Vše o teplotních zlomech v pivovarnictví: Kyselé a proteinové zlomy a enzymy

Dnes mnoho domácích pivovarníků používá techniku ​​step mash. Rmutování krok za krokem umožňuje řídit proces přípravy mladiny, umožňuje důsledně zvyšovat teplotu rmutu, získat suché nebo sladké pivo, kontrolovat, jaké pivo nakonec dostanete, prázdné nebo sametové, kyselé popř. bonbón. Množství různých teplotních přestávek umožňuje velmi jemně vyladit chuť budoucího produktu, díky čemuž je proces výroby domácího piva opakovatelný a předvídatelný. Znalost chemie, organických látek a biochemie umožňuje sládkům vytvořit správný harmonogram zvyšování teploty, plánovat teplotní pauzy.

Trocha sladovnické teorie

Klíčovým procesem v pivovarnictví je sladování. Rmutování sladu a používání teplotních přestávek při vaření piva je jen speciální případ sladování, jedna z jeho fází.

Hlavním úkolem sladovnictví je nastartovat růst ječmene. Poté, co ječmen začal růst, se suší, aby se zastavil růst klíčků. Právě tato fáze sladování je nejdůležitější a nejzodpovědnější, protože je zodpovědná za založení a tvorbu enzymů, které jsou hlavní.

Navíc právě tato fáze je začátkem rozkladu glukanů v buněčných membránách a také začátkem rozkladu bílkovin. To vám umožní nasytit produkt aminokyselinami nezbytnými pro zahájení vaření, které jsou hlavní příčinou růstu kvasinek. Kromě toho je tato fáze zodpovědná za nepřítomnost zákalu v hotovém pivu a také za zvýšení biologické stability hotového nápoje.

Stupeň rozkladu glukanů a bílkovin není nic jiného než modifikace. Dnes je většina prodávaného a dostupného sladu upravena. To znamená, že glukany a bílkoviny se dokážou rozložit do takové míry, že stačí nastartovat proces přeměny škrobu na cukr a není třeba provádět další úpravy. Na druhou stranu nemodifikovaný slad (nebo lehce upravený slad) umožňuje přesnější kontrolu nad procesem vaření mladiny i hotového piva.

Obvyklým pravidlem je, že modifikovaná zrna mají měkkou skořápku, zatímco nesladová zrna jsou poměrně tvrdá. Pěstitelé sladu často prodávají sladový i nesladový ječmen. Pokud máte slad neznámé kvality, pak v tomto případě musíte použít metodu postupného rmutování, nebo, jak se také říká, metodu odvaru.

Enzymy a jejich optimální teplotní rozsah

Enzymy jsou speciální proteiny, které jsou katalyzátory a urychlovače fermentačních procesů. Enzymy a další proteiny jsou dlouhé molekuly aminokyselin, které mohou mít až 87 000 jednotek. Některé molekuly aminokyselin jsou svinuté, některé jsou ve formě listu. Všechny proteiny jsou zpravidla z molekulárního hlediska dosti slabé a rychle se ničí, svůj tvar si udržují pouze díky van der Waalsovým silám. Takové molekulární síly jsou velmi slabé a mohou se jednoduše zlomit změnou kyselosti prostředí nebo zvýšením teploty. Enzym se pro urychlení rozkladu škrobu jednoduše naváže na specifický prvek škrobu a urychlí proces jeho štěpení na dvě molekuly cukru.

Samotný proces štěpení je hydrolýza, nicméně bez vody by hydrolýza (tedy destrukce) proteinu trvala velmi dlouho.Enzym amyláza se naváže na dvě molekuly najednou, ze kterých se stane cukr, a urychlí reakci mezi OH-bází vody a H-molekulou vody. V důsledku toho se molekula škrobu rozpadne a vytvoří dvě molekuly cukru a enzym se uvolní a jde „hledat“ další molekulu škrobu.

Pokud je enzym samotný poškozen, nemůže pracovat na rozbití molekul škrobu a je zcela deaktivován. Zároveň říkají, že enzym denaturoval, tedy zkolaboval. OH se může zhroutit z nadměrné teploty nebo z příliš vysoké nebo nízké kyselosti média. Denaturace je nevratný proces a zkažený enzym se nemůže vrátit do svého stavu. Každý enzym má svou optimální pracovní teplotu a naprostá většina knih o vaření piva má informace o „teplotních režimech“ různých enzymů.

