3

2

Surowce do produkcji piwa Słód, chmiel, drożdże, woda www.warzymypiwo.pl

O czym dziś… Kolokwium z ostatnich zajęć Jęczmień i słody Chmiel Drożdże Woda Pierwsze receptury

Ziarno jęczmienia (Hordeum vulgare) Ziarno jest twarde, niemożliwe do rozłupania w rękach Ziarno jest zbudowane z części zarodkowej, bielma i okrywy ziarna W bielmie znajdują się komórki zawierające skrobię (duże i małe ziarna) Ziarno niesłodowane zawiera niewielkie ilości enzymów Budowa ziarna:

Słodowanie Jęczmień Namoczony jęczmień Słód mokry Słód 11 do 12% wilgotności Moczony przez 48-72 godziny w temperaturze 14-18oC 43 do 46% wilgotności Kiełkuje przez 4-6 dni w temperaturze 16-20oC 42 do 45% wilgotności Suszony przez 24-36 godziny w temperaturze 50-220oC Odkiełkowanie 2 do 3% wilgotności Drozdże piwowarskie nie rozkładaja skrobii, dlatego ziarno poddaje się słodowaniu w celu wytworzenia enzymów, które przekształcą skrobię w cukier w trakcie procesu zacierania Rozluźnienia ziarna (zniszenie ścian komórkowych bielma)

Moczenie i kiełkowanie Woda wnika do ziarna Zarodek, a potem bielmo i warstwa aleuronowa ulegają hydratacji Zarodek syntezuje hormony (kwas giberelinowy), który migruje do warstwy aleuronowej i pobudza tworzenie się enzymów Liscień ma około ¾ długości ziarna Pojawienie się korzonków Rosnące korzonki Bielmo całkowicie rozluźnione Bielmo ulega rozluźnieniu

Moczenie i kiełkowanie Wytworzenie w ziarnie enzymów Enzymy rozkładające skrobię: Alfa i beta amylaza Enzymy cytolityczne: głównie beta-glukanaza Ezymy proteolityczne: preoteazy i peptydazy Enzymy rozkładające tłuszcze: lipazy Enzymy rozkładajace estry kwasy fosforowego: fosfatazy Rozluźnienia ziarna (zniszenie ścian komórek bielma) Ziarno staje się kruche

Suszenie Słody jasne: szybkie suszenie do zawartości wody 8-10%, dosuszanie w temperaturze 80-85oC, aby nie dopuścić do utworzenia melanoidów

Suszenie Słody ciemne: powolne prowadzenie procesu więdnięcia w wysokich temperaturach przy dużej wilgotności, dosuszanie przez 4-5 godzin w temperaturze 100-105oC w celu utworzenia melanoidów Słody karmelowe: ostatnie 36 godzin kiełkowania w temp 50oC w celu wytworzenia aminokwasów i cukrów, ostateczne scukrzenie w bębnie w temperaturze 60-80oC przez 1-1,5 godziny, karmelizacja w temperaturze 150-180oC przez 1-2 godziny. Słody palone: słód jasny praży się w bębnie w temperaturze 175-220oC przez 1,5 godziny

Typy słodów Słody jasne (diastatyczne) Słód Pilzneński 2L Pale Ale 3L Słody ciemne (diastatyczne) Wiedeński 4L Monachijski 10L Aromatyczny (melanoidynowy) 20L Bursztynowy 25L Brązowy 60L Słody karmelowe Carapils (dekstrynowy) 3L Karmelowy jasny 10L Karmelowy 60L Karmelowy ciemny 120L Słody palone Czekoladowy 300-400L Black (patent) 500-600L Słody specjalne Niesłodowany jęczmień Pszenica inne Słód Pilzneński i Pale Ale to słody niskotemperaturowe (suszone w temp. 85oC), pozostałe słody jasne to słody wysokotemperaturowe (suszone w temp. 105oC) Słody jasne to słody „diastatyczne”, czyli zawierajace enzymy. Słody palone nie zawierają enzymów (zostały one zniszczone w procesie suszenia). Słody karmelowe zawierają niewiele enzymów

Typy słodów

Co słód wnosi do piwa? Cukier (gęstość) Balling (17.5oC) 1oBlg to 1 g cukru w 100 g roztworu Plato (20oC) 1oP to 1 g cukru w 100 g roztworu OG, BG, FG [-] to stosunek gęstości próbki do gęstości wody oBlg = (OG-1)*(463-(205*OG))

Co słód wnosi do piwa? Kolor Lovibond (kolor słodu, co do wartości = SRM) SRM (kolor piwa, co do wartości = Lovibond) MCU= masa [kg]*Lovibond*8,346/objętość [l] SRM = MCU dla SRM<15 EBC = 1,97*SRM SRM Beer Color Scale

