1+2 vormen de aerobe Respiration (ademhaling) fase, en 3+4 de anaerobe Fermentation (vergisting) fase. Zie bovenstaande grafiek.

Transcriptie

1 Lucht Lucht is een interessante materie. Je kunt het ademen en je moet in principe ook niet vergeten dat te blijven doen. Het kan ergens aan zitten en je kunt het scheppen. Het wordt veelvuldig gebakken en gebakken lucht uit bekende productiecentra als Den Haag, Brussel en Washington geniet een zekere faam. Het gas lucht is een mengsel en bestaat voor 78% uit stikstof, 21 % uit zuurstof en de resterende 1 % is koolzuurgas, waterdamp en overige gassen. Dat levende organismen de zuurstof uit de lucht nodig hebben om te blijven bestaan is bekend. Levende organismen. Hoe zit dat dan met onze brouwersgist (sacchararomyces cerevisiae / pastorianus)? Ik ben eens in dit onderwerp gedoken en kwam tot enkele verrassende ontdekkingen (voor mij althans). We weten allemaal dat Suiker + Gist = Alcohol + Koolzuurgas + Warmte. Feitelijk is dit niet helemaal volledig, en moet er staan: Suiker + Gist + Zuurstof = Alcohol + Koolzuurgas + Warmte + Meer Gist. Dit stukje gaat over de relatie tussen Lucht en Meer Gist, en over de wenselijkheid, Meer Gist te hebben. Fases in de vergisting Gedurende de vergisting worden de volgende fasen onderscheiden (ik gebruik de in de literatuur gebruikte Engelstalige terminologie): 1. Lag. De gist past zich aan de heersende omstandigheden als temperatuur, suikers en aanwezige zuurstof aan. Als de gist afkomstig is van een giststarter die gemaakt werd met dezelfde grondstoffen als voor de hoofdvergisting, zal dit de duur van de lag fase aanzienlijk verkorten. Een goede reden om een giststarter te maken en wel van wort extract. 2. Exponential. De gist consumeert de aanwezige zuurstof en vermeerdert zich snel. Gistcellen doen het niet met elkaar, maar delen zich, dat noemen we celdeling. Iedere minuten verdubbelt het aantal gistcellen, totdat alle zuurstof is opgebruikt

2 en dit laatste kan, als er geen zuurstof wordt toegevoerd, al na 1 uur het geval zijn. 3. Stationary. De zuurstofloze (an-aerobe) vergisting start, de gist zet suikers om in alcohol. Er wordt dan flink wat werk verzet: 1 kilo vergistbare suiker geeft 0,5 kilo ethanol en 0,46 kilo koolzuur waarbij 586,6 kj/kg warmte vrijkomt. In 40 liter van 16 Plato zit +/- 6 kg vergistbare suiker. 4. Death. Als alle vergistbare suikers zijn opgebruikt, valt er voor de gist niets meer te eten en volgt een rust periode, op termijn zal de gistcel afsterven. 1+2 vormen de aerobe Respiration (ademhaling) fase, en 3+4 de anaerobe Fermentation (vergisting) fase. Zie bovenstaande grafiek. Heel veel nullen Volgens de literatuur heb je als vuistregel voor een vlot lopende vergisting per liter wort en per graad Plato vitale cellen nodig (1 1,25 miljard). Voor ondergistende bieren mag je hier nog 20% bij optellen omdat de vergistingstemperatuur lager is.

3 Een meer gedifferentieerde tabel uit andere bron geeft iets lagere waarden: Wort Densiteit Gistcellen per liter tussen X < > Je ziet dat de info niet helemaal met elkaar overeenkomt. Volgens de eerste bron heb je voor een bier met OG 1065 (16 Plato) vitale gistcellen per liter nodig; volgens de tabel maar Hoeveel miljarden in een pak? Hoe verhoudt zich dat tot de hoeveelheid celletjes in een Wyeast smackpack of een zakje korrelgist? Hoeveel cellen er in een Wyeast smackpack zitten is niet gemakkelijk te vinden; op de verpakking staat het in elk geval niet. Toeval? Na enig zoekwerk vond ik dat er in een vers pak Wyeast van 125 ml ( 100 miljard ) vitale cellen zouden moeten zitten. Hetzelfde geldt voor een verpakking White Labs. Fermentis geeft duidelijke info op hun website d.w.z. in 1 gram korrelgist bv US-05 korrelgist zitten vitale gistcellen en dat zijn er dus ( 69 miljard) in een zakje van 11,5 gram. Om een brouwsel van 20 liter OG 1065 (=16 Plato) te vergisten, heb je volgens de info hierboven 9 * 20 = 180 miljard gistcellen nodig, of 20 * 16 = 320 miljard, afhankelijk van de info dus. Aha. Dat zijn 2 à 3 verse smackpacks of 3 à 5 zakjes korrelgist voor 20 liter. Dat loopt leuk in de papieren zo. En als je dan nagaat dat je volgens Wyeast voor 20 liter maar 1 smackpack nodig zou hebben Op internet vond ik verder een goed geschreven artikel waarin werd gesteld dat uit onderzoek bleek dat de

