PowerPoint-presentatie

1
Van gerst tot bier Een biotechnologisch
hoogstandje dat Vlaanderen wereldfaam verschaft.
prof. dr. Guido Aerts
2
Wijnproductie versus bierproductie
Wijnproductie
Fruitsappen glucose vergistbare
suikers N-componenten
Vergisting
Wijn
gisttoevoeging
3
Bierproductie
Granen Zetmeel en eiwitten
Mouten
Enzymproductie in de granen Enzymactiviteit
kieming
brouwen
brouwen
Vergistbare suikers N-componenten
Bier
gist
4
Grondstoffen voor de bierbereiding
MOUT (extractbron)
BROUW-WATER
GIST (facultatief)
HOP
5
(No Transcript)
6
BROUWWATER

• voor 1 liter bier is ? 7 liter water nodig
• vroeger was watercorrectie onmogelijk
• de brouwmethode moest aangepast worden
• aan het beschikbare water
• het brouwwater bepaalde het biertype
• - Munchenertype
• - Dortmunter
• - Oudenaards
• - Pilzen
• - Pale Ale (Burton on Trend)
• - Wiener
• nu kan het brouwwater op maat bereid
• worden

7
HOP

• Klimplant die familie is van hennep
• tweehuizige plant
• hopbel vrouwelijke bloemtros
• toevoegingsvormen - bellen
• - pellets
• - extract
• - geïsomeriseerd extract

8
GIST

• moet maltose kunnen vergisten
• vergisting kan gebeuren met - lage gist
• - hoge gist
• - gemengd
• - spontaan

Dit vormt de basis voor onze rijke biercultuur.
9
MOUT extractbron
Om alcohol en CO2 te vormen, moet gist beschikken
over

1. een energiebron suiker (vergistbaar)

• een stikstofbron voor groei en vermenigvuldiging
  
• aminozuren
• peptiden

Beide zijn aanwezig in een aangepaste verhouding
in de meeste graansoorten. Gerst wordt het meest
gebruikt.
10
Waarom gerst als grondstof ?

• levert een enzymrijk mout
• structuur van het kaf is ideaal voor
  wortfiltratie
• optimale zetmeel / eiwit verhouding
• levert aangename smaakprofielen

11
Schematische voorstelling van een gerstkorrel
 
endosperm (meellichaam)
schildje
aleuronlaag
kiem (embryo)
kaf
korreleinde
korrelbasis
12
Noodzaak van moutbereiding
Het zetmeel en de eiwitten in granen zijn niet
opneembaar. Zij moeten eerst gehydrolyseerd (
afgebroken) worden. Voor die afbraak zijn enzymen
nodig. Bij kieming worden in de korrel de
nodige enzymen gevormd om die reservestoffen
(zetmeel en eiwitten) af te breken en weer op te
bouwen tot wortel, stengel en bladmateriaal.
13
Stadia in de moutproductie
Weken - Kiemen - Eesten

• weken
• korrels snel van 15 tot 45 vocht brengen
• zodat hormoontransport in de korrel mogelijk
  wordt
• weekduur 2 dagen

• kiemen
• ontwikkelen embryo
• produceren enzymen
• bereikbaar maken van reservemateriaal voor
  enzymen
• kiemduur 4 à 5 dagen

14
Schematische voorstelling van enkele processen
tijdens een kieming
aleuronlaag
15
Stadia in de moutproductie
Weken - Kiemen - Eesten

• eesten
• enzymproductie stopzetten
• mout bewaarbaar maken
• aroma- en kleurcomponenten vormen
• duur 1 dag

• ontkeesten of ontkiemen
• verwijderen van gedroogde wortelkiemen

16
Stadia in de moutproductie
einde weken begin kiemen
einde kiemen
17
Enkele mouttypes
pilsmout
caramelmout
geroosterd mout
18
BROUWEN de enzymatische extractie van mout voor
het verkrijgen van een gedeeltelijk vergistbare
oplossing
Stap 1 Malen van mout ( schroten) Kaf
onbeschadigd, meelkern fijn
Stap 2 Enzymatische afbraak Hydrolyse en
oplossen van mout
Stap 3 Filtratie Verwijdering van de niet
opgeloste stoffen
Stap 4 Koken van de wort Stabilisatie en
aromatisatie van de wort
Stap 5 Klaring van de wort Verwijdering
van de hopresten en eiwitneerslag
Stap 6 Koeling tot de ingistingstemperatuur en
beluchting
19
Schematische voorstelling van de bierproduktie
20
Schematische voorstelling van de
bierproduktie (vervolg)
Whirlpool
Toevoeging van de gist
Warmtewisselaar
Fermentatie tank
Lager tank
Filter
Bier
21
BROUWEN de enzymatische extractie van mout voor
het verkrijgen van een gedeeltelijk vergistbare
oplossing
Stap 1 Malen van mout ( schroten) Kaf
onbeschadigd, meelkern fijn
Stap 2 Enzymatische afbraak Hydrolyse en
oplossen van mout
Stap 3 Filtratie Verwijdering van de niet
opgeloste stoffen
Stap 4 Koken van de wort Stabilisatie en
aromatisatie van de wort
Stap 5 Klaring van de wort Verwijdering
van de hopresten en eiwitneerslag
Stap 6 Koeling tot de ingistingstemperatuur en
beluchting
22
Interactie enzym / substraat bepalend voor de
effektiviteit van de enzymkatalyse
substraat

