Invloed maisch temperatuur en ph op : Afbraak zetmeel «Body» van bier ( niet-vergistbare dextrines + peptiden ) Vergistinggraad (werkelijk en schijnbaar)
Standaard referenties Brouwerij Ludwig Narziss Prof. Brauerei Technologie Weihenstephan TU Munchen Braumeister Lowenbrau «Abriss der Bierbrauerei» (ed.2004) Wolfgang Kunze Prof. Brauerei Technologie Uni Berlin «Technologie Brauer und Malzer» (ed. 1998) Dennis Briggs Prof. for Malting and Brewing Uni Birmingham «Brewing Science and Practice» (ed.2009)
Anton Paar apparaat voor professionele bier analyse Stamwort in Pt «Body» of werkelijk eindextract in Pt % Alcohol Vergistingsgraad, werkelijk en schijnbaar
Body & Vergistinggraad Enkele referentie waarden voor Tripel, Trappist en Duvel: meting Proefbrouwerij (brew like a monk) Westmalle Tripel Westmalle Dubbel Duvel Westvleteren 12 WestVl 8 WestVl Blond Stamwort Pt 19,6 15,6 16,9 21,5 17,6 12,6 Stamwort SG 1,081 1,063 1,069 1,090 1,072 1,051 SG eind 1,010 1,008 1,005 1,013 1,009 1,008 Schijnbare VG 88% 87% 93% 86% 88% 84% Werkelijke VG 71% 70% 75% 70% 71% 68% Body Pt 5,6 4,6 4,2 6,5 5,1 4,0 EBU 34 26 30 38 35 41
Wat is body van bier? gewicht % Water 85-90 % Alcohol 4-8 % Body 4-6 % Jupiler = 3,6 Pt = 36 gr/liter Westmalle Tripel = 5,6 Pt = 57 gr/liter Body = werkelijk eindextract gemeten als Plato met Anton Paar = 90 % dextrines 5 % peptiden en aminozuren 3 % glycerine, 1-2 % mineralen + 50 smaakstoffen (organische esters, organische zuren, polyphenolen, )
Vergistinggraad : werkelijk en schijnbaar Vergistinggraad % = stamwort eind extract stamwort Alcohol gevormd tijdens fermentatie verlaagt de gemeten eind SG Schijnbaar eindextract = gemeten zonder alcohol correctie Werkelijk eindextract = gemeten met alcohol correctie Voorbeeld : Stamwort SG = 1,070 ; eind SG = 1,018 Schijnbare vergistinggraad via tabel SG omzetten naar gram/liter = (182-46)/182 = 75% of goede benadering = (70-18)/70 = 74% Van schijnbaar naar werkelijke vergistinggraad via Balling formule : Balling formule : werkelijke vergistinggraad = 0.81 * schijnbare VGraad
«Body» van bier via Vergistinggraad Voorbeeld storting van 100% mout Stamwort SG = 1,070 182 gram extract / liter Eind SG = 1,015 41 gr/li?? 66 gram extract / liter Schijnbare vergistinggraad = (182-41)/182 = 77,6 % Werkelijke vergistinggraad via Balling = 0,81* SVG = 63 % Dus 37% niet vergist, dus 182*0,37 = 67 gram/liter = «body» = 6,5 Pt
Plato tabel van Goldiner&Kleman gew% Plato SG 20 /20 gram/liter 0 1,000 0 1 1,004 10 2 1,008 20 3 1,012 30 4 1,016 41 5 1,020 51 6 1,024 61 7 1,028 72 8 1,032 83 9 1,036 93 10 1,040 104 11 1,044 115 12 1,048 126 13 1,053 137 14 1,057 148 15 1,061 159 16 1,065 170 17 1,070 182 18 1,074 193 19 1,079 205 20 1,083 217 Suiker (sucrose) oplossing als referentie voor bepalen van «extract» als gram/liter Tabel niet geldig voor alcohol / water
