2 artikelen uit het clubblad van Maart 2022

Terug naar overzicht

Berekenen koolzuur in bier

maart 2022
Door: Fons Michielsen

KOOLZUUR IN DE FLES: MAKEN EN METEN
 
Je hebt je bier gemaakt en laten vergisten. De vergisting is klaar. Dat kun je mooi zien want je hebt een proefvergisting gedaan en je bier heeft dezelfde waarde als de proefvergisting. Dus: bottelen. En bij bottelen hoort bottelsuiker, want anders krijg je geen druk in de fles en dus geen schuim. Er zijn allerlei manieren om de gewenste hoeveelheid bottelsuiker te berekenen. Sommigen voegen gewoon een klontje bottelsuiker toe of iets van 5 gram per liter.
Dat kan.
 
Maken
Ik vind het een sport om precies de gewenste druk in een flesje te krijgen. Niet dat dat altijd lukt, maar eigenlijk kom ik altijd heel dicht in de buurt. Een paar voorbeelden:

gewenste druk (bar) gemeten druk (bar) opmerkingen
0,52 0,55 eind s.g. 2 punten hoger dan proefvergisting (1008 en 1010), dus iets te vroeg gebotteld
0,58 0,59 1022 en 1022
0,41 0,40 1007 en 1007
0,53 0,55 1017 en 1020
0,54 0,58 1014 en 1014
0,48 0,47 1021 en 1022

Eerlijk gezegd gaat het ook wel eens minder goed, maar dat kan ook liggen aan het individuele flesje, want ik meet er maar één of twee.
Als je bijvoorbeeld precies 0,50 gewichtsprocent koolzuur wilt hebben moet je eerst weten hoeveel koolzuur er al in je bier zit na de vergisting. Dat is afhankelijk van de vergistingstemperatuur. Een voorbeeld: bij 10 oC zit er 0,253 % koolzuur in je bier. Als je 0,50 % wilt hebben moet je dus het verschil “bij maken” met suiker. Dat is (0,50 – 0,253 =) 0,247 % koolzuur.
Dat maak je ongeveer door de dubbele hoeveelheid suiker toe te voegen, dus 0,494 %. Maar als de vergistingstemperatuur 20 oC is dan moet je 0,658 % suiker toevoegen voor dezelfde druk.
 
Wat ik doe.
Ik heb een spuitje van 5 ml en een Excelbestandje. In dat bestand vul ik in hoeveel bier ik heb, welk koolzuurgehalte ik wil, het volume van mijn flesjes en het volume van mijn spuitje (5 ml). Oh ja, en de temperatuur van de vergisting. Dat is allemaal heel erg handig. Dan geeft dat bestandje aan hoeveel gram suiker ik in hoeveel gram water moet oplossen en dan werkt het. Dat bestandje kan ik niet toevoegen aan de papieren versie van dit verhaal, maar als je dit leest op de site en je klikt hier dan krijg je dat bestandje vanzelf op je scherm. Oh ja, ik heb voor de zekerheid 1,5 liter extra gerekend, zodat je ietsje meer suikerwater maakt dan je nodig hebt.
 
Meten
Nu heb ik keurig mijn bier afgevuld met de gewenste hoeveelheid bottelsuiker, ik laat de flesjes staan en na een paar weken wil ik wel eens weten of de druk ook precies is geworden wat ik heb bedacht. Daarvoor heb je weer een Excelbestandje nodig (datzelfde als hierboven) en een meter. Volgens mij zijn er twee systemen om te meten. De eerste is een manometer die je op de fles zet (zie afbeelding 1). Het voordeel is dat je de drukopbouw ziet en je ziet dus ook wanneer die drukopbouw klaar is en de eind-druk bereikt is. Te koop bij alle brouwzaken als Unibrew en Brouwland. Het nadeel is dat de manometer voor een paar weken onbruikbaar is, want hij zit op die ene fles vast. 
 
Een tweede systeem is een drukmeter, die een gaatje prikt door de kroondop. Deze werden vroeger bij alle brouwerijen op het lab gebruikt en is dus wat ouderwets, niet meer te koop, maar ik vind ‘m heel praktisch. De reden dat ik ‘m toch beschrijf is omdat ik weet dat er brouwers zijn die interesse hebben en zoiets kunnen maken.
 
