ØlbrygningsetmedbiologiskeogkemiskeøjneØlbrygningsetmedbiologiskeogkemiskeøjne............................................................................1

Indledning...................................................................................................................................................3Støbning............................................................................................................................................................4

Maltning/spiring...........................................................................................................................................4Tørring..............................................................................................................................................................5

Ristning.........................................................................................................................................................5

ENZYMER......................................................................................................................................................6Toenzymatiskeudfordringeribryggeprocessen..............................................................................................7

Beta-glucannedbrydning..............................................................................................................................7Aktivitetafenzymerne.....................................................................................................................................7

Mæskning.....................................................................................................................................................8MæskningogpH...............................................................................................................................................9Mæskningogtemperatur...............................................................................................................................12

Mæskningsrolle..........................................................................................................................................13Gelatinisering..............................................................................................................................................13Liquefaction................................................................................................................................................13Saccharification..........................................................................................................................................14

Carbohydraterogsaccharider............................................................................................................14Monosaccharider............................................................................................................................................15Disaccharider..................................................................................................................................................17Polysaccharider...............................................................................................................................................18

Filtreringogeftergydning....................................................................................................................19

Urtkogning................................................................................................................................................20Dimethylsulfid,DMS.......................................................................................................................................21Protein-udfældning.........................................................................................................................................22

Humle..........................................................................................................................................................22Humlesorter....................................................................................................................................................23Krydderierogurter.........................................................................................................................................23Bitterenheder.................................................................................................................................................24

Kemienbagbitterheden.............................................................................................................................24Aroma.............................................................................................................................................................25

Tørhumling..................................................................................................................................................26

Gær:bryggerensvigtigstepartner....................................................................................................27Gærsommikroorganisme..............................................................................................................................27Gærstammer...................................................................................................................................................27Gæringogteknologiskeforskelle...................................................................................................................29

Gærcellensmetabolisme................................................................................................................................29Gærreproduktionogvækst............................................................................................................................30

Latentellerinduktionsfase..........................................................................................................................31Accelerationsfase........................................................................................................................................31Eksponentiellefase.....................................................................................................................................31Decelerationfase........................................................................................................................................31Stationærfase.............................................................................................................................................32

Faldendefase..................................................................................................................................................32Faktorersomharbetydningforengodfermentering....................................................................................34

Gærfaktorer................................................................................................................................................34Urtfaktorer.................................................................................................................................................34Temperaturfaktorer...................................................................................................................................35

Bestemmelseafalkoholvol%.........................................................................................................................35

Lagring,modningog’aldring’.............................................................................................................35

Ølsmagning/sensorik............................................................................................................................37Flavour............................................................................................................................................................37Ølletsaroma...................................................................................................................................................38Prikkendebobler–carboneringaføllet.........................................................................................................38

IndledningØlerøloglavespåbaggrundafbyg,vand,humleoggær.Ogsåalligevelikke,delskanmanlaveølsomermereellermindrebitterogsåkanmantilsættekrydderier,chokoladeellerlakridsaltefterbrygmesterensinnovationsvilje.Kunkreativitetognysgerrighedsættergrænse.

Sagtmedandreord:brygmesterensvalgafråvarerervedførsteøjekastbegrænsettilhumle,malt,gærogvand,dervedskabesølletsudseende,aromaogmundoplevelse.Vednærmereeftersynkandenævnteråvarervarierespåutalligemåder.Baremalttyperoghumlesortergivermulighedforstorvariation.Oghvismansåindtænkertilsætningafurterog/ellerkrydderiersåblivermulighederneuendelige.Maltengiverikkekundeuundværligeenzymer,mentilførerogsåproteinstoffersomharbetydningforskumdannelsen,jomereproteinjomereskum.

Maltengiverøletmegetbredtaromabillede,fradekarakteristiskekornaromaertilenaroma,derkankarakteriseressom:ristetbrød,øllebrød,karamel,vanilje,nødder,chokolade,kaffeogheltovertilrøgettjæreellerhyldeblomstaroma.

Vivedgodtattomaterogagurkererdetrenevand,opmod95%afentomatsvægtervand.Dettegælderogsåølhvorvandudgør90%,alligevelkanderværesåmegetsmagienølatdeternæstenufatteligt.

ØLerenrækkeforskelligegæredealkoholiskebryg,lavetpåstivelses-ellersukkerholdigematerialer,såsomrisogmajs,menførstogfremmestmaltedekornsorter.Ølergennemtidernesmagssatmedkrydderplanter,særlighumle.Deingrediensersomindgårifremstillingaføler:korn(byg)vand,gæroghumle.

BYG(Foto)

Bygerenafdeældstekornarterogharformodentligværetdyrketfrafør5000f.Kr.Dyrkedebygkendesikkefranaturen,menstammersandsynligfraennærtståendeart:vildtoradetbyg,Hordenumspontaneum,somvokservildidetøstligeMiddelhavsområdeogiMellemøsten.

Idagdyrkesdenforædledebyg,derharenstorydeevneogsomerresistensoverforsygdomme,isærsvampesygdomme.

IDanmarkdyrkestoformerforbyg:vårbyg,somsåsomforåretogvinterbygsomudsåsomefteråret.Vinterbygskalpåvirkesafkulde,førvækstenbegynder.Byganvendeslokalttilfoder,dagligkostogtilmaltbygsomanvendestilølbrygning.

Aleuronlagetindeholderkornetsmineraldepot,samtprotein,fedtogB-vitaminer.Opmod80%afbygkernernesfosfaterogmineralersomcalsium,jernogmagnesiumerbundetifytin.Setfrabygplantenssideerdethensigtsmæssigt,atfosfaterogmineralerlagresikernen,såkimplantenumiddelbartvedspiringkanbringedisselagreianvendelsetilvækst.Fornårbygspirer,dannesenzymetfytase,menførstda.Dervedfrigivesmineralernesomanvendesiforbindelsemedvækst.Enzymerogsacchariderfrigøresogbrugesafbygkimplantentilvækst.

Denbygderoftestanvendestilølbrygningertoradetbyg(Hordeumvulgarevar.distichum).Påmalterietbliverbyggentørret,renset,sorteretefterstørrelseogfyldtistorekar–såkaldtestøbekar–hvorbyggenudblødesivandihenved50timer.Devådebygkornpumpesoverispirekasser,hvordeliggertilspiringiomkringfemdøgn,nuharviatgøremedgrønmalt.

Grønmaltellerspiretbygerdenfundamentaleråvareiølbrygningen.Maltenbidragertilølletssmagogfarve,desudenermaltensproteinercentralfordannelsenafskumogmaltenertilligeenvigtignæringskildeforgæren.Maltbygsomanvendestilølbrygningadskillersigfraalmindeligbygvedathaveetsærlighøjtindholdafstivelse.Foratstivelsen(amylose)derbestårafoptil6000glucoseenhederkanindgåispiringenmådenførstspaltes.Underspiringendannesenzymer(alfa-ogbeta-amylaser)somspalteramylosetildextrinerogmaltoseogsåkaldetmaltsukker.Dextrinerogmaltosespaltessenerevideretilglucoseafmaltase.Herefterkangærenbegyndedenegentligegæringafglucosetilalkohol/ethanol.

Fermenteringenogklargøringafmaltenforløberovertretilfiretrin:Støbning,maltning/spiring,tørringogevt.ristning.Derefterkværnesmaltenogblandesmedvandogmæskningenerigang.Opløsningenfiltreresogkogesindmedhumle.Slutresultatetafalledisseprocessererhvadmankalderølurten.

StøbningVedstøbningensættesbygkernerneiblødivandi2døgn,dervedoptagerkernernevandtilvandindholdeterca.45%.Veddetteniveauvilkimenpåbegyndeproduktionenafhormonetgibberellinsyresomigangsætterspiringen.Gibberrellinsyretransporterestilaleuroncellerne,hvordetinitiererdannelsenafenrækkeenzymervedproteinsyntesen.

Maltning/spiringEfterstøbningenoverføresbygkernernetilsåkaldtespirekasser,hvordespirerica.femdage.Dennekontrolleredespiring,hvorkernernevendesfleregangeforikkeatderesfremspirederødderskalfiltresigindihinanden,kaldesmaltning.Temperatur,luftfugtighedogiltermegetvigtigeparametreidenneprocesogderforskalspiringenforegåunderkontrolleredeforhold.Maltningen4vigtigsteenzymereralfa-ogbeta-amylase,proteaseogbeta-glucanase.Understøbningenaktiveresenenzymsynteseifrøetsskal.Nogetafdetførstederskereratdervedproteinsyntesedannesbeta-glucanase,somdereftersætterganginedbrydningenafcellevæggenomkringendospermet,sombestårafpolysaccharidetbeta-glucan,somminderomcelluloseisinopbygning.Dernæstdannesforskelligeproteaser,somvednedbrydningfjernerproteinhindenomkringdetoplagredestivelse.Dervedbliverderdirekteadgangtilstivelsenogalfa-amylaseogbeta-amylasekanpåbegyndenedbrydningenafstivelsetilmaltoseogglucose.Alledisseenzymatiskenedbrydningsprocessererkendetegnendevedatværehydrolyser,hvordestørremolekylernedbrydesundertilførselafvand.

Vedspiringsprocessendanneraleuronlagetogkimenenzymer,somnedbryderoplagsnæringensombestårafstivelseogproteinfrafrøhviden.Underspiringinaturenbrugesallenæringsstoffer(proteinerogstivelse)ifrohvidenheltop.Vedølfremstillingermannetopinterreseretiatudnyttedissenæringsstoffertildetyderste.Derforstoppesspiringennårenzymindholdeterpåsithøjeste,daenzymerneercentraleogvigtigefordenkommendebrygproces.Måleterat95%afstivelsenomdannestildextriner,maltoseogglucoseviakernernesindreenzymatiskenedbrydningsprocesser.Nårmanoverhovedladerkornenespirererdetforatfåværktøjskassen(enzymerne)gjortklartilatomdannedestoreorganiskemolekylertilmindreenhedersomgærenkanbrugeiforbindelsemedgæringen.

Figur1(Bygitværsnit)

Stivelseskorneneeromgivetafentyndproteinkappe/hinde,somskalnedbrydesforatamylasekanfåadgangtilstivelsen.Proteinkappennedbrydesafproteaseenzymer,vedatspaltepeptidbindingernemellemaminosyrerneunderoptagelseafvand,dennespaltningkaldesderforenhydrolyse.

Undermaltningenerenzymernealfa-ogbeta-amylaseaktive.Alfa-amylaseerdannetafaleuronlagetunderspiringen,mensbeta-amylasenerdannettidligereogliggerinaktivtifrøhviden,ligeindtilspiringengårigang.Alfa-amylaseklipperdelangestivelsesmolekylertilfældigestederimindrestykkerafvarierendelængder,mensbeta-amylaseklipperdemindrestykkertoogto,tildisaccharidetmaltose.Detoenzymersforskelligeklippefunktionerberorpå,athvoralfa-amylaseerenendoamylasesomhydrolysereralfa-1,4glycosidbindingertilfældigestederindeistivelsesmolekylet,derhydrolysererbeta-amylasealfa-1,4glycosidbindingerfradefrieikkereduceredeenderafstivelsesmolekyletvedfrigivelseafmaltsukker/maltoseenheder.

Figurindsættes

Udoverdetoamylaseenzymerdannesderogsåvedspiringenafbygkornbeta-glucanaser,hvorfordetblivermuligtatspaltebeta-glucanerneifrøvidenscellevægge.Nedbrydningenafdissecellevæggebetyderdelsatadgangentilstivelsenlettes,menersamtidigvigtigforatfåenstordelafbeta-glucanernespaltet,forikkeatfåenlangsomfiltration.Derdannesenmegettyktflydendemassesomkanstoppefiltrettil,nårbeta-glucanernekommerivand,somvikenderdetfrahavregrynopløstivandellermælk.

Figurindsættes

TørringEfterspiringengennemluftesbygkernernemedvarmluft.Maltenfårundertørringsprocessendenaromaogfarvedererkarakteristiskveddetfremtidigebryg.