Průměrný sládek nepotřebuje znát podrobnou mechaniku toho, jak to funguje. Musíte jen pochopit, že enzymy jsou jakýmsi mechanismem, který funguje sám o sobě, aniž by se spotřebovával, ale pouze v rámci přísných teplotních limitů (teplotní pauzy).Práce enzymů přitom spolu nesouvisí a každý z enzymů pracuje samostatně. Každý enzym pracuje při jakékoli teplotě nepřesahující teplotu destrukce. Úkolem sládka je zvýšit teplotu tak vysoko, aby enzymy pracovaly co nejefektivněji a nejrychleji, ale ne tak vysoko, aby se enzymy jednoduše rozpadly. Zároveň je třeba si uvědomit, že systém je zcela inertní a enzymy jsou zničeny rychlostí blesku. Alfa-amyláza je tedy zničena při teplotě 65 stupňů Celsia, nicméně úplné zničení všech molekul bude trvat asi hodinu.

Rychlost fermentace tedy závisí na koncentraci enzymů, na jejich hustotě v moštu, na teplotě a kyselosti (tedy pH) moštu. Pro řízení procesu rmutování můžete pracovat s kterýmkoli z těchto čtyř faktorů, navíc můžete pracovat jak samostatně s každým faktorem, tak společně s několika faktory.

Acid Brewing Break

Kyselý zbytek se používá ihned po namočení. Zároveň je možné provádět téměř jakýmkoli způsobem rmutování sladu. Během kyselé pauzy klesne pH mladiny na požadované hodnoty a zcela se zničí glukany, které jsou schopny sladinu zastavit na pastu. Zpravidla se během této teplotní pauzy teplota pohybuje od 35 do 45 stupňů. Enzym fytáza zároveň zcela ničí molekulu fytinu, v důsledku čehož se uvolňuje kyselina fytová, která zvyšuje kyselost média (tedy snižuje pH mladiny).

Za připomenutí stojí, že enzym fytáza je velmi citlivý na nadměrnou teplotu, takže naprostá většina molekul se při zahřívání během sladování jednoduše zničí. Fytáza je přítomna pouze ve sladech, které prošly minimálním pražením. Velmi aktivně funguje pouze tehdy, když slad není pražený a voda používaná ke sladování je dostatečně měkká.Kyselá přestávka trvá asi jednu hodinu a upřímně řečeno, mnoho sládků ji jednoduše vynechá a ignoruje a okamžitě zvýší teplotu. Při dostatečně silném sušení sladu prostě nemá smysl udržovat kyselou pauzu, protože veškerá fytáza je jednoduše zničena.

Další proces, který je charakteristický pro tuto kyselou pauzu, je štěpení glukanů, komplexních sacharidů, které se nacházejí v obilovinách spolu se škrobem. Nejvíce glukanů je v žitu, pšenici a ovsu a také v mírně upravených sladech. Právě betaglukany jsou zodpovědné za to, že pivo bude kalné. Pokud chcete získat křišťálově čisté pivo, pak byste si kromě povinné filtrace měli vytrpět kyselou pauzu při vaření.

Proteinový odpočinek při vaření

Proteinová pauza je pauza při teplotě cca 45-59 stupňů. Proteinová teplotní pauza je charakterizována prací dvou enzymů najednou – jedná se o práci proteinázy a peptidázy. Tyto enzymy patří do třídy hydroláz, které přímo štěpí aminokyseliny v proteinech.Výsledkem práce je, že proteináza štěpí dlouhé aminokyseliny na mnoho středně dlouhých aminokyselin a také odštěpuje koncové aminokyseliny z molekul bílkovin.

