ĆWICZENIE NR 2. Surowce browarnicze część teoretyczna. Do produkcji piwa potrzebne są cztery surowce: jęczmień, chmiel, woda i drożdże.

Transkrypt

1 ĆWICZENIE NR 2 Surowce browarnicze część teoretyczna Do produkcji piwa potrzebne są cztery surowce: jęczmień, chmiel, woda i drożdże. Jęczmień jest głównym surowcem, a o jego przydatności decyduje wysoka zawartość skrobi. Przed użyciem w browarze, jęczmień zostaje przerobiony na słód. Jako dodatki stosuje się także zboża niesłodowane, takie jak kukurydza, ryż, sorgo, pszenica. Chmiel nadaje piwu goryczkę i ma duży wpływ na aromat piwa. Woda pod względem ilościowym dominującym składnikiem jest woda. Drożdże mają znaczący wpływ na jakość piwa poprzez produkty uboczne ich metabolizmu. Fermentacja alkoholowa, w wyniku której powstaje piwo, jest zależna od aktywności drożdży. 1. Jęczmień: formy i odmiany Jęczmień należy do rodziny traw o łacińskiej nazwie Gramineae i występuje w dwóch zasadniczych formach jako roślina ozima (wysiewany około połowy września) i jara (wysiewana w marcu lub kwietniu). W obu formach występują gatunki, które zależnie od rozmieszczenia ziaren na osadce kłosowej dzielimy na dwurzędowe i wielorzędowe. U jęczmion wielorzędowych na każdym piętrze szczypułki kłosowej płodne są wszystkie trzy kłoski, które po zapyleniu wytwarzają po jednym ziarnie każdy. Patrząc z góry na kłos widzimy po trzy ziarna z każdej strony i nazywamy taki jęczmień sześciorzędowym. U jęczmion dwurzędowych, tylko środkowe kłoski każdej trójki są płodne i na każdym piętrze osadki kłosowej rozwija się tylko jedno ziarno. Patrząc z góry na kłos widzimy tylko dwa rzędy ziaren po jednym z każdej strony. Na słód piwowarski nadają się głównie dwurzędowe odmiany jęczmienia jarego. Jęczmiona dwurzędowe mają duże, brzuchate ziarna. Dzięki temu ziarno zawiera stosunkowo więcej cennych dla browaru składników, a mniejszy udział łuski oznacza mniej garbników i ciał gorzkich. Jego cechą charakterystyczną są ziarna symetrycznie podzielone bruzdką. Jęczmiona sześciorzędowe mają ziarno różnej wielkości. Ziarna środkowe są większe niż te rozwijające się w rzędach bocznych. Aktualnie w Polsce uprawia się 7 odmian jęczmion jarych i jedną ozimą o nazwie MARINKA daje słody ciemniejsze od jęczmion jarych. Każdą odmianę charakteryzuje kształt ziarna, wygląd zewnętrzny, grubość łuski, zawartość białka, ekstraktywność jęczmienia i podatność na rozluźnienie bielma podczas kiełkowania. 1

2 2. Jęczmień: budowa ziarna Ziarno jęczmienia można podzielić na trzy zasadnicze części: część zarodkową, bielmo i okrywy ziarna. Bielmo ziarna jęczmienia składa się z dużych, cienkościennych komórek wypełnionych ziarnami skrobi.skrobia występuje w postaci dużych i małych ziaren. Duże ziarna skrobi jęczmiennej typu A mają średnicę od 20-30µm, a małe typu B średnicę 3-5µm. Masa małych ziaren stanowi zaledwie 3-10% całkowitej masy skrobi zawartej w bielmie. Wolne przestrzenie między ziarnami skrobi, oraz przestrzeń między komórkami bielma wypełniona jest substancjami białkowymi i hemicelulozami.od obfitości lub braku tych substancji zależy tzw. szklistość lub mączystość ziarna. Szklistość trwała w przeciwieństwie do szklistości przemijającej nie ustępuje po namoczeniu i wysuszeniu ziarna. Ziarna mączyste, nie zawierające białka zapasowego w bielmie, lepiej chłoną wodę, i szybciej ulegają rozluźnieniu, przez co są bardziej pożądane w browarnictwie. Ściany komórkowe bielma w ziarnie jęczmienia zbudowane są z substancji której: 75% stanowią beta-glukany,15% to araboksylany, 5 % to białka, 3% glukomannany. Rys. 1 Ziarna skrobi w bielmie jęczmienia (źródło: Kunze, Technologia słodu i piwa) Warstwa aleuronowa otacza bielmo, składa się z 2 lub 3 warstw grubościennych komórek bogatych w białko. Stanowi punkt wyjścia przy tworzeniu się większości enzymów podczas słodowania. Rys. 2 Warstwa aleuronowa Rys. 3 Budowa ziarna jęczmienia 1 łuska, 2 okrywa owocowa, 3 okrywa nasienna, 4 warstwa aleuronowa, 5 część mączysta, 6 tarczka, 7 pączek, 8 zaczątek kielicha liścieniowego, 9 zaczątek kielicha korzonkowego 2