Chmiel (Humulus lupulus) Wieloletnia roslina pnąca, dwupienna. Uprawiane osobniki żeńskie, wytwarzające owocostany, czyli szyszki Chmiel należy do rodziny konopiowatych (Cannabaceae) Jest dodawany do piwa w celu nadania goryczki, aromatu i zwiększenia trwałości (ma własności antyseptyczne) Przed erą chmielu stosowano: gruit (Myrica gale, Artemisia vulgaris, Achillea millefolium, Glechoma hederacea, Calluna vulgaris), jagody jałowca, lulek czarny, kolendrę, igły sosny i inne

Gruczoły chmielowe (lupulina, żółty, lepki proszek) Szyszki chmielowe szypułka osadka szypułka kwiatowa listki okwiatu Gruczoły chmielowe (lupulina, żółty, lepki proszek) listki okrywające

Co to jest lupulina? Lupulina (syn. Gruczoły chmielowe, farm. Lupulinum – FP IV, Glandulae Lupuli, Pilus glandulosus Lupuli – FP III) – proszek zielonawożółty lub pomarańczowożółty, lepki, o charakterystycznej, silnej woni oraz gorzkim smaku. Składa się z otartych z owocostanów chmielu zwyczajnego gruczołów włosków wydzielniczych (oderwanych główek włosków gruczołowych). Lupulina farmakologicznie wykazuje działanie zależne od dawki – uspokajające (0,25 g – 0,5 g) lub nasenne (1 g). Jest jednym z nielicznych roślinnych środków ziołowych posiadających specyficzne właściwości tłumiące popęd płciowy u człowieka. Z tego powodu może być stosowana w ziołolecznictwie (jako antiaphrodisiacum). Ponadto lupulina obniża ciśnienie tętnicze krwi, działa spazmolitycznie, moczopędnie, estrogennie, pobudza wydzielanie gruczołów trawiennych oraz wykazuje słabe działanie bakteriobójcze wobec bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych

POLIFENOLE (garbniki) 1% Co chmiel wnosi do piwa? Substancja organiczna 84% Lupulina 16% POLIFENOLE (garbniki) 1% ŻYWICE MIĘKKIE 13% alfa kwasy 8% beta kwasy 4% inne 1% ŻYWICE TWARDE 2% Praktycznie nierozpuszczalne, powstają w wyniku utlenienia alfa i beta kwasów OLEJKI ETERYCZNE 1% węglowodory 0,75% związki tlenowe 0,20% związki siarkowe 0,05%

Szyszki chmielowe Olejki chmielowe Garbniki 0,3 – 2,7 ml/100 g Żywice chmielowe 12 – 16% 4 – 8% Żywice miękkie 10,5 – 23% Żywice twarde 1,5 – 3% Alfa kwasy 4 – 14% Frakcja Beta 6,5 – 11% Ad- i n-humulon kohumulon Beta kwasy Niespecyficzne żywice 80 – 55% 20-45% 4 – 6% miękkie 2,5 – 5%

Goryczka Formy chmielu: Szyszka Chmiel granulowany Ekstrakt AAU [lb%] = masa [lb] * zawartość alfa kwasów [%] IBU [mg/l] = masa [mg] * %zawartości [-] * %utylizacji [-] / objętość [l] Stopień utylizacji jest funkcją min. czasu gotowania, gęstości brzeczki, formy chmielu. Chmiel granulowany „uwalnia” 15-20% więcej alfa-kwasów! Trwałość: szyszki chmielu tracą około połowę alfa kwasów w temperaturze pokojowej po pół roku przechowywania! Granulat jest trwały w tych warunkach

Grupy odmianowe chmielu Grupa I do 4,5% alfa kwasów Aromatyczny Aroma hops Hallertau mittelfrueh, Lubelski, Spalt, Styrian Golding, Tettnag, Saaz, Flugges Grupa II powyżej 4,5% Goryczkowy Bitter hops Cluster (US), Marynka, Sybilla, Northern Brewer, Premiant, Target Grupa III powyżej 12% Super goryczkowy High alpha hops Magnum, Herkules, Taurus, Nugget, Lunga Uwaga: jest też chmiel podwójnego zastosowania (np. Sybilla)!

