Optimering af ølbrygning

[DalleJoe]

Hej Folkens

Jeg er en gut på 18, der lige har skrevet SRP-projekt om ølbrygnig.

I opgaven undersøgte jeg, hvad der skete, hvis man gærede en øl ved 40 grader, iforhold til ved den normale optimums temperatur for overgær. Øllet blev undersøgt ved UV-vis spektrometri, densitet målinger og pH målinger. Her er hvad jeg kunne konkludere på forsøget:

Gærcellen er en encellet, eakaryot celle. Den er opbygget på samme måde som en dyrecelle, men har forskellige processer til forskel. Gærcellen er i stand til, at producerer ethanol igennem en aneorob forbrænding af glukose. Denne proces udnyttes blandt andet til, at producerer alkohol i øl. Når gærcellen producerer ethanol, nedbrydes først glukose molekylerne igennem glykolysen. Denne proces foregår i cytoplasmaet, og slutproduktet er her pyrovat. Pyrovat nedbrydes herefter igennem respirationsdelen. Da en aneorob proces foregår uden ilt, nedbrydes pyrovat her til ethanol og carbondioxid i stedet for vand og carbondioxid. På denne måde har gærcellen skaffet sig energi til formering, og produceret ethanol til øllet. Der skelnes imellem to typer gær i ølbrygning: Overgær og undergær. Efter gæringen ligger overgær sig i toppen af gæringstanken, hvor undergær falder til bunds. Fremstillingen af øllet blev gjort så enkelt som muligt. Dette betyder altså, mæskningen blev foretaget igennem én konstant opvarmning. Under mæskningen arbejder bl.a. alfa og beta enzymerne med at nedbryde stivelsen til små sukkermolekyler som glukose og maltose.
UV-vis spektrometri fungere ved, at lysbølger får elektroner til at eksciterer til et højere energiniveau. Resultaterne fra Uv-vis kan sammenlignes med hinanden, hvilket giver en idé om, hvilke stoffer en væske indeholder. Det viste sig, at der ikke kunne ses nogen nye stoffer i nogle af øllene, men i stedet er der sket en produktion af et stof der allerede befandt sig i øllet efter mæskningen, i det der stod ved 40 °C. Dette kan muligvis være en ester, som ofte træder frem i øl som et aromastof. Dette stof ønskedes påvist ved at ekstraherer det fra den vandige fase, hvorefter det kunne undersøges med UV-vis. Resultaterne her viste dog ikke noget konkret, hvilket sandsynligvis skyldes, at det ikke var lykkedes at ekstraherer esteren ordentligt. Det viste dog, at der var nye anderledes absorbans i den ene, hvilket indikerer, at den mulige ester har befundet sig i både vand og olie fasen.

pH-værdien i øllet faldt meget de første døgn, hvorefter pH-værdien langsomt steg igen. Ligeledes faldt densiteten meget de første døgn, hvorefter der ikke er sket noget af betydning. Dette skyldes, at sukkeret efter det første døgn er opbrugt, og der derfor ikke produceres CO2 der forsurer øllet, eller mere ethanol (Som giver lavere densitet). Densiteten lå over det forventede, hvilket kan skyldes at alfa og betaenzymer ikke har haft nok tid til, at nedbryde stivelsen til sukkermolekyler under mæskningen. Denne stivelse er dermed ikke nedbrudt til ethanol, og giver derfor øllet en højere densitet. Der kunne til sidst observeres en stigning i pH-værdien, hvilket kan skyldes, at ester kan dannes af forskellige syre. Hvis disse syre er nedbrudt til estere, stiger pH-værdien derfor automatisk. Humlen blev kogt, for at påvise tilstedeværelse af syre i humle (Da start pH-værdien var under 6, er der en faktor som tilfører stoffer der forsurer øllet). Det viste sig, at væsken som humlen var kogt i, var basisk. Derfor kommer syren ikke fra humlen. I stedet kan denne syre være tilført med malten.
Det lykkedes ikke at optimerer gæringen ved at tilføre en temperaturforøgelse under gæringen. I stedet blev aktiviteten nedsat, og alkoholprocenten blev dermed ikke så høj som forventet. Der er uden tvivl dannet andre aromastof, da øllet der har gæret ved 40 °C har anderledes farve, lugt og smag (aroma). Mulighederne for at optimerer ølbrygning er begrænset, da man allerede har opnået en optimal ydeevne, ved en temperatur der er nem og billig at holde. Desuden er der en øvre grænse for, hvor meget en gærcelle er i stand til at producere. Dette udtrykkes med Michaelis Mentens teori om enzymers aktivitet, der styres af substratkoncentrationen.
Om ølbrygning overhovedet kan optimeres er meget svært at sige. Selvom man ville kunne optimere ethanol produktionen, ville der stadig mangle en produktion af aromastoffer. Derfor er optimering af øl et kompliceret projekt, som må tage højde for mange faktorer der kan påvirke øllet negativt.

