Efekti aeracije, nivoa kalcija i temperatura ukomljavanja sladovine na brzinu i stupanj prevrelosti piva/atenuaciju/, bistrenje piva /flokulaciju/ i senzorne karakteristike piva
U amaterskoj proizvodnji piva kojom se bavim često sam se susretao sa nelogičnim rezultatima koje fermentacija ostavlja u konačnom proizvodu. Iako su dostupne relevantne knjige, studije i radovi koji su definirali efekte različitih karakteristika pivarske sladovine na tok, kvalitetu i brzinu fermentacije, te stvaranje fermentacijskih nusproizvoda, odlučio sam sprovesti niz jednostavnih eksperimenata kojima ću sam pokušati dovesti u korelaciju tri vrlo bitne karakteristike sladovine sa karakteristikama konačnog proizvoda – piva. Te tri karakteristike sladovine su a) količina otopljenog kisika u sladovini prije dodavanja kvasca b) količina kalcija u sladovini koja stoji na raspolaganju stanicama kvasca i c) različite temperature ukomljavanja.
Eksperimente sprovodim isključivo zbog svoje vlastite znatiželje i na samom početku napominjem: da nemam diplomu iz prirodnih nauka; da su eksperimenti isključivo amaterski pokušaj rasvjetljavanja efekata ne/sprovođenja određenih pivarskih tehnika na konačni proizvod u svrhu mog vlastitog usavršavanja u amaterskom pivarstvu; da nemam laboratorijske uslove, odnosno da koristim metode uobičajene među pivarima amaterima, što isključuje ozbiljan naučni pristup i naučne metode i na kraju – da sve ovo radim isključivo iz perspektive pivara amatera.
Ipak, uz sve gore nabrojano, dat ću sve od sebe da eksperimenti budu sprovedeni što bliže osnovnim principima naučnog istraživanja, onoliko koliko mi uslovi budu dozvoljavali, te da će se sastojati od 1. Istraživanja dostupne literature, 2. Konstatacije problema, 3. Hipoteze, 4. Eksperimenta, 5. Rezultata i 6. Zaključka.
Napominjem i to da, iako bih neke od uslova eksperimenta mogao učiniti laboratorijskim, to neću uraditi jer želim da se tok svih eksperimenta odvija onim uslovima u kojima pivari amateri najčešće proizvode svoja piva.
Eksperiment broj 1. - Efekti različitih nivoa O2 u sladovini na stupanj prevrelosti piva i senzorne karakteristike piva.
Problem: Pivari amateri nemaju opremu kojom bi mogli izmjeriti količinu otopljenog kisika u sladovini, a za obogaćivanje sladovine kisikom nakon kuhanja najčešće koriste primitivne metode ručne ili mašinske agitacije sladovine kako bi se u istu otopila određena količina kisika. Najčešće nisu svjesni vrijednosti otopljenog kisika u sladovini izraženoj u 'mg/l (miligramima po litru) odnosno 'ppm' (parts per million). S obzirom da kisik igra veliku ulogu u prvim satima fermentacije kada se kvasac množi, jer ga stanice koriste za sintezu sterola i zasićenih masnih kiselina, njegov nedostatak može dovesti do usporenih fermentacija, nedovoljno prevrelog piva i pojave neželjenih okusa u pivu. Steroli i nezasićene masne kiseline služe za održanje strukture stanične membrane i kontrolu propusnosti membrane, a stanica kvasca ih sama proizvodi koristeći kisik. Napominjem da je fermentacija kao takva anaeroban proces i da bi se odvila nije potreban kisik, ali je isti od krucijalne važnosti za razmnožavanje kvasca u početnim fazama fermentacije.
Ovaj eksperiment ima za cilj da istraži kakve efekte imaju različite količine otopljenog kisika na konačno proizvedeno pivo.
Svi poznati izvori, kao i veliki proizvođači pivskih kvasaca navode da je za uspješnu ferementaciju potrebno minimalno 8 mg/l O2 otopljenog u sladovini. Sve velike, komercijalne pivare to postižu injekcijom čistog kisika u sladovinu, dok amateri koriste ručno mućkanje fermentora, akvarijsku pumpicu ili miksanje sladovine bušilicom sa nastavkom za miješanje farbe.
