essere presente all’interno di ingredienti derivati dall’orzo (ad es. Hordeum Vulgare Seed Extract, Hordeum Vulgare Seed Flour, Hordeum Distichon (Barley) Seed Flour), che incorporano frazioni di componenti di malto o di seme. Sulla base delle valutazioni di sicurezza disponibili, diversi ingredienti da seme di orzo sono considerati sicuri alle concentrazioni d’uso riportate in cosmesi. 

Le funzioni INCI principali per ingredienti derivati da orzo/malto d’orzo includono:

• Skin conditioning: supporto a aspetto e sensazione della pelle (morbidezza, comfort).

• Hair conditioning: miglioramento di pettinabilità e corpo dei capelli in alcuni prodotti per la cura dei capelli.

• Antioxidant: contributo alla protezione della formula e, in parte, della pelle da processi ossidativi grazie alla presenza di componenti fenolici.

• Film forming (per certe frazioni polisaccaridiche/proteiche): formazione di un film leggero sulla superficie cutanea o sul capello, con effetto condizionante e di modulazione della texture.

• Viscosity controlling (in alcuni sistemi): contributo alla struttura reologica di gel e lozioni.

Come sempre, l’effettiva funzione dipende da tipologia di estratto, grado di purificazione e percentuale in formula.

Conclusione
Il malto di orzo è un ingrediente chiave in numerosi settori dell’industria alimentare, in particolare nella produzione di birra, pane, cereali da colazione, snack e prodotti dolciari. Grazie alla combinazione di zuccheri fermentescibili, enzimi, aromi maltati e capacità di influenzare colore e texture, rappresenta uno strumento tecnologico estremamente versatile.

Dal punto di vista nutrizionale, apporta soprattutto carboidrati e una frazione di proteine e micronutrienti, ma è anche una fonte di zuccheri semplici che va considerata nel bilancio energetico complessivo. L’aspetto critico è la presenza di glutine e potenziali allergeni da orzo, che impongono particolare attenzione per i consumatori con celiachia o allergie ai cereali e richiedono una etichettatura chiara e conforme.

In cosmesi, gli ingredienti derivati da orzo/malto sono utilizzati soprattutto per funzioni condizionanti e antiossidanti, con un profilo di sicurezza favorevole alle concentrazioni d’uso tipiche. Una gestione accurata di processo, qualità della materia prima, conservazione ed etichettatura consente di sfruttare al meglio il potenziale del malto di orzo lungo tutta la filiera, alimentare e cosmetica.

Mini-glossario

• Malting (germinazione controllata): processo che comprende macerazione, germinazione ed essiccazione dell’orzo per produrre malto, attivando enzimi che trasformano l’amido in zuccheri.

• Malto diastatico: malto con attività enzimatica significativa (soprattutto amilasi) in grado di trasformare ulteriormente l’amido in zuccheri durante il processo di panificazione o birrificazione.

• Malto non diastatico: malto trattato in modo da avere attività enzimatica trascurabile; usato principalmente per aroma, colore e dolcezza.

• Estratto di malto: frazione liquida o in polvere ottenuta per estrazione dei componenti solubili dal malto (in genere ricca di zuccheri e destrine).

• Glutine: complesso proteico presente in alcuni cereali (frumento, orzo, segale, ecc.), responsabile di reazioni avverse in soggetti con celiachia o sensibilità al glutine.

• GMP (Good Manufacturing Practice): insieme di norme e procedure organizzative volte a garantire che i prodotti siano fabbricati in modo coerente con elevati standard di qualità e sicurezza.

• HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points): sistema di gestione della sicurezza alimentare basato sull’analisi dei rischi e sul controllo dei punti critici del processo produttivo.

• 20 ppm: valore soglia comunemente utilizzato per definire un alimento come “senza glutine”, corrispondente a 20 parti per milione di glutine nel prodotto finito.

Studi

Durante la fase della germinazione, carboidrati e proteine vengono trasformati dagli enzimi in un processo preparatorio della birra. Durante la germinazione, i polisaccaridi non amidificati (NSP) nella parete cellulare dell'orzo, costituiti principalmente da arabinoxilani e β-glucani, sono solubilizzati e in parte degradati in molecole più piccole (1). L'orzo e l'orzo germinato contengono grandi quantità di glutammina (2), un importante substrato per la mucosa del colon. La glutammina è facilmente degradata dal basso pH dello stomaco, ma parte della glutammina viene protetta dalla fibra alimentare durante la digestione nello stomaco (3) e poi raggiunge il colon. In questo studio (4), partendo dalla premessa che l'acido butirrico è uno dei prodotti chiave quando i β-glucani sono degradati dal microbiota nel colon, si ritiene che la glutammina legata alla fibra possa avere effetti simili una volta che è stata liberata dalla fibra del colon. Entrambi i β-glucani e la glutammina si trovano in grandi quantità nell'orzo maltato. Lactobacillus rhamnosus insieme al malto ha dimostrato di aumentare ulteriormente la formazione di acido butirrico nei ratti.