De beschrijving.
Het principe is een holle naald (van 4 mm dik) die aan een manometer vast zit (2a). Die naald heeft een heel speciale bouw: de holte zit centraal tot vlak bij de punt en dan buigt de holte af naar de zijkant (afb.2b). Zo kan de punt de dop doorboren en kan het koolzuur bij de manometer komen.
De naald moet natuurlijk aan de manometer vast zonder gas te lekken. Daartoe zit er boven op de naald een schroefdraad gedraaid (een ingewikkelde naald dus). Met een soort lange moer zit deze constructie aan de manometer vast (afb. 2c en d).

koolzuur_maken_en_meten_2a

Om de naald zit een rubber stop met een nauwe opening, zodat er geen koolzuur kan ontsnappen tussen de naald en het rubber (afb. 2c en d). Het geheel zit aan een constructie die is afgebeeld in afbeelding 2e en 2f. Door een handle omlaag te halen druk je de naald rechtstandig door de kroondop. De kurk sluit lekkage af. In feite het apparaat nog iets uitgebreider. Zo kan de naald in de onderste positie gefixeerd worden én kan de manometer met een afsluitertje worden afgesloten. Als de naald dan weer omhoog gaat behoud je de aflezing op de manometer.
 
Tja, waarom schrijf ik dit eigenlijk. Nou, ik heb zo’n ding, ik vind ‘m erg handig en misschien is er iemand in de club met een draaibankje die een paar van dit soort constructies zou willen maken voor belangstellende leden. Vooral die naald is een uitdaging, maar je weet maar nooit.
 
Fons Michielsen

Terug naar overzicht

Hopcreep

maart 2022
Door: Huub Soemers

BEN NIET BANG VOOR HOPCREEP

Stan Hieronymus legt het sluipende fenomeen uit van droog gehopte bieren die een eigen wil lijken te hebben -
en manieren om ze onder controle te houden.

Hopcreep
"Hop Creep" is niet de naam van een horrorfilm met bier als thema, maar een echt mysterie dat brouwers en hopwetenschappers nog steeds aan het uitzoeken zijn. Tom Shellhammer van de universiteit van Oregon, een van 's lands beste brouwwetenschappers, zegt dat hij ongeveer vijf jaar geleden voor het eerst met het fenomeen in aanraking kwam, hoewel hij dat toen nog niet besefte. "Ik gaf in 2015 een lezing op een bierbrouwers conferentie, en iemand vroeg op het eind van de lezing bij het vragen stellen: 'Waarom brouwers dikwijls diacetyl in hun bieren krijgen als ze drooghoppen?' Ik had zoiets van: 'Nee.'" Diacetyl is slechts één resultaat van hop creep. Bier met meer alcohol dan de bedoeling is van de brouwerij - wat brouwers "out of spec" noemen - is een ander resultaat, net als flessen, vaten of blikjes met een gevaarlijk hoog carbonatieniveau. Reeds in 1893 publiceerden Horace Brown en G. Harris een onderzoek over "de verfrissende kracht van droge hop", waarbij ze beweerden dat hop een "enzym" bevatte dat verantwoordelijk was voor een tweede gisting in het vat als gevolg van het drooghoppen. Meer onderzoek in 1940 bevestigde dat Brown en Harris gelijk hadden. Toch kwam de zaak gedurende meer dan 70 jaar niet meer ter sprake. Dus, 40 jaar nadat brouwerij Anchor Brewing in Amerika met Liberty Ale opnieuw een droog gehopte bier introduceerde, werd het plots noodzakelijk om rekening te houden met het enzymatisch potentieel van hop?

