Chmieliny i środki klarujące piwo
Wprowadzenie
Osady z warzelni i środki klarujące
Ważnym wyróżnikiem trwałości piwa jest jego stabilność koloidalna, czyli klarowność. Szczególny wpływ na zachwianie stabilności koloidalnej ma interakcja pomiędzy zawartymi w piwie polifenolami oraz białkami. Negatywny wpływ wywierają również związki karbonylowe powstające w wyniku utlenienia wyższych kwasów tłuszczowych, a także zawartość żelaza i miedzi, jako katalizatorów procesów utleniania. Problemy związane z trwałością koloidalną mogą pojawić się również w momencie niedostatecznego wytrącenia osadu gorącego podczas gotowania brzeczki słodowej (przełom). Nadmierna ilość wyżej wymienionych związków prowadzi do powstania zmętnień co przyczynia się do znaczącego skrócenia przydatności piwa do spożycia.
Stabilizacja koloidalna, czyli pochłonięcie polifenoli zawartych w piwie powoduje wydłużenie fizykochemicznej stabilności produktu. W celu usunięcia frakcji białkowej zmętnień piwa stosuje się m.in. różne żele lub zole krzemionkowe. Cząsteczka żelu krzemionkowego ma kulisty kształt, charakteryzuje się dużą porowatością i powierzchnią rozwinięcia. Najczęściej stosuje się dozowanie żelu wraz z ziemią okrzemkową podczas filtracji gotowego już piwa. Spośród preparatów usuwających frakcję polifenolową zmętnień najbardziej popularnym jest poliwinylopolipirolidon (PVPP), który dozowany podczas filtracji działa adsorpcyjnie na aktywne frakcje polifenoli, powodując zmniejszenie ich ilości nawet o 50—70%. Niestety dodatek ten może powodować obniżenie szybkości filtracji.
Ukazuje się coraz więcej badań dotyczących klarowania z chitozanem, który jest naturalnym polimerem częściowo zdeacylowanej chityny. Niektóre pochodne chitozanu adsorbują z piwa metale ciężkie oraz 30-40% polifenoli. Polimer ten może także nieznacznie obniżyć zawartości polifenoli i białek oraz jednocześnie powodować niekorzystny wzrost pH piwa podczas stabilizacji. Zastosowanie chitozanu w kombinacji z tradycyjnymi preparatami używanymi do stabilizacji piwa może przyczynić się do zmniejszenia kosztów produkcji, ale trzeba zadać sobie pytanie czy tego typu preparaty na pewno nie są obojętne na właściwości fizykochemiczne gotowego piwa?
Cel pracy
Celem przeprowadzonych badań było sporządzenie opisu i charakterystyki ilości i jakości pozostałości po chmieleniu na zimno, w zależności od warunków prowadzenia procesu. Dodatkowo przeprowadzono charakterystykę fizykochemiczną piw poddanych różnym warunkom stabilizacji wraz z określeniem ich trwałości fizykochemicznej na podstawie przeprowadzonych prac badawczo-przemysłowych.
Materiał badawczy
- Słód jęczmienny pilzneński Viking Malt
- Chmiel Cascade T-90
- Chmiel Magnum T-90
- Drożdże Fermentis Safale S-04
- Chmiel Magnat T-90
- Chmiel Puławski T-90
- Drożdże Fermentis Safale S-04
- Środki klarujące z chitozanem
- Środek klarujący z kolagenem pozyskiwanym z wysuszonych pęcherzyków pławnych ryb
Charakterystyka i przebieg doświadczenia
A. Przygotowanie prób
Zacieranie każdej warki wykonywano z wytycznymi zbliżonym do wytwarzania brzeczki kongresowej w celu optymalnych warunków dla działania enzymów. Zakres temperatur obejmował:
– 45-50°C – dla enzymów proteolitycznych i β-glukanaz,
– 62-65°C – optymalna temperatura działania β-amylazy,
– 70-75°C – optymalna temperatura działania α-amylazy,
– 78°C – temperatura zakończenia zacierania i filtracji zacieru słodkiego.
Sprawdzano poprawność realizacji zacierania próbą jodową (rys. 1)

