Ultrazvukové sladování a klíčení sladu

Fakta o ječmeni a sladu

Proces sladování

Při sladování obilné zrno klíčí; sladování zahrnuje tři kroky: máčení, klíčení a hvozdění. Během máčení se k zrnům přidává voda, která aktivuje enzymy. Konvenční máčení trvá 1–2 dny. Po 1–2 dnech dosáhnou ječná zrna obsahu vody 40–45 %. V tomto okamžiku se ječmen vyjme z máčecí vody a začíná klíčení.
Během klíčení se tvoří nebo aktivuje několik enzymů, které jsou později nezbytné v procesu rmutování. β-glukany jsou štěpeny endo-β-1,4-glukanázou a endo-β-1,3-glukanázou. Endo-β-1,4-glukanáza je přítomna již v ječmeni, ale endo-β-1,3-glukanáza je přítomna pouze ve sladu. Protože β-glukany tvoří gel, a mohou tak způsobovat problémy při filtraci, je ve sladu žádoucí vysoký obsah β-glukanázy a nízký obsah β-glukanu. Během klíčení klesá obsah škrobu a roste obsah cukrů, přičemž škrob je štěpen α-amylázou a β-amylázou. V ječmeni není α-amyláza přítomna; vzniká během klíčení, zatímco β-amyláza je přítomna již v ječmeni. Během klíčení se rozkládají také bílkoviny. Peptidázy rozkládají 35 – 40 % bílkovin na rozpustný materiál. Po 5 až 6 dnech je klíčení dokončeno a jeho životní procesy jsou inaktivovány hvozděním. Při hvozdění se voda odstraňuje průchodem horkého vzduchu sladem. Tím se zastaví klíčení a modifikace a místo toho vznikají Maillardovými reakcemi barevné a aromatické látky.

Enzymy v procesu sladování a vaření piva

Nejdůležitějšími enzymy pro hydrolýzu škrobu v ječmeni jsou enzymy α-amyláza a β-amyláza, které katalyzují hydrolýzu škrobu na cukry. Amyláza štěpí polysacharidy, konkrétně škrob, na maltózu. β-amyláza je před klíčením přítomna v neaktivní formě, zatímco α-amyláza a proteázy se objevují, jakmile klíčení začne. Protože α-amyláza může působit kdekoli na substrátu, působí obvykle rychleji než β-amyláza. β-amyláza katalyzuje hydrolýzu druhé α-1,4 glykosidové vazby, čímž odštěpuje najednou dvě glukózové jednotky / maltózu.
Jiné enzymy, například proteázy, štěpí bílkoviny v zrnu na formy, které mohou využít kvasinky. V závislosti na tom, kdy je proces sladování zastaven, se získá preferovaný poměr škrobu / enzymů a škrob částečně přeměněný na zkvasitelné cukry. Slad obsahuje také malá množství dalších cukrů, jako je sacharóza a fruktóza, které nejsou produkty modifikace škrobu, ale byly v zrnu již předtím. Další přeměny na zkvasitelné cukry se dosahuje během rmutování.

Hydrolýza škrobu

Během enzymatické hydrolýzy katalyzují enzymy proces zcukření, což znamená, že sacharidy (škrob) se štěpí na molekuly cukrů, z nichž se skládají. Hydrolýzou se energetický zdroj (škrob) přeměňuje na cukry, které klíček spotřebovává pro svůj růst.

Bílkoviny v ječmeni

Ječmen má obsah bílkovin 8 až 15 %. Bílkoviny ječmene zásadně přispívají ke kvalitě sladu a piva. Rozpustné bílkoviny jsou důležité pro výdrž pěny a stabilitu piva.

Arabinoxylany a β-glukan v ječmeni

Arabinoxylany a β-glukan jsou rozpustnou vlákninou. Sladové extrakty mohou obsahovat vysoké množství arabinoxylanů, které mohou způsobovat potíže při filtraci, protože viskózní extrakty mohou výrazně zhoršit výkonnost pivovarských procesů. Při vaření piva může vysoký obsah β-glukanu v ječmeni vést k nedostatečné degradaci buněčných stěn, což následně brání difuzi enzymů, klíčení a mobilizaci zásob zrna, a tím snižuje extrakt sladu. Zbytkový β-glukan může také vést k vysoce viskózní mladině, což způsobuje problém s filtrací v pivovaru, a může se podílet na zrání piva a způsobovat chladový zákal. Arabinoxylany se nacházejí v buněčných stěnách ječmene, ovsa, pšenice, žita, kukuřice, rýže, čiroku a prosa. Extrahovatelnost arabinoxylanů i β-glukanu se sonikací výrazně zvyšuje.

Antioxidanty v ječmeni

Ječmen obsahuje více než 50 proanthokyanidinů, včetně oligomerního a polymerního flavan-3-olu, katechinu a gallokatechinu. Nejhojněji zastoupené v ječmeni jsou dimerní proanthokyanin B3 a prokyanidin B3.
Antioxidanty jsou známé svou schopností zpomalovat oxidační reakce a reakce kyslíkových volných radikálů nebo jim zabraňovat, což je činí důležitými v procesu sladování a vaření piva. Antioxidanty (např. siřičitany, formaldehyd, askorbát) se v procesu vaření piva používají jako přísady za účelem zlepšení stability chuti piva. Přibližně 80 % fenolických látek v pivu pochází z ječného sladu.