Činjenica koja će predstavljati prepreku ovom eksperimentu je nemogućnost mjerenja količine kisika otopljenog u sladovini. Međutim imam dvije vrlo bitne polazišne pozicije: 1. Znam da prokuhana sladovina sigurno sadrži 0,00 mg/l otopljenog kisika, 2. Deset minuta miksanja bi trebalo otopiti cca. 8 mg/l kisika u sladovinu.
Za određivanje gore navedenog koristio sam referencu iz knjige 'Yeast The practical guide to beer fermentation' (str. 79) gdje stoji da će 5 minuta ručnog mućkanja fermentora otopiti 2,71 mg/l O2 u 20 l sladovine (dokazano eksperimentom). S obzirom da je miksanje bušilicom/mikserom daleko agresivnije, bio sam slobodan procijeniti da će 5 minuta miksanja bušilicom otopiti 4 mg/l O2 u 20 l sladovine, a 10 minuta 8 mg/l O2 u 20 l sladovine.
Sljedeća prepreka na koju nailazim u sprovođenju svog eksperimenta je veličina uzorka. Naime, svi moji uzorci bit će volumena 0,4 l i logično je zaključiti da primjenom gore navedenih vremena miksanja neću dobiti iste količine O2 u uzorcima. Zato sam jednostavnom ratio analizom, odnosno analizom omjera, napravio ta vremena primjenjivim za manji uzorak.
S obzirom da svi moji 0,4 litarski uzorci predstavljaju pedeseti dio dvadeset litarskog uzorka kakav su koristili u eksperimentu iz knjige, smatrao sam da je bilo dovoljno jednostavno podijeliti vrijeme miksanja sa ponderom 0,5 i time svesti vrijeme miksanja na manji uzorak uz dobijanje istog rezultata.
Dakle, ako je za 20 litara sladovine potrebno 10 minuta (600 sekundi) miksanja da bi se otopilo 8mg/l O2, onda je za 0,4 l sladovine potrebno 12 sekundi miksanja za isti rezultat (600/50). Za 6 sekundi miksanja bi dobili 4 mg/l otopljenog O2, a za 3 sekunde 2mg/l otopljenog O2.
Iako zbog nedostatka opreme nemam načina da provjerim tačnost gore navedenih tvrdnji koje su nastale na osnovu nekih sigurno provjerenih podataka kao što je eksperiment iz knjige, ali i mojih vlastitih pretpostavki, velika je vjerovatnoća da sam vrlo blizu istini.
Međutim, sve i da nisam, eksperiment će sigurno imati jedan uzorak koji će biti potpuno bez kisika, a ostali uzorci će biti obogaćivani različitim količinama kisika, što će nadam se, dati rezultat iz kojeg će se moći izvući kvalitetan i svrsishodan zaključak i što opravdava sprovođenje eksperimenta.
Planirani tok eksperimenta:
Za ovaj eksperiment bit će korišteni uzorci sladovine napravljene od pilsnerskog i 'crystal' slada u omjeru 95%:5%, specifične gustoće 1.050 SG (12,38° Plato), volumena 0,4 l, čija će se fermentacija odvijati u sterilnim, plastičnim PET bocama zapremine 0,5 l. Ukomljavanje će se vršiti na 64°C. Svaka boca će imati instaliran balon umjesto airlocka, čime će se moći pratiti napredak fermentacije po količini otpuštenog CO2 (napuhanosti balona) i čime će biti moguće vizuelno utvrditi razlike u brzini fermentacije među uzorcima. Kvasac korišten za ovaj eksperiment bit će Fermentis T-58 koji je poznat kao prilično brz fermentator. Svi uzorci će biti ohlađeni na 24°C u trenutku dodavanja kvasca, a fermentacija će se odvijati na konstantnoj temperaturi od 22°C. Količina kvasca koja će biti dodana u uzorke za ovaj eksperiment će biti cca. 1 milion stanica po mililitru sladovine*°P, što je manje od preporučene doze kvasca ('under-pitch'). Ovo se radi namjerno, jer se tek sa manjom količinom kvasca od preporučene vide pravi efekti količine kisika koji mu je na raspolaganju. Dakle, što više kvasca ima u sladovini na početku fermentacije, a prije početka razmnožavanja kvasca (u slučaju 'over pitch-a'), kisik je manje bitan, ali to nosi i posljedice, što je tema za neki drugi eksperiment.