Drożdże (Saccharomyces sp.) Taksonomia jest nauką o klasyfikacji organizmów. Na podstawie cech morfologicznych, immunologicznych, biochemicznych, sposobu rozmnażania i innych organizmy są grupowane tak, aby zilustrować ich wzajemne pokrewieństwo. Domena Królestwo Gromada Podgromada Klasa Rząd Rodzina Rodzaj Gatunek Szczep

Drożdże (Saccharomyces sp.) Fermentacja spontaniczna (Belgijski Lambic) Lactobacillus sp. Pseudomonas sp. Candida sp. Klockera sp. Hansenula sp. Pichia sp. Fermentacja górna (Brytyjskie Ale) Saccharomyces cerevisiae Fermentacja dolna (Pilsner, Lager) Saccharomyces pastorianus

Drożdże- morfologia

Drożdże- cykl komórkowy Mitoza: 71 minut G1 + S + G2: 54 minuty Cykl komórkowy: 125 minut Schemat cyklu komórkowego. M- mitoza (podział), G1, G2, S- interfaza, Go- faza spoczynku

Drożdże- górna fermentacja Maksymala szybkość wzrostu 37- 40°C Stosowana temperatura fermentacji 18-22oC alfa-galaktozydaza nieobecna ( brak metabolizm trisacharydu rafinozy) Flokulacja z reguły na powierzchni Metabolizm tlenowy i beztlenowy (drożdże browarnicze wytwarzają etanol nawet w obecności tlenu) pH cytoplazmy 5,2 Typowe pH pożywki kwaśnie 5,0-6,5 (rosną nawet w pH 3,5) komórki kuliste lub owalne 5 - 10 μm średnicy Wegetatywne formy diploidalne lub wyżej- poliploidalne U szczepów „udomowionych” z reguły nie występuje rozmnażanie generatywne Morfologicznie nierozróżnialne od drożdży dolnej fermentacji

Drożdże- dolna fermentacja Niezdolne do wzrostu powyżej 34°C (maksymalna temperatura wzrostu 31-34 ° C) Stosowana temperatura fermentacji 10-14oC (także poniżej) alfa-galaktozydaza obecna (metabolizm trisacharydu rafinozy) Flokulacja z reguły na dnie Metabolizm tlenowy i beztlenowy (drożdże browarnicze wytwarzają etanol nawet w obecności tlenu) pH cytoplazmy 5,2 Typowe pH pożywki kwaśnie 5,0-6,5 (rosną nawet w pH 3,5) komórki kuliste lub owalne 5 - 10 μm średnicy Wegetatywne formy diploidalne (lub wyżej) U szczepów „udomowionych” z reguły nie występuje rozmnażanie generatywne Morfologicznie nierozróżnialne od drożdży górnej fermentacji

Drożdże- formy przechowywania Drożdże płynne (Wyeast Labs) Drożdze suche (Fermentis) Drożdże na skosach

Postępowanie z drożdżami Drożdże na skosach agarowych przechowujemy do pół roku, potem pasażujemy Starte na 20l warkę namnożony ze skosów: dla Lagerów 2l, dla Ale 1l Rehydratacja suchych drożdży: wsypujemy je na powierzchnię wody (!), nie bezpośrednio do brzeczki Ożywianie drożdży płynnych: zmiażdżyć wewnętrzny woreczek z pożywką, odczekać 2-3 dni do spęcznienia opakowania

Drożdże płynne Wyeast ALES 1007 - German Ale™ 1010 - American Wheat™ 1028 - London Ale™ 1056 - American Ale™ 1084 - Irish Ale™ 1098 - British Ale™ 1099 - Whitbread Ale™ 1187 - Ringwood Ale™ 1272 - American Ale II™ 1275 - Thames Valley Ale™ 1318 - London Ale III™ 1332 - Northwest Ale™ 1335 - British Ale II™ 1338 - European Ale™ 1728 - Scottish Ale™ 1968 - London ESB Ale™ 2565 - Kölsch™ BELGIAN ALES 1214 - Belgian Abbey™ 1388 - Belgian Strong Ale™ 1762 - Belgian Abbey II™ 3056 - Bavarian Wheat Blend™ 3068 - Weihenstephan Weizen™ 3278 - Belgian Lambic Blend™ 3333 - German Wheat™ 3463 - Forbidden Fruit™ 3522 - Belgian Ardennes™ 3638 - Bavarian Wheat™ 3724 - Belgian Saison™ 3787 - Trappist High Gravity™ 3942 - Belgian Wheat™ 3944 - Belgian Witbier™ LAGERS 2000 - Budvar Lager™ 2001 - Urquell Lager™ 2007 - Pilsen Lager™ 2035 - American Lager™ 2042 - Danish Lager™ 2112 - California Lager™ 2124 - Bohemian Lager™ 2206 - Bavarian Lager 2278 - Czech Pils™ 2308 - Munich Lager™ 2633 - Octoberfest Lager Blend™ LAMBICS 5112 - Brettanomyces bruxellensis™ 5335™ - Lactobacillus 5526 - Brettanomyces lambicus™ 5733 - Pediococcus™