4 hoeveelheid vitale cellen in een niet vers smackpack Wyeast maar 25% is van het oorspronkelijke. 8 à 10 smackpacks voor 20 liter? Kanniewaarzijn. Te weinig gist? Op fora en dergelijke lees je de nodige verhalen over traag lopende of gestopte vergisting, te hoge eind densiteit, etc. Is deze problematiek terug te voeren op een gemeenschappelijke oorzaak: er zijn bij het begin van de vergisting te weinig virale gistcellen om de vergisting snel op gang te brengen en te voltooien? Wie weet.. How do you do? We moeten er dus kennelijk voor zorgen dat er genoeg gistcellen in het wort zitten als de vergisting (de an-aerobe fase) begint. En als je geen vermogen wilt uitgeven aan gist, moet je dus zelf gist produceren door gistvermeerdering. Hoe doe je dat? Je speelt even dat je Kim Jong-Un bent en lanceert een 2-traps raket: 1. Maak een voldoende grote giststarter. 2. Belucht het koude wort. Giststarter Maak een goede en voldoende grote giststarter van steriele wort vanuit wortextract met hetzij gehydrateerde korrelgist (zie Fermentis website, dus niet de korrelgist direct in de starter strooien) of met de inhoud van een Wyeast smackpack of White Labs setje. Belucht deze starter direct na het toevoegen van de gist door het injecteren van lucht via een steriel luchtfilter en een bruissteentje (of schudt de starterfles heftig). Door continue te roeren, komt er ook zuurstof in het wort mits je natuurlijk lucht toelaat. Voor de giststarter zijn van belang: Wort hoeveelheid. De grootte is afhankelijk van je brouwselgrootte maar het minimum is toch wel 1 à 2 liter. Wort samenstelling. In het algemeen is een starter met OG 1040 voldoende. Toevoegen van zink (0,08 ppm < Zn < 0,30 ppm) in de vorm van gistvoeding is aan te bevelen, bv ½ theelepeltje.

5 Temperatuur (20-25 o C, of de temperatuur van de hoofdvergistung, mocht die heel anders zijn). ph ( 4 6), corrigeren met melkzuur of fosforzuur. Zuurstof; dit wordt later uitgewerkt. Voor een optimale gistvermeerdering moet de starter geroerd worden met een magneetroerder. Hierdoor blijft de starter in beweging en wordt zuurstof opgenomen. Wat dit betreft is onderstaand grafiekje veelzeggend: Een geroerde starter ( stirred ) geeft 5 maal meer cellen dan als je de starter alleen schud (shaken), en ten opzichte van een starter met alleen een waterslot (airlock) zelfs 15 maal meer. Sorry, 007, het wordt.stirred, not shaken Roeren, die starter, dus; een magneetroerder hoort gewoon bij de basisequipment van de ware thuisbrouwer. De hierna volgende tabel geeft een indicatie van de mate van vermeerdering in een geroerde giststarter van OG 1040 van diverse volumes:

6 X Miljarden Gistcellen Starter volume (liters) Begin Voorbeeld: Als je 1 vers smackpack Wyeast met vitale cellen in de geroerde starter doet en deze starter heeft een eind volume van 2 liter, mag je aan het eind vitale cellen verwachten, en dat is volgens bovenstaande dus voldoende voor +/- 20 liter wort OG 1065 (16 Plato). Na de wortkoeling voeg je deze giststarter bij het koude wort. Zeker als je meer dan 20 liter hebt gebrouwen, wil je nog meer nl. dat de gistcellen zich eerst nog een tijdje ( 6 20 uur) flink vermeerderen (de aerobe, exponentiele fase) om de vergisting vlot op gang te brengen. Dit is de 2 e trap van de raket. Er moet dan wel zuurstof bij het wort want de gistcellen delen zich onder invloed van zuurstof. Je kunt het wort in het gistvat laten

7 kletteren waarmee je zeker zuurstof zult opnemen. Beter is om het wort te beluchten, gedurende de wort koeling en zo mogelijk ook erna. Lucht of zuurstof We hebben voor een optimale celdeling de volgende hoeveelheden zuurstof nodig: Bovengistend: 8 12 ppm O2 Ondergistend: ppm O2 Ppm = mg/ltr. Beluchten Hoe krijg je die hoeveelheid zuurstof nu in de (koude) wort? Als je 50 liter brouwt ga je er slecht mee boven je hoofd staan jongleren om er wat lucht in te schudden. De oplossing heet wort beluchter. Deze bestaat uit een luchtpompje (kan een aquariumpompje zijn), wat slangetjes, een 0,2 µ lucht filter (deze kleine poriën houden bacteriën tegen) en een bruissteentje. Deze laatste zijn er in 2 soorten: keramisch en rvs. De eerste hebben als voordeel dat ze goedkoop zijn en als nadeel dat ze lastiger te steriliseren zijn en definitief zijn overleden als je ze uit je handen laat vallen. De laatste hebben als voordeel dat ze gemakkelijk te steriliseren zijn door ze uit te koken, en als nadeel dat ze duurder zijn. Mogelijk zal een gewoon aquariumpompje ook te weinig druk geven voor een rvs bruissteentje. Dus koop een setje met bijbehorende pomp dan weet je zeker dat je goed zit. Een complete beluchting set (rvs) kost circa 30, best overheen te komen en vergeleken met de kosten van extra gist heb je dit er na 1 keer brouwen