L'orzo maltato contiene una quantità significativamente più elevata di zuccheri riducenti rispetto al grano non maltato (p<0,05). La percentuale di zuccheri riducenti in zuccheri totali nel grano d'orzo della varietà Karakan e nel malto d'orzo sono rispettivamente del 10% e del 25%.(5). Gli acidi fenolici sono stati ampiamente studiati nella ricerca sulle scienze alimentari per il loro effetto antiossidante. In questo studio (6), sono stati studiati la differenza genotipica e il controllo genetico degli acidi fenolici e la loro correlazione con la qualità del malto. L'acido ferulico (FA) e l'acido p-cumarico (p-CA) sono stati identificati come due principali acidi fenolici, mostrando ampie variazioni tra i 68 genotipi d'orzo. Il contenuto medio di FA e p-CA è stato di 2,15 μg g (-1) e 1,10 μg g (-1) nei granuli e 4,07 μg g (-1) e 1,44 μg g (-1) rispettivamente nel malto d'orzo (6).

Malto d'orzo studi

Bibliografia__________________________________________

(1) Jamar C, Jardin Pd, Fauconnier M. Cell wall polysaccharides hydrolysis of malting barley (Hordeum vulgare L.): a review. Biotechnol Agron Soc Environ. 2011;15:301–13

(2)  Robertson JA, I'Anson KJA, Treimo J, Faulds CB, Brocklehurst TF, Eijsink VGH, et al. Profiling brewers’ spent grain for composition and microbial ecology at the site of production. LWT Food Sci Technol. 2010;43:890–6

Abstract. Brewers' spent grain (BSG) is a readily available, high volume low cost byproduct of brewing and is a potentially valuable resource for industrial exploitation. The variation in BSG composition and the implications for microbiological spoilage by a resident microflora might affect the potential to use BSG as a reliable food-grade industrial feedstock for value-added downstream processing. Fresh samples of BSG from a range of 10 breweries have been analysed for their microbial and chemical composition. The results show that a resident microflora of mainly thermophilic aerobic bacteria (<107g-1 fresh weight) persists on BSG. This population is susceptible to rapid change but at the point of production BSG can be considered microbiologically stable. Chemically, BSG is rich in polysaccharides, protein and lignin. Residual starch can contribute up to 13% of the dry weight and BSG from lager malts has higher protein content than that from ale. In general, at the point of production, BSG is a relatively uniform chemical feedstock available for industrial upgrading. Differences between breweries should not present problems when considering BSG for industrial exploitation but susceptibility to microbial colonisation is identified as a potential problem area which might restrict its successful exploitation.

(3) Kanauchi O, Agata K  Protein, and dietary fiber-rich new foodstuff from brewer's spent grain increased excretion of feces and jejunum mucosal protein content in rats.   Biosci Biotechnol Biochem. 1997 Jan; 61(1):29-33.

Abstract. We made a new protein-rich and fibrous foodstuff by milling and sieving brewer’s spent grain. This product contained glutamine-rich protein and the dietary fibers cellulose, hemicellulose, and lignin. We called this product germinated barley foodstuff (GBF). GBF had the effect of increasing fecal dry weight and number of feces and of significantly increasing jejunum mucosal protein content in rats over the cellulose group. In GBF, Gln-rich protein is thought to have strong chemical bonds with dietary fiber, an arrangement which would be important in the way these physiological effects arise. As dietary supplements of Gln or dietary fibers (i.e., cellulose, hemicellulose, lignin, and a mixture of these) did not improve defecation and jejunum mucosal protein simultaneously, the effects of GBF are thought to be caused not by the individual ingredients, but by the combination of protein with dietary fiber.

(4) Zhong Y, Nyman M. Prebiotic and synbiotic effects on rats fed malted barley with selected bacteria strains.   Food Nutr Res. 2014 Oct 6;58. doi: 10.3402/fnr.v58.24848.

(5) Pielech-Przybylska K, Balcerek M, Nowak A, Wojtczak M, Czyżowska A, Dziekońska-Kubczak U, Patelski P. The Effect of Different Starch Liberation and Saccharification Methods on the Microbial Contaminations of Distillery Mashes, Fermentation Efficiency, and Spirits Quality.   Molecules. 2017 Sep 30;22(10). pii: E1647. doi: 10.3390/molecules22101647.

(6) Cai S, Han Z, Huang Y, Chen ZH, Zhang G, Dai F. Genetic Diversity of Individual Phenolic Acids in Barley and Their Correlation with Barley Malt Quality.   J Agric Food Chem. 2015 Aug 12;63(31):7051-7. doi: 10.1021/acs.jafc.5b02960.