Ultrazvukové sladování a klíčení sladu

Fakta o ječmeni & slad

Sladovnický proces

Při sladování klíčí obilné zrno a zahrnuje tři kroky: máčení, klíčení a hvozdění. Během louhování se do zrn přidává voda, která aktivuje enzymy. Konvenční máčení trvá 1-2 dny. Po 1-2 dnech dosáhla zrna ječmene obsahu vody 40-45%. V tomto okamžiku se ječmen vyjme z máčecí vody a začne klíčení.
Během klíčení se tvoří nebo aktivuje několik enzymů, které jsou později v procesu rmutování nezbytné. β-glukany se štěpí endo-β-1,4-glukanázou a endo-β-1,3-glukanázou. Endo-β-1,4-glukanáza je již přítomna v ječmeni, ale endo-β-1,3-glukanáza je přítomna pouze ve sladu. Vzhledem k tomu, že β-glukany tvoří gel, a tím mohou způsobit problémy při filtraci, je ve sladu žádoucí vysoký obsah β-glukanázy a nízký obsah β-glukanu. Obsah škrobu se během klíčení snižuje a obsah cukru zvyšuje a škrob je degradován α-amylázou a β-amylázou. V ječmeni není přítomna žádná α-amyláza; Vyrábí se během klíčení, zatímco β-amyláza je již přítomna v ječmeni. Bílkoviny jsou také degradovány během klíčení. Peptidázy rozkládají 35 – 40 % bílkovin na rozpustný materiál. Po 5 až 6 dnech je klíčení ukončeno a jeho životní procesy jsou inaktivovány hvozděním. Při hvozdění se voda odstraňuje průchodem horkého vzduchu přes slad. Tím se zastaví klíčení a modifikace a místo toho se pomocí Maillardových reakcí vytvoří barevné a chuťové sloučeniny.

Enzymy ve sladovnictví & Proces vaření piva

Nejdůležitějšími enzymy pro hydrolýzu škrobu v ječmeni jsou enzymy α-amyláza a β-amyláza, které katalyzují hydrolýzu škrobu na cukry. Amyláza degraduje polysacharidy, jmenovitě škrob, na maltózu. β-amyláza je přítomna v neaktivní formě před klíčením, zatímco α-amyláza a proteázy se objevují po zahájení klíčení. Vzhledem k tomu, že α-amyláza může působit kdekoli na substrátu, má tendenci být rychlejší než β-amyláza. β-amyláza katalyzuje hydrolýzu druhé α-1,4 glykosidické vazby a odštěpuje dvě glukózové jednotky / maltózu najednou.
Jiné enzymy, jako jsou proteázy, rozkládají bílkoviny v zrnu na formy, které mohou kvasinky využít. V závislosti na tom, kdy je proces sladování zastaven, se získá preferovaný poměr škrob / enzym a částečně se škrob přemění na zkvasitelné cukry. Slad také obsahuje malé množství dalších cukrů, jako je sacharóza a fruktóza, které nejsou produkty modifikace škrobu, ale byly již v zrnu. Další přeměny na zkvasitelné cukry je dosaženo během procesu rmutování.

Hydrolýza škrobu

Během enzymatické hydrolýzy enzymy katalyzují proces cukernatění, což znamená, že sacharidy (škrob) jsou rozděleny na molekuly cukru, které jsou jeho součástí. Hydrolýzou se energetický zdroj (škrob) přeměňuje na cukry, které klíček spotřebovává pro růst.

Bílkoviny v ječmeni

Ječmen má obsah bílkovin 8 až 15 %. Bílkoviny z ječmene se zásadně podílejí na kvalitě sladu a piva. Rozpustné proteiny jsou důležité pro zachování a stabilitu pivní pěny.

Arabinoxylany a β-glukan v ječmeni

Arabinoxylany a β-glukan jsou rozpustná vláknina. Sladové extrakty mohou obsahovat vysoké hladiny arabinoxylanů, což může způsobit potíže při filtraci, protože viskózní extrakty mohou výrazně zhoršit výkon pivovarských procesů. Pro proces vaření piva může vysoký obsah β-glukanu v ječmeni vést k nedostatečné degradaci buněčných stěn, což zase brání difúzi enzymů, klíčení a mobilizaci zásob zrna, a tím snižuje sladový extrakt. Zbytkový β-glukan může také vést k vysoce viskózní mladině, což způsobuje problém s filtrací v pivovaru, a může se podílet na zrání piva, což způsobuje chladný opar. Arabinoxylany se nacházejí v buněčných stěnách ječmene, ovsa, pšenice, žita, kukuřice, rýže, čiroku a prosa. Extrahovatelnost jak arabinoxylanů, tak β-glukanu se významně zvyšuje sonikací.

Antioxidanty v ječmeni

Ječmen obsahuje více než 50 proanthokyanidinů včetně oligomerních a polymerních flavan-3-olů, katechinu a galokatechinu. Dimerní proantokyanin B3 a prokyanidin B3 jsou nejhojnější v ječmeni.
Antioxidanty jsou známé svou schopností oddálit nebo zabránit oxidačním reakcím a reakcím volných radikálů kyslíku, což je činí důležitými v procesu sladování a vaření piva. Antioxidanty (např. siřičitany, formaldehyd, askorbát) se používají jako přísady v procesu vaření piva, aby se zlepšila stabilita chuti piva. Asi 80 % fenolických sloučenin v pivu pochází z ječného sladu.