8 uit. Belangrijk is uiteraard dat alles wat met het koude wort in aanraking komt, perfect steriel is. Belangrijk is ook om nooit te beluchten in wort die warmer is dan 30 o C. Bij hogere temperaturen zul je, door zuurstof te injecteren, het wort oxideren en dat kan de bedoeling niet zijn. We weten nu hoeveel zuurstof we zouden moeten toevoegen (oplossen) en hoe we dat gaan doen. Maar hoeveel kun je nu toevoegen? En kun je ook teveel toevoegen? En wat zijn hiervan de consequenties? Eerst even op een rijtje de voornaamste factoren die de mate van zuurstofopname beïnvloeden: De constructie van het wort beluchter. OK, maar daar kunnen we weinig aan doen, we hebben een bruissteen en dat is het. Druk van de lucht (of van de zuurstof). Die moet uiteraard hoger zijn dan de (tegen)druk van het wort. Omdat verreweg de meesten van ons de bruissteen gewoon in de vergistingstank/ -vat zullen hangen, is een luchtdruk van 0,3 0,5 bar voldoende, ook voor een rvs-bruissteentje. Te veel luchtdruk geeft overmatige schuimvorming en leidt verder tot niets want alles wat niet wordt opgenomen, ontwijkt. De bron van de zuurstof, d.w.z. gebruik je lucht met 21 % zuurstof, of pure zuurstof? Wort temperatuur. Hoe lager de temperatuur, hoe meer zuurstof wordt opgelost (zuurstof opnemen en oxideren zijn 2 totaal verschillende dingen). In de literatuur vind ik dat je met lucht maximaal 7-8 ppm zuurstof in het wort kunt krijgen mits aan alle bovengenoemde randvoorwaarden is voldaan. Meer dan dat krijg je er gewoonweg niet in, want het wort is dan met lucht verzadigd. De overmaat lucht ontwijkt gewoon uit het wort. Geen risico dus, en je kunt stellen dat je met lucht altijd iets te weinig zult beluchten en nooit teveel.

9 Mocht je echter met zuivere zuurstof beluchten, dan kun je, in de wetenschap dat zuurstof 4,75 maal beter oplosbaar is in wort dan lucht, wel degelijk overbe-zuurstoffen, tot bv 33 ppm O2. Hetgeen fors boven de limiet van 12 ppm is Kortom: met zuurstof moet je wel een beetje uitkijken, nog afgezien van het brand- en explosiegevaar! Ook met lucht moet je overigens niet te veel en zeker ook niet te lang achter elkaar beluchten want als je niet oplet schuimt je vergistingsvat over. Hoeveel liters of grammen lucht of zuurstof moet je nu toevoeren? Voor lucht is deze vraag gemakkelijk te beantwoorden: probeer je er zo veel mogelijk in te krijgen. Meer dan 8 ppm zal het wort toch niet opnemen. En pas op voor overschuimen. Met zuivere zuurstof is dit een heel relevante vraag. Je wilt bv 12 ppm zuurstof in het wort hebben. Dat is 12 mg/liter. Uitgaande van bv liter kom je dan op mg of 12 gram zuurstof. Een kubieke meter zuurstof van 20 o C en 1 bar weegt 1,429 kg. Je hebt theoretisch 12/1429 = 0,0084 m3 = 8,4 liter nodig. Theoretisch, want er is sprake van een efficiency factor. Bij zuurstof doseren met een bruissteen ( sintered stone ) is deze factor 1,5 4, laten we zeggen 2,75. Je moet dus 2,75 * 8,4 = 23,1 liter zuivere zuurstof toevoeren van 20 o C en 1 bar om liter van 12 ppm zuurstof te voorzien. Stel dat de wortkoeling 45 minuten duurt, dan is dit 51 liter/uur of 0,85 liter/minuut. Let op, dit zijn liters bij atmosferische druk. Beluchten van het koude wort met lucht is aan te bevelen. Je kunt dit het beste doen tijdens de wortkoeling, en nog een paar keer als het wort net in het vergistingsvat zit. Je krijgt zo snel meer gist door gistvermeerdering waardoor de vergisting snel op gang komt. Gep Mannak