Wanneer moet je bottelen

WANNEER MOET JE BOTTELEN
ofwel: tijdlijn van de vergisting

Iedere keer als ik heb gebrouwen doe ik een proefvergisting. En als mijn bier dan ongeveer de dichtheid heeft van de proefvergisting denk ik dat ik kan gaan bottelen. Maar . . . . is dat wel zo? Is het verstandiger om het bier toch nog even warm te laten staan, moet je dan nog een paar dagen koelen? Na al die jaren ben ik er nog steeds niet helemaal uit. Dus ging ik weer eens op zoek en zag een leuk artikel in Brew Your Own van Christopher Wood, al moet ik zeggen dat het wel weer 6 jaar geleden is. Maar het sprak me aan. Maar ik moet vooraf wel even een opmerking maken. Wood gebruikt een paar begrippen door elkaar en dat is wat verwarrend.

Vanuit de brouwer
We kennen 3 fasen bij de vergisting:
1. hoofdvergisting,
2. navergisting,
3. rijping.

Vanuit het bier
Het bier ondergaat 3 fasen:
1. voedselrijk en zuurstofrijk,
2. voedselrijk en zuurstofarm,
3. voedselarm en zuurstofarm.
En dan nu zijn verhaal.

Elke keer als ik heb gebrouwen en het bier zit in het gistvat betrap ik mezelf erop dat ik minutenlang gefascineerd kan blijven kijken naar het waterslot. Tijdens de hoofdgisting vind ik die snel opvolgende blupjes zo razend leuk. En dan denk ik aan wat er te zien zou zijn als ik het gistvat zou openen: heel veel beweging, koolzuurbelletjes die opstijgen en onopgelost eiwit en hopresten doen wervelen in het jongbier. Miljarden gistcellen zijn aan het werk. En ze zetten niet alleen suikers om in alcohol en koolzuur (voor de goede orde: CO₂ en niet CO2, zoals we tegenwoordig in de krant kunnen lezen, F.M.), maar er vinden talloze andere chemische reacties plaats die allemaal bijdragen aan het karakteristieke aroma van het toekomstige bier. Dit alles vindt plaats dankzij de activiteit van de gist Saccharomyces cerevisiae en over die activiteiten wil ik het hier hebben.

In het begin van de 18e eeuw zag de Nederlandse wetenschapper Antonie van Leeuwenhoek voor het eerst gistcellen. De man kon lenzen slijpen en dat ging steeds beter. Hij kon steeds kleinere deeltjes zien en uiteindelijk was hij de eerste die (een soort van) microscoop ontwikkelde en gebruikte. En hij zag dan wel gistdeeltjes, maar hij had geen idee dat het levende organismen waren die suiker konden omzetten in alcohol en CO₂. Het zou nog tot 1856 duren voordat de Franse wetenschapper Louis Pasteur er van overtuigd was dat deze gistcellen in staat waren om suikers om te zetten. Tegenwoordig weten we wel dat gist niet alleen koolzuur en alcohol maakt, maar véél meer. Je kunt 3 stappen onderscheiden in het vergistingsproces: hoofdgisting, nagisting en rijping of lagering (zowel in het vat als op fles/fust). Laten we bij iedere stap eens gaan kijken welke chemische processen er plaats vinden.

• aanpassingsfase (of lag fase),
• de exponentiële groeifase (of log fase),
• de stationaire fase en
• de afstervingsfase

(hmmm, die laatste is duidelijk geen groeifase). Tijdens het grootste deel van de vergisting vindt groei plaats, maar deze fasen vinden ná elkaar plaats. Eerste de ene, dan de volgende Zie ook afbeelding hiernaast.

Aanpassingsfase
Deze fase duurt 3 – 15 uur na het aanenten met gist. Tijdens deze fase vindt vrijwel geen groei plaats. De gist is zich aan het aanpassen aan de omgeving en gaat zich voorbereiden op groei. De gist gaat met glycogeen (een soort zetmeel dat in de gistcel zit), met zuurstof in het wort en met lipiden (vetten) in het wort zaken als onverzadigde vetzuren en sterolen maken voor nieuwe celmembranen (het velletje van de gistcel). Ook worden andere voedingsstoffen, die in het wort zitten als aminozuren (komen van eiwit), vrij aminostikstof, eiwitten, mineralen en andere moeilijke stoffen (biotine, riboflavine, inositol) in de gistcel opgenomen. Zuurstof is hartstikke belangrijk in deze fase van de vergisting en dat wordt vaak onderschat. Die zuurstof, nodig voor nieuwe celmembranen, is na ongeveer 30 minuten opgebruikt en daarna moet de gist zonder zuurstof dóór. Als de aanpassingsfase goed verloopt zijn alle noodzakelijke voedingsstoffen en enzymen beschikbaar voor de vermeerdering van de gist. Die vermeerdering verloopt door knopvorming: er ontstaat een knopje op de gist die uitgroeit tot een volledige gistcel. Zodra deze dochtercel groot genoeg is wordt deze losgekoppeld (afgesnoerd) van de moedercel. Op de moedercel blijft een zogenaamd litteken achter.