Rysunek 1. Próba jodowa (fot. Monika Sterczyńska)
Chmiel goryczkowy dodano w ilości 10 g w czasie 5 min po rozpoczęciu gotowania, natomiast chmiel aromatyczny 5g w czasie 20 min przed końcem. Wytworzone brzeczki poddano gotowaniu przez 60 min w układzie z chłodnicą. Pobrano 500 ml próbki i dodawano chmiel według wariantów doświadczenia. Chmiel dodawano w ilości 15 g na każdą warke.
Brzeczki poddane różnym metodą klarowania gotowano przez czas 60 minut. W tym czasie dodano dwukrotnie chmiel, odpowiednio do danej receptury, w momencie rozpoczęcia gotowania i 15 minut przed końcem procesu.
Metody analityczne
Sprzęt laboratoryjny
- Aparat zacierny
- Wagosuszarka
- Młynek laboratoryjny
- pH-metr Si Analytics HandyLab 100
- Refraktometr firmy Hanna Instruments typ HI 96801
- Mętnościomierz firmy Lovibond TB 300 IR
- Spektrofotometr Ray Leigh UV – 1800 (rys. 2)
- Reometr Viscotester iQ
- Kocioł zacierno-warzelny Speidel-Breumeister

Rysunek 2. Próby do analizy barwy brzeczek i piw w spektrofotometrze (fot. Monika Sterczyńska)

Analizy przeprowadzone na brzeczkach słodowych i piwie:
- Stężenie alkoholu
- pH
- Barwa piwa
- Ekstrakt brzeczek
- Klarowność piwa
- Sucha masa osadu gorącego i chmielin
- Objętość piany
- Napięcie powierzchniowe
- Oznaczenie trwałości piwa metodą forsowania
- Właściwości reologiczne osadu (Lepkość i tiksotropia)
Efekt pracy
Wyniki opracowywane do artykułu
Literatura
- Analytica-EBC, Europen Brewing Convention. Fachverlag Hans Carl, Nϋmberg 1998
- Bamforth C.W. 2010. Beer Is Proof God Loves Us Reaching for the Soul of Beer and Brewing, 213-217, ISBN-10: 0-13-706507-8.
- Baran T., Menteş A., Arslan H., 2015. Synthesis and characterization of water soluble O-carboxymethyl chitosan Schiff bases and Cu(II) complexes. Int. J. Biol. Macromol. 72: 94-103.
- Błażewicz J., Zembold-Guła A. 2007. Milled corn products in worts production, Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 57, 4(A), 41-44.
- Chung Y.-C., Kuo C.-L., Chen C.-C., 2005. Preparation and important functional properties of water-solublechitosan produced through Maillard reaction. Bioresour. Technol. 96(13): 1473-1148.
- Chung Y.C., Wang H.L., Chen Y.M., Li S.L., 2003. Effect of abiotic factors on the antibacterial activity of chitosan against waterborne pathogens. Bioresour. Technol. 88: 179-184.
- Elliot, R. J.; Gardner, D. L. Proline determination with isatin, in the presence of amino acids. Anal. Biochem. 1976, 70, 268−273.
- Kunze W. 2014. Technology Brewing and Malting, 5th English Edition. ISBN: 978-3-921690-77-2.
- Poreda A., Sterczyńska M., Jakubowski M., Zdaniewicz M. 2014. Klarowanie brzeczki piwnej przy użyciu karagenu – aspekty technologiczne i jakościowe. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 576, 89–98.
- Sterczyńska M. 2017. Technologiczne aspekty klarowania brzeczki piwnej z uwzględnieniem zmodyfikowanej metody separacji osadów w kadzi wirowej. Rozprawa Doktorska, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy, Im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.
- Wang L., Xu X., Guo S., Peng Z., Tang T., Novel water soluble phosphonium chitosan derivatives: Synthesis, characterization and cytotoxicity studies. Int. J. Biol. Macromol. 2011. 48(2): 375–380.
- Wzorek W., Haberowa H., Brudzyński A., Kwiatkowska J.: Próby zastosowania chitozanu do stabilizacji koloidalnej piwa jasnego. Przem. Spoż., 2002.