3 3. Jęczmień: skład chemiczny jęczmienia browarowego Wyszczególnienie Zwartość [%] Woda skrobia hemiceluloza 8 12 cukry 2,1 2,2 kwasy tłuszczowe 2 3 związki mineralne 2 3 związki białkowe 9 11 Wilgotność ziarna waha się w granicach 13 18%. Jęczmień ocenia się jako suchy, gdy zawiera <15% wody, a mokry przy 17 18% wilgoci. Jęczmień mokry charakteryzuje się mniejszą ekstraktywnością i jest trudniejszy w przechowywaniu. Wilgotne ziarno jest również bardziej podatne na zakażenia mikrobiologiczne odpowiedzialne za nieprzyjemny zapach. Przekrój bielma charakteryzuje jęczmień jako mączysty, bądź szklisty. Jęczmień szklisty jest to jęczmień wysokokobiałkowy, a mączysty posiada przewagę skrobi. W browarnictwie jęczmień na słód nie powinien przekraczać zawartości 11.5% białka. Szklistość może zanikać po namoczeniu i wysuszeniu ziarna. Szklistość przejściowa świadczy o tym, że jęczmień dojrzewał i był sprzątany z pola przy upalnej, suchej pogodzie, a szklistość trwała spowodowana jest zbyt suchą pogodą w okresie wegetacji, która doprowadziła do niedojrzałości jęczmienia. Jęczmień charakteryzują: 1) czynniki fizyczne: ciężar 1000 ziaren wyrównanie 2) czynniki fizjologiczne: zdolność kiełkowania 3) czynniki chemiczne: skład chemiczny. 4. Słód browarowy Słód jest specyficznym, podstawowym surowcem do produkcji piwa. Wpływ słodu na jakość piwa jest powszechnie znany. Niektóre własności słodu jak barwa, smak, zapach decydują bezpośrednio o typie piwa, inne zaś, jak np. substancje ekstraktywne i stopień rozkładu białek, wywierają istotny wpływ na jego jakość. Słód uzyskuje swoje charakterystyczne właściwości podczas procesu słodowania, niektóre z nich zależą jednak od rodzaju użytego jęczmienia. W Europie do użytku na potrzeby browarów stosuje się jęczmień dwurzędowy jary, o kłosie zwisłym, pełnoziarnisty, o delikatnej łusce i niskiej zawartości białka. Proces słodowania i suszenia powinien być przeprowadzany bardzo starannie, bowiem wszystkie zaniedbania odbijają się na jakości produktu. 3