Apsolutno sve karakteristike uzoraka će biti jednake, osim količine otopljenog kisika:
-Uzorak #1 neće biti miksan, a u bocu će biti prebačen što opreznije bez ikakvog bućkanja, koristeći 'bottling stick'. Količina kisika 0,00 mg/l
-Uzorak #2 će biti miksan 3 sekunde što bi trebalo u sladovinu otopiti 2,00 mg/l O2.
-Uzorak #3 će biti miksan 6 sekundi što bi trebalo u sladovinu otopiti 4,00 mg/l O2.
-Uzorak #4 će biti miksan 9 sekundi što bi trebalo u sladovinu otopiti 6,00 mg/l O2.
-Uzorak #5 će biti miksan 12 sekundi što bi trebalo u sladovinu otopiti 8,00 mg/l O2.
Eksperiment i rezultati:
Iako je bilo jako puno posla, kompletna priprema eksperimenta je prošla bez problema. Sve veličine su pogođene precizno. U prvu bočicu sladovina je prebačena bottling stickom, dok su se na druge bočice primjenila vremena miksanja, kako je gore navedeno.
Rezultati eksperimenta su u najmanju ruku iznenađujući, odnosno, toliko pravilnosti u ponašanju uzoraka zaista iznenađuje.
Prije svega nekoliko fotografija.
Kao što je primjetno prema napuhanosti balona, 12 sati nakon dodavanja kvasca uočljiva je povezanost između količine otopljenog kisika u sladovini i količini otpuštenog CO2 prilikom fermentacije, pa samim tim i dinamike fermentacije. Očigledno, uzorak sa najviše kisika već nakon 12 sati aktivno fermentira, dok je uzorak koji nije sadržavao kisik u tom trenutku tek počeo pokazivati prve znakove fermentacije.
Nakon 24 sata fermentacije, evidentno je da uzorci sa manje kisika po volumenu balona počinju sustizati uzorke koji su bili više obogaćeni kisikom. Skrećem ipak pažnju da se na fotografijama ne može najbolje vidjeti stvarni srazmjer veličine balona na različitim fotografijama – obratite pažnju na razmak između boca i prema tome možete zaključiti koliko su baloni zapravo povećani.
Nakon 7 dana svakodnevnih mjerenja vrijednosti specifične gustoće dva puta dnevno, rezultati su sljedeći:
U grafičkom prikazu to izgleda ovako:
Za veću rezoluciju klik na OVAJ link.
Za veću rezoluciju klik na OVAJ link.
Zaključak ovog eksperimenta, nakon uvida u fotografije i rezultate mjerenja vrijednosti specifične gustoće piva kroz vrijeme se nameće sam po sebi. Eksperiment je potvrdio da veća količina otopljenog kisika u sladovini proporcionalno utiče na brzinu fermentacije i smanjuje takozvani 'lag time', odnosno vrijeme koje je potrebno da kvasac zapravo počne aktivno fermentirati.
Kao što je primjetno na grafičkom prikazu, postoji velika razlika u ponašanju uzoraka u prvom i drugom danu fermentacije, kada se može primjetiti da uzorci koji su obogaćeni sa više kisika postižu skoro 20% prevrelosti, dok su uzorci sa manje kisika tek na 3-5% prevrelosti.
Osim toga, smatram da je najvažniji zaključak eksperimenta to da količina kisika značajno mijenja terminalnu gustoću piva, kao što se može vidjeti iz rezultata.
Međutim, iz eksperimenta se mogu izvući još neki vrlo korisni i zanimljivi zaključci. Kao što se može primjetiti u grafičkom prikazu, uzorak broj 5 koji je sadržavao 8 mg/l O2, najbrže je fermentirao i najbrže je dosegnuo svoju terminalnu gustoću – već petog dana, dok je uzorak bez kisika u šestom danu fermentacije dosegnuo svoju terminalnu gustoću. Ono što pomalo zbunjuje je činjenica da je uzorak sa 6 mg/l kisika u sedmom danu smanjio FG za 0.001 stepen. (Napominjem da sam veliku pažnju posvetio preciznosti mjerenja – svi uzorci su mjereni na 20°C, a svaki je izmiksan prije svakog mjerenja da bi se oslobodio CO2, pa uzevši ovo u obzir teško da sam mogao napraviti grešku u mjerenju, mada i tu opciju ostavljam kao otvorenu.)
