Filtracja Słodu Żytniego - Proces i Wyzwania
- Szczegóły
Żyto jest zbożem odporniejszym na warunki klimatyczne niż pszenica czy jęczmień. W Polsce kojarzy się głównie z okresem ciężkich sytuacji gospodarczych - tych, których nie było stać na pszenicę, sięgali po żyto. Powstawał z niego m.in. chleb żytni (na zakwasie) czy kwas chlebowy.
O produktach, jeszcze niedawno niemal zapomnianych, nagle przypomnieli sobie konsumenci. Moda zdrowego odżywiania zachęca ich do wybierania produktów bardziej naturalnych. Pierwsza fala "powrotu" dotyczyła orkiszu - czyli pszenicy orkisz (Triticum spelta). W krótkim czasie pojawiło sie wiele doniesień o jej korzystnemu działaniu na zdrowie człowieka.
Żyto nie znalazło szerszego zastosowania głownie z powodów technologicznych. Sama cena surowca nie rekompensuje wydatków na jego przetwarzanie. Procesy technologiczne, zakładające filtrowanie wyciągów z żyta lub słodu żytniego, wymagają stosowania odpowiedniego sprzętu oraz odpowiedniego dobrania parametrów jego przygotowania.
Kilka jego cech skutecznie zniechęca producentów masowych do jego stosowania. Żyto nie jest też łatwym surowcem słodowniczym. Słód żytni łatwo chłonie wilgoć; zgrzewa się i pleśnieje.
Słód jest to ziarno poddane kiełkowaniu, a następnie wysuszone w łagodnych warunkach. Delikatne i ostrożne suszenie nie powoduje uszkodzenia zawartych w ziarnie enzymów. Słód można porównać do „naturalnego” preparatu wieloenzymatycznego, ponieważ zawiera zarówno enzymy rozkładające skrobię, białka, tłuszcze, związki fosforowe itp.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Jest półproduktem stworzonym przez człowieka - naturalny proces kiełkowania rośliny, w którym następuje intensywna produkcja enzymów i rozkład wielkocząsteczkowych związków do związków prostych a także rozluźnienie struktur komórkowych, zostaje przerwany czynnikiem fizycznym jakim jest pozbawienie ziarna wody w procesie suszenia.
Głównymi obecnie producentami słodu żytniego są Rosja, Ukraina, Niemcy oraz kraje skandynawskie. Słód, obok wody, drożdży i chmielu, jest podstawowym surowcem do produkcji piwa. Jednak coraz częściej zastępowany jest przez surowce niesłodowane, a więc warzenie staje się bardziej kwestią korzyści ekonomicznych niż tradycji. Przy metodach tradycyjnych pozostają głównie małe, regionalne browary, zdobywające klienta jakością swoich produktów.
Zasadniczo piwa produkowane są na bazie słodu jęczmiennego, jednak coraz szersze uznanie zdobywają piwa smakowe, oryginalne, uzyskiwane przez dodatek w odpowiednich proporcjach innych słodów: pszenicznego, orkiszowego, żytniego czy nawet owsianego. Piwo żytnie najchętniej produkowane jest na terenie Niemiec (tzw. Roggenbier). W Polsce istnieje jeden browar produkujący piwo żytnie (powyżej 50% słodu to słód jęczmienny).
Ponieważ produkcja piwa (i innych napojów fermentowanych) opiera się na fermentacji z udziałem drożdży, toteż jednym z najistotniejszych etapów jest przygotowanie odpowiedniej „pożywki” dla tych mikroorganizmów, czyli brzeczki. Piwo jest napojem alkoholowym, utworzonym poprzez fermentację drożdżową cukrów prostych. Dlatego brzeczka dla drożdży musi zawierać odpowiednia ilość monocukrów (w zależności od gatunku piwa).