Hvis der er nogen som har erfaring indenfor dette felt, er jeg meget interesseret i, at høre nærmere :)

- DalleJoe

[vejgaardzoo]

Jeg var nødt til at google srp-projekt :-)
Men det lyder da spændende. God brug af tiden.

Lige i skabet:

Om ølbrygning overhovedet kan optimeres er meget svært at sige.

for hvad er det egentlig man kan optimere? Forgæringsgrad?
I industri kunne det måske være at minimere den tid, som det tager øllen, at udgære.

Under alle omstændigheder er spørgsmålet: smagte det godt? Det første indlæg nævner kun aroma

[Truntebryg]

Jeg tror vi må se noget tilbage i tiden, og nok acceptere gamle IP Jacobsens bestræbelser – hemmeligheden ved en god øl er og bliver gæren.

Jeg tror også at der er masser af bryggere der har brugt tid på at finde optimum for gærings temperaturen – for hver gærstamme – da temperaturen jo er en balance kunst mellem frugtsmag (estere) og tørheden i en øl.

Men ingen tvivl om at det er rimelig interessant, at kunne se hvorfor/ eller hvad temperaturen gør ved den færdige øl.

Jeg forstår ikke rigtig det med at ” Densiteten lå over det forventede” – her må der lige nogle tal på bordet. Hvad var den da ?

Kg malt ? (type?)
Vol ?
Mæske temp ?
Mæske pH ?
Mæske tid ?

Med disse 5 parametre, kan du ret så sikkert finde en forventet sukker %

Så ville det også være lækkert at vide hvordan du har målt sukker, og ved hvilken temperatur.

Det kunne være sjovt med et billede af scannet, både den alm og den ”varme”.

Skulle jeg personligt lave et sådan forsøg, så ville jeg nok ikke gå så extremt op i temperatur. Men det kunne være uhyre interessant, at lave 3 samples, ved f.eks. 20 C, 24 C og 28 C. Her vil du stadig have en extrem hurtig gæring, og alligevel holde dig inden for gærens arbejdsområde.

Endnu mere interessant ville det nok være at undersøge undergæren, for den arbejder jo over meget længere tid, så her ville der virkelig være noget at spare. Undergærens styrker, er jo at lave tør Pilsner – uden estere – så her er det endnu mere interessant at undersøge temperaturen – hvornår begynder ester produktionen egentlig for en bestemt gærstamme. Det kunne være en utrolig vigtig parameter.

[DalleJoe]

Re: Vejgaardzoo

- Ja øllet smagte faktisk rimelig godt. Hvad der var endnu mere interesant er, at øllet der har gæret ved 40 grader smagte bedre, end øllet der gærede ved normal temperatur.

Re: Truntebryg

- Ja så vidt jeg kunne forstå er der mange der forsker i det, men der er desværre ikke mange artikler på nettet omkring det. Derfor var det også noget af et forsknings projekt, da hverken min lærer eller jeg kunne forudsige hvad der ville ske.

Resultaterne for densiteten kommer her:
Dato Dag Densitet for gæring ved normale forhold (G1) Densitet for gæring ved 40 °C (G2)
9/11 Dag 0 1063 1063
10/11 Dag 1 1034 1050
11/11 Dag 2 1024 1036
12/11 Dag 3 1022 1034
13/11 Dag 4 1022 1034
17/11 Dag 8 1022 1034
23/11 Dag 14 1020 1032

Den endelig densitet skulle ifølge opskriften ligge på 1008 – 1014, så gæringen er generelt ikke gået optimalt.
Udfra den høje desnitet erfarede jeg, at gærcellerne ikke har været nær så aktive. Dette har muligvis effekt på den lavere akohol procent.