RistningEftertørringkankernerneristes,dettegøresvedproduktionafdemørkerebrygtypersombockogporter.Temperaturenhvorvedbygkernernetørresogristesharindflydelsepåmaltenskarakteristikaogfarve.Johøjeretemperaturmaltentørresogristesved,jomørkeremalttypedannes–eksemplerpåmalttypererpilsnermalt(lys),røgmalt(røg)ogkaramelmalt(aromatiskogmørkere).Derfindestoforskelligeristemetoderindenforølbrygning:nemligkaramelliseringogMaillardbruningsreaktion.Vedkaramelliseringafgiversukkermolekylernevandogændrestruktursomfølgeafvarmepåvirkning.Vedristningvedhøjetemperaturerskerderdesudenendenatureringafenzymerne–detteharbetydningforsmagogudseende,samtforudbytteafforgærbaresukkerarter/saccharider.VedMaillardreaktionen,somerenkompleksbiokemiskreaktion,hvorsimplesukkerartersomglucoseogmaltosekatalyseresaffrieaminosyrer.DetdergørMaillardreaktionen/processenforskelligforkaramelliseringer,atdenforegårvedrelativtlavetemperaturerilængere,hvorvedmanfuldstændigtkanundgådekraftigeresmagsnuancersomopstårvedhøjvarmepåvirkning.

Box

Maillardreaktionen

Maillardreaktionenerresultatetafdenbruningaffødevareogdannelseafnyesmagsstoffersomskervedfxbagningellerpopkornproduktion.Deterenikke-enzymatiskbruningimodsætningtildenbruningsomaleneindtrædervedluftensindvirkningpåfødevare.Processenindtrædervedenreaktionmellemproteinerellerfrieaminosyrerogkulhydraterifødevare.ReaktionenfremmesafhøjetemperatureroghøjepH-værdier,samtvedrøgning.Maillardreaktionenerskyldiatflæskesværd,kaffeogmørkølhardetudseendevikenderogdensmagsomvioplever.Reaktionenernærmerebestemtafatsukkermolekylernescarbonylgruppereagerermedaminosyrensaminogruppe.Skerreaktionenmellemaminosyrenlysinogsukkersåfremkalderdetersmagafrugbrødogskerreaktionenmellemaminosyrenglycinogsukkersåbliversmagenølagtig.Maillardreaktionenerivirkelighedenafkaskadeafreaktionensomharstorbetydningiproduktionenafdemørkeøltypersomlagerogales.

Boxslut

Detervigtigt,atspiringenstoppesefterfemdage,ellersvilenforstorandelafstivelsenbliverespireretogbrugttilatdannespirer,rødderogkimblade,deternaturligvisuhensigtsmæssigtdamanerinteresseretiatbryggesåmegetølsommuligt.

ENZYMERSomviharsetermaltningenshovedopgaveatfådeenzymersomnaturligtfindesiforskelligekornsorteraktiveret.Dettegøresvedatfåkornetspiretogdereftertørret.Derertaleomtogrupperafenzymer:engruppersomeransvarligforatnedbrydekulhydraterogengruppehvisfunktioneratnedbrydeproteiner.Disseenzymatiskenedbrydningsprocesserernødvendigeforgæren.Nedbrydningsproduktersomaminosyrer,maltoseogglucoseindgårigærensmetabolisme.Idenforbindelseerdetvigtigtathuskepåatgærenikkekunlavergæring,menogsåharbrugforatkunneformeresigvegetativtvedknopskydning.Dennevegetativeformering,hvorgærendelersigvedmitose,kræverATPognæringsstoffertilsynteseafDNA/RNAvedreplikationenogproteinervedproteinsyntese.Detvilsigeatgærenharbl.a.harbrugfornitrogenogfosfatligesomkulstof.

Gærkankunomsættesaccharidermed1,2eller3glucoseenheder,dekaldeshhv.mono-,de-ogtrisaccharider.Glucoseogfruktoseermonosaccharider,sukroseogmaltoseerdisacchariderogmaltotrioseerettrisaccharid.Deterderfornødvendigtatfåstivelsen,somkanbeståaftusinderafglucosemolekyler,nedbrudttilmindreenhedersåkaldtedextriner.

Påsammemådehargærenbrugforfrieaminosyrer.Proteinerneikornetifxfrøhvidenskalaltsånedbrydesforatgærenkanfåadgangtildefrieaminosyrer.Dererderforbrugforflereforskelligeenzymeridetmaltedekorn.Deertilstedesomforstadiertilenzymerogbliverførstaktiveundermaltningsprocessen.

Deenzymersomnaturligtaktiveresundermaltningenkansomsagtinddelesidemsomkannedbrydeproteinerogdemsomkannedbrydekulhydrat,somdetfremgåraftabellen:

Enzymtype Enzym Substrat

Proteaser: Peptidaser Proteiner>>>peptider>>>aminosyrer

Amylaser/carbohydraser: Alfa-ogbeta-amylase Carbohydrater>>>maltoseogglucose

Glucaner: Beta-glucaner Beta-glucan>>>glucose

Somdetfremgårafmæskeprofilenpåsidexxertemperatur(ogpH)enheltcentralspilleriforbindelsemedølproduktionensforskelligeenzymatiskeprocesser.Temperaturenerderforenoplagtkomponent”atskruepå”iforbindelsemedatlaveøl.

ToenzymatiskeudfordringeribryggeprocessenToenzymatiskeprocessererheltcentraleiforbindelsemedbrygningaføl:beta-glucannedbrydningogprotolytiskenedbrydningafproteinertilfrieaminosyrer.Beggedeleforatgærenkanfågavnafdesimplesukkerstofferogdefrieaminosyrer.

Beta-glucannedbrydning.Hemicellulosesomermatricselementeticellevæggeninendospermenbestårafomkring65%beta-glucanog25%pentosan.Beggesubstansererkritiskeiforbindelsemedbryggeprocessensudnyttelseafstivelse,viskositetogfiltrebarhed.Menkaneffektiviseresvedanvendelseafexogenbeta-glucanase.

Figurindsættes

Beta-glucaneretpolysaccharidbeståendeafD-glucosemolekylerbundetsammenmed1,3-ogmerehyppigt1,4-glykosidbindinger.Dennekombinationafbindingergøratbeta-glucanerutilgængeligoverforenzymersomamylaserogamyloglucosidaser.

Figurindsættes

Hvisikkebeta-glucannedbrydesigennembrygprocessenkandetpåvirkeurtenogviskociteten.Problemetløsesvedatbeta-glucannedbrydningsenzymersombeta-glucan-solubilase,endo-ogexo-beta-glucaneserogcellulaseaktiveres.Denoptimaletemperaturforendogenbeta-glucan-solubilaseer62-65graderdeaktiveresvedentemperaturpå72-73garder.

Etandetvigtigtlediølproduktionsmaltningogmæskningernedbrydningafproteinernesomfindesibygelleriandreråmaterialer.Deternemligikkekunfrieaminosyrerogdipeptidersomfrigivessomnæringforgæren,proteinerneiendospermen,bindersigtilbeta-glucanogpentosanericellevæggeogskaberpropperrundtomstivelsekerner.Detteproblemermestrelevanthvismanbryggerølpåbasisafsorghum.

Figurindsættes

DentraditionellemådeatøgeFANproduktioneneratbrugemodificeretmalt.DervedopnåsenacceptabeltFANniveau.Novozymes`Neutraseproduktarbejdersynergisktisksammenmedcarboxypeptidasesomfindesikornetfremstillemereaminosyre.

AktivitetafenzymerneNovo-forskereopdagedei1941,atderfradyrebugspytskitleranvendttilinsulinproduktionkunneudvindesetbiproduktiformafenzymertilindustrieltbrug.NuomdageproducererdenstoredanskeenzymproducentNovozymesenrækkeenzymersomanvendesindenforfødevareindustrien.Disseenzymerproduceresafgensplejsedemikroorganismerogfinderbl.a.anvendelseiproduktionenaflevnedsmidlerogvaskemidler

Novozymesproducererenrækkeenzymersomhardirekteanvendelsesmulighederindenforproduktionaføl.Følgendefireenzymprodukterertilrådighediforbindelsemeddenlandsdækkendekonkurrenceomatbryggeinnovativtøl:Flavourzyme,OndeaPro,ThermamylSCDSogUltraFloMax.Novozymesproduktererudviklettilatarbejdeisynergimeddeeksisterendeenzymsystemerikernerfraforskelligetyperkorn,ellertilatgøredetmuligtatnedbrydeogudnyttedemaltbaseredeenzymerlængere.

ForatsikreoptimalbearbejdningogfermenteringindeholderforskelligeenzymprodukterfraNovozymesglucanase,xylanase,protease,amylase,pullulanase(dextrinase),oglipase,iretteforholdtilpassetdetrelevanteråmateriale.

Deindividuelleenzymererudviklettilatafhjælpemanglerhosdenaturligeenzymervedspecifikkebryggeforhold.Detdrejersigomsubstratspecificitet,pH&temperatur.

Navn Enzym Aktivitet Funktion/udbytteFlavourzyme Exo-protease ÆndreFANlevel&

aminosyreprofilÆndreniveauetafaroma&forstadiertilafsmagsprodukter

OndeaPro LipaseAlfa-amylasePullulanase(dextrinase)Veta-glucanaseXylanaseProteaseBeta-glucanase

Inklusivumaltetkorn

Øgebæredygtighedvedafskaffelseafmaltningsprocessen

ThermamylSCDS Alfa-amylase Stivelsesnedbrydningvedhøjgelanitisationtemperatur

Forbedretsukkerdannelseiafkog/udtræk

UltraFloMax PectinaseBeta-glucanase

Nedbrydningafpectin Forbedretekstraktfrapectinholdigefrugter

Mæskning Imæskningsprocessenlavermanen“grød”afmaltogvandsomefterfølgendeskalfiltrerestilurtogmask.Imæskningen“vækker”mandeenzymermanførstgjordeaktivevedatsnydebygkornenetilatspireogdereftergjordeinaktivevedattørredem,dastortsetallebiokemiskeforegårivand.Imæskningenfårmanenzymernetilatnedbrydeproteinerogvigtigstafaltpoly-ogdi-sakkarider.Enzymernederkatalysererdisseprocesservilnedenunderblivegennemgået.Mæskningsprocessenerafhængigafmindsttremegetvæsentligefaktorer:

• Temperatur-deforskelligeenzymerfungererbedstvedforskelligetemperaturerogmankandermed“styre”hvilkeenzymermanviludnyttemest,ellerhvilkekombinationermanvilforsøgesigmed.Deflesteenzymerdenaturere,ændrerderesrumligestrukturogdermedmisterevnentilatudførederesbiologiskeaktivitetved75-80gradercelsius,og

derformåtemperaturenIKKEoverskridedetteførtilallersidst,hvordetermeningenatdenatureredem,fordideikkelængereskalværeaktive.

• Koncentrationenafvand-vedhøjekoncentrationerafvandarbejderenzymernehurtigst.Vedlavvandkoncentrationgårmæskningenenanelselangsommere,menmanvilhaveenbedrekontrol.

• pH-værdi–genereltarbejderdeflesteenzymermesteffektivtvedenpH-værdipå5-6,mensomvedtemp.hardeallederesheltegnepræferencer,såhvismanvirkeligvilladeetenzymkommetilsinretskalmankendederespHoptimumogholdedender.Hvismanderimodviloptimereflereenzymersaktivitet,skalmanladepH-værdienvarierelidtundermæskningen.

MæskningogpHNårmaltenertilsatogerblevetgodtgennemvædet,børmankontrollereogeventueltjusterepHimæsken.Enafgrundenetildetteeroptimeringafamylase-aktiviteten.α-amylaseharpH-optimumca.mellem5,3og5,7,mensβ-amylaseharpH-optimumomtrentmellem5,0og5,5,såhvisamylaseaktivitetenskaloptimeres,børpHværemellem5,3og5,5.DerforegårogsåandrepH-afhængigeprocesserundermæskningen,mensamletseterenpH-værdiligeomkring5,3etgodtvalg.Disseoptimaermåltvedmæsketemperatur,dvs.65-70°C.Hvisprøvenafkøles(fxafhensyntilmåleudstyret),skaldertrækkes0,35fradenobserveredemålingvedstuetemperatur.

Bådedenanvendtemaltogbryggevandetharstorindflydelsepå,hvadpH-værdienimæskevandetbliver.I

EnzymerogpH

Enzymer(ogandreproteiner)erafhængigeafenkorrektpH-værdiforoptimalfunktion.Årsagenskalblandtandetfindesienzymernessekundære,tertiæreogkvartnærestrukturer,deropstårpåbaggrundafinteraktionermellemaminosyrer,derikkenødvendigvissidderinærhedenafhinandeniaminosyrekæden.Deterisærsaltbroer(ioniskeinteraktioner)oghydrogenbindinger,derpåvirkesafpH-ændringer.Derkanogsåskedirektepåvirkningafbindingenmellemenzymogsubstrat.Påfigurernenedenforseseksemplerpåhydrogenbindingermellemaminosyrerietbetafoldeblad(β-sheet)samtpåbådeenioniskinteraktionogenhydrogenbindingmellemsidekædernepåglutaminsyreoglysin.Enandenvigtigbindingstypeforenzymersogproteinersrumligestrukturersvovlbroer/disulfidbindingermellemcystein-aminosyrerne.