4 Słód powinien być w dotyku suchy i nie pokryty kurzem. Zapach czysty, słodowy, u słodów ciemnych bardziej wyraźny, aromatyczny, bez wyczuwalnego zapachu pleśni, stęchlizny lub kurzu. Czasami bada się także smak słodu. Powinien on być przyjemnie słodkawy. Łuska powinna mieć barwę równomierną, jasnożółtą. Ciemne zabarwienie końców ziaren świadczy o użyciu jęczmienia zamokłego. Dobrze rozluźnione, kruche ziarno słodowe zachowuje kształt i wielkość ziarna użytego jęczmienia. Ziarna szkliste, nadmiernie namoczone, o mazistym rozluźnieniu lub nieostrożnie suszone są pomarszczone i mniejsze, co wpływa na zwiększenie różnicy pomiędzy ekstraktem w śrucie i w mące. Wilgotność słodu ma duże znaczenie gospodarcze i jakościowe. Zawartość wody w przechowywanym słodzie nie powinna przekroczyć 6%. W słodzie wilgotnym zostaje wznowiona działalność enzymów, zaś słód traci aromat oraz swoje charakterystyczne własności. Ekstraktywność słodu wyraża się w sumie ekstraktywnych substancji, które przeszły do roztworu podczas zacierania konwencjonalnego. Przez zacieranie dekokcyjne można uzyskać nieco większe wartości, ogólnie jednak ekstrakt uzyskany metodą konwencjonalną uważa się z punktu widzenia jakości słodu za maksymalny. Stanowi on kryterium wydajności i służy do obliczania wielkości zasypu. Ekstraktywność słodu jest uzależniona od jakości użytego jęczmienia i waha się w granicach 76 82%. W słodach ciemnych jest niższa o 1 2%. Czas scukrzania zależy od stopnia rozluźnienia słodu i zawartości aktywnych amylaz. Słody źle rozluźnione, suszone w zbyt wysokich temperaturach źle się scukrzają. Słody jasne scukrzają się zwykle w ciągu minut, ciemne najdalej w ciągu minut. Brzeczki ze słodów dobrze rozluźnionych sączą się szybko i są klarowne. Brzeczki ze słodów źle rozluźnionych sączą się powoli i są zazwyczaj mętne. Siła diastatyczna określana jest metodą Windisch Kolbacha i wyraża się w gramach maltozy powstałej przez działanie amylaz ze 100g słodu. Mokry, nie wysuszony słód zawiera jednostek W.K. Siła diastatyczna jasnych słodów waha się w granicach , zaś ciemnych jednostek W.K. Liczba Kolbacha wyraża procentowy stosunek rozpuszczalnego azotu w brzeczce do ogólnej zawartości azotu w słodzie. Jest wskaźnikiem stopnia rozkładu enzymatycznego białek. Liczby Kolbacha używa się jako prostego i wygodnego wskaźnika rozluźnienia słodu. Liczba Kolbacha Rozluźnienie ponad 41% bardzo dobre 35 41% dobre poniżej 35% niedostateczne 4

5 Słód jęczmienny Słód jasny typu pilzneńskiego jest słodem prowadzonym chłodno, o średnim stopniu rozluźnienia i krótkim kiełku. Słody te nadają się szczególnie dobrze do wyrobu dobrze chmielonego piwa typu pilzneńskiego, o pełnym smaku i dobrej pienistości. Wyszczególnienie Jednostki Wartości Wilgotność % 3,8 5,0 czas scukrzania minuty ekstrakt w suchej substancji % 78 80,5 ph brzeczki 5,6 6,0 waga hektolitrowa kg waga 1000 ziarn g liczba Kolbacha % siła diastatyczna jedn.w.k liczba Hartonga 4,8 6,0 Słody wiedeńskie są typem przejściowym pomiędzy słodem jasnym a ciemnym. Stosowane tylko sporadycznie. Słody typu monachijskiego ciemne wyróżniają się barwą, zapachem oraz właściwościami smakowymi. Do ich produkcji można użyć jęczmienia o wyższej zawartości białka. Słody ciemne nabierają charakterystycznego smaku i zapachu dzięki tworzeniu się melanoidów (powstają na skutek reakcji cukrów z aminokwasami w podwyższonej temperaturze). Smak i zapach brzeczki z takich słodów jest ostrzejszy, a siła diastatyczna bardzo niska. Słody specjalne Słody karmelowe otrzymuje się z dobrze rozluźnionego słodu mokrego. Mogą one mieć barwę od bardzo jasnego do ciemnego. Pod wpływem wysokich temperatur podczas prażenia zostaje obniżona działalność enzymów, dlatego też ciemne słody nie mogą same scukrzać. Słód melanoidowy charakteryzuje się specyficznym smakiem i zapachem oraz mocniejszym zabarwieniem, powstałym dzięki reakcjom melanoidowym. Słód barwiący (palony) Produkuje się go z mocno nawilżonych normalnych słodów przez prażenie w temperaturze C. Ma zdolność zabarwiania roztworów, czysty, kawowy smak. Słód prażony jest bardzo higroskopijny. Słód diastatyczny. W browarnictwie stosuje się go tylko sporadycznie, w przypadkach, gdy występują trudności ze scukrzeniem lub też przerabia się surowce niesłodowane. Słód proteolityczny Stosowany jest w Niemczech i Anglii, gdzie dodatek kwasów do produkcji piwa jest wzbronione. Słód ten wywiera określone działanie zakwaszające, co jest istotne, gdy ma się do czynienia z wodami węglanowymi. SUROWCE NIESŁODOWANE Odpowiednimi surowcami zastępującymi słód są zboża zawierające dostateczną ilość skrobi i cukru. Zboża lub inny niesłodowany surowiec mogą być użyte tylko wraz ze słodem, gdyż same nie scukrzają się. 5

