Un enzima è una proteina in grado di catalizzare una reazione chimica, avvenuta la quale l'enzima rimane disponibile per iniziarne una nuova. Esso infatti non viene consumato durante la reazione che catalizza, ma la sua attività può essere influenzata dalla temperatura e dal PH.
Condizioni denaturanti, come le alte temperature, PH lontani dalla neutralità o alte concentrazioni saline, riducono l'attività enzimatica.
Gli enzimi, come le altre proteine, presentano attività massima ad un PH ottimale. A PH diversi, alcuni residui di amminoacidi si protonano o deprotonano, modificando la struttura del sito attivo e dell'enzima in generale. Questo ne diminuisce o inibisce l'attività catalitica.
Mashing è il termine, nella produzione della birra, usato per indicare il processo di ammostamento in acqua calda che idrata l’orzo, attiva gli enzimi del malto e converte gli amidi dei grani in zuccheri fermentabili. Ci sono molti gruppi di enzimi chiave che prendono parte nella conversione degli amidi dei grani in zuccheri.
Durante la maltazione, gli enzimi fanno il loro lavoro, preparando gli amidi per essere facilmente aggrediti e convertiti in zuccheri. Durante il mash, può accadere una piccola serie di ulteriori modificazioni, ma l’avvenimento principale è la conversione delle molecole di amido in zuccheri fermentabili e in destrine non fermentabili tramite gli enzimi diastatici. Ognuno di questi gruppi di enzimi è favorito da differenti temperature e condizioni di PH. Un homebrewer può aggiustare la temperatura di mashing per favorire la funzione di ciascun successivo enzima e quindi adattare il mosto secondo i propri gusti e le proprie intenzioni.
Quindi, sopra certe temperature, gli enzimi vengono distrutti, mentre al di sotto e a PH non ottimale restano dormienti o lavorano poco; da qui l'importanza di eseguire le soste di temperatura in modo ascendente.
Il PH ottimale solitamente si stabilizza in maniera automatica tra PH 5,5 - 6,0. In caso contrario si possono utilizzare delle sostanze che lo modifichino.
Come accennato prima ogni enzima lavora a determinate temperature e svolge azioni diverse creando delle reazioni chimiche:

FITASI
Questo enzima lavora a 30-52°C, serve per abbassare il livello di PH dell'impasto. Oggi il birraio non lo utilizza più potendo agire sul PH con altri metodi, quali acido lattico, cloruro di calcio o malto acido. Veniva protratta per 20-40 minuti per aiutare l’enzima della fitasi ad acidificare il proprio mosto agendo sulla fitina, un fosfato organico contenente calcio e magnesio.
Questo passaggio è talvolta usato dagli homebrewer per lo step-in: utilizzato per lasciare il tempo agli amidi del malto di mescolarsi con l'acqua e agli enzimi di distribuirsi. Questo step è considerato opzionale, ma può migliorare l’estrazione di un paio di punti.

β-GLUCANASI
Sono usati per rompere i beta-glucani nel frumento non maltato, riso, avena e orzo non maltato. Degradano le pareti del malto che contengono gli amidi, anch'essa saltata a patto che non vengano utilizzati molti cereali non maltati. Questo consente all’homebrewer di sostare il mosto a 37-45°C per 20 minuti, per rompere i composti gommosi senza intaccare le proteine necessarie alla ritenzione della schiuma e al corpo. L’uso di questa sosta è necessaria solo per gli homebrewer che incorporano una grossa quantità (> 25%) di frumento non maltato o in fiocchi, riso o avena nel mosto. Con quantitativi inferiori, casi di mosti viscosi e filtraggi difficili, possono di solito essere gestiti incrementando la temperatura di mash-out.

PEPTIDASI - PROTEASI
La peptidasi lavora per fornire al mosto gli aminoacidi nutrienti che saranno usati dal lievito. La proteasi lavora per spezzare le lunghe catene di proteine, per migliorare la ritenzione di schiuma della birra e ridurre la torbidità. Nei malti completamente modificati, questi enzimi hanno già fatto il loro lavoro durante il processo di maltazione.
I range di temperatura e PH per questi due enzimi si sovrappongono. Il PH ottimale è 4.2-5.3 ed entrambi gli enzimi sono attivi a sufficienza tra i 45 e i 55°C perchè parlare di un range ottimale per ciascuno non è rilevante. Il tipico Protein Rest a 50-55°C è usato per rompere le proteine che altrimenti potrebbero causare torbidità alla birra fredda (chill haze) e può migliorare la ritenzione di schiuma. Questa sosta dovrebbe essere usata solo quando si usano malti mediamente modificati, o quando si usano malti totalmente modificati con grosse proporzioni (> 25%) di grani non maltati, fiocchi di orzo, frumento, riso, avena. Usare questa sosta in un mash, che consiste principalmente in malti completamente modificati, romperebbe le proteine responsabili del corpo della birra e della ritenzione della schiuma e risulterebbe in una birra inconsistente ed acquosa. La durata standard per il Protein Rest è 20-30 minuti.

DIASTASI
La diastasi degrada gli amidi in zuccheri. Questi sono gli enzimi più importanti nella produzione della birra, infatti l’evento principale per ottenere zucchero dalle riserve d’amido è la saccarificazione: in questo regime gli enzimi diastatici cominciano ad agire sugli amidi, rompendoli in zuccheri. Le amilasi sono gli enzimi che funzionano idrolizzando i legami lineari a catena tra le singole molecole di glucosio che costituiscono le catene di amidi.
Ci sono due strumenti con cui fare gli zuccheri: l’α-amilasi e la β-amilasi. Mentre la beta è già esistente, l’ alfa è creata dalla modificazione proteica durante la maltazione.
La temperatura più usata per il mashing è 67°C. Questo è un compromesso tra le due temperature che i due enzimi preferiscono. Alfa lavora bene tra 63-76°C, mentre Beta lavora al meglio tra 55-65°C. Entrambe protratte per 20-40 minuti o più.
La prima degrada gli amidi e crea maltosio, zucchero molto fermentabile dai lieviti; se protratta porta a birre più alcoliche, secche e con minor corpo, mentre la seconda degrada gli amidi e crea zuccheri complessi detti destrine, non fermentabili nel breve periodo.
Se i due enzimi lavorano contemporaneamente, le alfa possono scomporre parte delle destrine prodotte dalle beta e quindi l’ammostamento rischia di protrarsi oltre al tempo necessario portando a una diminuzione delle destrine e a un'eccessiva fermentabilità del mosto.
Altri due fattori oltre la temperatura che possono influenzare l’attività enzimatica dell’amilasi sono il rapporto acqua-grani e il PH.
La β-amilasi è favorita da un mosto a PH basso, circa 5. L'α-amilasi è invece favorita da un PH più alto, circa 5,7.
Un compromesso tra tutti i fattori fornisce le condizioni standard di mash per la maggior parte degli homebrewer: un rapporto di 3 litri d’acqua per kg di grani, pH di 5.3, temperatura di 65-70°C e tempo di circa un’ora.