Invloed maischtemperaturen op restextract

Ik was gewoon nieuwsgiering . . .
over maischtemperaturen
 
Ik weet niet hoe jij dat doet, maar als ik een bier wil brouwen zoek ik een receptje en dat volg ik dan zo nauwkeurig mogelijk. En als er dan staat: zoveel minuten op 57 ⁰C, zoveel op 63 ⁰C, zoveel op 67 ⁰C en ten slotte zoveel op 72 ⁰C dan doe ik dat ook. Soms hoor je wel: joh, helemaal niet meer nodig met die moderne mouten. Eén temperatuur is genoeg. Nou ja, ik vroeg me dus af wat het effect was van maischtemperaturen en -tijden op het bier. Ik ken de theorie ook wel: bij 62 ⁰C werkt ß-amylase het beste en bij 70 ⁰C werkt α-amylase het beste.
 
Even iets over zetmeel, waarschijnlijk voor de zoveelste keer. Je hebt amylose en amylopectine. Amylose is heel veel glucosemoleculen (tienduizenden) als een ketting achter elkaar (een niet vertakt molecuul). Amylopectine is ook heel veel glucosemoleculen, maar dan vertakt. Zie afbeelding 1.
 
ß-amylase is een exo-enzym: het knipt vanaf het einde van het molecuul steeds glucose af (één rondje in afbeelding 1) of twee glucoses, dat heet dan maltose, of 3 rondjes, dat heet maltotriose. Dat knippen gebeurt bij zowel amylose als amylopectine vanaf de bovenkant van het molecuul. Amylose wordt dan helemaal in kleine stukjes geknipt en biergist kan dat omzetten in alcohol en koolzuur. Maar bij amylopectine stopt het knippen bij de knooppunten of vertakkingen. Dan hou je dus nog een behoorlijk stuk van het zetmeelmolecuul over dat niet is geknipt. Gist kan daar niks mee.
Wanneer er meer dan 10 glucosemoleculen (“rondjes”) aan elkaar blijven zitten dan zie je dat: het bier is troebel en blijft dat ook. Dus zetmeel moet in ieder geval zover worden afgebroken dat alle zetmeel-brokstukken kleiner zijn dan 10 glucosemoleculen.

α-amylase is een endo-enzym. Het knipt zetmeel (zowel amylose als amylopectine) willekeurig ergens midden in het molecuul. Daardoor ontstaan grotere en kleinere brokstukken. De grotere (groter dan maltotriose) noemen we dextrinen.

Als alleen ß-amylase zou werken zal amylose helemaal worden geknipt tot stukjes die de gist kan opeten, maar amylopectine wordt tot aan de knooppunten geknipt. Er zouden dus nog grote brokstukken/dextrinen overblijven waar gist niks mee kan. Als alleen α-amylase zou werken zullen de moleculen in stukken worden geknipt: grotere en kleinere brokstukken. Sommige zullen klein genoeg zijn voor de gist maar andere niet. De heel kleine worden dan nog vergist, maar de grotere niet meer.
 
In afbeelding 2 zie je wanneer ß-amylase nog werkt en wanneer α-amylase. Als de temperatuur té hoog is geweest en je koelt af dan is dat jammer: dan zijn ze enzymen gedenatureerd.

Lang en ingewikkeld verhaal. Ik besloot om een receptje te zoeken met twee temperaturen en vond een kloon van Pauwels kwak: 60 minuten op 68 ⁰C en 10 minuten op 75 ⁰C.
Ik besloot dat aan te passen en maakte 4 bieren:
 

 
Alle hadden een vrijwel eenzelfde begin s.g.. Het eind s.g. verschilde wat en daarmee kun je dus aardig rekenen. In de tabel staat hoeveel alcohol de bieren hadden en hoeveel restsuikers. Wat leren we hieruit?

Conclusies:

1. je ziet dat er minder vergistbare suikers zijn als je maischt bij een hogere temperatuur, dus minder alcohol (zie ook afbeelding 3).
2. je ziet dat als je 90 minuten maischt in plaats van 60 minuten er nauwelijks meer vergistbare suikers ontstaan: blijkbaar hebben de enzymen in 60 minuten wel zo’n beetje gedaan wat ze kunnen doen.
3. het is helaas geen rechte lijn. Het was mooier geweest als de alcoholwaarden bij 65 ⁰C tussen die van 62 ⁰C en 68 ⁰C hadden gelegen, maar ja, zo was het niet.
4. wat zéker zo interessant is: de zoetkracht en het mondgevoel. Die 68 ⁰C was heel zoet. De andere drie waren véél minder zoet maar hadden onderling weinig verschil. Dat is vreemd, want het bier van 65 ⁰C had wel (vrijwel) even veel onvergistbaar extract als die van 68 ⁰C. Blijkbaar zit er nog een verschil binnen dat onvergistbaar extract. Dus toch nog even wat theorie.

Onvergistbaar extract.

Volgens de theorie moet zetmeel zo ver zijn afgebroken dat er minder dan 10 glucosemoleculen aan elkaar zitten, al dan niet vertakt. Dat wordt getest met de Jood-normaal proef (wie doet dat nog?!?!). Hoe kleiner die moleculen, des te zoeter. Omgekeerd: hoe groter, des te meer mondgevoel. Dus heb je vooral veel restextract met 4 glucose-moleculen aan elkaar dan zal je bier erg zoet zijn, heb je vooral veel moleculen van 10 glucose-eenheden aan elkaar dan heb je weinig zoetkracht, maar meer volmondigheid.

In afbeelding 3 is weergegeven hoe het beschikbare zetmeel is afgebroken. Het meeste is omgezet in alcohol, een kleiner deel is onvergistbaar extract. Dat onvergistbaar extract zorgt voor het mondgevoel / de zoetkracht.
Het bier van 65 en 68 ⁰C had vrijwel evenveel restextract, maar met een duidelijk verschil in zoetkracht. Er is dus evenveel vergistbare suiker ontstaan bij die temperaturen, maar het restextract verschilt: bij het bier van 68 ⁰C zit waarschijnlijk meer moleculen met 4 (of 5 of 6) glucose-eenheden, bij 65 ⁰C zijn de moleculen van het restextract kennelijk wat groter. Om hier nou precies te duiden wat het aandeel is geweest van α-amylase, wat van ß-amylase gaat me wat ver. Dat laat ik graag aan de lezer over of aan wetenschappers.
 
Maar: hoe hoger de temperatuur, des te zoeter je bier!
 
Fons Michielsen