Densiteit en soortelijk gewicht, SG, metingen Densiteit van water = 1 kg /liter ( =dichtheid) Maar densiteit water varieert met temperatuur SG wort = densiteit wort / densiteit water Balling en Brix : ijking water bij 4 C en wort 17,5 C SG tabellen opgesteld met sucrose oplossingen Extract wort doet SG stijgen ongeveer zoals sucrose Plato ( rond 1900) ijking bij 4 C en wort bij 20 C Goldiner Kleman (1952) : ijking/meting bij 20/20 C
Plato of BRIX via refractometer : slechts 3 druppels nodig Suiker gew% Densiteit 20/20 Brekingsindex 0 1 1,3330 1 1,0039 1,3344 2 1,0078 1,3359 3 1,0117 1,3373 4 1,0156 1,3388 5 1,0196 1,3403 6 1,0236 1,3418 7 1,0277 1,3433 8 1,0317 1,3448 9 1,0358 1,3463 10 1,0400 1,3478 11 1,0441 1,3494 12 1,0483 1,3509 13 1,0525 1,3525 14 1,0568 1,3541 15 1,0610 1,3557 16 1,0653 1,3573 17 1,0697 1,3589 18 1,0741 1,3606 19 1,0785 1,3622 20 1,0829 1,3639 Beter : schaal van 0 18 Pt
Plato via refractometer : alcohol korrektie nodig tijdens/na gisting Suiker gew% Densiteit 20/20 Brekingsindex 0 1 1,3330 1 1,0039 1,3344 2 1,0078 1,3359 3 1,0117 1,3373 4 1,0156 1,3388 5 1,0196 1,3403 6 1,0236 1,3418 7 1,0277 1,3433 8 1,0317 1,3448 9 1,0358 1,3463 10 1,0400 1,3478 11 1,0441 1,3494 12 1,0483 1,3509 13 1,0525 1,3525 14 1,0568 1,3541 15 1,0610 1,3557 16 1,0653 1,3573 17 1,0697 1,3589 18 1,0741 1,3606 19 1,0785 1,3622 20 1,0829 1,3639
Vergistinggraad enkele commerciele gisten Bron : Wyeast technische fiche en Fermentis Gist Oorsprong Vergistinggraad schijnbaar Wyeast 1214 Chimay 74 78 % Wyeast 1762 Rochefort 73 77 % Wyeast 3787 Safbrew T 58 Safale S-04 Westmalle (Westvleteren)?? 74 78 % 70 % 75 % Maximale werkelijke vergistinggraad (Balling) ongeveer 60 63 %
Stamwort en bier body Normaal maischema en typische gist Tijdens fermentatie : 60-65% v/h Stamwort vergist Als voorbeeld nemen we WVG = 63% Body = 0,37 * Stamwort WV 12 Stamwort Pt
Westvleteren : stamwort verhogen met suiker
Westvleteren 12 voorbeeld : Stamwort met suiker Body gemeten = 6,5 Pt Stamwort van mout = 6,5 / 0,37 = 17,6 Pt Stamwort van mout geeft ongeveer 8,1% ABV Stamwort gemeten = 21,5 Pt Dus stamwort uit suiker = 3,9 Pt (18% toegevoegde suiker in het stamwort) Stamwort uit suiker geeft ongeveer 2,5 %ABV % ABV = 8,1% + 2,5 % = 10,6 % Werkelijke VG = (17,6*63% + 3,9*100%) / 21,5 = 70%
Vergistinggraad en «body» van bier Voorbeeld Stamwort = 1,070 dit is 182 gram extract / liter Eind SG = 1,008 dit is??? gram extract / liter Hoeveel «body» heeft dit bier? Body = werkelijk eindextract = niet vergist stamwort in Pt of gram/liter Via tabel Goldiner Klemann en Balling formule Stamwort met SG 1,070 = 17 Pt = 182 gram extract / liter Eind SG van 1,008 = schijnbaar vanwege alcohol effect op SG SVG = (70-8)/70 = 88,6% Balling formule : WVG = 0,81 * SVG = 72% Dus ongeveer 28% van het stamwort is NIET vergist «Body» = 0,28 * 182 = 51 gram extract / liter Deze 51 gram/liter bestaat uit dextrines (90%) en peptiden (5%)