Alkohol procenten for de to øl var:

Alc % (normal temp) = 5,6 %
Alc % (40 grader) = 4,0 %

Mæskningen foregik under konstant opvarmning til 100 grader. Herefter kogte urten en time, hvor der undervejs tilsattes humle. http://www.brygladen.dk/7354-1/ <-- link til opsrkift!

pH værdi for bryggene var:

Dato Dag pH værdi for gæring ved normale forhold (G1) pH værdi for gæring ved 40 °C (G2)
9/11 Dag 0 pH= 5,85 pH= 5,85
10/11 Dag 1 pH= 4,42 pH= 4,63
11/11 Dag 2 pH= 4,39 pH= 4,75
12/11 Dag 3 pH= 4,36 pH= 4,73
13/11 Dag 4 pH= 4,47 pH= 4,80
17/11 Dag 8 pH= 4,63 pH= 4,88

Der er nemlig rigtig mange ting, som er super interesante at undersøge. Dette gav da også bagslag, da jeg gabte over for meget i opgaven :P

[vejgaardzoo]

Re: Vejgaardzoo

- Ja øllet smagte faktisk rimelig godt. Hvad der var endnu mere interesant er, at øllet der har gæret ved 40 grader smagte bedre, end øllet der gærede ved normal temperatur.

Besynderligt.
Du flaskede og karbonerede altså begge dine projekter? Eller tog du bare en mundfuld inden det røg i kloakken?

Dine SG målinger slutter 23/11, men der er begge dine øl faldet 2 siden sidste måling. Var du nødt til at stoppe for at aflevere til tiden?

[DalleJoe]

Ja jeg flaskede begge øl, og lod dem eftergære på flasken.

Og ja, jeg var nødt til at tappe øllet, da jeg skulle bruge resultater til at analyserer :)

[israelsen]

Først vil jeg sige, at det er et super fedt emne du har valgt dig til din SRP.
En smule misundelig på dig, da vi ikke måtte lave alkohol. Lavede dog Antabus, så lidt relation havde det dog ;)
Synes det lyder utrolig godt det du har skrevet, og det er en interessant vinkel, helt klart godt projekt du har lavet dig!
Ærgerligt du ikke har kunne starte i så god tid, til at øllet var helt færdigt.

Her fra, super fedt projekt! :)

[DalleJoe]

Først vil jeg sige, at det er et super fedt emne du har valgt dig til din SRP.
En smule misundelig på dig, da vi ikke måtte lave alkohol. Lavede dog Antabus, så lidt relation havde det dog ;)
Synes det lyder utrolig godt det du har skrevet, og det er en interessant vinkel, helt klart godt projekt du har lavet dig!
Ærgerligt du ikke har kunne starte i så god tid, til at øllet var helt færdigt.

Her fra, super fedt projekt! :)

- Tak for de pæne ord :) Ja det gjorde hele skriveprocessen noget sjovere, da er noget som interesserer mig til dagligt ;)

[Biffe]

Det kan vel sammenlignes med menneskers produktivitet under 40 grader, arbejdet bliver udført, men ikke under samme effektivitet som f.eks. på 22 grader.

Alt organisk liv trives jo logisk nok bedst under optimale forhold. Hvis du har lyst/mod ville jeg mene at projektets brugbarhed ville styrkes betydeligt, ved at lave forsøg fra 10grader til 40grader, så kan det aflæses ud af dine forsøg, hvilken temp. der var optimal for den gærstamme du brugte. Her tænkes udelukkende kun på gærens evne til at danne etanol.

Et forslag kunne være 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 grader, så vil du sikkert opleve at der danner sig en parabel, og uden at der skal gå matematik i lortet, kunne der måske udledes en forskrift for toppunktet(optimal temp/maks. alkohol %) for de enkelte gærstammer.


Godt projekt, klø endelig på!

Venlig hilsen

Kenneth

[mas]

Hej,

herligt at høre om dit projekt! Jeg har et par spørgsmål og kommentarer:

Hvilken gær brugte du?

Hvordan smagte den "varme" øl bedre? Var den sødere? Renere i smagen? Mere kompleks? ...

Jeg er helt enig i at ølbrygning ikke kan optimeres. Ølbrygning handler om kompromis. Valg af mæsketemp er et kompromis, humlingen er et kompromis mellem sødme og bitterhed, valg af gær og gæringstemperatur er et kompromis... osv.

Mvh

Thomas