Osad gorący i chmieliny (kontynuacja badań)

Charakterystyka

Odpady z warzelni

Brzeczkę gotuje się z chmielem w temperaturze powyżej 100°C, co powoduje wytrącanie gorącego osadu, nazywanego przełomem bądź grubym osadem (rys. 1). W jego skład wchodzą nierozpuszczalne białka, złożone węglowodany, lipidy, garbniki i inne składniki oraz minerały. Wartość procentowa poszczególnych składników osadu w suchej masie jest różna, w zależności od wykorzystanych surowców, wynosi zazwyczaj dla: białka, substancji goryczkowych (od 7 do 32%), polifenoli (od 20 do 30%), węglowodanów (od 4 do 8%), tłuszczy (od 1 do 8%) oraz popiołu (około 5%). Brzeczka o wysokiej zawartości azotu traci go około 6% w związku z wytrąceniem osadu gorącego podczas gotowania. Kwasy goryczkowe i tłuszcze (1-2%) znajdują się wyłącznie w osadzie gorącym, który różni się od zimnego (występującego po schłodzeniu rzeczki) nie tylko ilością, składem, ale także wielkością cząstek. Gęstość osadu gorącego jest wyższa od gęstości brzeczki piwnej i mieści się w przedziale od około 1,2-2,25 g·cm-3.

Rysunek . Osad gorący próbka pobrana ze zbiornika przemysłowego (fot. Monika Sterczyńska)

Cel pracy

Głównym celem prowadzonych badań było sporządzenie opisu i charakterystyki wybranych parametrów wytwarzania brzeczki nastawnej (stylu: pale ale i bitter) z uwzględnieniem ilości i jakości powstających osadów, na podstawie przeprowadzonych prac badawczo-przemysłowych.

Materiał badawczy

  • Słód pale ale Viking Malt
  • Słód biscuit
  • Słód jęczmienny wiedeński Weyermann®
  • Słód jęczmienny pilzneński Viking Malt
  • Słód Caramel Pale
  • Słód karmelowego Crystal
  • Chmiel Magnat T-90
  • Chmiel Junga T-90
  • Chmiel Magnum T-90

Charakterystyka i przebieg doświadczenia

A. Przygotowanie prób

Dodatek chmielu po zakończeniu gotowania i schłodzeniu brzeczki, ma na celu podwyższenie w piwie poziomu aromatu chmielowego bez zwiększenia goryczki. Zabieg ten, jest częściej stosowany przy produkcji piw górnej fermentacji. Przy piwach dolnej fermentacji zastosowanie ma nieco odrębna technika późnego chmielenia (ang. late hopping). Bardzo często spotyka się chmielenie podczas fermentacji cichej. Dodatkowo przeprowadzono eksperyment reagowania granulatu z chmielu na rozpuszczenie materiału w wodzie o różnej temperaturze (21°C oraz powyżej 100°C).

B. Przeprowadzenie zacierania metodą kongresową

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 (rys. 2), 

– 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.

Brzeczki gotowano przez 60 minut. W tym czasie dodano dwukrotnie chmiel, odpowiednio do danej receptury, w momencie rozpoczęcia gotowania i 15 minut przed końcem procesu. W warkach półprzemysłowych dodano 32 litry wody (w tym 5 litrów wykorzystano przy wysładzaniu). Wariantami, które zostały wyprodukowane w skali półtechnicznej były te, które charakteryzowały się najlepszymi parametrami spośród brzeczek kongresowych. Charakterystyka wariantów doświadczeń została przedstawiona w poniższych tabelach.

Rysunek 2. Kocioł zacierno-warzelny Speidel-Breumeister: a) widok ogólny; b) środek zbiornika (fot. Monika Sterczyńska)

Tabela 1. Warianty doświadczeń

Pale ale 1 (pa_1)

Pale ale 2 (pa_2)

48 g słodu pale ale Viking

1,5 g słodu biscuit

0,3 g chmielu Magnat

43,5 g słodu pale ale Viking

6,5 g słodu biscuit

0,3 g chmielu Magnat

Bitter 1 (b_1)

Bitter 2 (b_2)

28,3 g słodu wiedeńskiego Vienna

18,9 g słodu pilsneńskiego Viking Pils

1,5 g słodu karmelowego Caramel

1,5 g słodu karmelowego Crysla

0,25 g chmielu Magnum

0,25 g chmielu Junga

23,5 g słodu wiedeńskiego Vienna

23,5 g słodu pilsneńskiego Viking Pils

1,5 g słodu karmelowego Caramel

1,5 g słodu karmelowego Crysla

0,25 g chmielu Magnum

0,25 g chmielu Junga

Słodowa 1 (referencyjna 1) (s_1_ch)

Słodowa 2 (referencyjna 2) (s_2_ch)

50 g słodu pils Viking

0,3 g chmielu Magnat

50 g słodu pils  Viking

0,25 g chmielu Magnum

0,25 g chmielu Junga

Pale Ale – PA

Bitter -B

5 kg słodu pale ale Viking

150 g słodu biscuit

30 g chmielu Magnat

3 kg słodu wiedeńskiego Vienna

2 kg słodu pilsneńskiego Viking Pils

150 g słodu karmelowego Caramel

150 g słodu karmelowego Crystal

25 g chmielu Magnum

25 g chmielu Junga

W przypadku brzeczek kongresowych do zacierania wykorzystano wodę destylowaną. Natomiast realizując doświadczenia w skali półtechnicznej użyto wodę technologiczną. W tych wariantach przeprowadzono również wysładzanie w celu podniesienia wartości ekstraktu. W żadnym z wariantów doświadczeń nie stosowano enzymów ani środków klarujących.

Metody analityczne

Sprzęt laboratoryjny

  • Aparat zacierny 
  • Wagosuszarka
  • Stanowisko do analizy białek metodą Kjeldahla (mineralizoator, destylarka)
  • 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
  • Reometr Viscotester iQ
  • Kocioł zacierno-warzelny Speidel-Breumeister

 Analizy przeprowadzone na brzeczkach słodowych i piwie:

  • Sucha masa osadu gorącego i chmielin
  • Białko ogółem 
  • Ekstrakt brzeczki laboratoryjnej 
  • Polifenole
  • Prolina
  • Barwa brzeczki
  • Mętność brzeczki
  • Lepkość i tiksotropia
  • Uproszczona wydajność warzelni 

Literatura

  1. Analytica-EBC,  Europen  Brewing  Convention.  Fachverlag  Hans  Carl,  Nϋmberg 1998
  2. 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.
  3. Błażewicz  J.,  Zembold-Guła  A.  2007.  Milled  corn  products  in  worts  production, Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 57, 4(A), 41-44.
  4. Elliot,  R. J.;  Gardner,  D.  L.  Proline  determination  with  isatin,  in the  presence  of amino acids. Anal. Biochem. 1976, 70, 268−273.
  5. Kunze W. 2014. Technology Brewing and Malting, 5th English Edition. ISBN: 978-3-921690-77-2.
  6. 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.