TilVenstre:Hydrogenbindingerietβ-sheet,ByDirkHünniger,WikiCommons

Tilhøjre:Intermolekylærebindingermellemlysinogglutaminsyre,ByChem540f09grp6-Egetarbejde,Public

Domain,WikiCommons

Opgaver:

1. HvorforkandenvistehydrogenbindingmellemlysinogglutaminsyreblivepåvirketafændringeripH?

2. Kigpåenoversigtoveraminosyrernesstrukturer.Findaminosyrermedsidekæder,derkandanneentenioniskeinteraktionerellerhydrogenbindinger.Overvej,hvilkedererafhængigeafpH.

3. Vildevistehydrogenbindingeriβ-sheet’etblivepåvirketaf(mindre)pH-ændringer?

4. FindpKS-ogpKB-værdierforsidekæderneilysineogglutaminsyre.VedhvilkepH-værdiervildenioniskeinteraktionbegyndeatblivesvækket?

demineraliseretvand(pH=7)vilnaturligepuffersystemerimaltensænkepH-værdientilca.5,8.Puffersystemernebestårblandtandetuorganiskeogorganiskefosfater(fxphytinsyre).Maltedererkilnetvedhøjtemperatur(mørkemalte)indeholderimidlertidmeresyreendlysemalte.TilførselafmørkemaltekansåledesbenyttestilatjusterepHyderligerened.Vandetsindholdafionerharogsåindflydelse.Dethandlerihøjgradomindholdetafcarbonat/hydrogencarbonat1(CO3

2-/HCO3-)ogcalcium-ioner(Ca2+).

HCO3-(ogCO3

2-)erenbaseogviløgepH.OmvendtkanCa2+vedreaktionmedmaltensphosphaterfrigøremeresyre(hydroner)ogdervedsænkepH.

UdfordringermedpH-værdienopstårtypisk,hvismanønskeratbryggeenlysølmedbryggevand,derindeholderetstortoverskudafHCO3

-iforholdtilCa2+.Ellerdetomvendtetilfælde,hvismanønskeratbryggeenmørkølmedvand,derharetmegetlavtindholdafHCO3

-.IdetførstetilfældeblivermæskepH’enforhøj,ogidetsidstetilfældebliverdenforlav.

IpraksiskandetværesværtatrammedenønskedepH-værdinøjagtigt,ogideflestetilfældevilmanfåetudmærketresultat,sålængepHliggeriintervallet5,0-5,5.Gørdenikkedeterderforskelligemetodertiljustering.HvispHerforhøj(formegethydrogencarbonat),kanmanjusteredennedvedattilsættelidtsyre.Mælkesyre(2-hydroxypropansyre)eretgodtvalg,menderkanogsåanvendesuorganiskesyrersomfxsvovlsyre(bemærkatrenhedenskalværehøjnoktil,at

1Mangestederkaldeshydrogencarbonatforbikarbonat.Derertaleomdensammeion:HCO3

-

Ca2+ogpH

Fældningsreaktionenmellemcalcium-ionerogphosphaterimaltenkanbeskrivesveddettereaktionsskema:

3 !!!!(!")+ 2 !"!!!!(!") ⇌ 2!!(!")+ !!!(!!!)! (!)

Ca2+kanreageremedorganiskbundnephosphaterpåsammemåde.

Opgaver:

1. Beregnstofmængdenafhydronerdermaksimaltkandannesvedovenståendereaktion,hvisdertilsættes5,0gramcalciumsulfattil10Lmæskevand.

2. pKS-værdienfordihydrogenphosphat(H2PO4-)er7,21,menspKSfor

hydrogenphosphat(HPO42-)er12,32.Argumenterforatstørstedelenafdet

uorganiskephosphatfindessomH2PO4-ogikkeHPO4

2-vedpH-værdienimæske-vandet(pH5-6).Benyteventueltetbjerrumdiagram(NB:CaHPO4erogsåtungtopløseligt).

3. Opløselighedsproduktet(Kop)forCa3(PO4)2ivanderca.3×10!!" !!vedpH7og

syrenkananvendestilfødevarer).Citronsyrefungererogsåudmærket,menherskalmanværeopmærksompå,atstørretilsætningerkanpåvirkesmagen.Etalternativtilsyretilsætningeneranvendelseafcalciumsalte,oftestcalciumsulfat(CaSO4).Calcium-ionerne(Ca2+)kansomnævntovenforsænkepH-værdienvedreaktionmedmaltensphosphater.Derdannesherveduopløseligeforbindelser,somviludfælde.Samtidigfrigøreshydroner,ogpHsænkes.

IsjældnetilfældekanpHværelavereendønsket.Isåfaldkanmanopjusterevedtilsætningafsaltenecalciumcarbonat(CaCO3)ellernatriumhydrogencarbonat/natron(NaHCO3).Bådehydrogencarbonatogcarbonatersomnævntbaser.Calcium-ionerneiCaCO3vilnaturligvisinogengradmodvirkepH-stigningen,mendeterimangetilfældebedreatbenyttecalcium-fremfornatrium-salte,danatrium-ionernekanfåuønsketindflydelsepåsmagen,hvisdeertilstedeiforhøjkoncentration.

MæskningogtemperaturTiden-hængermegetsammenmedtemperatur.Vedatholdemæskeniforskelligetempi.,iforskelligetidsperioderafvarierendelængde,kanmanfremmenogleenzymerfremforandre,ogdermedtilenvisgradstyrehvilkeenzymerdereraktive.MæskningenforegårhurtigstvedhøjetemperatureroglangsomtvedlavereSomsagtarbejderdeforskelligeenzymerbedstogmesteffektivtvedforskelligespecifikketemperaturer.Følgendeerenoversigt,ensåkaldtmæskeprofil(sefigp),overforskelligetemperatureroghvilkeenzymerderfungererbedstundernetopdenne:

• 32-50gradercelsius–eroptimumforbeta-glucanase.Beta-glucanasevilnedbrydebeta-glucan,somudgørenstordelafcellevæggenikornene.Vednedbrydelsenafbeta-glucanvilamylasernesenerehavenemmerevedatfåsakkariderneoptagetafgærcellerne.DenneprocesvilsænkePH-værdien.

• 50-55graderC–eroptimumforproteaserne,enzymerdernedbryderproteinertilaminosyrervedatbrydederespeptidbindingvedhydrolysehvorvandernødvendig,enbindingmellemaminosyrerveddenenescarboxygruppe/syregruppe(COOH)ogdenandenaminosyresaminogruppe(NH2),derligesomvedbindingernemellemcarbohydratersættessammenmedenkondensreaktion.Denvigtigsteproteaseerpeptidase,der“klipper”proteinerneimindrekæderafaminosyrer(peptider)ogdetteharbetydningforenøgetskumstabilitetenidenfærdigeøl.

• 60-73graderC–eroptimumforcarbohydraserne,enzymernederkatalysererhydrolysenvedspaltningenafdi-ogpolysakkarider(carbonhydraterne),somfxalfa-ogbeta-amylase.Amylasernevilnedbrydemaltoseogpolysakkaridernetilglukoseellermaltose,somgærcellernekanrespirereaf-bådeaerobtoganaerobt.Mankantypisknedbrydeoptil80%afde“store”sakkarider”,ogdepolysakkariderderikkenedbrydesellerkundelvistkaldesuforgærbaredextriner,kortkædedepolysakkariderbeståendeafglukose.Idenlavereendeafdettetemperaturinterval-63-65gradercelsius–harbeta-amylasesitoptimum,ogdabeta-amylasekunklipperfraenderneog2“mono”-saccariderind,vildendannemaltose.Veddehøjeretemperaturer-fraca.65-68gradercelsius-haralfa-amylasesitoptimum.Alfa-amylaseerenendoamylaseogvilderforklippe”histogpist”ogvildermeddannemaltriose,maltoseogglucose+stykkerafpolysakkariderivarierende

længde,deførnævntedextriner.Dissedextrinervilgive“fylde”tiløllet,dagærenikkekanomsættedisse.

• 75-80grader-Veddissetemperaturervilenzymernedenaturereogderforønskesdennetemperaturikkeførtilallersidst.Desudenvilman,hvismanvarmermæskenformeget,kunnetrækkedeellersuopløseligepolysakkariderudafkernernehvilketikkeønskes.

FigurindsættesFigurindsættes

MæskningsrolleMeningenmedmæskningersomtidligerebeskrevet,ensåvidtmuligtotalnedbrydelsealtstivelseimaltentilmonoogdisakkaridersamtopløseligedextriner.Nedenståendeerendetaljeretgennemgangafdeenkeltetrinimæskningen.Dissetrinkannaturligvisvarieresaltefterdetønskedeslutprodukt.Stivelsesnedbrydningskeroverordnetitretrin.

• Gelatinisering• Liquefaction• Saccharification

Gelatinisering• Mellem59graderCog65graderC(”sprængning”afstivelsesgranula,ikkeenzymatisk,

menskyldesvandoptagvedhjælpafosmose)medførerøgetviskositet(klistret).• Adskillelsenafdeellerstætpakkedestivelsesgranulamedførerenøgetoverladeogheraf

hurtigereenzymatisknedbrydning.• Hvisgelatiniseringikkeforekommervildetmedføreretlavereudbytteogproblemermed

filtreringen.

Liquefaction• Delangekæderafglucosemolekyler(amyloseogamylopektin)nedbrydeshurtigttilmindre

kæderafalfa-amylase,hvilketmedførerethurtigtfaldiviskositet.• Beta-amylasekankunlangsomtnedbrydedelangekæder,dadespalterfra”frie”endeaf

polysakkaridet.

Saccharification• Fortsatnedbrydningafstivelsevedskiftevisalfa-amylaseogbeta-amylase.• Hverkenalfa-amylaseellerbeta-amylasekanbrydealfa-1,6-glykosidbindingenhvilket

medførerenmindremængdeafdextriner• Dextrinasefindesimalt,menharoptimumomkring55graderCogerderforinaktivtefter

gelatinisering).

CarbohydraterogsacchariderDetprimæremålibryggeprocesseneratomdannedelangekulhydrat-kæder(stivelse)imaltentilsmåkulhydrater,somgærenherefterkanomdannetilalkohol(ogdiversesmags-ogaromastoffer).Menhvaderkulhydrateregentlig?Populærtsagterkulhydrater(carbohydrater)sukkerstoffer.Deterdogikkehelesandheden.Carbohydraterkansættessammenogdannelangepolymerer,mendeterkundekorteste-derbeståraf1eller2carbohydrat-enheder-somkaldessukre.

Etandetordforcarbohydratersaccharid,ogetmolekyle,sombestårafenenkeltcarbohydrat-enhed,kaldesetmonosaccharid.Etmolekyle,derersammensataftomonosaccharider,kaldesetdisaccharid.Enpolymerafcarbohydraterersammensatafmindsttremonosacchariderogkaldesetpolysaccharid.

Læsevejledning:Carbohydraterneidetteafsnitertegnetmedstregformler.IstregformlererderetC-atomialleknækog

forgreningspunkteristrukturen,menkunnoglefåafdisseerskrevet.Detvistemono-saccharid(øversttilvenstre)harsåledesi

alt6C-atomer,hvorafdefemsidderiringen.Detvistedi-saccharidhar12C-atomer(femihverringogtoekstra,somertegnet)

Polysaccharidereroftesammensatafhundrede-ellertusindvisafmonosaccharid-enheder.Dextrinerenbetegnelseforensærligundergruppeafpolysaccharider,derudmærkersigvedatværerelativtsmå.

Alledenævntetyperafkulhydratererinteressanteiølbrygning,menvibegyndermedengennemgangafdeenkeltetypersoverordnedeegenskaber.

CH2OH

O

OHH

HHO

OHH

CH2OH

D-fruktose

MonosacchariderMonosaccharidernehardengenerellemolekylformelCn(H2O)n,hvornerettalmellem3og7.Detnokbedstkendtemonosacchariderglucose(druesukker),somernaturligtforekommendeogindeholder6carbonatomer(kundeteneerskrevetpåstrukturen).AltsåblivermolekylformlenC6H12O6.