Dakle, ako je moja matematika ispravna, 20 litara piva bi trebalo miksati agresivno bušilicom sa nastavkom za miješanje farbe čitavih deset minuta, kako bi se u sladovinu otopila količina kisika ekvivalentna količini kisika iz uzorka broj 5 (što bi trebalo biti 8 mg/l). Time bi postigli prevrelost piva od 84%, ali treba uzeti u obzir da su ovi uzorci ukomljavani na niskoj temperaturi (64°C), što također ima velikog uticaja na prevrelost piva, kako ćete vidjeti iz narednih eksperimenata.
Osim toga, topivost kisika u sladovini također zavisi od dva bitna faktora, a to su specifična gustoća (što je veća, to je slabija topivost kisika), tako da bi vrijeme miksanja trebalo produžiti za piva sa višim početnim gustoćama (1.060 +) i temperatura sladovine (što je niža, to se kisik bolje otapa).
Treba znati i da je pivo moguće previše obogatiti kisikom što može nositi negativne posljedice, ali s obzirom da rijetko koji pivar amater ima mogućnost injekcije čistog O2 u pivo, takva mogućnost je skoro nemoguća koristeći metodu miksanja.
Što se tiče okusa uzoraka, prema mojoj procjeni, manje aerirani uzorci zaista su imali jači miris na kvasac i jaču voćnu notu, što ukazuje na veću produkciju estera u ambijentu sa manje kisika.
Rezultate ovog eksperimenta dobro bi bilo uporediti sa rezultatima eksperimenta broj 3. iz čega se također mogu izvući korisni zaključci vezani za kombinacije razina kisika u sladovini i temperatura ukomljavanja i njihovog efekta na dinamiku fermentacije i nivo prevrelosti piva.
Eksperiment broj 2. - Efekti različitih nivoa kalcija u sladovini na stupanj prevrelosti piva i flokulaciju/bistrenje
Problem:
Flokulacija je osobina kvasca koja mu omogućava da nakon završene fermentacije formira nakupine, odnosno grupe međusobno 'slijepljenih' stanica koje zbog svoje težine potonu na dno fermentacijske posude i time izbistre pivo. Prerana i previše intenzivna flokulacija, odnosno grupiranje stanica i njihovo taloženje, može predstavljati problem jer će nedovoljno stanica ostati u suspenziji da eventualno metaboliziraju višak diacetila nastalog za vrijeme fermentacije, dok će prekasno ili predugo taloženje dovesti do problema sa bistrinom piva, kao i eventualnog okusa i/ili teksture kvasca koji se mogu osjetiti u konačnom proizvodu.
Postoje neki sojevi kvasca gornjeg vrenja koji su izrazito dobri flokulatori kao što je na primjer Fermentis S-04 i ostali engleski sojevi, dok u isto vrijeme postoje jako loši flokulatori, kao što su na primjer kvasci koji se koriste za njemačka piva gornjeg vrenja – kolsch i altbier. Na ovo prvenstveno utiču geni koje ovi kvasci nose i koji kontroliraju kemijske komponente (prvenstveno određene proteine) koje čine strukturu stanične membrane kvasca.
Identificirani su proteini koji su zaslužni za vezivanje (slijepljivanje) staničnih membrana različitih stanica čime se stvaraju nakupine (klasteri) kvasca, a ti proteini se nazivaju zimolektini (eng. zymolectins).
Pretpostavlja se da je kalcij ključni element koji potpomaže navedene proteine da naprave veze između stanica i time omogući taloženje kvasca. Cilj ovoga eksperimenta je da utvrdi da li zaista i u kojoj mjeri postoji povezanost količine kalcija u sladovini sa bistrenjem piva.
Planirani tok eksperimenta:
Kvasac koji će biti korišten za ovaj eksperiment će biti Fermentisov T-58 soj kvasca gornjeg vrenja koji je prema specifikaciji proizvođača srednje dobar flokulant, međutim iz iskustva znam da se taj kvasac jako loše taloži i mislim da je proizvođač naveo pogrešan podatak u specifikaciji te je umjesto sa 'medium' flokulaciju trebao označiti sa 'low'. Također, naišao sam na internetu na mnogo svjedočenja korisnika ovog kvasca koji su se žalili na lošu flokulaciju. To je dakle odličan soj kvasca za sprovođenje planiranog eksperimenta.