K výrobě piva nejsou potřeba dlouhé molekuly aminokyselin, protože velké množství dlouhých a neštěpených bílkovin vede k zákalu v pivu. Ano, a samotné pivo bude velmi nestabilní. Aminokyseliny střední délky zároveň umožňují pivní pěně dosáhnout stability a trvanlivosti. Peptidáza funguje optimálně při 45-53 stupních a proteináza - při 55-58 stupních. Dodržení pauzy 15-20 minut při 55-58 stupních umožňuje výrazně snížit zákal v pivu, přičemž nemá žádný vliv na pěnivost nápoje a na jeho chuť. Nestojí za to držet proteinovou přestávku při teplotě 45-52 stupňů, protože v tomto případě budou velké problémy s pěněním budoucího piva. Teplotní pauza 55-58 stupňů je také vhodná, protože snižuje viskozitu budoucího piva.

Proteinový zbytek je velmi účinný, pokud je mladina hustá, kde jsou jen asi dva litry vody na kilogram sladu.Po proteinové pauze lze slad mírně naředit čistou vodou, aby byl tekutější. V tomto případě je lepší nalít do sladu horkou vodu a zároveň zvýšit teplotu mladiny.

Za zmínku stojí, že nyní je pozorována práce beta-glukanázy z kyselé pauzy, ale rychlost tohoto enzymu je příliš nízká.

Výrazným rysem této pauzy je také to, že na ní závisí množství hotové mladiny. Nadměrné míchání a doba zrání navíc přímo ovlivňuje výslednou chuť nápoje, extrakt ze rmutu.

Zcukření

O procesu sacharifikace jsme již podrobně psali v odpovídajícím článku.

Za zmínku stojí, že toto je jediná teplotní pauza, bez které se během spařování neobejdete. Pokud se použije plně upravený slad, pak často zbývá na sládka jen tato pauza. Hlavním bodem sacharizační fáze je přeměna škrobu na cukr.To se provádí pomocí dvou enzymů nazývaných diastatický.

Prvním enzymem je beta-amyláza, která okusuje konce molekuly škrobu a tvoří m altózu. Tento enzym funguje na začátku teplotního rozsahu této pauzy. Druhý enzym, alfa-amyláza, působí v rozsahu 68-72 stupňů a jeho hlavním úkolem je rozbít molekulu škrobu na náhodných místech. Enzym je velmi dlouhý, objemný, což má za následek tvorbu nefermentovatelných dextrinových cukrů. Díky nim je pivo sladké. Krátká pauza 20 minut v husté kaši udělá pivo sladké a hutné. Právě na tuto fázi kladou hlavní důraz sládci, kteří vyrábějí pivo ze sladů s nízkou diastatickou aktivitou, jako jsou světlé.

Sacharizační pauza trvá asi dvě hodiny, protože enzymům trvá, než rozloží všechny molekuly škrobu, a tyto molekuly jsou poměrně dlouhé.Zároveň byste na začátku rozsahu neměli dělat dlouhou pauzu, protože pivo bude velmi suché a bude obsahovat velmi málo cukru. Enzymy, které pracují při teplotě 66-67 stupňů, tvoří středně fermentovatelnou mladinu, která je u domácích pivovarníků nejoblíbenější. Práce kolem 68-70 stupňů vytvoří plné, sladké pivo, aniž by bylo přehnané.

Sacharizační pauza se provádí při teplotě 61-71 stupňů, nebo v případě potřeby užšího rozmezí při teplotě 66-70 stupňů. Malé návaly teploty v jednom i v druhém směru jsou povoleny, neovlivňují chuť nápoje.

Čím lepší je fáze cukernatění, tím více cukru bude v hotové mladině, a proto bude proces fermentace lepší. Kvalitu si ověříte jodovým testem – vezměte kapku mladiny, kápněte ji na bílý talířek a poté přidejte trochu lihového roztoku jódu, který je snad v každé domácnosti. Pokud jód zmodrá, pak je třeba pokračovat v cukernatění a v mladině je stále hodně škrobu.Pokud se barva nezměnila a zůstala hnědá, pak se všechen škrob proměnil v cukr.

Mash out

Volitelná teplotní přestávka po dobu pěti minut při 76-77 stupních. Tato pauza umožňuje dosáhnout požadované plnosti chuti piva. Filtrované pivo by nemělo vychladnout pod tuto teplotu. Pauza rmutu umožňuje snížit viskozitu mladiny, čímž se sladina ztenčí. Z čistě technického hlediska je tato pauza výhodná v tom, že zvyšuje tekutost mladiny a tím výrazně urychluje následný proces filtrace.