Brzeczka musi zawierać związki proste, łatwo przyswajalne dla drożdży, aby były one zdolne do wzrostu a następnie do fermentacji - czyli tworzenia alkoholu. Słód jest zatem stosowany jako źródło enzymów rozkładających skrobię i inne wielocukry do związków prostszych, a także białka do aminokwasów. Przy okazji działają także mniej liczne enzymy, ale ich działanie także jest istotne dla efektu końcowego. Jednocześnie słód jest także źródłem tych właśnie związków wielkocząsteczkowych. Słód jęczmienny został poznany najdokładniej.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Ze słodu żytniego otrzymuje się nie tylko piwo, ale wszystkie jego zastosowania, które opierają się na fermentacji drożdżowej, wymagają zastosowania procesu zacierania. Jest najważniejszym i decydującym etapem produkcji piwa. Podczas zacierania związki rozpuszczalne słodu (cukry proste, dekstryny, związki mineralne, niektóre zw. białkowe) przechodzą do roztworu, zaś część nierozpuszczalnych (białka, skrobia, celuloza) jest enzymatycznie rozkładana do rozpuszczalnych produktów (aminokwasów, maltozy i dekstryn, innych).
Otrzymany wodny wyciąg wszystkich rozpuszczalnych składników słodu, zwany ekstraktem, poddawany jest dalej chmieleniu, a następnie po zadaniu drożdżami, ulega fermentacji alkoholowej. Smak i zapach piwa czy trwałość piany jest uzależniona od składników uwolnionych w czasie zacierania. Obecność niektórych składników w ekstrakcie jest pożądana (np. aminokwasy, cukry proste), a niektórych wręcz przeciwnie (np. garbniki).
Brzeczka to wodny roztwór składników słodu powstały poprzez zmieszanie słodu z wodą w odpowiedniej temperaturze. Proces ten - zacieranie - trwa od około godziny nawet do kilkunastu godzin, w zależności od efektu jaki chce się uzyskać.
Podczas zacierania standardową metodą (infuzyjną), polega na stopniowym, powolnym ogrzewaniu (ok. 1°C na minutę) zacieru przy ciągłym mieszaniu. Przy pewnych wartościach temperatur przerywa się ogrzewanie i utrzymuje się temperaturę na stałym poziomie przez pewien określony czas. Utrzymuje się tą temperaturę, aby pozwolić enzymom na jak najefektywniejszą pracę. W różnych temperaturach działają różne enzymy: jedne z nich jest pożądane a inne nie.
Istotne temperatury podczas zacierania:
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
- 40-45°C - rozkład fitynianów przez fitazę (uwalnianie fosforanów). Związki te są niezwykle istotne, ponieważ zmieniają pH wody na skutek reakcji z jonami .m.in. wapnia czy magnezu. Zwiększają w ten sposób również pojemność buforową brzeczki.
- 45-50°C - Rozkład β-glukanu i pentozanów. W czasie zacierania przemianom ulegają także inne związki niż skrobia. Ziarno jęczmienia zawiera dość duże ilości β-glukanu i niewiele pentozanów, zaś żyto odwrotnie. Obie grupy związków wywołują podobny efekt: zwiększają lepkość zacieru i utrudniają filtrację. W czasie zacierania słodu jęczmiennego wykonuje się przerwę w temp. 45-50°C, optymalnych warunkach działania endo-β-glukanazy. Obecność β-glukanów wpływa na lepkość brzeczki. Dla zacierów ze słodu jęczmiennego lepkość powinna wynosić od 1,51 do 1,63 MPa∙s. Pełne piwo może przyjmować wartości nieco wyższe. Dla zacierów żytnich brak jednoznacznych danych literaturowych nt. lepkości zacieru, wywołaną obecnością pentozanów. Wiadomo na pewno, ze są one główną przyczyną wysokiej lepkości. Na rozkład tych związków bardzo korzystny wpływ ma niskie pH na poziomie ok.
