View
217
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Invloed maisch temperatuur en pH op :
– Afbraak zetmeel
– « Body » van bier ( niet-vergistbare dextrines + peptiden )
– Vergistinggraad (werkelijk en schijnbaar)
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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)
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Anton Paar apparaat voor professionele bier analyse
• Stamwort in °Pt
• « Body » of werkelijk eindextract in °Pt
• % Alcohol
• Vergistingsgraad, werkelijk en schijnbaar
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Body & Vergistinggraad
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
Enkele referentie waarden voor Tripel, Trappist en Duvel:
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Wat is “body” van bier ?
gewicht %
Water 85 - 90 %
Alcohol 4 - 8 %
“Body” 4 - 6 %
“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,…)
Jupiler = 3,6 °Pt = 36 gr/liter
Westmalle Tripel = 5,6 °Pt = 57 gr/liter
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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
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
°Plato – tabel van Goldiner&Kleman
Suiker (sucrose) oplossing als referentie
voor bepalen van « extract » als gram/liter
Tabel niet geldig voor alcohol / water
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
°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
Gist Oorsprong Vergistinggraad
schijnbaar
Wyeast 1214 Chimay 74 – 78 %
Wyeast 1762 Rochefort 73 – 77 %
Wyeast 3787 Westmalle
(Westvleteren)
74 – 78 %
Safbrew T 58
Safale S-04
?
? 70 %
75 %
Bron : Wyeast technische fiche en Fermentis
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
Stamwort °Pt
WV 12°
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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%
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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%)
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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 °Pt21,5 21,5 17,6 15,6 14,9 18,7 23 19
Stamwort SG1,090 1,090 1,072 1,063 1,061 1,077 1,096 1,078
SVG86% 83% 88% 87% 88% 89% 89% 90%
SG eind1,013 1,015 1,009 1,008 1,007 1,008 1,011 1,008
WVG70% 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
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Maischen
Zetmeel omzetten in vergistbare suikers • Maximaal voor droge bieren
• Gedeeltelijk voor moutige bieren
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 :
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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 %
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Zetmeel = 20% amylose en 80 % amylopektine
Amylose = Lineair gekrulde draad van glucose moleculen (G)
Amylopectine = vertakte ketens van glucose (G)
Maischen = zetmeel afbraak door enzymen
G
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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.
Maximale omzetting zetmeel bij « optimale » temperatuur en pH
Enzyme Optimale
Temperatuur
pH
Limiet dextrinase 55- 60 °C 5,1
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 %
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
a- en b-amylase inwerking op amylose (20%) met
vorming van maltose en kleine dextrines
a-amylase (70-75 °C)
b-amylase (60-65 °C)
reducerend
einde
reducerend
einde
G = glucose
G
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
a-amylase inwerking op amylopectine
met vorming van dextrinen
reducerend
einde
a-amylase
70-75°C
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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 Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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 %
5,2 70 %
pH aanpassen tijdens begin brouwen
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Brouwwater typen
• Vooral “hardheid” heeft invloed op vergistinggraad door pH effect..
• Hard “carbonaat-water” heeft meer zuur korrektie nodig tijdens brouwen
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
Brouwwater :
0
50
100
0 20 40 60
Temperatuur (°C)
En
zy
macti
vit
eit
(%
)
Relatie tussen enzymactiviteit en temperatuur
Boven het maximum : snel omlaag
Enzymen werken al lang voor « optimale » temperatuur met maximum aktiviteit
OPTIMUM
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Prof. Narziss,Weihenstephan-Brouwerij Uni Munchen
°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
80 minuten maischen
Prof. Narziss,Weihenstephan-Brouwerij Uni Munchen
°C / min 5 min 40 min 80 min 100 min
50 °C 53%
55 °C 68% 79% 87%
60 °C 83% 86% 90%
63 °C 84% 88% 90%
67 °C 84% 85% 85% 86%
71 °C 68% 68% 68% 68%
75 °C 39% 39% 39% 39%
Invloed temperatuur en tijd op % vergistinggraad ( schijnbaar)
• Maximale VG : langer maischen bij 60-63 °C
• Moutig bier ( extra dextrines) : maischen bij 70-72 °C
Max. effect TIJD
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Prof. Briggs « Brewing Science & Practice «
°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
Invloed temperatuur en tijd op % vergistinggraad ( schijnbaar)
• 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
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Tijdens maischen : densiteit stijgt tot target Stamwort
Tijd
densiteit
1,000
1,050
°Pt
0
12,5
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Maïschprocedure : infusiebrouwen
40
50
60
70
80
0 30 60 90 120 150
tijd (min)
T (°C)
45°C
63°C
52°C
73°C
78°C
Zo was het vroeger……..eiwit rust bij 45°C en 52°C
Nu direkt naar 60-67 °C .....zonder eiwit rust
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Jodium test einde maischen
• 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
Jodium absorbeert op zetmeel en geeft blauwe kleur
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Alcohol % V/V 10 9,2 9 8,7 8,6 8 7,7
CO2, 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
1 Trappist, 3 Abdij en 3 zwaar blonde bieren
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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%
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
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.
Dr.Ing. Ferdinand Meeus www.kwantum.biz
Recommended