Sve o temperaturnim prekidima u proizvodnji piva: kiselinski i proteinski prekidi i enzimi

Danas mnogi domaći pivari koriste tehniku ​​step mash. Korak po korak muljanje omogućuje kontrolu procesa pripreme sladovine, omogućuje dosljedno povećanje temperature kaše, dobivanje suhog ili slatkog piva, kontrolu kakvog ćete piva dobiti na kraju, prazno ili baršunasto, kiselo ili slatko. Broj različitih temperaturnih pauza omogućuje vam vrlo fino podešavanje okusa budućeg proizvoda, čineći proces proizvodnje domaćeg piva ponovljivim i predvidljivim. Poznavanje kemije, organske i biokemije omogućuje pivarama da naprave ispravan raspored porasta temperature, planiraju temperaturne stanke.

Malo teorije o sladu

Ključni proces u proizvodnji piva je slad. Gnječenje slada i korištenje temperaturnih pauza u kuhanju samo je poseban slučaj slada, jedna od njegovih faza.

Glavni zadatak koji treba postići s proizvodnjom slada je pokrenuti rast ječma. Nakon što ječam počne rasti, suši se kako bi se zaustavio rast klica. Upravo je ova faza stvaranja slada najvažnija i najodgovornija, jer je odgovorna za temelj i stvaranje enzima koji su glavni.

Osim toga, upravo je ova faza početak razgradnje glukana u staničnoj membrani, kao i početak razgradnje proteina. To vam omogućuje zasićenje proizvoda aminokiselinama potrebnim za početak kuhanja, koje su glavni uzrok rasta kvasca. Osim toga, ova faza je odgovorna za odsutnost maglice u gotovom pivu, kao i za povećanje biološke stabilnosti gotovog pića.

Stupanj razgradnje glukana i proteina nije ništa drugo nego modifikacija. Danas je većina prodanog i dostupnog slada modificirana. Odnosno, glukani i proteini mogu se razgraditi do te mjere da samo trebate pokrenuti proces pretvaranja škroba u šećer, a ne morate raditi dodatne modifikacije. S druge strane, nemodificirani slad (ili lagano modificirani slad) omogućuje precizniju kontrolu nad procesom kuhanja sladovine i gotovog piva.

Kao opće pravilo, modificirana zrna imaju meku ljusku, dok su nesladna zrna prilično tvrda. Uzgajivači slada često prodaju ječam sa sladom i bez slada. Ako imate slad nepoznate kvalitete, onda u ovom slučaju morate koristiti metodu postupnog gnječenja ili, kako se još naziva, metodu dekokcije.

Enzimi i njihov optimalni temperaturni raspon

Enzimi su posebni proteini koji su katalizatori i ubrzivači procesa fermentacije. Enzimi i drugi proteini su dugačke molekule aminokiselina koje mogu imati do 87 000 jedinica. Neke od molekula aminokiselina su umotane, neke su u obliku lista. U pravilu su svi proteini molekularno prilično slabi i brzo se uništavaju, a svoj oblik zadržavaju isključivo zahvaljujući van der Waalsovim silama. Takve molekularne sile su vrlo slabe i mogu se jednostavno prekinuti zbog promjene kiselosti okoline ili porasta temperature. Enzim, kako bi ubrzao razgradnju škroba, jednostavno se veže za određeni element škroba i ubrzava proces njegovog cijepanja u dvije molekule šećera.

Sam proces cijepanja je hidroliza, međutim, bez vode, hidroliza (tj. uništavanje) proteina trajala bi jako dugo.Enzim amilaza veže se za dvije molekule odjednom, koje će postati šećer, i ubrzava reakciju između OH-baze vode i H-molekule vode. Kao rezultat toga, molekula škroba se razgrađuje, formirajući dvije molekule šećera, a enzim se oslobađa i odlazi "tražiti" drugu molekulu škroba.

Ako je sam enzim oštećen, tada ne može razbiti molekule škroba i potpuno se deaktivira. Pritom kažu da je enzim denaturirao, odnosno propao. OH se može urušiti od prekomjerne temperature ili od previsoke ili niske kiselosti medija. Denaturacija je ireverzibilan proces, a pokvareni enzim se ne može ponovno vratiti u svoje stanje. Svaki enzim ima svoju optimalnu radnu temperaturu, a velika većina knjiga o pivarstvu ima informacije o "temperaturnim režimima" raznih enzima.