- 52-55°C - hydroliza białek do aminokwasów. Podczas zacierania białka ulegają denaturacji i wytrącają się w postaci osadów. Do piwa przedostają się jedynie rozpuszczalne produkty rozkładu białek. W temperaturze 45-50°C powstają głównie niskocząsteczkowe peptydy oraz aminokwasy, które są źródłem pożywienia dla drożdży. Długa przerwa w tej temperaturze skutkuje pianą złej jakości. Brzeczka powinna zawierać co najmniej 20 mg azotu aminowego na 100 ml brzeczki.
- Powyżej 60°C - rozkład tłuszczy. Proces ten jest niekorzystny, gdyż powoduje powstawanie związków karbonylowych pogarszających smak i zapach piwa. Rozkład tłuszczy nienasyconych następuje przy udziale tlenu atmosferycznego oraz pod wpływem lipooksygenazy. Aby maksymalnie zapobiec temu procesowi należy utrzymywać możliwie niskie pH brzeczki (optimum działania lipooksygenazy to pH = 6), oraz możliwie dokładnie usunąć tlen z brzeczki. Niewłaściwa filtracja pozostawia w brzeczce cząsteczki tych tłuszczy pogarszając jakość piwa (szybciej wykazuje oznaki „starzenia”, a więc organoleptyczne oznaki obecności zw. karbonylowych).
- 60-70°C - rozkład białek do wielkocząsteczkowych peptydów. Wyżej cząsteczkowe peptydy, stabilizują trwałość piany.
Surowcem słodowanym najczęściej poddawanym zacieraniu jest słód jęczmienny. Na dużo dalszym miejscu znajduje się słód pszeniczny, zaś żytni jest chyba obecnie najrzadziej stosowanym przemysłowo słodem. Z tego powodu istnieje niewiele danych literaturowych na temat słodu żytniego i jego zacierania. Najczęściej wykonuje się zaciery jęczmienne z dodatkiem słodu żytniego - wówczas parametry zacierania są dostosowane zazwyczaj pod słód jęczmienny.
Filtrację utrudniją pentozany (są to związki tworzące śluzy) - substancje licznie występujace w życie, zaś stanowiace tylko niewielki, wręcz pomijalny, procent składu jęczmienia czy pszenicy. Są higroskopijne i znacznie pęcznieją pod wpływem wody; jeśli wodny roztwór pentozanów ma dostęp do tlenu, może łatwo przekształcić sie w żel. Lepkość gorącego wyciągu słodu żytniego jest i tak wyższa niż wyciągu ze sodu jęczmiennego w temperaturze 20 stopni.
Słód żytni produkowany jest analogicznie do słodu jęczmiennego, z tym, że w końcowym procesie suszony jest w temperaturze ok. 72-80⁰C. Nadaje charakterystycznego żytniego, miodowego aromatu, przypominającego chleb żytni lub pumpernikiel.
Zastosowanie słodu żytniego:
Może stanowić do 50% zasypu. Najczęściej stosowany jest w piwie roggenbier, czyli żytnim, ostatnimi czasy coraz częściej w różnych wariacjach piw z rodziny IPA.
Przygotowanie śruty i owsianki:
Śrutę przygotowuje się mieląc słód w młynku laboratoryjnym o średnicy żaren 0,2 mm. Jeśli nim nie dysponujemy, wystarczy młynek do kawy lub analogiczny, należy jednak zwrócić uwagę, aby czas mielenia był taki sam dla wszystkich próbek, a śruta nie była zbyt drobna - mąka słodowa zapychać będzie receptory degustującego. Owsiankę przygotowujemy mieszając śrutę z wodą w proporcji 40% słodu i 60% wody.
Przechowywanie i bezpieczeństwo:
Słód powinien być przechowywany w chłodnym (<20°C), suchym (<40 RH%) i bezwonnym miejscu. W takich warunkach dopuszczalny okres składowania słodu wynosi co najmniej 12 miesięcy.
| Parametr | Wartości optymalne |
|---|---|
| Wilgotność | 8-12% |
| Zawartość białka | 8-12% |
| Wielkość ziarna | 2-3 mm |
| Organoleptyka | Brak pleśni i uszkodzeń |
tags: #filtracja #słodu #żytniego #proces