Za ovaj eksperiment najveća prepreka koju sam imao je bila kako izmjeriti tako male količine gipsa za moje male uzorke (na primjer 0,05 grama i manje) ali sam problem riješio tako što sam deset grama gipsa otopio u 100 mililitara destilirane vode pa sam dozirao gips sa preciznom špricom. U ovom slučaju svaki mililitar otopine sadržavao je 100 miligrama CaSO4, odnosno deseti dio grama.
Naravno, za ovaj eksperiment ću koristiti destiliranu (RO) vodu za ukomljavanje, kako bih izbjegao unošenje minerala koji već postoje u vodovodnoj ili kupovnoj pijaćoj vodi, a uzorci će biti napravljeni od pilsnerskog i crystal slada. Iako slad sadrži određenu vrlo malu količinu kalcija koja je dokazano nedovoljna za sve fermentacijske procese uključujući i flokulaciju, smatrat ćemo je za potrebe eksperimenta zanemarivom i sladovina koja bude napravljena sa destiliranom vodom bez dodatka gipsa će biti označena sa 0 mg/l kalcija, dok će se sladovinama za ostale uzorke pripisati samo količina dodanog kalcija u obliku gipsa. Za određivanje količina gipsa potrebnih za postizanje željenih nivoa kalcija u sladovini, bit će korišten 'EZ water' kalkulator dostupan na ovoj web stranici: http://www.ezwatercalculator.com/, a jedan je od najčešće korištenih kalkulatora među pivarima amaterima. Za ovaj eksperiment nije korišten suhi ekstrakt ječmenog slada jer ne mogu znati s kakvom vodom su proizvođači tog ekstrakta ukomljavali slad u proizvodnji i koliko kalcija su u proizvodnom procesu već unijeli u ekstrakt.
Apsolutno sve karakteristike uzoraka za ovaj eksperiment će biti jednake, osim količine otopljenog kalcija:
- Uzorak #1 0 mg/l Ca
- Uzorak #2 28 mg/l Ca
- Uzorak #3 57 mg/l Ca
- Uzorak #4 114 mg/l Ca
- Uzorak #5 200 mg/l Ca
Uzorci će biti dozirani sa 12 miliona stanica kvasca (Fermentis T-58) po mililitru sladovine*°P, a svi uzorci će biti aerirani na nivo od 8 mg/l kisika, metodom iz prethodnog eksperimenta. Sladovina će biti kuhana 10 minuta. Ukomljavanje će se vršiti na 64°C, pH vrijednost komine će biti podešena na 5,3.
Sljedeći problem ovog eksperimenta će biti određivanje vrijednosti 'Y' ose. Pošto ne postoji način da se bistroća izmjeri (zapravo postoji, ali ja ga nemam), bistroću ću podijeliti na pet nivoa, i to potpuno mutno, jako mutno, umjereno mutno/bistro, jako bistro i potpuno bistro. Dakle, u ovom eksperimentu bit će moguće dovesti u korelaciju testirane uzorke sa bistroćom/mutnoćom piva samo vizuelnom inspekcijom što je dosta subjektivna metoda.
Teoretski, mikroskopom bi se mogle brojati stanice malih uzoraka iz svake PET boce preostalih u soluciji, te bi se ovi rezultati mogli uključiti u analizu, što bi dalo zaista precizne rezultate, ali na žalost mikroskopom ne raspolažem, a kako sam na samom početku naglasio – cilj nije dobiti rezultate u svrhu naučnog istraživanja, nego je cilj utvrditi da li iz perspektive pivara amatera (koji najčešće nema mikroskop, nego samo svoje oči), postoji korelacija između količine kalcija i bistroće/mutnoće piva, tako da u ovom slučaju to što ne raspolažem mikroskopom ne smatram manjkom eksperimenta, nego upravo prednošću. Dakle ako bude oku primjetnih razlika, ovaj eksperiment ću smatrati uspješnim, odnosno potvrdit ću hipotezu da kalcij ima značajnog utjecaja na klarifikaciju piva sa aspekta amaterskog pivarstva.
Još jedna od stvari na koje treba paziti u ovom eksperimentu je nemogućnost fizičkog pomjeranja ili micanja uzoraka pred kraj i nakon završene fermentacije, jer micanjem tako malih uzoraka izbistreno pivo bi se vrlo vjerovatno do određene mjere zamutilo. Ako bih slučajno samo jednu bocu pomjerio i zamutio, čitav eksperiment bi propao.