Exponentiële groeifase
Deze duurt van 12 uur tot 6 dagen na het aanenten van de gist. Tijdens deze groeifase vermeerdert de gist zich heel snel. De meeste van de gewenste aroma’s en smaakstoffen ontstaan tijdens deze fase. In deze fase vermeerdert de gist zich snel, neemt het suikergehalte van het wort snel af, wordt er veel koolzuur gevormd, daalt de pH van het wort (als gevolg van de koolzuurproductie) en ontstaat er veel schuim op het bier. De fase van zeer actieve vergisting noemen we wel Hoog Krausen. Het Duitse woord Kräusen verwijst naar het schuim dat zich vormt tijdens de snelle alcoholische vergisting. Dit schuim bestaat uit gistcellen, eiwitten, Heiβtrüb en hopzuren. Tijdens de exponentiële groeifase worden de ruim aanwezige suikers omgezet in CO₂ en alcohol. Eenvoudige suikers zullen het eerst worden gebruikt en na verloop van tijd, als deze eenvoudige suikers langzamerhand op zijn, begint de gist de grotere, meer complexe suikers op te nemen en om te zetten.
Glucose, ongeveer 15 % van de suikers, wordt eerst gebruikt, gevolgd door fructose en sucrose (die wij kennen als kristalsuiker). Daarna de maltose, ongeveer 60 % van alle suikers (waaruit veel aroma wordt gemaakt) en tenslotte maltotriose. Niet alle giststammen kunnen maltotriose even gemakkelijk aan en het verschil in vergistingsgraad wordt eigenlijk bepaald door hoe gemakkelijk of moeilijk de gebruikte gist die maltotriose kan omzetten. Voor een goede fermentatie is ook stikstof nodig, meestal in de vorm van vrije aminozuren. Die ontstaan tijdens het vermouten en het maischen en ze worden bij de vergisting gebruikt om eiwitten en enzymen te maken, die onder meer nodig zijn voor de gistvermeerdering. Als je veel ongemout gebruikt kan er wel eens een tekort aan vrije aminozuren ontstaan, waardoor de vergisting niet goed verloopt. Er gebeurt nog meer tijdens de exponentiële groeifase. Sommige stoffen uit het wort zoals ammonium worden opgenomen door de gist en organische zuren zoals melkzuur, azijnzuur en pyrodruivenzuur (en natuurlijk koolzuur) worden uitgescheiden. De dalende pH is belangrijk voor het bier, want bij/door die lage pH wordt diacetyl opgenomen door de gist, zal de gist aan het einde sneller uitvlokken, wordt het bier stabieler en is de kans op microbieel bederf kleiner. Maar als je bier aan het einde van de vergisting niet onder de pH 4,4 zit kun je er niet veel meer aan doen. Het enige is: volgende keer beter opletten.

Nagisting
Tijdens de nagisting zit de gist grotendeels in de stationaire groeifase. Deze duurt van 1 tot 3 weken. Als het bier bij de nagisting aankomt is vrijwel alle suiker omgezet, de gistvermeerdering is vrijwel gestopt, het schuim zakt in, er komt vrijwel geen koolzuur meer door het waterslot en, als je het bier kon zien, zul je ook geen wervelingen meer zien met belletjes, onopgeloste eiwitten en andere zaken. De vergisting lijkt te zijn gestopt maar dat is allerminst waar. Als je het bier nu zou gaan bottelen zou je heel veel ongewenste componenten in je bier proeven zoals diacetyl en aceetaldehyde. Het belang van de nagisting is rijping van het bier. De gist helpt hieraan mee door ongewenste componenten, die tijdens de hoofdgisting zijn ontstaan, weer op te nemen. Hierdoor komt de smaak van het bier beter in balans. Omdat tijdens de hoofdgisting de meeste aroma’s al zijn ontstaan zou je het opruimen van ongewenste smaakcomponenten kunnen versnellen door de temperatuur tijdens de nagisting iets te verhogen: de gist wordt iets actiever. Dit is vooral belangrijk bij ondergistende bieren, want niet alleen de vergisting loopt langzamer door de lagere temperatuur, maar het opruimen van ongewenste aroma’s ook. Je kunt de temperatuur al verhogen als je 2 – 5 punten boven je eind s.g. zit  proefvergisting!).