Genereltindeholdermonosaccharideretantalhydroxy-grupperogenenkeltoxo-gruppe(C=O).Pådetostrukturformlerheriafsnitteterhydroxygrupperneermarkeretmedblåtmensoxogruppenermarkeretmedrødt.

Oxo-gruppengivermonosacchriderneforskelligekemiskeegenskaberaltefter,omdenerplaceretiendenafC-kædenellerindeikæden.

Iglucoseeroxo-gruppenendestillet,ogdenkaldesderforforetaldehyd(sefigurentilvenstre).Nåroxogruppenikkeerendestilleterdertaleomenketon.Eteksempelerfruktose,somseshertilhøjre.Kædeformenkaldesentenketose-elleraldose-formen-afhængigtafomdeterenketonelleretaldehyd.

Dehertegnedestrukturererikkeringstrukturer,somdemvistiafsnittetovenfor.Monosaccharidernekanbådeoptrædepåring-formogpådenåbneform.Detmesteaftidenvilmonosacchariderneimidlertidbefindesigiring-formen.

Bemærkatdereradskilligestereocentre(kiralecentre)ibådeglucoseogfruktose,ogdeharsåledesadskilligestereoisomere.Foratskelnemellemdeforskelligeisomerebenyttermanikulhydrat-kemienoftefischerprojektioner,nårmantegnerstrukturerne.Deterogsågjorther.Dukanlæsemereomfischerprojektionerogstereokemiidinkemibog,menvivilikkegøremegetudafdether.Deterdogværdatbemærke,atdetikkeerallemonosaccharidernesstereoisomerer,derforekommernaturligt.PåfigurerneafglucoseogfruktoseerdetdenaturligtforekommendeD-former,somertegnet2.

2Glucoseogfruktoseerfaktiskindbyrdesisomere(ikkestereoisomere).Deharnemligsammemolekylformelmenforskelligefunktionellegrupper.Desigesatværefunktions-isomere.

OHH

OHH

HHO

OHH

CH2OH

D-glukose

H O

Ringslutningafmonosaccharider

Monosacchariderkanlaveenintramolekylærringslutning.Deterenligevægtsreaktion,ogoftesterligevægtenforskudtmodhøjre.Nedenforsesetudsnitafreaktionsmekanismenforglukosesringslutning.

Deteneledigeelektronparpåoxygen-atometidetnæstsidstecarbons(C5)hydroxygruppe(blå)'angriber'oxo-gruppenselektronfattigecarbonatom(rød).Derdanneshervedenkovalentbindingmellemhydroxygruppensoxygen-atomogoxo-gruppencarbon-atom.SamtidigflyttertoelektronerfraC=Obindingenoppåoxo-gruppensoxygen-atom(rød).Tilsidstskifterethydronmellemoxygen-atomerne,ogringslutningenerfærdig.Densidstedelafmekanismenerikkeheltsikkertfastlagtogvisesderforikkepåfiguren.

Ringslutningengivermulighedfordannelsenaftostereoisomere,idethydroxygruppenpåcarbonnr.1(C1)iproduktetkanendeentenoverellerunderringen(markeretmedbølgedebindingerpåfigurenovenfor).Detoformerhedderhhv.α ogβ, ognavngivningenafhængerafC1-hydroxygruppensplaceringiforholdtilplaceringenafCH2OH-gruppenpåC5.

Opgaver:

1. Tegndemuligeprodukterforfruktosesringslutning(sekædestrukturpåforrigeside).

2. Hvorforeroxo-gruppensC-atom’elektronfattigt’?3. Overvejringslutningensbetydningformonosacchariderneskemiskeegenskaber.

DisacchariderDisacchariderbeståraftomonosaccharid-enheder,somerbundetsammenafenetherbinding,derogsåkaldesenglycosid-binding,nårdetinvolverersaccharider.EtherbindingensiddersomregelmellemC1pådetenemonosaccharidogentenC2,C4ellerC6pådetandetmonosaccharid.

Iforholdtilølbrygningermaltosedetmestinteressantedisaccharid.Imaltoseertoα-D-glukose-enhederbundetsammenmellemC1ogC4.Reaktionenhvortosacchariderbindessammenerenkondensations-reaktion,ogderfraspaltesetvandmolekyle.

Dannelseafmaltoseienkondensationsreaktionmellemtoα-D-glukose-molekyler

glycosidbindingenmellemsaccharid-enhedernekanbrydesvedenhydrolyse(reaktionmedvand).Reaktioneneriprincippetpræcisdetmodsatteafkondensationsreaktionenmellemdetoglukosemolekylerovenfor.Ipraksisforegårbådekondensationoghydrolyseafsaccahriderretlangsomt,menreaktionshastighedenkanforøgespåforskelligvis.Ibiologiskesystemervilreaktionerneværekatalyseretafenzymer–detteerogsåtilfældetundermæskning.

Etandetvelkendtdisaccharidersucrose-ogsåkaldetsaccharose.Idagligdagenkendervisukrosesomalmindeligtbordsukker.Sucrosebestårafenglukose-enhedogenfruktose-enhedbundetsammenafenα(1-2)-binding.

Bemærkatfruktose-enhedenharringsluttettilen5-ring(jf.opgavenpåforrigeside),selvomderer6carbonatomer.

PolysacchariderCarbohydratermedmereendtomonosaccharid-enhederkaldespolysaccharider.Etvelkendteksempelerstivelse,derfxfindeskartoflerogkornprodukter,herunderbyg.Detersomtidligerenævntnetopstivelse,somibrygningensmæskeprocesskalomdannestilforgærbaresukkerstoffer–primærtmaltose.

Stivelsebestårafdetopolysaccharideramyloseogamylopektin,derbeggeeropbyggetaflangekæderglukose-enheder.Amyloseharudelukkendeerα(1-4)-bindingerogerdermeduforgrenet.Typiskharétamylosemolekylefranoglehundredeoptiletpartusindeglucose-enheder.Amylopektinerderimodforgrenet.Dererhovedsagligtα(1-4)-bindingermendesudenomtrenténα(1-6)-forgreningpr.25glucose-enheder.Amylopektin-molekylerneersomregelmegetstørreenamylosemedoptilhundredetusindeglucose-enhederpr.molekyle.

Undermæskningenibryggeprocessenhydrolyseresamyloseogamylopektin,ogisidsteendedanneshovedsageligtmaltose.Derdannesimidlertidogsåkortepolysaccharider,dextriner(ellergrænse-dextriner)3,somkunimindregradkanforgæres.Detmestfremtrædendedextrin-produktframæskningener

3Kærtbarnharmangenavne.Saccharidermed2-10ensmonosaccharid-enhederkaldesofteforoligosaccharider.

maltotriose,menderdannesogsålidtlængeredextrinermedbådemedα(1-4)ogα(1-6)-glycosidbindinger.

FiltreringogeftergydningEftermæskningenskalkornresternesepareresfraurten(væsken)-detskervedensimpelfiltrering.Samtidigvildeflestebryggereogsåforsøgeatfåmestmuligtafdedannedesukremedvidereiprocessen,ogderforeftergyder(skyller)manoftemedenheldelvandefterselvefiltreringen.Hvismansøgeriengelsk(ellertysk)litteraturkaldesdetoprocesserforhenholdsvislauteringogsparging.

Filtreringenforetagesnemmestvedatanvendeenbeholder(spandellergryde)medenindbyggettaphanesamtenfalskbund,hvorpåetfilterplaceres.Filteretskalværeforholdsvisrobust,dadetjoskalkunneholdtilfiltreringafmangelitervæske.Mankanrelativtnemtbyggeetfiltersystemselv-fxentilpassetstålsigteellertofødevarespandeovenihinandenmedboredehulleridenøverste(ø=1-1,5mm)-menellerskanderimangehåndbryggerbutikkerindkøbesfilterspandeellermæskegrydermedindbyggettaphane,falskbundogfilter.

Selvommankunanvendervalsetellerknustmalt,hvordeflestekernerkunerknækket2-3gange,vilderstadigværemangemegetsmåkornpartikleriurten.Derforermåmansomregelfiltrerefleregange,hvisølletskalendemedatblivebarenogenlundeklart.Dettegøresvedatopsamledenfiltredeurtogrecirkuleredenindtilstørstedelenaf

kornpartiklerneervæk(sefiguren).Pådennemådekommerdenfrafiltreredemalttilatfungeresometekstratyktfilterlagovenpåselvefilteret.Deterderforvigtigt,atmaltenikkeerkværnet

Polysaccharider

Opgaver:

1. Tegnstrukturformlenformaltotriose2. Tegnreaktionenforhydrolysenafdetvisteudsnitafamylose,hvorderfraspaltes

maltose.3. Tegnstrukturformlenforetdextrinmedfireglucose-enhederogenα(1-6)-forgrening

ellervalsetaltforfint,dadettekanmedføremegetlavpermeabilitetogiværstefaldtilstopning.

Undervejskandetværenødvendigtatopvarmenogetafdenfiltreredeurt.Denoptimaletemperaturforstørstmuligsukkerekstraktionogflowerdesammeca.75°Cfraudmæskningen(mash-out).Temperaturenmåikkeværehøjereenddette,dadetkanøgerisikoenforekstraktionafbl.a.tanninframalten.

Nårurtenertilfredsstillendeklarpåbegyndesopsamlingikogekedlen,ogeftergydningenkanstartes.Igenerdetvigtigt,attemperaturenerca.75°C,oghvismanplanlæggeratanvendeenstørremængdeeftergydningsvandbørpH-værdienjusteresnedtil5-6(benytfxcitronsyreellermælkesyre-setidligereafsnitompH-justeringimæskningen).

Eftergydningsvandettilsættesblotovenifilteretpåsammemådesomvedrecirkuleringen.Mængdenafeftergydningsvandkantilpassesdetønskedevolumenidenefterfølgendekogning,ellerjustereseftersukkerekstraktionen.Dasukkerindholdetiurtenvilhævedensiteten,kanmanvedløbendeatmåledensitetenellerbrix-talletvedudløbetfrafilteretvurdere,omdeternødvendigtattilsætteyderligerevand.Nårmålingenvedudløbeterunder1.010g/mL(ca.2,5°Bxeller2,5%sukker-husknedkølingtil20°C),ersukkerindholdetsålavt,atdernæppeergrundtilatfortsætte.Entommelfingerregeleratanvende1,5gangesåmegetvandieftergydningensomimæskningen,menipraksisvilmanoftebenyttemindre.

Deflesteopleveratfiltreringogeftergydningtiternogetmerelangsommeligendberegnet-detgælderisær,hvismanbryggerrelativtstoreportioner,hvismaltenervalsetforfint,ellerhvismanerforperfektionistiskift.denønskedeklarhed.Væropmærksompå,atenheldelmindrepartiklerbundfældessenereibryggeprocessen,sådeterikkenødvendigtaturtenpådettetidspunkterfuldstændigglasklar.

UrtkogningEfterbortfiltreringenafmaltresterneframæskningenskalurtenkoges.Hvisdubryggeralenepåmaltekstrakt(ogaltsåsletikkebenytterknustmalt),erdettestedet,hvordubegynderbryggeprocessen.

Detanbefalesnormalt,aturtenkogesi60-90minutter,menkogetidenafhængerafflerefaktorer.Formåletmedkogningenerførstogfremmestatsterilisereurten,sådenikkeindeholderuønskedemikroorganismer.Denvigtigetilsætningafhumleogvisseandreingredienserskerogsåunderkogningen,ogenlangvarigkogningafurtenhardesudenstorbetydningfordetfærdigeølsklarhedogsmag.Sidst,menikkemindst,kankogningenbrugestilkogevandvækogdermedopkoncentrereurtenssukkerindhold.Isærsidstnævntekanværeenårsagtil,atmanvælgeratforlængekogetidenudoverde90minutter.

Hvisduanvendermaltekstraktibryggeprocessenskaldutilsættesdenne,nårurtenerpåkogepunktet.Detsammegældertilsætningafsukker/sacchariderfraandrekilder,fxhonning,kandis,almindeligtbordsukkerosv.Menbemærkatsukkerkoncentrationeniurtenkanpåvirkeekstraktionenafsmagsstofferfrahumlen,sånoglegangeerdetenfordelatventetildensidstedelafkogningen.

Dimethylsulfid,DMSStoffetdimethylsulfid(DMS)kandannesudfraaminosyrenmethionin,derheltnaturligtfindesibyg.DMS-dannelsenskerhovedsageligtideprocesser,hvormaltenopvarmes,fxvedkilning(imaltningsprocessen)samtundermæskningogkogning.