Rezultate ću nastojati dokumentirati kvalitetnim fotografijama.
Smatram da za ovaj eksperiment nema potrebe mjeriti dinamiku fermentacije u vremenskim serijama, ali ipak ću to uraditi, prvenstveno zato jer će se podaci moći uporediti sa ostalim eksperimentima, a uzorci iz ovog eksperimenta će se moći koristiti kao kontrolni uzorci za prethodni eksperiment sa kisikom jer su svi aerirani na 8 mg/l O2.
Eksperiment i rezultati:
Uzorci koji su bili dozirani sa različitim količinama gipsa (CaSO4) kako bi se postigli različiti nivoi kalcija u sladovini, nakon 12 i 24 sati fermentacije ukazuju na to da se u svakom uzorku fermentacija odvija jednakim tempom, što je vidljivo iz narednih fotografija.
Prikazane fotografije u potpunosti su u skladu sa rezultatima mjerenja specifične gustoće kroz vrijeme, a koji su prikazani u narednoj tabeli.
Za veću rezoluciju klik naOVAJ link.
Kao što sam već naveo, ovaj eksperiment sa kalcijem predstavlja odličnu kontrolu prethodnog eksperimenta s kisikom. Sasvim je očigledno da nivo kalcija nema nikakvog efekta na dinamiku fermentacije. S obzirom da su sve karakteristike uzoraka bile jednake, osim nivoa kalcija može se bez ikakve sumnje zaključiti da kalcij nema značajnijeg uticaja na fermentacijski proces. Svi uzorci fermentirali su potpuno jednakom dinamikom uz zanemariva odstupanja, a zanimljivo je uporediti dinamiku fermentacije svih uzoraka iz ovog eksperimenta koji su aerirani na nivo od 8 mg/l kisika i ukomljavani na 64°C, sa uzorkom broj 5 iz prvog eksperimenta koji je također bio obogaćen sa 8 mg/l kisika i ukomljavan na 64°C. Sasvim je jasno da su svi uzorci sa 8 mg/l kisika pratili jednaku krivulju, odnosno da su imali istu dinamiku fermentacije. Treba naglasiti da je u eksperimentu sa kisikom korišteno daleko manje kvasca nego u ovom eksperimentu, ali to izgleda nije imalo uticaja na tempo fermentacije.
Što se tiče cilja ovog eksperimenta, odnosno utvrđivanja da li i u kojoj mjeri kalcij ima efekta na bistrenje piva, odnosno flokulaciju kvasca, također jako zanimljivi rezultati. Kao što sam napomenuo jako je teško fotografijama prikazati stvarnu sliku i izgled predmeta, posebno kada se trebaju uočiti takve stvari kao što je mutnoća.
Ipak mislim da se iz narednih fotografija sasvim jasno vidi razlika između uzoraka, posebno po količini nataloženog kvasca na dnu boca. Fotografije su uslikane 8 dan fermentacije, cca. 4 dana nakon postizanja terminalne gustoće, na sobnoj temperaturi. Uzorci nisu pomjerani.
Ovdje se baš najbolje i ne vidi stvarna razlika između uzoraka, ali ako obratite pažnju na količinu istaloženog kvasca, može se zaključiti da su se uzorci broj 3, 4 i 5 počeli više i intenzivnije taložiti od uzoraka broj 1 i 2. Što se mene tiče, prilikom pregledavanja uzoraka, jasno sam vidio puno jaču zamućenost uzoraka broj 1 i 2 u odnosu na uzorke 3, 4 i 5.
Iz ovoga eksperimenta se može zaključiti da je za uspješnu i brzu flokulaciju potrebno najmanje 50 mg/l kalcija, a da sve vrijednosti preko 50 mg/l neće posebno poboljšati flokulacijske osobine kvasca.
Nisam primjetio nikakvu značajnu razliku u okusu među uzorcima, ali treba imati na umu da u ovim uzorcima nije korišten hmelj, a da gips mijenja percepciju okusa hmelja.
Eksperiment broj 3. - Efekti različitih temperatura ukomljavanja sladovine na stupanj prevrelosti piva i senzorne karakteristike.