Stationaire fase
Deze duurt van 3 tot 10 dagen na het aanenten. Het kenmerk van deze fase is dat de gist niet meer vermeerdert omdat de voedingsstoffen vrijwel op zijn gebruikt en vooral ook omdat de gist last begint te krijgen van de alcohol en het koolzuur. De gist gaat nu glycogeen en trehalose opbouwen (als reservevoedsel) en de gist begint uit te zakken. De uitvlokking van de gist hangt wat af van de giststam die je gebruikt. Er zijn wat dat betreft die groepen gist: snelle (3 – 5 dagen), matige (6 – 14 dagen) en trage (> 15 dagen) uitvlokking. Je zou in het algemeen kunnen zeggen dat gist, die snel uitvlokt, een lagere vergistingsgraad heeft en er blijven meer esters en diacetyl achter. Het omgekeerde geldt ook: gist die traag uitvlokt heeft een hogere vergistingsgraad en er blijven minder esters en diacetyl achter. Engelse bieren zijn in het algemeen gemaakt met snel vlokkende gisten en die zullen daardoor wat moutiger smaken met meer esters. Als je hoofdgisting opvallend kort is en je dichtheid is nog te hoog, dan zou je gist te vroeg kunnen zijn uitgevlokt. Je kunt dan het beste je gistvat even voorzichtig omzwenken om de gist weer te verdelen en meestal activeer je de gist hiermee. Tijdens de hoofdgisting produceert de gist heel veel ongewenste bijproducten; meest bekend is diacetyl (geur van boter). Diacetyl wordt buiten de gistcel gemaakt uit een voorloper die uit de gist komt, het zogenaamde alfa-acetolactaat. En de gist kan dit alfa-acetolactaat niet zelf meer afbreken, maar wél de diacetyl die hieruit ontstaat. Gist kan diacetyl afbreken onder de juiste omstandigheden: pH 4,2 – 4,4 en 18 – 21 ⁰C gedurende 1 tot 2 dagen. Al proef je in je bier (nog) niet veel diacetyl, dan kan er nog wel veel alfa-acetolactaat inzitten dat ná de hoofdgisting alsnog wordt omgezet in diacetyl. Dat kun je testen door 2 monsters van je bier te nemen. Één van die monsters verhit je tot 60 ⁰C gedurende 30 minuten en daarna koel je het weer af. De truc is dat bij die temperatuursverhoging alfa-acetolactaat, indien aanwezig, heel snel wordt omgezet in diacetyl. Vergelijk beide monsters. Als het verhitte monster duidelijk diacetyl heeft dan zit er in je bier veel alfa-acetolactaat. Laat je bier nog even langer staan nagisten, zodat alle alfa-acetolactaat wordt omgezet in diacetyl. De gist kan dit dan weer opruimen. Andere producten van de vergisting zoals foezelolie of foezels kunnen door de gist worden omgezet in fruit-aroma’s. Deze verbeteren de smaak van het bier, vooral bij soorten die lang moeten rijpen zoals barley-wines. Andere stoffen uit de hoofdgisting die tijdens de nagisting door de gist worden weggewerkt zijn aceetaldehyde (smaak van groene appel) en DMS of dimethylsulfaat (geur van kool). Het verdwijnen van deze ongewenste producten van de hoofdgisting tijdens de nagisting zijn belangrijk voor een goed gebalanceerd bier. Die zwavelhoudende aroma’s zoals DMS zullen ook tijdens de nagisting ontsnappen uit het gistvat. Dit gebeurt eigenlijk pas als je bier al op z’n eind s.g. zit. Oftewel: als je bier op eind s.g. is moet je ‘m niet meteen bottelen.