Prosječni pivar ne mora znati detaljnu mehaniku kako to radi. Samo treba shvatiti da su enzimi svojevrsni mehanizmi koji rade sami, bez trošenja, već samo u strogim temperaturnim granicama (temperaturne pauze).Istovremeno, rad enzima nije povezan jedan s drugim, te svaki od enzima radi samostalno. Svaki enzim radi na bilo kojoj temperaturi koja ne prelazi temperaturu razaranja. Zadatak proizvođača piva je podići temperaturu toliko visoko da enzimi rade što učinkovitije i brže, ali ne toliko visoko da se enzimi jednostavno razgrade. U isto vrijeme, mora se shvatiti da je sustav prilično inertan, a enzimi se uništavaju brzinom munje. Dakle, alfa-amilaza se uništava na temperaturi od 65 stupnjeva Celzijusa, međutim, trebat će joj oko sat vremena da se potpuno unište sve molekule.

Dakle, brzina vrenja ovisi o koncentraciji enzima, o njegovoj gustoći u moštu, o temperaturi i kiselosti (tj. pH) mošta. Da biste kontrolirali proces gnječenja, možete raditi s bilo kojim od ova četiri faktora, štoviše, možete raditi i odvojeno sa svakim faktorom i zajedno s nekoliko faktora.

Pauza za kuhanje kiseline

Ostatak kiseline se koristi odmah nakon namakanja. U isto vrijeme, moguće je provesti s gotovo bilo kojom metodom gnječenja slada. Tijekom kiselinske pauze, pH sladovine pada na željene vrijednosti, a glukani se potpuno uništavaju, koji mogu zaustaviti sladovinu u pastu. U pravilu, tijekom ove temperaturne pauze, temperatura se kreće od 35 do 45 stupnjeva. Istovremeno, enzim fitaza potpuno uništava molekulu fitina, pri čemu dolazi do oslobađanja fitinske kiseline koja povećava kiselost medija (odnosno snižava pH sladovine).

Vrijedi zapamtiti da je enzim fitaza vrlo osjetljiv na previsoku temperaturu, tako da se velika većina molekula jednostavno uništi zagrijavanjem tijekom stvaranja slada. Fitaza je prisutna samo u sladu koji je prošao minimalno prženje. Radi vrlo aktivno samo kada slad nije pržen, a voda koja se koristi za slad je dovoljno mekana.Acid break traje oko sat vremena, i, da budemo iskreni, mnogi ga pivari jednostavno preskoče i ignoriraju, odmah dodatno podižući temperaturu. Doista, uz dovoljno jako sušenje slada, jednostavno nema smisla održavati kiselinsku pauzu, jer se sva fitaza jednostavno uništi.

Još jedan proces koji je karakterističan za ovu kiselu pauzu je razgradnja glukana, složenih ugljikohidrata koji se nalaze u žitaricama zajedno sa škrobom. Najviše glukana ima u raži, pšenici i zobi, kao iu blago modificiranom sladu. Upravo su beta-glukani zaslužni što će pivo biti mutno. Ako želite dobiti kristalno bistro pivo, tada uz obaveznu filtraciju treba izdržati kiselinsku pauzu u kuhanju.

Ostatak proteina u pripremi piva

Proteinska pauza je pauza na temperaturi od oko 45-59 stupnjeva. Pauza temperature proteina karakterizira rad dva enzima odjednom - to je rad proteinaze i peptidaze. Ovi enzimi pripadaju klasi hidrolaza, koje izravno cijepaju aminokiseline u proteinima.Kao rezultat rada, proteinaza cijepa duge aminokiseline u mnogo aminokiselina srednje duljine, a također odvaja terminalne aminokiseline od proteinskih molekula.

Duge molekule aminokiselina nisu potrebne za stvaranje piva, jer veliki broj dugih i necijepljenih proteina dovodi do zamućenja u pivu. Da, i samo pivo će biti vrlo nestabilno. Istodobno, aminokiseline srednje duljine omogućuju pjeni piva postizanje stabilnosti i trajnosti. Peptidaza optimalno radi na 45-53 stupnja, a proteinaza - na 55-58 stupnjeva. Održavanje pauze od 15-20 minuta na 55-58 stupnjeva omogućuje značajno smanjenje maglice u pivu, a da pritom nema nikakvog utjecaja na pjenjenje pića i njegov okus. Ne vrijedi držati proteinsku pauzu na temperaturi od 45-52 stupnja, jer će u ovom slučaju biti velikih problema s pjenjenjem budućeg piva. Temperaturna pauza od 55-58 stupnjeva također je pogodna jer smanjuje viskoznost budućeg piva.