Problem: Svim pivarima amaterima poznato je da enzimi iz slada koji su zaslužni za saharifikaciju, odnosno ošećerenje, djeluju u temperaturnom rasponu od 63°C do 70°C. Poznato je i to da će ukomljavanje na nižim vrijednostima ovog raspona aktivirati enzime koji će stvoriti fermentabilniju sladovinu, dok će ukomljavanje u višim vrijednostima ovog raspona stvoriti manje fermentabilnu sladovinu.
Cilj ovog eksperimenta je da pokaže koliko je zapravo temperatura ukomljavanja bitan faktor i da li se istom zaista može kontrolirati terminalna specifična gustoća piva i punoća okusa piva, odnosno formiranje takozvanog 'tijela' piva, s jedne, i suhoće piva s druge strane.
Niže temperature ukomljavanja trebale bi isušiti pivo, dok bi više temperature ukomljavanja trebale stvoriti punije i slađe pivo zbog velike količine nefermentabilnih šećera koje nastaju u enzimskim reakcijama na tim temperaturama. Sve navedeno trebalo bi biti evidentno na kraju eksperimenta iz numeričkih rezultata mjerenja vrijednosti završnih gustoća pojedinačnih uzoraka.
Planirani tok eksperimenta:
Jednako kao i u prethodna dva eksperimenta, za ovaj će koristiti klasična metoda ukomljavanja ječmenog slada na različitim temperaturama. Zbog vjerodostojnosti, koristit ću mješavinu pilsnerskog i crystal slada u omjeru 95%:5%, kakva se često koristi u receptima za jednostavna i uobičajena piva.
Ukomljavanje ću vršiti u litarskim termos bocama, a planirano je dobiti početnu gustoću od 1.050 S.G. kod svakog uzorka.
Apsolutno sve karakteristike uzoraka za ovaj eksperiment će biti jednake, osim temperature ukomljavanja:
- Uzorak #1 će se ukomljavati na 62°C
- Uzorak #2 će se ukomljavati na 64°C
- Uzorak #3 će se ukomljavati na 66°C
- Uzorak #4 će se ukomljavati na 68°C
- Uzorak #5 će se ukomljavati na 72°C
Svi uzorci za ovaj eksperiment će biti aerirani na nivo od 8 mg/l O2 metodom iz prvog eksperimenta. Nivo kalcija u svim uzorcima će biti 114 mg/l, a sladovina će biti nacijepljena sa 12 miliona stanica kvasca po mililitru po uzorku*°P. Sladovina će biti kuhana 10 minuta za sve uzorke. Svi uzorci će biti ukomljavani 60 minuta. pH vrijednost komine svih uzoraka će biti podešena na 5,3.
Eksperiment i rezultati:
S obzirom na to da je za tako malu količinu sladovine bilo jako teško procijeniti pravilnu količinu slada potrebnu za postizanje željene početne gustoće, nisam uspio postići početnu gustoću od 1.050 S.G. kako je planirano, nego 1.044 S.G. Ovo zapravo ni malo ne mijenja konačni ishod, samo se rezultati ovog eksperimenta neće moći porediti sa rezultatima prethodnih dvaju eksperimenata.
Jako sam zadovoljan kako je prošlo ukomljavanje, jer sam postigao temperature precizno u 0,1°C, a termos boce za čitavih 60 minuta nisu izgubile više od 0,3°C.
Kao što se može vidjeti na fotografijama, uzorci iz ovog eksperimenta prvi su počeli pokazivati znakove fermentacije, već nakon 4 sata, za razliku od uzoraka iz ostalih eksperimenata.
Napominjem da su svi uzorci za sva tri eksperimenta iz ovog projekta fermentirani na istoj temperaturi i u istim uslovima i da je u svih 15 uzoraka za sva tri eksperimenta kvasac dodan u isto vrijeme. Izgleda da se je niži početni OG u ovom eksperimentu zaslužan za takvo ponašanje kvasca. Još jedna od zanimljivosti koje se mogu primjetiti na ovim fotografijama je kraeusen, odnosno pjena na površini piva. Vrlo je interesantno kako najveću pjenu ima uzorak koji je ukomljavan na 62°C, a kraeuzen se, kako se povećava temperatura ukomljavanja u uzorcima, sve više i više smanjuje. Uzorak koji je ukomljavan na 72°C nikako za vrijeme cijele fermentacije nije imao kraeusen. Iz ovoga bi se moglo zaključiti da piva koja su ukomljavana na nižim temperaturama imaju izraženiju tendenciju za takozvani blow off, odnosno izbijanje kroz vrenjaču za vrijeme burne fermentacije, od onih koja su ukomljavana na višim temperaturama, jer očigledno stvaraju veći kraeusen od onih ukomljavanih na višim temperaturama. Također sa ovih slika se po volumenu balona može vidjeti da se fermentacija odvijala uniformno u prvih 12 sati, ali je do odstupanja došlo u periodu od 12-og do 24-og sata fermentacije, kada je primjetno smanjivanje aktivnosti u uzorcima ukomljavanim na višim temperaturama. Istom dinamikom su se kretale i vrijednosti specifične gustoće iz naredne tabele.