SmagenafDMSkandetekteresikoncentrationernedtil30µg/L,ogdetkan-hviskoncentrationenbliverforhøj–giveølletenbismagogaromaafkogtegrøntsager.

HeldigvisharDMSetlavtkogepunkt,ogstørstedelenafstoffetkanderforfjernesvedlangvarigkogning.DetkananbefalesatstørstedelenafkogningenforegårudenlågsåDMSkanundslippe.Nårkogningenerfærdig,erdetvigtigt,atnedkølingenforegårhurtigt.DannelsenafDMSkannemligfortsætteindtilurtenerkølettilstrækkeliglangtned.

Dannelseafdimethylsulfid

AminosyrenmethioninkanibygplantenomdannestilS-methylmethionin(SMM).Hvisderervandtilstede,vilSMMvedopvarmningblivehydrolyseret(reageremedvand).Hervedfraspaltesdimethylsulfid(DMS).DMSkogerved37°C,ogvilhurtigtfordampeunderkogningen.

Opgaver:

1. Tegnenstrukturformelformethionin.2. GivenforklaringpånavnetS-methylmethionin(SMM).3. HydrolysenafSMMeren1.ordensreaktion,oghalveringstiden(T½)ved100°Cer

ca.40minutter.Beregnhastighedskonstanten(k)ogangivhastighedsudtrykket.4. Hvorlangtidskalurtenkoge,hvis80%afdetoprindeligeSMM-indholdskal

fjernes?

Protein-udfældningIbegyndelsenafurtkogningenvilmanobservere,aturtenskummerop.Detminderomdetmanogsåser,nårmankogerrisellerpasta.Nårurtenskummeropskyldesdetisærproteiner,somdenaturererogudfældesveddenhøjetemperatur.Engodproteinkoagulering(udfældning)erønskværdig,fordidetgiverenklarereøl.

HumleTænkpåenrigtighumletIPA,hvorbitterdenkanvære.Deteretresultatafhumlensindholdsstoffer.HumlenskonserverendeeffektharværetkendtlængeogblevafdebritiskesøfolkbrugiIndiaPaleAle.

Humlentilførerflerevigtigetingtiløllet:

• Bitterhed,sombalancerersødmeogmaltsmag.• Aroma(duft),somgiverenfornemmelseaffriskhedogeventueltenfrugtigduft.• Stabilitet.Humleharantibakterielleegenskaber,somstabilisererølletogforlænger

holdbarheden.

Humle(Humuluslupulus)erenflerårigurteagtigslyngplanteplantesomtilhørerHampefamilienCannabaceae,ligesomhampellercannabissomdenogsåhedder.Dekroge,dersidderpåHumlesstænglereryderstusædvanlige,dadeharformsomsmåisøkser.Dengrønneoverjordiskedelvisnervækhvertefterår,forigennæsteforåratviksefremigen.Humleplantenkanbliveoptil50årgammel.

Denmesteffektivebeskyttelsemodselvbestøvningerdenvikenderfradyreverdenen,nemligforekomstenafhun-oghanindivider.Dennemetodeeroverraskendeogforekommeryderstsjældenthoshøjereplanter,hvordengrundlæggendestrukturerklarterdentvekønnedeblomstmedstøvbladeoggriflersammen.Planter,somharheltadskiltehanindividermedstøvbladeoghunindividermedgriflerkaldesdiøciske.Detbetyderatderudelukkendekanforekommefremmedbestøvningidenfordiøciskearter,mankalderdettemedetbotaniskfagbegrebforsærboellersærkønnet.

Densærkønnetklatreplantekanbliveoptil7-10meterhøj.Derfindestoforskelligearteridetempererededeleafdennordligehalvkugle.Almindelighumle(Humuluslupulus)ervildtvoksendeiEuropaNordamerika.Deerhurtigtvoksendeogbredersigvedhjælpafrodskud.

Figurindsættes

Hun-oghanblomsterfindespåforskelligeindivider.Hunblomsterneerplaceretikorteblomsterstande,somerkompliceretopbygget.Blomsterbladeneoghøjbladeerdækketafgulekirtler.Underfrugtmodningenvoksernogleafhøjbladenekraftigt,ogdenmodneblomsterstandmindermestafaltomenlilleblødkoglekaldet”humleknop”.Desmågulekirtlerudskillerenslagsharpikssomindeholdersmagsstofferogforskelligealkaloider.Debitresmagsstoffergårofte

undersamlebetegnelsenlupulin.Humlengiverølletbitresmag,fremmerskumudviklingenogvirkerantiseptiskpåuønskedemikroorganismersomkandeterminererøllet.Detersåkaldteiso-alfa-syreresom,dannesvedkogningenudfraalfa-syrene,virkersomkonserveringsmiddelogmodvirkervækstafuønskedemikroorganismer,ogsamtidigpåvirkerdeikkevækstenogformeringenafgær.Humlehartilligeenberoligendeeffekt.

Deflygtigearomastofferihumlenerhumulenogmyrcenogderesoxidativeprodukter.Aromastoffernekanbibringeølletmangeforskelligearomaerfxcitrusogkrydderier,somporse,malurtogbynke.Dadissearomastofferforsvinderunderurtkogningentilsætteshumleogvedslutningenafbrygproceesen,somsåkaldtaromahumle.Underkogningenblanderhumlensbitterstoffersigmeddensødeølurt,ogbryggetfårdenkarakteristiskefriskeogbitresmag.

Tilølbrygninganvendesudelukkendedeubestøvedehunplantersblomsterkaldet”humleknopper”.Degiverølletdetskarakteristiskebitresmag.Udoveratgiveølletsmagharhumlensindholdsstofferendesinficerendefunktion,somharstorbetydningforølletsholdbarhed.Indholdsstofferneihumlekaninddelesiæteriskeolier,somgiversmagogmedgiveraroma,phenolersomharbetydningforsmag,farve,klarhedogskum.Ogendeligdeharpiksagtigestoffersomgiverdenbitresmag.Vissehumlesortererrigereendandrepåæteriskeolierogbenævnesaromahumle.Aromahumlekanfåenøltilatbliveparfumeretogdufteafappelsin,citrus,grape,chokoladeosv.

HumlesorterDenfineste,blomsterduftendesorterSaazer,fraomegnenafZateciBøhmen,denanvendestilfremstillingaflagerølafpilsnertypen.FraTysklandstammerdenfinearomahumle,HallertauMittelfrüh,derdyrkesmellemMünchenogRegensburg.BlandtsortersomforetrækkesforderesbitterstofferfindesNorthernBrewerogdenmeresødligeBrewers´Gold.Fuggleserblødoggiveranelseiretningafanisfrø.

KrydderierogurterINorgeogpåGotlandharenebærogøllængehængtsammen.Grene,kvisteogenebær,puttessammenmedhumleigrydenbådeforatgivesmagogsomkonserveringsmiddel.Detgiverenølsomsmagerogdufterafmaltogenebær.Degamlemetoderogingrediensererikkeglemtogharindenfordeseneste10-15åridengradfåetrenæssanceiogmedatmikrobryggerierneharsetdagenslys.

Flerebryggerieranvendernutildagsenebær,porsogfxhybenideresbryg.IBelgienharmanetspecieltordfordentypeøl,nemligkruideenbier–urteøl.Førstforhenved50-60årsiden,holdtdebritiskebryggerieropmedatbrugeingefæroglakrids,adskilleligemikrobryggerierharsidengenoptagetbrugenafdenslagsingredienser.LyngølfraScotlandogalskenskrydderiersomstjerneanis,korianderfrøogappelsinskalsætternusitpræpåøllet.Pådesenesteerkaffe,æble,blommekommettil.

BitterenhederMålingafHumlenssyreindholdermedtilatbestemmebitterhedogtørhed.Vedatkombineresyreindholdmedmængdenafdenanvendtehumle,kanenbryggerforudseølletssandsynligebitterhedudfraeninternationalskal.Dererudelukkendetaleombestemmelseafstyrke.Bitterstyrkenskalsammenholdesmedølletsfyldeogkarakterenafmalten.Jomerefyldigølleter,jomerehumleskaldertilforatafbalanceresødmenframalten.

Demildelsteølhar10-15bitterenheder(BitterUnits–BU).OmkringBU35kommerdenbehageligekarakteristiskehumlesmagtilsyneogdemesthumledeprodukterkommersjældentover70BU.Voressmagssanserkanskelneover100BU.

Indenfornaturmedicinbrugeshumleekstraktsometmiddeldererappetitvækkende,søvnfremmendeogberoligende.Detosidsteoplevelserforstærkesikombinationmedvirkningenafalkohol,bl.a.fordialkoholenforstærkerGABA-receptorernesindstrømningafklor-ioner,hvorvedneuronernebliverhyperpolariseret,ogpersonenvilopleveafslappelse.

KemienbagbitterhedenDenkarakteristiskebitresmagiølstammersomregelfrahumle.Ihumleerdernemlignoglestofferkaldetalpha-syrer,herunderstoffethumulon.

Humulonogdeandrealpha-syrerharenbittersmag,mendeternødvendigtatkogehumlenforatkunneekstrahere(udtrække)dem.Ideresnaturligeform,erdenemligikkesærligtopløseligeivand–ogdermedhellerikkeiøl-urten.Underkogningenskerderensåkaldtisomeriseringafalpha-syrerne,ogdeomdannestildemereopløseligeiso-alpha-syrer.

Isomeriseringenogekstraktionentagertid,ogderforkogesbitter-humlenoftesti60minutter,ogurtenmågernespilkogeundervejs,såekstraktionenblivermereeffektiv.

AromaEnstordelafaromaenfrahumlestammerfraenlangrækkeafforskelligeolierogderesnedbrydningsprodukter.Indholdogkoncentrationafolierne–ogdermedaromaen–variererimellemforskelligehumlesorter,mendissetreudgøroftestenvæsentligandel:

• Humulen(ikkeatforvekslemedalpha-syrenhumulon)• Myrcen• Caryophyllen

Dehernævntearoma-oliereralleupolærecarbonhydrider(bestårudelukkendeafcarbon-oghydrogenatomer),somikkeopløsessærlignemtiurten.Tilgengældskaldeikkeværetilstedeisærlighøjekoncentrationer,førdekanduftesogsmages.Oxideredenedbrydningsprodukterafaromaoliernevilhaveenlidthøjereopløselighed.

Isomeriseringafhumulon

Veddenhøjetemperaturunderurtkogningen,omdannesS-humulontilcis-ogtrans-isohumulon.Reaktionsmekanismenerforholdsviskompliceret,ogdetsesblandtandet,aten6-ledetaromatiskringomdannestilen5-ledetalifatiskring.Bemærkdesudenatprodukterneerstereoisomereogharétkiraltcentermereendudgangsstoffet.

IsomeriseringafS-humulontilhhv.cis-ogtrans-isohumulon

ByGolemXIV-Ownwork,CCBY-SA3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23240798

Opgaver:

1. Hvilkefunktionellegrupperfindesihumulon?2. Markérdetkiralecenterihumulonogvis,atdeterenS-form.3. Hvilkemulighederharhumulon(tilsyneladende)foratdannehydrogenbindinger

tilkogevandet?4. Foreslåenbegrundelsefor,hvorforcis-ogtrans-isohumulonermere

vandopløseligeendhumulon.

Somnævnttilsætteshumlennormaltafflereomgangeiløbetafdesidste60minutterafkogningen.Hvisdenkogesmedaltforlænge,kandetblandtandetresultereiuønskede

omdannelserafalpha-syrerne,derkanpåvirkeølletssmaginegativretning.Hertilkommer,atendelafaroma-olierneogderesnedbrydningsproduktererrelativtflygtige(deharlavekogepunkter).Denhumle,somskalgivearoma,kogesderforkunmedideallersidsteminutter.Hvismanønskermegetkraftigaromafrahumlen,kandetværeenidéattørhumleistedet–seafsnittetomtørhumlingherunder.

TørhumlingIvisseøltyperønskesenkraftighumlearomamenikkealtidtilsvarendebitterhed.Dettekanopnåsvedtørhumling,hvormantilsætterendelafhumlenunderfermenteringen(gæringen).Nårhumlentilsættesvedlavtemperaturisomerisererdebitrealpha-syrerikke,ogdermedforbliverdeuopløseligeiøllet.Selvomaroma-olierneogsåharlavopløselighedivand/øl,vilenlilledelafdem

Mangeafaromaolierneeralkener

Hersesstrukturerneafhumulen,myrcenogcaryophyllen.Dissetrearomaoliererallealkener,ogharfaktiskmereendénC=Cdobbeltbinding.Dobbeltbindingernegørdemmerereaktiveenddetilsvarendedealkaner,ogdervilblandtandetskeoxidationienhvisudstrækning.Deoxideredeolierbidragerogsåtilhumlearomaen.