De antwoorden
Het zoeken naar antwoorden begon als een "twijfelachtig” project," zegt Shellhammer. "We openden deze doos, en we vonden allerlei interessante onderwerpen, vanuit een wetenschappelijk perspectief." Vreemd genoeg was het een vraag van Allagash Brewing - die op dat moment slechts 1 procent van zijn bieren droog hopte en 98 procent van zijn bieren conditioneerde op fles - die leidde tot het openen van de doos. De brouwerij dumpte haar eerste testbatch van 60 vaten Hoppy Table Beer in 2016 omdat het bier een veel hoger carbonatieniveau behaalde dan was beoogd, Allagash Brewing maakt dit soort conditioneringsfouten niet. Zach Bodah, hoofd van de kwaliteitscontrole, leidde een reeks experimenten en behandelingen en vond een oplossing voor het probleem. Maar toen "stelden we ons nog meer vragen over waarom dit gebeurde," zegt Bodah. "Tijd om een expert te bellen. En wie ga je bellen als je een hopvraag hebt? Dokter Tom Shellhammer."  Shellhammer, Bodah en Allagash brouwmeester Jason Perkins vertelden het verhaal op CBC in 2017. Toen hun presentatie, "Ongewenste over-vergisting van gedryhopte bieren," was afgelopen, zei de tweede brouwer die een vraag stelde: "We are all slaves to the creep." Vanaf die dag wordt het fenomeen hop creep genoemd, waarbij "creep" verwijst naar een voortdurende en langzame vermindering van het uiteindelijke eind SG. In het Duits bestaat er geen enkel woord om deze vermindering te beschrijven, dus noemen Duitse brouwers dit ook "hop kruip".

Een simpele uitleg van wat er gebeurd is als volgt:
- Drooghoppen maakt vergistbare suikers in bier vrij (glucose en maltose, meestal maltose), en hop draagt zelf een kleine hoeveelheid suiker bij.
- Een hogere hopbelasting voegt meer suikers toe.
- Langere dry-hopping tijd en hogere temperaturen resulteren in meer suikers.
- Droog-gehopt bier met een hoog residuaal extract produceert meer vergistbare suikers.
- De enzymatische activiteit varieert van variëteit tot variëteit hop en kan beïnvloed worden door de manier waarop de hop door de boer is geteeld.

Leren van avonturen in Hopcreep-bestrijding
Shellhammer leidde in mei een CBC Online panel, samen met vier andere brouwers die spraken over de aanpak die zij hebben gekozen om hop creep tegen te gaan. Brouwmeester Adam Beauchamp zegt dat Creature Comforts Brewing in 2016 hop creep begon op te merken in hun zwaar gedryhopte bieren. Het was echter geen serieus probleem in Tropicalia-IPA het vlaggenschip van de brouwerij. Dat veranderde in december van 2018, toen bleek dat het bier na 14 dagen gisten nog steeds te veel diacetyl bevatte. Het stamwortgehalte, gericht op 2,8° Plato, daalde tot 1,8° P. Tropicalia is goed voor meer dan 60 procent van de verkoop van Creature Comfort Brewing. Een langere keldertijd voor het bier zou de capaciteit van de brouwerij effectief hebben verlaagd van 70.000 naar 43.000 vaten per jaar. Een snelle controle bracht problemen met de levensvatbaarheid van de gist aan het licht, maar zelfs nadat die waren opgelost, deed Tropicalia er nog steeds langer over dan voorheen om alle diacetyl te verwijderen en eindigde het bier toch nog onder de gewenste doelstelling. De brouwerij testte een aantal mogelijke oplossingen: Lactose toevoegen, dextrose toevoegen, hopconcentraten gebruiken, gist- en hopvariëteiten veranderen, eerder
drooghoppen, hop recirculeren. Uiteindelijk koos Creature Comforts Brewing voor het gebruik van alfa acetolactaat decarboxylase, een enzym dat de voorloper voor diacetyl afbreekt tot acetoïne, een verbinding met een hoge smaakdrempel. De brouwers laten het bier crashkoelen wanneer het bier de beoogde stamwortgehalte bereikt heeft. Beauchamp benadrukt dat het scheiden van de gist van het bier, wat Creature Comforts Brewing doet met een centrifuge, essentieel is omdat de dextrinase uit de hop suiker blijft aanmaken. Caolan Vaughan, hoofdbrouwer van Stone and Wood in Australië, zegt dat zijn brouwerij in 2014 begon te merken dat er slepende gisting optrad in zijn Pacific Ale. Het 4,4 procent ABV, 20-IBU bier is goed voor 88 procent van de productie van de brouwerij. Het was een van de eerste bieren met Galaxy-hop. In 2015 ontving de brouwerij klachten over te veel koolzuur, en het lab stelde vast dat ook het alcoholgehalte was gestegen in de monsters die in hun bibliotheek werden bewaard. "We hadden een oplossing nodig, en we konden filtratie niet overwegen", zegt Vaughan. Stone and Wood koos ervoor om het bier te flash-pasteuriseren. "We losten ons probleem op zonder volledig te begrijpen hoe we het hadden gedaan." Pacific Ale won de zilveren medaille op 2016 World Beer Cup!