Za veću rezoluciju klik naOVAJ link.
Za veću rezoluciju klik naOVAJ link.
Ovaj eksperiment mi je bio najzanimljiviji od svih i željno sam iščekivao da konačno obradim sve podatke i dobijem rezultat. Kao što se vidi, temperature ukomljavanja itekako mijenjaju konačnu završnu gustoću piva. Uzorci koji su ukomljavani na 62°C i 64°C dosegnuli su 83% prevrelosti, dok je uzorak koji je ukomljavan na 72°C dosegnuo tek 65% prevrelosti.
Treba ipak skrenuti pažnju da i mnogi drugi faktori utiču na atenuaciju i da nije moguće samo temperaturom ukomljavanja postići potpunu kontrolu nad završnim gustoćama piva. Naravno, fermentabilnost sladova u receptu, vrijeme kuhanja sladovine, količina kvasca i još mnogi drugi faktori mogu uticati na završnu gustoću. Također, ja sam ukomljavao jako male uzorke u termos bocama čime sam sigurno imao uniformnu temperaturu u cijeloj komini, dok se kod pivara amatera najčešće javlja problem uniformnog održanja teperature cijele komine – najčešće je komina hladnija na rubovima posude za ukomljavanje nego u samoj sredini. Zato su recirkulacijski sistemi poput HERMS-a ili RIMS-a sigurno rješenje za održavanje konstantne temperature ukomljavanja.
Što se okusa uzoraka tiče, naravno da je uzorak koji je završio na 1.016 S.G. imao puno više slatkoće dok je uzorak koji je završio na 1.008 S.G. bio suh i bez posebne težine na jeziku.
Za kraj samo nekoliko napomena:
- Ako se pitate kako sam mjerio uzorke ispod balona, to sam radio tako što sam podvezivao balone koncem prilikom svakog mjerenja, što mi je oduzelo jako puno vremena i truda. Zato sam nakon 24 h uklonio balone i boce poklopio čepovima koje sam samo lagano zavrnuo da se CO2 može oslobađati.
- Zahvaljujem se Kai-u Troester-u na pomoći u vezi tehničkog dijela izvođenja eksperimenata, posebno jer mi je objasnio kako da odmjeravam male količine gipsa i mliječne kiseline, jer mi je predložio da uradim 'under pitch' na eksperimentu sa kisikom i jer me je spriječio da za eksperiment sa kalcijem koristim DME, što mi je bila namjera. Naime, on mi je objasnio ono što meni nikad ne bi palo na pamet, a to je da je proizvođač DME-a najvjerovatnije ukomljavao slad sa vodom koja je imala dosta kalcija, tako da se u suhom ekstraktu ječmenog slada najvjerovatnije nalazi određena, nepoznata količina kalcija čime eksperiment ne bi bio vjerodostojan.
- Eksperiment sam radio za svoju dušu i da bih sebi dokazao neke stvari koje sam zapravo već znao, samo sam htio izolirati izmjeriti stvarne efekte određenih karakteristika sladovine na konačno pivo. Nadam se da će i vama ovaj cijeli projekt pomoći da bolje shvatite fermentacijske procese i da će vam bar malo rasvijetliti misteriju fermentacije i da ćete svi kuhati bolja i ukusnija piva, odnosno da će vam svako naredno pivo biti bolje od prethodnog.
- Sva tri eksperimenta sam radio istovremeno. To znači da sam morao dnevno uraditi 30 mjerenja i sve te podatke poslije obraditi. Ostavljam mogućnost greške ili propusta i ako neko nešto nelogično primjeti molim da me obavijestite.
- Kompletan ovaj projekat možete skinuti u .doc formatu na OVOM linku.