6 pszenica W stanie surowym nie jest na ogół przerabiana. Tylko w Belgii używa się mniejszych ilości pszenicy do produkcji specjalnych rodzajów piwa, wytwarzanych metodą fermentacji spontanicznej, jak Lambic i Peterman. ryż należy do najbardziej wydajnych surowców skrobiowych. Podczas zacierania do roztworu przechodzi tylko mała ilość białka zawartego w ryżu, dlatego też używa się go do produkcji piwa, które powinno być odporne na zmętnienie koloidalne oraz wytrącanie się osadów przy oziębianiu. Dodatek ryżu rozjaśnia również barwę brzeczki, co jest cenione przy produkcji piwa eksportowego, od którego zazwyczaj wymaga się barwy jasnej. Przy dodaniu ryżu smak piwa nie jest już tak pełny, a przy dodaniu większych ilości drożdże tracą swoją zdolność kłaczkowania. kukurydza przed użyciem powinna być odpowiednio spreparowana, tzn. pozbawiona łusek i zarodka, który zawiera tłuszcz. Twierdzi się, że dodanie kukurydzy nadaje piwu pełniejszy smak. 4. Chmiel Chmiel stosuje się do produkcji piwa dla nadania mu szlachetnej i przyjemnej goryczy oraz specyficznego aromatu. Związki goryczkowe, głównie α kwasy chmielowe, które pozostają w brzeczce i piwie, mają właściwości antyseptyczne, wpływają one więc na podniesienie trwałości piwa. Chmielem dla piwowarstwa jest kwiatostan żeński rośliny wieloletniej, dwupiennej z rodziny konopiowatych o nazwie botanicznej Humulus lupulus (Chmiel uprawny). Chmiel dla piwowarstwa nie może być zanieczyszczony przez liście i pędy, a szypułki nie mogą być dłuższe niż 1 cm. Szyszki powinny być zielonkawo żółte, jedwabiste z połyskiem, a ich wielkość mieścić się w granicach 3 4 cm. Pomiędzy listkami okrywowymi na wysokości ok. 1/3 znajduje się mąka chmielowa, zwana lupuliną. Lupulina jest głównym, z punktu widzenia piwowarstwa, składnikiem chmielu i wskazane jest, aby było jest jak najwięcej. Aromat chmielu w szyszkach całych powinien być podobny do siana, bez obcych zapachów. Skład chemiczny chmielu: woda 12.5% popiół 7.5% błonnik 13.3% związki białkowe 17.5% olejki eteryczne 0.4% wyciąg eterowy 18.3% garbniki 3.0% pozostałe składniki niebiałkowe 27.5% Najważniejsza dla piwowarstwa jest duża zawartość żywic miękkich w chmielu. 6

7 Chmiel w browarnictwie występuje głównie pod postacią: granulatu przechowywany bez dostępu powietrza i wilgoci. Po otwarciu, po 6 miesiącach traci 50% swojej wartości, ekstraktu w puszkach jedno lub więcej kilogramowych. Ekstrakty oznacza się np. 1:4; 1:8; 1:12. Oznacza to, że 1 kg ekstraktu można zastąpić odpowiednio 4,8 i 12 kg chmielu prasowanego. Ekstrakty nie utleniają się, nie wydłużają procesu chmielenia i nie powodują strat brzeczki przy odchmielaniu, proszku. 1 ogonek, 2 listki okrywające, 3 osadka, 4 lupulina Rysunek 1. Budowa szyszki chmielowej: a) szyszka, b) przekrój podłużny szyszki 7