c
a
b
a
c
b
ES complex
enzym
23
a- en b-amylase inwerking op amylose met vorming
van maltose en malto-oligosacchariden
a-amylase
?
reducerend einde
b-amylase
?
reducerend einde
24
b-amylase inwerking op amylopectine met vorming
van maltose en hoog-moleculaire dextrinen
?
reducerend einde
b-amylase
25
a-amylase inwerking op amylopectine met vorming
van dextrinen
reducerend einde
a-amylase
26
Proteasen betrokken bij de hydrolyse van
proteïnen
27
Relatie tussen enzymactiviteit en temperatuur
28
Een voorbeeld van een maïschprocedure
infusiebrouwen
29
BROUWEN de enzymatische extractie van mout voor
het verkrijgen van een gedeeltelijk vergistbare
oplossing
Stap 1 Malen van mout ( schroten) Kaf
onbeschadigd, meelkern fijn
Stap 2 Enzymatische afbraak Hydrolyse en
oplossen van mout
Stap 3 Filtratie Verwijdering van de niet
opgeloste stoffen
Stap 4 Koken van de wort Stabilisatie en
aromatisatie van de wort
Stap 5 Klaring van de wort Verwijdering
van de hopresten en eiwitneerslag
Stap 6 Koeling tot de ingistingstemperatuur en
beluchting
30
Brouwtechnisch belangrijke hopcomponenten
worden vooral aangetroffen in de
lupulinekorrels verlies aan lupuline verlies
aan brouwwaarde
De belangrijkste componenten zijn

• de hopharsen
• de essentiële oliën
• de polyfenolen

31
Rol van de a-zuren in de bierbereiding

• zijn de belangrijkste grondstof voor de fijne
  bitterheid
• hebben maar gering bitterend vermogen
• worden door koking omgezet tot iso-a-zuren.
• Ze maken 90 uit van het bitter karakter
  van bier

32
OMZETTING VAN a-ZUREN NAAR ISO-a-ZUREN
a-zuur
trans-iso-a-zuur
cis-iso-a-zuur
R
cohumulon trans-isocohumulon
cis-isocohumulon
CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
humulon trans-isohumulon
cis-isohumulon
CH(CH3)C2H5
adhumulon trans-isoadhumulon
cis-isoadhumulon
33
Enkele componenten van hopolie
myrceen
b-caryofylleen
a-humuleen
linalool
geraniol
(2-methylpropyl)isobutyraat
2-methylboterzuur
humuleen-1,2-epoxide
humuladiënon
1,2-epithiohumuleen
34
primaire omzetting bij de gisting
C6H12O6 glucose
2 C2H5OH 2 CO2
gist
35
Metabole bijproducten van het suiker- en
aminozuur metabolisme
- organische zuren - diacetyl en
2,3-pentaandion - hogere alcoholen - aldehyden
en ketonen - esters - zwavelverbindingen
36
Concentratieverloop van enkele metabole
bijproducten van het suiker- en aminozuur
metabolisme
37
Vorming en reductie van vicinale diketonen
tijdens fermentatie en lagering
Threonine
Threonine
Pyruvaat
a-ketobutyraat
a-acetohydroxybutyraat
a-acetolactaat
a-acetolactaat
oxidatieve decarboxylatie beperkende stap
CO2
CO2
VALINE
ISOLEUCINE
2,3 - PENTAANDION
DIACETYL
Acetylethylcarbinol
Acetoïne
2,3 - PENTAANDIOL
2,3 - BUTAANDIOL
38
Vorming van organische zuren tijdens de
fermentatie
39
De vorming van hogere alcoholen algemeen schema
carbohydraat metabolisme
a-keto glutaraat
glutamaat
X
trans- aminase
specifiek decarboxylase
CO2
Feed-back controle
aminozuur metabolisme
NADH (H)
NAD
alcohol dehydrogenase
40
Gist-aroma profiel van bier afhankelijk van

• wortsamenstelling
• giststam
• gistingsparameters (druk, temperatuur)

41
Sensorische evaluatie van bier
kijken schuim - kleur   ruiken geur   proeven
smaak en aroma mondgevoel nasmaak
42
Schematische voorstelling van de receptor-sites
en van de begrippen geur en aroma
43
De verschillende zones op de tong die gevoelig
zijn voor zoute, zure en bittere smaak
44
    Deze presentatie kan aangevraagd worden bij
prof. dr.  Guido Aerts.                 (U krijgt
dan per kerende mail een powerpoint-versie van
deze voorstelling.)