Vergistinggraad : schijnbaar (SVG) en werkelijk (WVG) Voorbeeld stamwort SG = 1,070 Stamwort heeft 182 gram extract / liter Extract bestaat uit vergistbaar en onvergistbaar gedeelte Na fermentatie wordt SG gemeten = 1,012 In tabel is dit 30 gram / liter restextract.. Dit is «schijnbaar» eindextract : gevormde alcohol verlaagt SG meting Schijnbare vergistinggraad, SVG = (70-12)/70 = 83 % Volgens Balling %WVG = 0,81 * %SVG = 67 % Dus 33 % van het stamwort is NIET vergist Werkelijk eindextract = 182 *(100-67)% = 60 gram/liter = «body»
Body & Vergistinggraad Enkele referentie waarden donkere Trappist: meting Proefbrouwerij ( Brew like a monk) WV 12 St Bern 12 WestVl 8 WM Dubbel Chimay rood Chimay blauw Rochefort 10 Rochefort 8 Stamwort Pt Stamwort SG SVG SG eind WVG 21,5 21,5 17,6 15,6 14,9 18,7 23 19 1,090 1,090 1,072 1,063 1,061 1,077 1,096 1,078 86% 83% 88% 87% 88% 89% 89% 90% 1,013 1,015 1,009 1,008 1,007 1,008 1,011 1,008 70% 67% 71% 70% 71% 72% 72% 73% Body Pt 6,5 7,0 5,1 4,6 4,3 5,2 6,4 5,1 EBU 38 22 35 26 19 35 27 22
Doel van het maischen Oplosbare stoffen maximaal uit mout extraheren Mechanisch roeren : oplossen van zetmeel & eiwitten Biochemische afbraak door enzymen (tijd-temperatuur) Zetmeelkorrels :zwellen, barsten,verstijfselen, afbraak door enzymen tot vergistbare suikers en niet vergistbare dextrines Eiwit : optimum eiwitbeeld groot-medium-klein + aminozuren Vrijzetten van organische fosfaten : ph daalt van 7 naar 6,2-5,9 ph daling afhankelijk van hardheid water
Maischen Twee verschillende stappen tijdens maischen 1 Totale hoeveelheid extract (zetmeel + eiwit) verkregen uit mout -Functie van extractie efficientie--------------kwaliteit mout 2 Hoeveelheid vergistbaar extract verkregen uit mout Hoofddoel maischen : Zetmeel omzetten in vergistbare suikers Maximaal voor droge bieren Gedeeltelijk voor moutige bieren
Pils Mout kwaliteit: extractie efficientie : min. 80% Specificatie Analyse Dingemans----------------Weyerman Vochtgehalte% max. 4,5 4,5 4,3 Extract fijn ds% min.80% 81% 81% Extract grof ds% 79,8% Verschil grof-fijn 1-2,5% 1,2 Totaal eiwit max. 11,5% 11,2 10,7 Oplosbaar eiwit 4-4,7 % 4,2 4,4 Kolbach index 35 45 % 37 % 41% Modificatiegraad bepaald door Kolbach index = oplosbare eiwitten / totaal eiwit Goed gemodificeerd mout : Kolbach min.37% en friabiliteit min. 81% Goed gemodificeerd mout : direkt inmaischen op 60-65 C Professionele brouwerijen : extractie efficientie van 80 % Hobby brouwers rond 60-70 %
Maischen : hoofddoel Zetmeel extract maximaal omzetten in vergistbare suikers Zetmeel = 20% Amylose en 80 % amylopectine Vroeger : Eiwit rust bij 52 C en stapsgewijs bij 63 C en 72 C Nu : Direkt maischen bij 60 65 C en ph = 5,4 5,8
Maischen = zetmeel afbraak door enzymen Zetmeel = 20% amylose en 80 % amylopektine Amylose = Lineair gekrulde draad van glucose moleculen (G) G Amylopectine = vertakte ketens van glucose (G)
Doel maischen : maximum aan vergistbare suikers : G = Glucose= druivensuiker= dextrose Fructose G2= Sucrose of sacharose G2 = Maltose Gisting : G-G3 suiker wordt omgezet in alcohol 100 gram suiker geeft 51 gram Alc.