Leren van avonturen bij Hopcreep
Na het zien van de Allagash/Oregon State presentatie in 2017, voerden Stone en Wood een reeks experimenten uit om hop creep beter te begrijpen. Ze stelden vast dat 30°C de optimale temperatuur is voor enzymactiviteit en dat het optimale pH-bereik 4,0-4,5 is. Zij leerden ook dat 1 PU (pasteurisatie-eenheid) volstaat om hop enzymen en gist van vorm kunnen doen veranderen (denatureren). Tijdens het Shellhammer-panel presenteerde Vinnie Cilurzo van Russian River op gegevens gebaseerde details over twee oplossingen die zijn brouwerij heeft gevonden. Bij de eerste hebben de brouwers een volledig Simcoe-bier, Row 2, Hill 56 genaamd, droog gehopt met Cryo-hop en vergeleken met een droog gehopt bier met pellets. Yakima Chief Hops maakt gebruik van een eigen proces om Cryo hop te produceren, waarbij lupuline in de lupuline klier wordt gescheiden van groene materie. De enzymen van de hop bevinden zich in het plantaardige materiaal, maar niet in de Cryo-pellets.
Droog gehopt bier met Cryo verwijderd de diacetylprecursoren in zeven tot negen dagen, terwijl droog gehopt bier met pellets daar 10 tot 15 dagen over doet. In Cilurzo's tweede voorbeeld gebruikte Russian River hop die bij een hogere temperatuur werd gedroogd dan de temperatuur die standaard is geworden voor aroma hop. Russian River brouwde partijen Pliny the Elder bier met hop die was gedroogd bij 54°C, de nieuwe standaard, en hop die was gedroogd bij 63°C. De hoger verhitte batch had anderhalve dag minder nodig om het diacetyl vrij te maken dan de partij met hop die bij 54°C was gedroogd. In Oregon State evalueerde een proefpanel bieren waarvan de hop op een hoge en lage temperatuur was gedroogd en die op opeenvolgende dagen werden verpakt. Het panel beschreef het aroma van de "hoge temperatuur" versie als heldere Citrus, pittige grapefruit schil, sinaasappelschil, mandarijn, en tropisch. De smaak was harsachtig, Citrusachtig en bijna rauw. Het aroma van “de lage temperatuur” was helder Citrus, tropischer dan dat van het andere bier, en dennen-achtig. De smaak was harsachtig, Citrus, smakelijker, rond, en had een zachter mondgevoel met een kortere, bittere afdronk. Het belangrijkste voor Cilurzo was dat de juryleden sterk verdeeld waren over welk bier hun voorkeur had!

