Zacieranie cz.1 – rozkład skrobi

8 marca 2017 o 20:11

Zacieranie to proces który ma na celu przede wszystkim rozłożenie skrobi zawartej w ziarnie do cukrów  i dekstryn. Zacieranie to właśnie ten etap, który zasadniczo odróżnia produkcję piwa i wina. W owocach występują cukry, które mogą bez większych zabiegów zostać spożytkowane przez drożdże, natomiast w ziarnie występuje skrobia, która dopiero musi zostać “pocięta” przez enzymy na mniejsze fragmenty przyswajalne dla drożdży. Cała sztuka polega na stworzeniu enzymom optymalnych warunków działania – określona temperatura, pH i oczywiście czas.

Od strony praktycznej zacieranie polega na zmieszaniu ześrutowanego słodu z określoną ilością wody i przetrzymywanie tej mieszanki (zacieru) w określonej temperaturze/temperaturach przez określony czas.

 

PRZEMIANY ENZYMATYCZNE W TRAKCIE ZACIERANIA

W trakcie zacierania staramy się stworzyć optymalne warunki do działania enzymów. Enzymy to substancje białkowe, które działają jak biokatalizatory, czyli przyspieszają zachodzenie reakcji chemicznych. Każdy enzym ma określoną optymalną temperaturę działania oraz optymalne pH, przy optymalnych warunkach działa najszybciej, najbardziej optymalnie. Każdy enzym ma też temperaturę maksymalną, czyli taką przy której ulega on dezaktywacji.

Dla piwowarstwa najważniejsze znaczenie mają następujące przemiany enzymatyczne:

  • rozkład skrobi
  • rozkład białek
  • rozkład beta-glukanu
  • przemiany kwasów tłuszczowych

 

ROZKŁAD SKROBI

Skrobia obecna w ziarnie musi zostać rozłożona w trakcie zacierania do cukrów i dekstryn, które nie zabarwiają się z jodem.

Skrobia w bielmie ziarna występuje w postaci twardych, silnie zbitych ziaren skrobiowych. Skrobia składa się z dwóch frakcji:

  • amylozy, której łańcuchy są linearne, nierozgałęzione, złożone z reszt glukozowych powiązanych wiązaniami α-1,4- glikozydowymi. 
  • amylopektyny, której łańcuch są rozgałęzione i oprócz wiązań α-1,4- glikozydowych zawierają niewielką ilość wiązań α-1,6- glikozydowych

Rozkład skrobi zachodzi w trzech etapach:

  • kleikowanie
  • upłynnianie
  • scukrzanie

 

KLEIKOWANIE

W ciepłym wodnym roztworze ziarna skrobiowe zaczynają pęcznieć i pękać, tworząc kleik. Cząsteczki skrobi przechodzą do roztworu dzięki czemu stają się lepiej dostępne dla enzymów amylolitycznych. Temperatury kleikowania są różne dla różnych zbóż, jęczmień i słód jęczmienny kleikują w temperaturze około 60-65°C, a słód pszeniczny podobnie jak pszenica 58-64°C.

 

UPŁYNNIANIE

Na tym etapie do działania przystępuje enzym α- amylaza, która tnie długie łańcuchy skrobi na mniejsze kawałki  dekstryny zawierające 7-10 reszt glukozowych, dzięki czemu lepkość roztworu szybko maleje i zacier staje się rzadszy, bardziej płynny.

 

SCUKRZANIE

Scukrzenie to całkowity rozkład upłynnionej skrobi do maltozy i dekstryn. β- amylaza odcina z każdego końca łańcucha po dwie reszty glukozy, czyli dwucukier maltozę. Przy okazji oczywiście powstaje jeszcze glukoza i maltotrioza, a także tzw dekstryny graniczne, zawierające wiązania α-1,6- glikozydowe, których nie potrafi rozłożyć ani α- ani β-amylaza.

β- amylaza teoretycznie może samodzielnie rozkładać długie łańcuchy odcinając dwie cząsteczki glukozy z nieredukującego końca, ale taki rozkład trwa bardzo długo.

 

Przyjrzyjmy się zatem bliżej dwóm enzymom biorącym udział w rozkładzie skrobi:

α- amylaza tnie długie łańcuchy skrobiowe niejako “na oślep” w różnych miejscach tworząc dekstryny. Optimum jej działania to temperatura 72-75°C, w 80°C szybko ulega dezaktywacji. Optymalna wartość pH wynosi 5,6 do 5,8.

β-amylaza z nieredukcyjnego końca łańcucha odcina maltozę (dwie cząsteczki glukozy). Optimum jej działania to temperatura 62-65°C, w 70°C szybko ulega dezaktywacji. Optymalna wartość pH wynosi 5,4 do 5,6.

 

Wniosek praktyczny – jeśli prowadzimy długie zacieranie w temperaturze 62-64°C uzyskamy brzeczkę bardzo bogatą w maltozę i bardzo głęboko odfementowującą, dającą piwa wytrawne. Jeśli pominiemy tą przerwę lub zrobimy ją bardzo krótką, a wydłużymy przerwę w 72-75°C, wówczas uzyskamy brzeczkę bogatą w dekstryny o niskim ostatecznym stopniu odfermentowania, dającą piwa pełne, słodowe.

 

Produkty pośrednie rozkładu skrobi to:

  • amylodekstryny – 30-35 reszt glukozowych, z jodem barwią się na niebiesko, nie ulegają fermentacji i mają negatywny wpływ na piwo (zmętnienia, ryzyko infekcji)
  • erytrodekstryny – 8-12 reszt glukozowych, z jodem barwią się na czerwono, nie ulegają fermentacji i mają negatywny wpływ na piwo (zmętnienia, ryzyko infekcji)
  • achrodekstryny – 4-6 reszt glukozowych, nie dają reakcji barwnej z jodem, trudno ulegają fermentacji i mają pozytywny wpływ na piwo (pełnia, pienistość)
  • maltodekstryny – 2-4 reszt glukozowych, nie dają reakcji barwnej z jodem, trudno ulegają fermentacji i mają pozytywny wpływ na piwo (pełnia, pienistość)

Rozkład skrobi kontrolujemy przy pomocy tzw. jodowego wskaźnika skrobi, jest to wodny roztwór jodu i jodku potasu. Kontrola ta nazwana jest próbą jodową, polega na zakropienieniu niewielkiej ilości schodzonego zacieru odczynnikiem. Skrobia i większe dekstryny (patrz powyżej) dają zabarwienie fioletowe do czerwonego, a cukry i mniejsze dekstryny nie dają żadnego zabarwienia, czyli próbka pozostaje żółto brązowa.

W kolejnych wpisach przedstawię pozostałe procesy zachodzące podczas zacierania – przemiany białek, beta-glukanu, kwasów tłuszczowych…, a na koniec trochę o schematach zacierania – dekokcja, infuzja.

Jeśli wpis Ci się podobał to udostępnij innym piwowarom 🙂

Zachęcam też do subskrypcji bloga, będziesz na bieżąco.