Enzyme activiteit Optimale werking tijdens maischen
Maximale omzetting zetmeel bij «optimale» temperatuur en ph Enzyme Optimale Temperatuur Limiet dextrinase 55-60 C 5,1 ph Beta-amylase 60-65 C 5,4 5,6 Alfa-amylase 70-75 C 5,6 5,8 Die 3 enzymen breken zetmeel af in : Vergistbare suikers : ongeveer 61-65 % van totale extract Niet-vergistbare dextrines: ongeveer 35-39 %
a- en b-amylase inwerking op amylose (20%) met vorming van maltose en kleine dextrines a-amylase (70-75 C) reducerend einde G b-amylase (60-65 C) reducerend einde G = glucose
a-amylase inwerking op amylopectine met vorming van dextrinen reducerend einde a-amylase 70-75 C
b-amylase inwerking op amylopectine (80%) met vorming van maltose en hoog-moleculaire dextrinen reducerend einde b-amylase 60-65 C Grensamylase : 55-60 C
Samenstelling normaal Stamwort Stamwort = extract = som alle opgeloste stoffen in het wort = gram extract / 100 gram wort = Plato Typische samenstelling stamwort ( Prof. Narziss ) : Fructose & Glucose ( G) 7 9 % vergistbaar Sucrose ( G-G) 3 % vergistbaar Maltose (G-G) 43-47 % vergistbaar Maltotriose (G-G-G) 11-13 % +/- vergistbaar Dextrines 25-36 % Niet vergistbaar Stikstofverbindingen (peptiden, FAN) 4-6 % Niet vergistbaar Smaakstoffen-bitterstoffen-mineralen 2 % Niet vergistbaar Totaal 100 % Vergistbaar Niet vergistbaar Vergistbaar extract ligt tussen 55-70%, afhankelijk van gewenste biersoort Optimaal vergistbaar extract voor «evenwichtig» bier ligt rond 63%
Brouwwater en ph optimum Water hardheid is belangrijke factor (brouwen en smaak) ph beheersing bij maischen : optimaal bij ph = 5,4 5,8 ph Vergistinggraad Schijnbaar 6,1 73 % 5,9 76 % 5,6 77 % 5,4 77 % ph aanpassen tijdens begin brouwen 5,2 70 %
Brouwwater typen Brouwwater : Mg/liter Burton-on-Trent India Pale Ale Pilsen Munchen Westmalle Westvleteren Calcium 270 7 76 41 114 Magnesium 60 2 18 8 10 Carbonaat 280 14 152 91 370 Sulfaat 700 5 10 62 145 Vooral hardheid heeft invloed op vergistinggraad door ph effect.. Hard carbonaat-water heeft meer zuur korrektie nodig tijdens brouwen
Enzymactiviteit (%) Relatie tussen enzymactiviteit en temperatuur Enzymen werken al lang voor «optimale» temperatuur met maximum aktiviteit 100 OPTIMUM 50 0 0 20 40 60 T emperatuur ( C) Boven het maximum : snel omlaag
Prof. Narziss,Weihenstephan-Brouwerij Uni Munchen 80 minuten maischen C Werkelijke Vergistinggraad Glucose, Fructose G Sucrose G-G Maltose G-G Maltotriose G-G-G 50 58% 1,4 0,3 2,1 0,4 55 64% 1,5 0,4 4,1 0,8 60 70% 1,2 0,6 7,1 1,6 63 71% 1,0 0,7 7,6 1,7 67 69% 0,9 0,7 7,9 1,8 71 54% 0,8 0,7 5,5 1,7 75 31% 0,7 0,7 2,1 1,1 80 21% 0,4 0, 7 1,3 0,7 Optimaal gebied voor maximale vergistinggraad : 60-63 C
Prof. Narziss,Weihenstephan-Brouwerij Uni Munchen Invloed temperatuur en tijd op % vergistinggraad ( schijnbaar) C / min 5 min 40 min 80 min 100 min 50 C 53% 55 C 68% 79% 87% 60 C 83% 86% 90% Max. effect TIJD 63 C 84% 88% 90% 67 C 84% 85% 85% 86% 71 C 68% 68% 68% 68% 75 C 39% 39% 39% 39% Maximale VG : langer maischen bij 60-63 C Moutig bier ( extra dextrines) : maischen bij 70-72 C