Opgaver:

1. GiveksemplerpåreaktionermedC=Cdobbeltbindinger.2. TilordnE/Z-isomeritildeafC=Cdobbeltbindingerneihumulen,myrcenog

caryophyllen,hvordetgivermening.3. Dererikkeindtegnetstereoisomeripåstrukturerne,menmindstétafstofferne

haretellerflerekiralecentre.Findogmarkerdisse.4. Navngivhumulenogmyrcensystematisk(IUPAC)

alligevelbliveopløst.Ekstraktionenafaromaoliernekanforbedresvedatplacerehumlenietrør(entorpedo),somølletpumpesigenneminogledage.Detanbefalesattørhumlingførstpåbegyndes,nårfermenteringenerbegyndtataftage.

Gær:bryggerensvigtigstepartnerØlgærSaccharomycescerevisiaeerdenvigtigstemikroorganismeiproduktionenaføl.Udoverråmaterialernemalt,humleogvandharølgærstorindflydelsepåkvalitetenafslutproduktet.Håndteringenafølgærenunderdeforskelligefaseriølbrygningsomf.eks.gæringsfasenogmodningsprocesserskalsåledesnøjeovervejesogkontrolleres.

GærsommikroorganismeGærerenencelletmikroorganisme,derkanopnådennødvendigeenergiiformafATPpåtoforskelligemåder:

• itilstedeværelseafilt(aerob)vedrespirationog• ifraværafilt(anaerob)vedfermentering/gæring

UnderølproduktionenønskesatcarbohydrateriurtenfermenteresafgærentilalkohologCO2.Tildetteformålanvendesoverordnettotyperafgærsvampeibryggeriet.SaccharomycescerevisiaetilovergæredeølogSaccharomycescarlsbergensistilundergæredeøl.

Udvalgtestammerafdissegærtyperersystematiskisoleretogdyrketsomrenkulturafforskelligebryggerier.

AndrestammerafSaccharomycescerevisiaeanvendesafbagereellerafdestillerier.TilvinproduktionanvendestypiskgærenSaccharomycesellipsoideus.

Gærenproducererikkekunalkohol,menharogsåsometresultatafdetsmetabolisme,enstorindflydelsepåsmagenogkarakterenaføl.Envidenomgærensstofskifteogmetabolismesamtenforståelseafderesvækstersåledesvigtig.Dererenrækkekarakteristiskeforskellemellemforskelligegærtyperogforskelligestammerafgærkultur.

GærstammerDeranvendesmangeforskelligegærkultureroggærstammeriforskelligegærings-ogdrikkevareindustrier.

Herskalmanhuskepå,atenstamme,dererenønsketgærkulturiénsektor,samtidigkanværemegetfarligogenfrygtetforurenendekildeietandetgæringsprodukt.

Udvælgelsenogudviklingenafdeforskelligekulturerafgærstammerharoptildetnittendeårhundredeværetsketvednaturligudvælgelse.Islutningenafdet19.århundredeudvikledeEmilChristianHansenennygrundlæggendemetodetilrendyrkningogopformeringafénstammeudfraenenkeltcelle.Enabsolutforudsætningforeneffektivudvælgelsebaseretpårendyrkning.

MetodengrundlagtafEmilChristianHanseneropigennemdettyvendeårhundredesåledesblevetforfinethvormanviakrydsningogrendyrkningafgærstammermedønskedemutationerharfåudvikletnyeoghøjtydendegærstammer.Iprocessenmedatudvælgedenellerdemestegnedegærstamme,harmanudfradeforskelligeformålogproduktionskravetideenkeltegæringsindustrier,fastsatforskelligemålfordenenkeltegærstamme:

• Højellerlavgæring(udnyttelseafmaltotriose)• Højfokuspåselvegæringellerpåhurtigvækstafgæren.• Pulverformigeellerkraftigtsedimenterendegær• Reduktionaffølsomhedenoverfortemperatur• Øgetethanol-tolerance(vigtigtforproduktionenafethanol,vinogstærkeøl)• Udnyttelseafraffinose(vigtigtianvendelseafrørsukkersirup)• Øgetosmotolerance(vigtigtforbagergæritilfældeafdejenerrigpåf.eks.sukker)

Islutningenafdettyvendeårhundredeersekvensenforallebestanddeleneigærgenometblevetfuldstændigkortlagt.Dettegørdetidagmuligtatopdrættegærstammermedheltnyeegenskaber,bådegennemgenetiskemodifikationerafgenotypenindenforgærcellerogvedindførelseaffremmedegensekvensertilgærcellensgenom.

Tabel1Forskellemellemtopogbundgærendebryggerigær.4

Kvalitetskriterium Undergær OvergærDannelseafbudding(skalforklares)klyngerifermenteringssubstratetogagglutineringkapacitetmetabolisme(nedbrydningafcarbonhydrat)

løsebuddingklyngeraffåceller,svagagglutinationkapacitet

Vedudgangenafgæringformerbuddingklyngeraf8...10celler;ingenagglutinationkapacitet

Temperaturfølsomhed Deformereroggærermegetgodtogsåvedlavetemperaturer

Følsomoverforgæringtemperaturer<10gradercelsius,sædvanligvisgærerbedstitemperaturområdet12...25gradercelsiusogagglutinatervedlavetemperaturer

Dannelseafbiproduktervedgæring

Bukettenafundergæretølernormaltmegetmindrefrugtagtigogaromatisk

Tydeligtmereudtaltdannelseafbiprodukter(højerealkoholer,nogleestere,flygtigephenolerogsvovlforbindelser)

Udnyttelseafraffinose denudnytterraffinosehelt,og detmanglerenzymeta-

4Prof.Dr.Sc.Techn.Etal.”TheYeastintheBrewery”(2011)VLBBerlin

hardenenzymerbeta-h-fructosidase(invertase)a-galactosidase(Melibiase)

galactosidaseogeristandtilatudnytteraffinosekun(sprog)tilentredjedelogudeafstandtilatudnyttemelibiose

respirationaktivitetiglucosefattige(0,3%)substrater

megetsvagrespirationaktivitet

Stærkererespirationaktivitet

SO2-dannelse dannerstørremængderafS-forbindelser:SO2>4mg/l

DannermindremængderafS-forbindelser:SO2<2mg/l

GæringogteknologiskeforskelleNavnenepåovergærogundergærtilbrygningerafledtafdereskarakteristiskeudseendeundergæringsprocessen.Overgærendegærstigetiloverfladenundergæringen;hvorundergærendegærsynkertilbundenislutningenafgæringen.Overgærendegærbundfældesogsåislutningenafgæring,menmegetsenereendundergærendegærstammer.Defindessåledesvedafslutningenafdenprimæregæringstadigitoppenogkanherhøstes.Naturligvisunderforudsætningafatderanvendesåbnegæringskar.Enandenvæsentligegenskabvedundergærendegærvedrørerderesforskelligekolonidannendeadfærd.Undergærendegærerderforopdeltipulverformende(ellerenkeltgærcellendannende)ogkolonidannendegær.Itilfældeafpulverformigegær,forblivercellernemegetfindeltifermenteringsmedietogsynkerlangsomttilbundenførstvedslutningenaffermenteringen.Cellerneikolonidannendegærklumpsammenefterkorttid,ogdannerstorekolonier,ogvilderefterhurtigtbundfældes.Fluktueringenhosgærergenetiskbestemt.Overgærendegærdannersåledesikkekolonier.Detfluktuerendeevnehosgærharstorpraktiskbetydning.Fluktuerendegærproducererenklar,menmindrefuldtfermenteretøl,menspulverformigegærogovergærendegærproducererenuklarølmedenhøjeregradafudnyttelse.Overogundergærendegærvariererogsåmedhensyntilgæringstemperatur.Hvorgæringmedundergærendegærtypiskudføresmellem4til12gradercelsius,anvendesdervedovergærendegærtypisktemperaturermellem14-25gradercelsius.Temperaturstyringenersåledesvigtigogfastsættesafbryggerenaltefterhvilkengærstammeogheraføltypederproduceres.

GærcellensmetabolismeForatgærcellenkanudføredenødvendigemetaboliskeprocesser,erdetforgærcellensomforenhverandenheterotrofcellenødvendigtatfåtilførtenergiiformafATP.Gærcellenersåledessomalleandrelevendeorganismerafhængigeafatkunnelaverespiration.Gærcellenkanvedrespirationaff.eks.sukker(sukrose)nedbrydedetfuldstændigttilCO2ogH2OogenergiiformafATP.

C6H12O6+6O2+30ADP+30Pi→6H2O+6CO2+30ATPEnergi

Vedtilstedeværelseafglucose,ergærenafdeenestelevendeorganisme,derkanforetagealkoholgæring.Idettetilfældevilglucoseomdannestilalkohol(ethanol)ogCO2:

C6H12O6+2.ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATPEnergi

Denproduceredealkoholindeholderstadigenmassekemiskenergi,såenergiensomgærcellenfårunderfermentering/gæringeruforholdsmæssigtmindre,enddenerirespiration.

Denfuldstændigenedbrydningafglucosetilalkohol,elleritilfælderespiration,tilCO2ogH2Oerresultatetafmangereaktionstrinefterhinanden.Hvertreaktionstrinireaktionenkatalyseresafetbestemtenzym.Fxindgårdeton-holdigeaminosyrervalinogleucinienrækkeenzymatiskeprocesserhvorveddetohøjerealkohols–isobutylalkohologisoamylalkohol–produceres.Dissetohøjerealkoholsertilstrækkelighydrofobesåledesatdekanpassererplasmamembranenudenhjælpfrapermease.

Figurindsættes

Igærcellenerdisseenzymerbundetidefineredestrukturericellen.Såledeserenzymerneiglykolysenogalkoholgæringplacereticytoplasmaet,mensrespirationskerviaenzymerimitokondrierne.Deorganiskestoffer,glucose,valinogleucin,derernødvendigeforrespirationogfermenteringoptagesafintegreredemembranproteinerfxspecifikketransportproteiner,somfindesigærcellenscellevægogtransporterespådenmådegennemcellemembranen.Gærcellenkankunoptagestoffer,sompassertildensspecifikketransportproteiner.Detteafhængerigenafhvilkeenzymergærcelleneristandtilatproducereogherigennemnedbrydesubstratettildeønskedeproduktersomhervedkantransporteresovercellemembranen,indicellen.

Carbohydratmetabolismentjenerprimærttilatdanneenergigennemrespirationoggæring,dakunenmegetlilledelafdetcarbohydrat,derfindesiurtenvilbliveoplagretsomenreserveiformafglykogenogtrehalose.

Gærcellensandrestofomsætningersomnitrogenmetabolisme,fedtstofskiftetogmetabolismeafandreuorganiskstof,tjenerprimærttilatopretholdecellenellertilformeringvedcelledeling.Disseprocesserspillerdogogsåviaderesproduktionsamtnedbrydningsprocesserenvigtigrolleforølletskarakter.

Glycerindannesogsåoglagresafgær.Glycerineretintercellulært,osmotiskaktivtstof,somopretholderfunktionenafenzymerneselvitilfældeaflavvandaktivitet.Gærcellensdannelseafglycerolstigersåledesitaktmedstamurtenskoncentration.

GærreproduktionogvækstGærreproducerersignormaltvedknopskydning.Deterderfor,deerogsåkendtsomknopskydendesvampe.Underknopskydning,sesensmalboble-lignendefremspringframodercellen.Denneudposningindeholderdelafdetnyecytoplasmasamten”datterkerne”,somerdannetvedenmitosedeling.Vedafsnøringafmodercellendannesderenkompletdattercelle.Inoglegærstammervilmoder-ogdattercellersometresultatafknopskydningfuldstændigtadskillesfrahinandenhvorvedderforbliveretarpåmodercelle.Gamlegærcellerkanhaveoptil

20knoppar.Itilfældeafovergærendegærstammer,forblivercellerneforbundettilhinandenogdannerknopkolonier.

Nårmikroorganismeroverførestilfrisknæringsstofopløsning,somdetertilfældet,nårgærenoverførestilenfriskurtibrygningsprocessen,vildesåledesgennemgådennevækstogefterfølgendeformeresigviaknopskydning.Koncentrationafgærbørværeomkring10*106celler/mliurten.

Vækstenkanopdelesiseksfaser.