Woda = H2O ??? pH Istotne jony To co w wodzie najważniejsze Uzdatnianie Woda w Poznaniu Woda stanowi około 90 % piwa 1 litr piwa ok. 10 – 3 litrów zużytej wody

pH wody 2H2O ⇌ H3O+ + OH- [H3O+ ] = 10-7 mol/l pH = -log(10-7) = 7 Brzeczka: 5,0 – 5,5 Piwo: 4,0 – 4,5

pH wody

Jony istotne dla piwa Wapń: ↓pH, wspomaga enzymy, za dużo – mętna brzeczka, optimum 50 – 100 ppm, bez wpływu na smak Magnez: ↓pH, optimum 10 – 20 ppm, <30 ppm – gorzki smak Sód: ogólna łagodność smaku, 75 – 150 ppm, ↑Siarczany → ↓Sód Metaliczny posmak: Mangan, Żelazo, Nikiel, Cyna, Cynk

Jony istotne dla piwa Chlor i chlorki mogą hamować drożdże, chlorki pow. 250 ppm zwiększają słodkość piwa chlorofenole już przy 1 ppm mogą dawać dziwny smak Chloroform (THM) – trucizna Woda twarda / miękka Stężenie jonów wapnia i magnezu

To co w wodzie najważniejsze Czystość mikrobiologiczna Stężenie chloru Zasadowość całkowita [HCO3-] - piwa jasne 50 ppm - piwa ciemne do 150 ppm Stężenie wapnia - piwa jasne 50 - 100 ppm - można wyżej Inne jony – generalnie im mniej tym lepiej

Uzdatnianie Destylacja i demineralizacja Filtracja Gotowanie Uzupełnienie jonów Zakwaszanie

1 mg/l = 1 ppm

Receptury ogólne J. Palmer Pale Ale: Pale Ale 3L 2,5kg Karmelowy 60L 0,25 kg Bursztynowe Ale: Karmelowy ciemny 120L 0,25 kg Brązowe Ale: Czekoladowy 350L 0,25 kg Porter: Pale Ale 3L 3,0kg Karmelowy 60L 0,25 kg Karmelowy ciemny 120L 0,25 kg Czekoladowy 350L 0,25 kg Stout: Palony jęczmień 400 L 0,25 kg

Receptura ogólna D. Miller Porter angielski Słody Słód Pale Ale 3,10 kg Słód Caramunich typ II Weyermann 0,12 kg Słód Carafa typ II Weyermann 0,12 kg Słód Carafa typ III Weyermann 0,09 kg Chmiel dla goryczki (przy 5% -kwasów, granulat) 40 g Wskazówki piwowarskie Początkowa gęstość brzeczki: 1.044-1,047 IBU 31 [mg/l] Zastosować zacieranie z pojedyńczą infuzją Zastosować drożdże do brytyjskiego ale Najlepiej rozlewać do butelek lub beczułek Gęstość końcowa: 1,009-1,012

Receptura szczegółowa A. Sadownik

Receptura szczegółowa Easy Cream Ale http://www.beersmith.com Type: All Grain Date: 8/25/2004 Batch Size: 10.00 gal Brewer: Brian Sabus Boil Size: 11.45 gal Boil Time: 60 min Equipment: BREWTREE- 15 Gallon Taste Rating(out of 50): 35.0 Brewhouse Efficiency: 75.00 Ingredients Amount Item Type % or IBU 10.00 lb Pale Malt (2 Row) UK (3.0 SRM) Grain 70.18 % 2.50 lb Corn, Flaked (1.3 SRM) Grain 17.54 % 0.50 lb Cara-Pils/Dextrine (2.0 SRM) Grain 3.51 % 0.25 lb Wheat, Flaked (1.6 SRM) Grain 1.75 % 1.50 oz Saaz [4.00 %] (60 min) Hops 11.8 IBU 0.50 oz Saaz [4.00 %] (30 min) Hops 3.0 IBU 1.00 lb Corn Sugar (Dextrose) (0.0 SRM) Sugar 7.02 % 1 Pkgs East Coast Ale (White Labs #WLP008) [Starter 35 ml] Yeast-Ale

Receptura szczegółowa Easy Cream Ale http://www.beersmith.com Est Original Gravity: 1.040 SG Measured Original Gravity: 1.041 SG Est Final Gravity: 1.011 SG Measured Final Gravity: 1.009 SG Estimated Alcohol by Vol: 3.84 % Actual Alcohol by Vol: 4.16 % Bitterness: 14.8 IBU Calories: 179 cal/pint Est Color: 3.5 SRM Color: Mash Profile Mash Name: Single Infusion, Medium Body, No Mash Out Total Grain Weight: 13.25 lb Sparge Water: 9.40 gal Grain Temperature: 72.0 F Sparge Temperature: 168.0 F TunTemperature: 72.0 F Adjust Temp for Equipment: FALSE Mash PH: 5.4 PH Step Time Name Description Step Temp 60 min Mash In Add 16.56 qt of water at 165.9 F 154.0 F Mash Notes: Simple single infusion mash for use with most modern well modified grains (about 95% of the time).