Proteinski ostatak je vrlo učinkovit ako je sladovina gusta, gdje ima samo oko dvije litre vode po kilogramu slada.Nakon proteinske pauze, slad se može malo razrijediti čistom vodom kako bi postao tekućiji. U ovom slučaju, bolje je uliti vruću vodu u slad, dok istovremeno podižete temperaturu sladovine.

Vrijedi napomenuti da se sada promatra rad beta-glukanaze iz acid pauze, međutim, brzina ovog enzima je preniska.

Izrazita karakteristika ove pauze je i činjenica da o njoj ovisi količina gotove sladovine. Osim toga, pretjerano miješanje i vrijeme odležavanja izravno utječe na gotov okus pića, ekstrakt kaše.

Saharizacija

Već smo detaljno pisali o procesu saharifikacije u odgovarajućem članku.

Vrijedi napomenuti da je ovo jedina temperaturna pauza bez koje ne možete tijekom kuhanja. Ako se koristi potpuno modificirani slad, često je samo ova pauza ostavljena za pivovara. Glavna točka faze saharifikacije je pretvaranje škroba u šećer.To se radi pomoću dva enzima koji se zovu dijastatički.

Prvi enzim je beta-amilaza, koja odgriza krajeve molekule škroba, stvarajući m altozu. Ovaj enzim radi na početku temperaturnog raspona ove pauze. Drugi enzim, alfa-amilaza, djeluje u rasponu od 68-72 stupnja, a njegova glavna zadaća je razbijanje molekule škroba na nasumičnim mjestima. Enzim je vrlo dugačak, glomazan, što rezultira stvaranjem nefermentirajućih dekstrinskih šećera. Oni su ono što pivo čini slatkim. Kratka pauza od 20 minuta u gustoj kaši čini pivo slatkim i gustim. Upravo u ovoj fazi glavni naglasak stavljaju pivari koji rade pivo od slada niske dijastatske aktivnosti, poput svijetlog.

Pauza saharifikacije traje oko dva sata, jer enzimima treba vremena da razgrade sve molekule škroba, a te molekule su dosta duge.Istodobno, ne biste trebali napraviti dugu pauzu na početku niza, jer će to učiniti pivo vrlo suhim i sadržavati vrlo malo šećera. Radeći na temperaturi od 66-67 stupnjeva, enzimi tvore sladovinu umjerene fermentacije, koja je najpopularnija kod domaćih pivara. Rad na temperaturi od oko 68-70 stupnjeva proizvest će slatko pivo punog tijela, a da ne bude pretjerano.

Pauza saharifikacije se provodi na temperaturi od 61-71 stupnjeva, odnosno, ako je potreban uži raspon, na 66-70 stupnjeva. Dopušteni su mali skokovi temperature u jednom iu drugom smjeru, ne utječu na okus pića.

Što je faza saharifikacije bolja, to će više šećera biti u gotovoj sladovini, a samim tim i proces fermentacije će biti bolji. Kvalitetu možete provjeriti jodnim testom - uzmite kap sladovine, kapnite je na bijelu pločicu, a zatim dodajte malo alkoholne otopine joda, koja vjerojatno postoji u svakoj kući. Ako jod postane plav, onda treba nastaviti sa saharizacijom, au sladovini ima još dosta škroba.Ako se boja nije promijenila i ostaje smeđa, tada se sav škrob pretvorio u šećer.

Mash out

Mogućna temperaturna pauza od pet minuta na 76-77 stupnjeva. Ova pauza omogućuje postizanje željene punoće okusa piva. Filtrirano pivo ne smije se ohladiti ispod ove temperature. Pauza u muljanju omogućuje vam smanjenje viskoznosti sladovine, čineći sladovinu tanjom. S čisto tehničkog gledišta, ova pauza je zgodna jer povećava fluidnost sladovine i stoga značajno ubrzava daljnji proces filtracije.