Figurindsættes

Figurindsættes

LatentellerinduktionsfaseIdenlatentefase,ogsåkaldetinduktionellerlagfase,skerderenaktiveringafstofskiftet.Længdenafinduktionsfasenvarierermeget.detafhængerafgærtype,alderafkulturenogdyrkningsbetingelserne.Denlatenteellerlag-fasesluttermeddenførstecelledeling.Afslutningenaflagfasenkendespåølletvedatdersesetskummendelagpåtoppenaføllet.

Lagfasenkanbrugessommålforhvilkensundhedogvitalitetgæreneri.Jokorterejobedre.Selvomdeterengodindikator,erenkortlagfasedesværreikkeengarantiforeneksemplariskgæringogherafenfremragendeøl.Detsigerintetomdensamledemængdeafnæringsstofferiurten,ellerhvordanrestenafgæringenvilfremskridt.Gæringenkanogsåvisesigatsluttehurtigt,selvomdenivirkelighedenikkesupereffektiv,mensnarerebloterufuldstændig.Pointener,athastighedenaleneikkenødvendigviskankorreleresmedkvalitet.Manskalforstågæringsprocessenidetaljer,oghvordandenpåvirkesafydrefaktorer,førmankanbedømmekvalitetenudelukkendepåtiden.

AccelerationsfaseIaccelerationsfasen,derfølgerefterdenlatentefase,forøgesdelingenkontinuerligt

EksponentiellefaseIdeneksponentielleellerlogaritmiskevækstfase,forkortettilatloggefase,ervækstratenkonstantogmaksimal.Generationstidenellermedandreorddenperiode,hvorcellensantalfordobles,erminimalidennefase.Gærenerpåsitmestvitaleniveauidennefase.

DecelerationfasePågrundafforskelligefaktorer,f.eks.reduktionimængdenafnæringsstofferellerenstigningimængdenafvæksthæmmendemetaboliskeprodukter,opstårlogfasenienbegrænsettid.Denefterfølgesafdecelerationenellerretarderingfasen,hvorvækstratengradvistaftager.GærenvilnuistigendegradudskilleenzymetproteinaseA,somharennegativvirkningpåskumbevarelse.

StationærfaseIdenfølgendestationærefaseforbliverantalletafcellerkonstant.Dererenbalancemellemantalletafnyligtdannedecellerogcellerne,derdør.Islutningenafdennefasevilmangeafgærcellerneværeidvale,menflereerstadigaktive.Deterogsåidennefaseatstørstedelenafsukkerstofferiurtenerblevetomdannettilalkohol.Idetidligereførstefaser,hargærenproduceretmangeforskelligeorganiske-oguorganiskeforbindelserudoverethanologCO2(f.eksacetaldehyd,estere,aminosyrer,ketoner,dimethylsulfid,etc.),nårdennemme”mad”nuervæk,begyndergærenatgenanvendedissebiprodukter.Diacetylogpentandionertodiketoner,derharsmøragtigoghonninglignendearoma.Disseforbindelseransesforfejlnårdefindesistoremængderogkanforårsagesmagsstabilitetsproblemerunderopbevaring.Acetaldehyderetaldehyd,derharenudtaltlugtogsmagafgrønneæbler.Deteretmellemprodukttilfremstillingafethanol.Gærenreducererdisseforbindelseridesenestadierafgæringen.Gærenproducererudoverethanologsåenbredvifteaffuselalkoholerunderdenprimæregæring.Fuselserhøjeremolekylvægtalkoholer,deroftegiverølletenbarsksmagogaromasomopløsningsmiddel.Underdennesåkaldtesekundærgæring,vilgærenkonverterenogleafdissealkoholertilmerebehagelige,frugtagtigeestere.Højeretemperaturerfremmerdenneesterproduktion.

FAKTABOKS

Konklusionertilstyringfermentering

• Indholdetafdiacetyl(2,3-butandionog2,3-pentandion,tilsammentotaldiacetyl)kanansessomkriteriumforatbedømmestatussenformodningenaføllet.Hvistidentilgæringogisærmodningønskesforkorteterdetisærvigtigtatstyreindholdetafdiacetyltiletminimum.

• Derskalværeenhurtigomdannelseaf2-aceto-lactattilfrugtagtigeestere.DetteerhjulpetvedhurtiggæringtilnæstenslutgæringogsamtidiglavpH.Endviderebørdet”forurening”mediltholdestiletminimum.Tilslutkanderanvendeshøjeretemperaturerundermodningafølletellermodslutningenafgæringen(F.eks.vedundergærendeølkanmodningenskevedtemperatureoptil18gradercelsius)

• Aktiveoggærcellermedhøjmetabolismeeressentielleimodningsfasen.Gærenbørforhindresiatbundfælde,dadetervigtigtathavetilstrækkelighøjkoncentrationafmegetaktivegærcelleriøllet.

• HoldepHlaviurten(5,2)hvilketøgeromdannelsenafdiacetyl.• Dettotalediacetyl-indholdbørikkeoverstige0,1mg/l

Figurindsættes

FaldendefaseIdennesidstefaseøgeshastighedenafcelledød,fordinæringsindholdeteropbrugt,samtatdendannedealkohologCO2virkersomengiftforgærensamtidigmedatcellen"udtrættes".ProteinaseAfrigivesistigendegradtiløllet,oggærenbegynderatgennemgåautolyse(spontan

celledød).Deternupåhøjetidathøstegærogadskilledenfraølletforatforhindreyderligereskader.

Varighedenogintensitetenafdeenkeltevækstfaserpåvirkesprimærtafsubstratet,temperaturenogdenfysiologisketilstandafgæren.Urtenskalindeholdealledenæringsstoffer,derkrævesforvækst.Vandindhold,pH-værdiogoxygenkoncentrationafsubstrateterogsåafgørendeforvæksten.Vanderdenvigtigstekomponentilevendemateriale,ogdetspillerenoverordentligvigtigrolleilivsprocesserhosmikroorganismer.Genereltermikroorganismerkunistandtilatudviklesigisubstrater,derindeholdermindstetvandindholdpå15%.MikroorganismerafvigervæsentligtfrahinandenmedhensyntilderesoptimalepH-værdi,hvorgærf.eks.fortrinsvisvoksebedstvedsurepH-værdier.Betydningenafiltforgærvæksteralleredeblevetnævnt.Ibryggerierfremmesgærvækstvedatgennemlufteurtenførpitching.

Temperaturenharogsåenstorvirkningpåvækstenafmikroorganismer.Hvermikroorganismeharsinegenkarakteristiskeudviklingogtemperaturoptimumhvorlagfasenoggenerationstiderkortest.Imidlertidervækstikkealtidbegrænsettilenoptimaletemperatur,menkanforekommeoveretmereellermindrebredttemperaturområde.GærtyperafslægtenSaccharomyceskannormaltfungereoptiltemperatureromkring40gradercelsius,hvordenoptimalevæksttemperaturforundergærendegærstammererca.27-30gradercelsiusog30-35gradercelsiusforovergærendegærstammer.Disseertemperaturerneharikkepraktiskrelevans.

Gærcellensalderogernæringsmæssigetilstand-erdevæsentligstefaktorerforvarighedenaflag-fasen.Enmegethurtigaktiveringafgærcellensmetabolismeopnåsbedstvedatgærcellerideneksponentiellevækstfaseoverførestilfrisksubstrat.Iforholdtilbrygningbetyderdette,atenhurtigstartpåengæringbedstopnåsmedgær,dertagespåtidspunktethvorhovedgæringenerideneksponentiellefaseogoverføresdirektetilurtudenmellemlagring.

ProteinaseAerenprotease,somharstorbetydningforskumstabiliteteniøllet.

FAKTABOKS

ProteinaseAerenproteasemedganskebetydeligevirkningersetudfrakvalitetenafdetfærdigeøl.Detfindesogsåivakuolerneigærcellerneogerblevetbeskrevetf.eks.afStamm,M”EinflussvonHefeproteinasenaufdenBierschaum”,Handbuchzum34.Technol.SeminarWeihenstephan2001s.23/1-23/3ogHiedl,M.Etal.”DerEinflussvonHefe-ProteinaseAaufdieSchaumstabilitätvonBier”;ProceedingsofthesecondYeastsymposiumWeihenstephan,15./16.06.2004

• ProteaseAdeltageridenintracellulæremetabolismeivakuolenigærcellen,hvordeteransvarligtforaktivering,inaktiveringogmodificerendeenzymer.

• GenetPEP4(vedvimereomgenet)koderforproteinaseA.• EndviderespillerproteaseAenvigtigrolleforproteolysenafvegetativeproteiner(skal

forklares)icellensvakuolen,nårderikkeernoknitrogenindeholdendenæringsstoffertilstedeifermenteringsvæskenogderderforkrævesaminosyrer.

• Detudskillesiølundergæringogmodning,hvislevendecellerunderkastesstressbetingelser(osmotisktryk,storealkoholindhold,mekaniskbelastning,temperaturstress,manglendeellerutilstrækkeligenæringsstofforsyning)

• ProteinaseAudskillesisæriølletistørremængderveddødeogautolyseretgærceller.• Detertermostabiluptil45gradercelcius.

ProteinaseAforringendeindvirkningpåskummetkommerisærtiludtryk:

• Nårølletikkepasteuriseres• Nårølletopbevaresvedforhøjetemperature.• Nårfjernelsenafgærenefterbundfældelseeftergæringogmodning,dvs.førdenkolde

opbevaring,erutilstrækkeligellerforsinket• Nårbehandlingenafgærenerdårlig(temperaturchokogandrestressfaktorer)• Forhøjdensitetiurten.

Faktorersomharbetydningforengodfermentering.

GærfaktorerGærenkanopformeresviaensåkaldtgærstarter,ellerkanhøstesfratidligeregæringer.Nårgærhøstesfraentidligeregæringbørdethøstesfradentidligeskummedannelse.Dennefasekankendesveddenscremetogluftigekonsistens.Dennegærvilhavedeoptimalekarakteristikasomskaltilforensuccesfuldopformering.Gærenkanmedfordelopformeresienvelgennemluftetstarterurtførbrygning.Sundgær,somanvendesfraenstarterkulturellerfraennyligentidligeregæringvilhavegodvitalitet,ogvillettilpassesigdennyeurt.Medetsamtidiggodtniveauafiltningognæringsstoffer,vilgærenhurtigtformeresigtildetantal,derernødvendigeforeneksemplariskgæring.Gæromdannersukkerarternumeriskbegyndendemedmonosaccharider(ogdisaccharidetsaccharose)indengæringensvigtigsteurtbestanddelmaltose,ogendeligslutterendemedtrisaccharidetmaltotriose.

Figurindsættes

Figurindsættes

Figurindsættes

Figurindsættes

UrtfaktorerTogrundlæggendebetingelserernødvendigeforatsikre,aturtenerblevetordentligtforberedttilatfungeresomengodnæringforgæren.Denførsteeroxygentilførtviagennemluftning.Denandenovervejelseerniveauetafaminosyreiurten,specifiktomtalesdissesomfrieaminosyreellerFAN.MaltetbygleverernormaltaltdenFANogdenæringsstoffer,somgærenharbrugforatvokseogtilpassesiggæringsmiljøet.MangelpåFANertypiskikkeetproblemhvismankun

anvendermaltisinurt.Menhvisopskriftenbestårafstoremængderaff.eks.majs,ris,umaltethvede,umaltetbyg,honningellerraffineredesukker,erderrisikoforaturtenikkeindeholdedenmængdenæringsstoffer,derskaltilforatgærcellenekanformeresigogdannenye”stærke”(funktionsdygtige)celler.Opskrifterpålyseøltyperindeholdersommetiderstoremængderafmajssukker,oghervildetværeengodide,attilsættegærnæringiformafgærekstrakttilurten.

TABEL74s203TYNedbrydeligecarbonkilder

TemperaturfaktorerDentredjefaktorsomharbetydningforatopnåengodgæringertemperatur.Altfraforlavetemperaturehvorgærengåridvaletilforhøjetemperaturehvorgærenproducererstoremængderafbiprodukter,deriværstefaldkanødelæggesmageniøllet.F.eks.vilhøjetemperaturemedføreenforhøjetproduktionafdiacetyl.

Endvidereerdenprimærefermenteringeneksotermproces.Denindretemperaturifermentorenkanværeheltoptil12gradercelsiusoverrumtemperaturen,hvilketkunerpågrundafgæraktivitet.Aleneafdengrundgiverdetgodmeningatgæringenforegårikontorleredeomgivelserhvortemperaturenikkesvingerformegetoghverkenerforkoldellervarm.Såhvismanbryggermidtomsommerenerderrisikoforatølletikkeenderudsomønsket.