Prof. Briggs «Brewing Science & Practice «Invloed temperatuur en tijd op % vergistinggraad ( schijnbaar) C min 15 30 60 120 180 60 % extract 50 53 57 61 62 60 % vergistbaar 36 39 43 48 50 65 % extract 61 62 63 64 64 65 % vergistbaar 44 47 48 51 52 70 % extract 61 62 63 63 64 70 % vergistbaar 41 42 42 42 43 Maximum vergistbaar extract rond 65 C Langer maischen bij lagere C verhoogt vergistbaar extract Maischen bij 70 C geeft hoger extract, maar lager vergistbaar extract
Prof. Briggs Brewing Science & practice
Tijdens maischen : densiteit stijgt tot target Stamwort densiteit Pt 1,050 12,5 1,000 Tijd 0
Water / mout 2 / 1 3 / 1 4 / 1 5 / 1 Totaal Extract % 72% 77% 80% 80% Vergistbaar extract % 52% 56% 58% 58% Vergistbaar extract % in totaal extract 73% 73% 73% 73% Hogere extract efficientie bij dunnere maisch, maar geen effect op % vergistbaarheid
Maïschprocedure : infusiebrouwen 80 70 T ( C) 60 63 C 73 C 78 C 50 45 C 52 C 40 0 30 60 90 120 150 tijd (min) Zo was het vroeger..eiwit rust bij 45 C en 52 C Nu direkt naar 60-67 C...zonder eiwit rust
Jodium test einde maischen Jodium absorbeert op zetmeel en geeft blauwe kleur Neem koffielepel wort in wit bordje Koelen tot kamertemperatuur Voeg druppel jodium oplossing toe Glucose ketenlengte Kleur 45 blauw 40 blauw 36 paars 21 rood 12 licht rood < 9 licht oranje&geel
1 Trappist, 3 Abdij en 3 zwaar blonde bieren (brouwerij school Gent en KUL lab) Stamwort BODY WVG
1 Trappist, 3 Abdij en 3 zwaar blonde bieren Alcohol % V/V 10 9,2 9 8,7 8,6 8 7,7 CO 2, g/liter 8 6,2 8,1 7,8 7,3 9,5 7,7 Stamwort Pt 20,4 18,4 18,8 18,6 19,4 17,2 16,7 BODY Pt 5,5 4,5 5,6 5,5 6,6 5,1 5 Schijnbaar extract Pt 2,1 1,3 2,5 2,4 3,4 1,8 2,3 eind densiteit 1,008 1,005 1,010 1,010 1,014 1,007 1,009 Vergistinggraad schijnbaar 90% 93% 87% 87% 82% 90% 86% Vergistinggraad werkelijk 73% 76% 70% 71% 66% 70% 70% Maltotriose, g/liter <0,1 1,2 8,7 1,2 4 3,4 <0,1 Dextrines, Pt 5,4 4,2 4,7 5,3 5,9 4,4 4,8 Peptiden, g/liter 1,9 2,8 1,6 2,3 2,6 1,9 2,6
Samenvatting
Stamwort Plato = gram extract / 100 gram Stamwort einde maischen ideaal beeld evenwichtig bier : (Kunze, Narziss, Briggs) Stamwort bestaat uit 61-65% vergistbare suikers Maximale Werkelijke Vergistingsgraad (100% mout) =63%
Maischschema voor evenwichtig bier Mout storten bij 60-63 C Na 2 min ph aanpassen tot 5,4 5,6 Dan 90 min maischen bij 63-65 C, of 45 min bij 63 C 45 min bij 65 C Opwarmen naar 78 C en filteren
De betere hoge gisting bieren... Body of werkelijk eindextract 5,2 Plato Alcohol 8,7 % vol Werkelijke vergistingsgraad 70-71 % (hoe kan dat??) Niet-vergistbaar extract van mout is ongeveer 37 % Mout storting target : 5,2 / (37%) = 14 Plato Dit geeft ongeveer 6,1 % vol Alcohol Extra alcohol uit suiker = 8,7 6,1 = 2,6 % vol Suiker wordt volledig omgezet naar alcohol en koolzuur.