Rijpen
(noot van de vertaler: het Engelse woord is “conditioning” en dit betekent zowel rijping op korte termijn als rijping op lange termijn. Hier is sprake van de eerste rijping)
Deze duurt 1 – 2 dagen. De gist zit in de afstervingsfase. Het doel van rijpen lijkt erg op dat van de nagisting: uitvlokking, afbraak van de ongewenste producten van de hoofdgisting zoals zwavel, diacetyl en aceetaldehyde. Het grote verschil is dat deze rijpingsstap bij veel lagere temperaturen wordt gedaan, nl 0 – 3 ⁰C. Door deze stap krijg je een betere smaakstabiliteit van je bier en je bier wordt helderder door voortgaande uitvlokking van je gist, van tanninen en eiwitten. Als je een kristalhelder bier wilt hebben als hobbybrouwer kun je gebruik maken van isinglass of vislijm (collageen van visblaas) of van gelatine (collageen van andere dieren). Ook Iers mos en Whirlfloc (beide plantaardig) helpen hierbij heel goed. Deze stoffen maken je bier helder doordat ze elektrisch positief geladen zijn en ze binden met negatief geladen gistcellen en eiwitten. Hierdoor ontstaan grote vlokken die uitzakken. Tijdens de nagisting is er Geläger ontstaan op de bodem van je gistvat. Je zou dit van je bier kunnen scheiden vóórdat je het bier gaat koelen door je bier over te hevelen naar een ander vat, maar nodig is dit niet. De reden is dat de neergeslagen gist uiteen kan vallen (autolyse) waardoor ongewenste smaakstoffen in je bier komen. Maar als je gaat overhevelen heb je extra kans op zuurstofinslag (en infectie) in je bier met als gevolg oxidatiesmaken (als karton). Bij hobbybrouwers is dit laatste meestal meer bedreigend dan het eerste. Daarom heb ik de laatst jaren maar afgezien van dit overhevelen vóór de koude rijping. Voor die koude rijping is 1 – 2 dagen genoeg. Heel veel langer moet het niet duren want er moet nog wel gist overblijven (blijven zweven) in je bier om na het bottelen nog voor druk te zorgen.

Bottelen/afvullen op fust
In de praktijk van de meeste hobbybrouwers rijpt hun bier nog op fles of fust als gevolg van de suikertoevoeging: om druk op te bouwen wordt er bottelsuiker toegevoegd met als gevolg niet alleen wat koolzuur (en alcohol), maar het is een volledige, kleine, fermentatie, waardoor ook ongewenste componenten als diacetyl alsnog kunnen worden opgeruimd door de gist. Als je het bier proeft binnen een week na afvullen proef je dat er nog wat diacetyl of andere ongewenste smaken in zitten. Maar na een paar weken is dit verdwenen. Met dank aan deze kleine nagisting op fles/fust. Als je gaat bottelen of afvullen moet er nog wat druk worden opgebouwd en dat doe je door bottelsuiker toe te voegen. Het is van belang te weten hoeveel koolzuur in je bier is opgelost en hoeveel je in je eindproduct wilt hebben. Dat verschil moet je maken door de toegevoegde suiker. Klein rekenvoorbeeld:
als je 0,55 (gew.)% koolzuur wilt hebben en je hebt 0,15 % koolzuur na de nagisting/koude rijping, dan moet je dus nog (0,55 – 0,15 =) 0,40 % koolzuur opbouwen en dat doe je door 2 x 0,40 = 0,80 % suiker toe te voegen. De hoeveelheid koolzuur die in je bier zit is afhankelijk van de vergistingstemperatuur en hiervoor zijn eenvoudige tabellen te vinden op internet (bijvoorbeeld byo.com/resources/carbonation). Glucose is voor de gist het gemakkelijkste om te gebruiken maar kristalsuiker kan ook prima. Je kunt ook koolzuur in je fustbier krijgen door er koolzuurdruk op te zetten. Dat is wel heel wat eenvoudiger dan het afvullen van vele flesjes met bier en bottelsuiker. Er is wel een verschil: koolzuurbellen van bier dat op fles is gerijpt zijn kleiner en het mondgevoel is anders dan (fust)bier dat op koolzuurdruk is gezet.

Ten slotte
Met dit artikel hoop ik je te hebben geleerd dat er in je gistvat heel wat meer gebeurt dan een simpele omzetting van suiker in koolzuur en ethanol. Er ontstaan wel honderden componenten die allemaal hun stempel zetten op de smaak van het bier. Dit geldt voor ondergist, bovengist, Brettanomyces en wilde gisten, al gebeurt alles bij die laatste twee wel een stuk langzamer. En bij gebruik van ondergist moet de gekoelde rijping wel wat langer duren, maar in ruil daarvoor krijg je wel een fijne rijping. Ik hoop dat dit begrip je ook helpt wanneer je kleine problemen ondervindt bij de vergisting. En ik hoop dat je meer waardering hebt gekregen voor de inspanningen van de gist, die jouw zoete, troebele, eiwitrijke wort verandert in het mooiste drankje op aarde.

Christopher Wood
Bron: Brew Your Own
Vertaald en bewerkt door Fons Michielsen