Nog meer oplossingen
Een andere optie is "flash-kilned" hop, maar Cilurzo zegt dat meer onderzoek nodig is om de waarde van het gebruik ervan te beoordelen. Van Tributary Hop Farms in Washington, wordt deze hop kort gedroogd bij een hoge temperatuur, daarna bij een veel koelere temperatuur. De drooghoptijd was iets korter voor een bier dat droog gehopt was met 907 gram geflashte Citra hop per biervat. Onderzoekers van Oregon State hebben het effect van temperatuur op enzymen gemeten, in dit geval als onderdeel van een lopend onderzoek naar het effect van eesten op aromatische kwaliteiten. Uit dat onderzoek is gebleken dat een hogere warmte de enzymen doet afnemen. "Dat is geen oproep aan hopboeren om hun ovens hoger te zetten," zegt Shellhammer. Hopboeren hebben de oventemperaturen de afgelopen tien jaar al met 8 tot 11 graden Celsius verlaagd, omdat brouwers vroegen om hop met meer essentiële olie, die de aromatische verbindingen bevatten die brouwers proberen te accentueren met dry hopping. Max Kravitz, kwaliteitsmanager bij Friem Family Brewers, heeft gesproken met brouwers in het hele land en heeft wat hij geleerd heeft eerder samengevat in een presentatie voor leden van de Brewers Association of the Americas. Hij heeft gehoord dat hop creep vaker voorkomt bij Californische ale gist, van welke herkomst dan ook, en bij Amarillo hop - maar dat betekent niet dat een brouwerij een giststam wil vervangen die veel van haar bieren hebben, of dat ze bepaalde hopsoorten wil opgeven. Hij somde de lijst op van variabelen waarmee rekening moet worden gehouden: gistcellen in suspensie, timing van drooghoptoevoegingen, drooghophoeveelheden, drooghoptemperatuur, totale contacttijd, en agitatie (roeren). Uiteindelijk gaf hij hetzelfde advies als de andere brouwers in het panel. "De manier waarop wij het benaderen zal niet voor elke brouwerij werken," zei hij. "Elke brouwerij moet zijn eigen strategie ontwikkelen."

Hop Creep thuis vermijden
Blaze Ruud, directeur bij Yakima Chief Hops, brouwt nog steeds thuis zijn eigen bier, hoewel niet per se vijf liter per keer. Hij merkte hop creep enkele jaren geleden al op en paste zijn recepten en proces voor zwaar gehopte bieren dienovereenkomstig aan.
Hij geeft de volgende adviezen:
- Houd de graansamenstelling eenvoudig, beperk de hoeveelheid onvergistbare suikers voor de hop om op te werken.
- Maisch bij een lagere temperatuur, opnieuw om de hoeveelheid onvergistbare suikers te beperken.
- Gebruik T-90 pellets tijdens de actieve gisting en Cryo hop tegen het einde (1-2° Plato van het verwachte stamwortgehalte).
- Hij stelt een combinatie voor van pellets en Cryo-hop (die het enzymatisch potentieel van de hop vermindert en het aroma verheldert), waarbij 57 gram pellets vervangen worden door 28 gram Cryo-hop. Een recept dat vraagt om 170 gram droge hop zou dan 57 gram pellets en 57 gram Cryo-hop bevatten.
- Het bier niet koelen tot het de diacetylproef heeft doorstaan. Als dit meer dan vijf of zes dagen duurt, controleer dan de gezondheid van de gist.
- Hevel het bier over van de trub binnen één tot twee dagen na de crashkoeling.

Enzymatische kracht
Kaylyn Kirkpatrick, technisch brouwproject coördinator bij de Brewers Association, schreef haar masterscriptie aan de OSU over "Investigating Hop Enzymes". Daarbij onderzocht ze het enzymatisch vermogen van 30 hopvariëteiten, en classificeerde hun potentieel als hoog, gemiddeld of laag. Ze wees voorzichtig op de beperkingen van het onderzoek, omdat naast de variëteit ook het oogstjaar, de rijpheid van de hopbellen en de droogpraktijken de enzymactiviteit kunnen beïnvloeden. Het feit dat één van de Amarillo's die zij in het onderzoek heeft opgenomen een hoog en één laag enzymatisch vermogen heeft, onderstreept dat punt.

  • Hoog: Amarillo (oogst 2015), Cluster, Fuggle, Nugget, Perle
  • Gematigd: Azacca, Cascade, Comet, Dr. Rudi, Golding, Kohatu, Mosaic, Mt. Hood, Moutere, Pacific Gem,
    Pacific Jade, Rakau, Simcoe, Wai-ti, Willamette
  • Laag: Amarillo (oogst 2016), Centennial, Citra, Crystal, East Kent Golding, El Dorado, Galaxy, Hersbrucker,
    Saazer, Summit
Geschreven door Stan Hieronymus, vertaald en bewerkt door Huub Soemers.
Terug naar overzicht