Umodenæblesmagsoplevelsersomstammerfraacetaldehyd,ogsmøragtigsmagfradiacetyl,kanrensesopafefterbehandlingviaf.eks.lagring,menandrekanikke.Højetemperaturerfremmeproduktionenaffuselalkoholer-tungerealkoholer,derkanhavebarske,opløsningsmiddellignendearomaer.Højgæringstemperaturkanogsågiveetoverskudafestere,hvilketresultereribanan-ellerHubabuba-aromatiseretøl.Nårdissevarianterførsterdannet,kandeikkereduceresvedefterbehandling.

Bestemmelseafalkoholvol%Hvormegetalkoholvilderværeimitøl?Detteeretgenereltogoftestilletspørgsmål.Derfindesetutalafforskelligelaboratorieteststilatbestemmedenpræcisealkoholvol%.Hvordenmesttraditionellemetodeerlaveendestilleringafenprøveafdetfærdigeøl.Mankanogsåberegneenca.slutvol%udfrahvormegetcarbohydratdereromsatundergæringen.Dettekangøresvedatbestemmefaldetisukkerindholdetudfrafaldetiurtensdensitet.Densitetenbestemmesf.eks.vedhjælpafethydrometer/oechelvægtellerrefraktometer.Startdensitetenbenævnesoftesom”OriginalGravity”(OG)ogslutdensitetensomFinalGravity(FG).Vedmålingførogeftergæringkanvol%beregnesudfrafølgendeformel:OG-FG/7,4=vol%

Lagring,modningog’aldring’Nårølleterfærdiggæretogkommetpåentenflaskeellerfustage,skaldetlagreenperiode.Hvorlangtidafhængerafflerefaktorer.Førstogfremmestskaldetsukker,dertilsættesved

flaskningen,fermenteres,såderdannesCO2iflasken(medmindreduharudstyrtilattvangscarbonere,mendeterenheltandensnak).Detteskalforegåvedsammetemperatursomdenprimærefermentering,dagærenjoskalværeaktivigen.Vedlavegæringstemperaturer(undergær)vildettypisktage1-2ugermensdetgårnogethurtigereveddehøjeregæringstemperaturerforovergær.

Efterfølgendekanmanladeølletlagrevedstuetemperaturnogledagemereforatfjerneresterafdiacetyl(2,3-butandionog2,3-pentandion),hvisderskulleværenogettilbageefterdenprimærefermentering.

DendannedeCO2kantagelidttidomatbliveopløstiøllet,ogderkandesudenopløsesmerevedlavtemperaturendvedhøj.Derforkanmanmedfordelstilleøllenkøligtinogledageindendenskaldrikkes.Meniprincippeterøllenpådettetidspunkt–efteretparugerslagring–klartilatbliveknappetopigen.

Mangeøl–isærdelidtmerekompleksetyper–hargavnafenlængerelagringsperiode,fx1-3månederellernoglegangelængere.Sålængederstadigerlevendegæriflasken,vilderværeenlillesmuleaktivitet,selvomderikkeermerefermenterbartsukkertilbageiøllet.Detteermedtilat’modne’øllenogkangiveenmerevelbalanceretsmagogaroma.

Hvorlængekanmansågemmeøllen,oghvordanskaldenopbevares?Detførstespørgsmålersværtatbesvare,såvibegyndermeddetandet.Ølkanikketålelysogformegetvarme.EnergieniUV-ogsynligtlysfrasolenkanspalteiso-α-syrefrahumlen.Produkternefradennespaltningkanreageremedsvovlforbindelser(fxfraaminosyrernecysteinogmethionin)ogdanneildelugtendethioler.Derforbørølflaskeraldrigværeklaremenallerhelstbruneellertilnødgrønne.Debruneflaskererdem,derbedstabsorbererdetsynligelysfrasolen.Lyspåvirkningenkannaturligvisheltundgåsvedopbevaringialuminiumsdåserellerfustage.Årsagentil,atmanskalundgåunødigopvarmningaføllet,er,atdetvilaccelererede’aldringsprocesser’,derforegåriøllet.Disseprocesserknyttersigtildetførstespørgsmål–nemlighvorlangtidølletkanholdesig.Nogleforhandlereafølgæranslår,athjemmebryggetølkanholdesigindtilca.3månedereftergærens’holdbarhedsdato’.Menmankanminimeredesmags-oglugt-gener,deropstårsomfølgeafdødogselvnedbrydende(autolyserende)gærgivervedatopbevareølletkøligtogsørgeforatomstikkeøllettilenrengæringstankindenflaskningen(hervedefterladesstørstedelenafdedødegærcellerpåbundenafdenoprindeligegærtank).Såledeskanølletopbevaresforholdsvislænge,menderviloftehenadvejenopstånogleutilsigtedesmagsændringer,somskyldesoxidationsprocesser.Nårølletflaskeserdetnæstenumuligtatundgå,atdertilføresenlillesmuleluft–ogdermedoxygen–ogsamtidigvilderogsåværelidtluftmellemølogkapsel.Almindeligebismagefraoxidationersmagaf’vådtpap’,’papir’,’læbestift’,sherryoghonning.Detosidstnævntekanværeønskværdigeivisseøltyperoguønskedeiandre,mensdeførstnævntenæppeønskesinogenøl.Nogleafdestoffer,dertypiskgiveranledningtildenævntebismage,erdetrealdehyderethanal,trans-non-2-enalogbenzaldehyd.Hvismanikkeharlavettiltagtilatfjernediacetyl(seovenfor),kandettestof,derogsådannesvedoxidation,giveenflødekaramellignendesmagogaroma.Detervanskeligtatsige,hvorlangtiddergår,førdeuønskedeoxidationsprocesserharpåvirket

smagennegativtiengivenøl.Detafhængerbådeaføltypen,ingredienserne,brygge-ogflaskemetodensamtopbevaringenafdetfærdigeøl.

Figurindsættes

Ølsmagning/sensorikSommankanlæseienfolderfradetdanskeølakademi:”Godtøldrikkesmedallesanser.Deterenfrydforøretathældeop,kønforøjet,køligihåndenogenopdagelsesrejsefornæseogmund”.

Vigtigeelementerienølsmagninger:opskænkning,sepåøllet,slyngølletrundtiglasset,snustiløllet,smagpåølletogendeligskål.

Opskænkningafgørhvadmankalderskumkronenogdermedølletsudseende.Hældikkeoptilkantenafglasset,mengivpladstilatølletsaromakansamlesiglassetstop.Øjnenegiverosdenførstevigtigeoplevelseafølletsudseende–farve,skum,klarhedoglivlighed.Slyngølletrundtiglassetsåaromaenfrigives.Smagderefterpåølletmedbådenæseogmund.Forskelligearomaeropfangesgennemnæseogmund.Snustilølletmednæsen.Dufterellerlugterdetafbær,krydderierellerblomster?Smagigenpåøllet,kandugenfindearomaernefraduftenellerkommerdernunyearomaerafkorn,nødderellerfrugt?Opvarmningogfrigivelsenafkulsyreimundenogpåtungengiverendnuenoplevelseafaromaer,idetlugtesansenopfattervianæsehulenogsvælget.Medtungensmagesølletssødme,bitterhedogsyrlighed.Ølletsbitterhederafgørendeforoplevelsenaføl.Sødmesmagestydeligstforrestpåtungen,bitterhedtydeligstbagerst.

Ølakademietharopfundetetspecieltølsprog–DetDanskeØlsprog.Foratfåmestudafdinølkanduundersmagningenforsøgeatbeskrivesanseoplevelsenmedord.DetDanskeØlsproghartreniveauer:udseende,aromaogmundoplevelse.

Box

Udseende:farve,klarhed,skumoglivlighed

Aroma:Humle&blomster,korn&malt,krydderier,nødder,frugt&bær,alkohol,træ&jordogendeligsvovl.

Mundoplevelse:smagogfornemmelse

Boxslut

FlavourBegrebetstammerfraengelskogdækkerdenkompleksesamledesansemæssigeoplevelseafmadogdrikke,omfattendesmag,oglugtogdermedølletsaromastoffer,menogsåmundfølelseogkemestesi.Densamledesansningafmadogdrikkeogsmagenersomsådanikkeenegenskaben

vedmadogdrikke,menvedvoresnervesystemoghjerne–flavourerdensamledesanseoplevelsesomforegårvedatviintegrererallesanseindtrykihjernen.Lugte-ogsmagssansenstarterihhvnæsenslugteepiteletogimundenssmagsløg,Vedhjælpafsansecellerogneuronertransporteresoplevelsenaflugtogsmagsstoffertilcentralnervesystemet.

ØlletsaromaAromaerlugtellerduftsomfrigivesfraluftbårnestofferogregistressomlugteidetolfaktoriskeepithelaflugtesanseceller,fordereftervialugtekolbenatblivesendttilsansecortexihjernen.Vikanlugteoptil8.-10.000forskelligearomaer.Lugtesansenkantrænestilatgenkendeforskelligekendtedufte.Gåpåopdagelseinaturenogikøkkenet.Sætnæsentilogpåatsætteordpålugteoplevelsen.Aromasansesvianæseogmund.

Prikkendebobler–carboneringafølletHvaderøl,cider,danskvandellerfordensagsskyldchampagneudendeprikkendebobler?Nejvel.Boblerafkuldioxidgiverbådeensærligmundfølelseogensyrligsmag,nårboblernebrister.Disseprikkendeboblerersåvigtigeforsmagogmundfølelse,atølellerchampagneudenkuldioxiderogbliveruinteressant.Forskningharvist,atidesmagscellersomregistrerersurt,erderenbestemtsmagsreceptorsomerfølsomoverforkuldioxid.Carboneringerderforenvigtigprocesioplevelsenafølletsaroma.

Drikkevarermedopløstkuldioxidiformafkulsyre,fxølogmousserendevine,kandanneskum,nårboblerneafkuldioxidfrigivesogstigeroptilvæskensoverfalde.Deopadstigendeboblerindeholderluftbårnearamostoffer,somfrigivesnårboblernesamlesogbrister.Skummeterdermedvigtigforsmagsoplevelsenaføl.

Menboblernebidragerogsåmedhvadvikankaldeformundfølelsen,somendelafdetsomato-sensoriske-system.Dettesystemfindesbl.a.imundenogpåtungen.Systemetstimuleresaffysiskepåvirkningersomtemperatur,smerte,tryk,berøringogvibrationer.Nervesignalersominitieresframundfølelsenbringespåsammemådesomsmagsoplevelsergennemhjernestammenviathalamustildetsomato-sensoriskecentericortex.Begrebetkemestesibeskriverhudensogslimhindernesfølsomhedoverforkemiskepåvirkningersomforårsagersmerteellerirritation.Deternetopdetderertilfældetnårvidrikkereniskoldkarboneretøl.

Denstikkendeogsuresmagsoplevelsesomoptrædervedindtagelseafboblendedrikke,harformodentligatgøremedspeciellepåvirkningeraftungenssmageløg.Dissesmagsløgbestårafetstortantalsmagsceller,hvorpådersiddermikrovillisomregistredensuresmagviasærligepH-følsommereceptorer.SamtidigregistrererfrienerveenderitungenboblernesomsvagsmerteoplevelsesomsendestilthalamusihjernenvianociceptiveneuronerafA-delta-typen,ogvidereudtilSomato-sensoriske-områdeformundogtunge.

Menhvorfordrikkekarboneretølhvisdetfremkaldersmerte?Dererdetvigtigtatværeopmærksompåatsmagssansen,ligesomandresanser,primærterudviklettilatopfatteændringer.Pådenmådekanvieftertidvænneostilsmagsoplevelsenogsåselvomdenindebære

smerte–tænkbarepåsmags/smerte-oplevelsenafchili.Vedtilvænningerdersketenneuroadaptation.

Forsøg:

1) Spiringsevne2) Enzymvirkning–sammenligningafsmag3) Enzymvirkning-JKJ4) Enzymvirkning–Cellevægsanalyse5) Enzymvirkning–spytamylase6) Enzymvirkning–NOVOenzymer7) Karamellisering8) Gærcellenimikroskop9) Gæringsforsøg–ballonforsøg10) Gæringogtemperatur–bobletælling11) Gæringogsukker12) Gæringpåforskelligecarbonkilder-kuldioxidopsamling–reagensglasogdurhamrør.13) Gæringafæblejuice14) Vækstforsøgmedgær(bestemmelseafgærcelletalvha.spektrofotometri.