Βυνοποίηση με υπερήχους και βλάστηση της βύνης

Στοιχεία για το κριθάρι και τη βύνη

Η διαδικασία βυνοποίησης

Κατά τη βυνοποίηση, ο κόκκος του δημητριακού βλαστάνει και η διαδικασία περιλαμβάνει τρία στάδια: διαβροχή, βλάστηση και ξήρανση σε κλίβανο. Κατά τη διαβροχή, προστίθεται νερό στους κόκκους, ενεργοποιώντας τα ένζυμα. Η συμβατική διαβροχή διαρκεί 1–2 ημέρες. Μετά από 1–2 ημέρες, οι κόκκοι κριθαριού έχουν φτάσει σε περιεκτικότητα σε νερό 40–45%. Σε αυτό το σημείο, το κριθάρι απομακρύνεται από το νερό διαβροχής και αρχίζει η βλάστηση.
Κατά τη βλάστηση σχηματίζονται ή ενεργοποιούνται αρκετά ένζυμα, τα οποία είναι απαραίτητα αργότερα κατά τη διαδικασία πολτοποίησης. Οι β-γλυκάνες διασπώνται από την ενδο-β-1,4-γλυκανάση και την ενδο-β-1,3-γλυκανάση. Η ενδο-β-1,4-γλυκανάση υπάρχει ήδη στο κριθάρι, αλλά η ενδο-β-1,3-γλυκανάση υπάρχει μόνο στη βύνη. Επειδή οι β-γλυκάνες σχηματίζουν πηκτές και συνεπώς μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα στη διήθηση, στη βύνη είναι επιθυμητή η υψηλή περιεκτικότητα σε β-γλυκανάση και η χαμηλή περιεκτικότητα σε β-γλυκάνη. Η περιεκτικότητα σε άμυλο μειώνεται και η περιεκτικότητα σε σάκχαρα αυξάνεται κατά τη βλάστηση, ενώ το άμυλο αποικοδομείται από την α-αμυλάση και τη β-αμυλάση. Η α-αμυλάση δεν υπάρχει στο κριθάρι· παράγεται κατά τη βλάστηση, ενώ η β-αμυλάση υπάρχει ήδη στο κριθάρι. Κατά τη βλάστηση αποικοδομούνται επίσης οι πρωτεΐνες. Οι πεπτιδάσες αποικοδομούν το 35 – 40 % των πρωτεϊνών σε διαλυτό υλικό. Μετά από 5 έως 6 ημέρες, η βλάστηση ολοκληρώνεται και οι ζωτικές διεργασίες του κόκκου αδρανοποιούνται με την ξήρανση σε κλίβανο. Κατά την ξήρανση σε κλίβανο, το νερό απομακρύνεται με τη διέλευση θερμού αέρα μέσα από τη βύνη. Έτσι σταματούν η βλάστηση και οι μεταβολές και, αντί αυτών, σχηματίζονται ενώσεις χρώματος και γεύσης μέσω αντιδράσεων Maillard.

Ένζυμα στη διαδικασία βυνοποίησης και ζυθοποίησης

Τα σημαντικότερα ένζυμα για την υδρόλυση του αμύλου στο κριθάρι είναι η α-αμυλάση και η β-αμυλάση, που καταλύουν την υδρόλυση του αμύλου σε σάκχαρα. Η αμυλάση αποικοδομεί πολυσακχαρίτες, συγκεκριμένα το άμυλο, σε μαλτόζη. Η β-αμυλάση υπάρχει σε ανενεργή μορφή πριν από τη βλάστηση, ενώ η α-αμυλάση και οι πρωτεάσες εμφανίζονται αφού αρχίσει η βλάστηση. Επειδή η α-αμυλάση μπορεί να δράσει σε οποιοδήποτε σημείο του υποστρώματος, τείνει να δρα ταχύτερα από τη β-αμυλάση. Η β-αμυλάση καταλύει την υδρόλυση του δεύτερου α-1,4 γλυκοζιτικού δεσμού, αποσπώντας δύο μονάδες γλυκόζης / μαλτόζης κάθε φορά.
Άλλα ένζυμα, όπως οι πρωτεάσες, διασπούν τις πρωτεΐνες του κόκκου σε μορφές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τη μαγιά. Ανάλογα με το πότε διακόπτεται η διαδικασία βυνοποίησης, επιτυγχάνεται η επιθυμητή αναλογία αμύλου / ενζύμων και μερική μετατροπή του αμύλου σε ζυμώσιμα σάκχαρα. Η βύνη περιέχει επίσης μικρές ποσότητες άλλων σακχάρων, όπως σακχαρόζη και φρουκτόζη, τα οποία δεν είναι προϊόντα της μετατροπής του αμύλου, αλλά υπήρχαν ήδη στον κόκκο. Περαιτέρω μετατροπή σε ζυμώσιμα σάκχαρα επιτυγχάνεται κατά τη διαδικασία πολτοποίησης.

Υδρόλυση αμύλου

Κατά την ενζυμική υδρόλυση, τα ένζυμα καταλύουν τη διαδικασία σακχαροποίησης, δηλαδή οι υδατάνθρακες (άμυλο) διασπώνται στα μόρια σακχάρων που τους αποτελούν. Μέσω της υδρόλυσης, η πηγή ενέργειας (άμυλο) μετατρέπεται σε σάκχαρα, τα οποία καταναλώνονται από το έμβρυο για την ανάπτυξή του.

Πρωτεΐνες στο κριθάρι

Το κριθάρι έχει περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες από 8 έως 15%. Οι πρωτεΐνες του κριθαριού συμβάλλουν ουσιαστικά στην ποιότητα της βύνης και της μπίρας. Οι διαλυτές πρωτεΐνες είναι σημαντικές για τη διατήρηση και τη σταθερότητα του αφρού της μπίρας.

Αραβινοξυλάνες και β-γλυκάνη στο κριθάρι

Οι αραβινοξυλάνες και η β-γλυκάνη είναι διαλυτές διαιτητικές ίνες. Τα εκχυλίσματα βύνης μπορεί να περιέχουν υψηλά επίπεδα αραβινοξυλανών, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν δυσκολίες κατά τη διήθηση, καθώς τα ιξώδη εκχυλίσματα ενδέχεται να υποβαθμίσουν σημαντικά την απόδοση των διεργασιών ζυθοποίησης. Στη διεργασία ζυθοποίησης, η υψηλή περιεκτικότητα του κριθαριού σε β-γλυκάνη μπορεί να οδηγήσει σε ανεπαρκή αποδόμηση των κυτταρικών τοιχωμάτων, η οποία με τη σειρά της παρεμποδίζει τη διάχυση των ενζύμων, τη βλάστηση και την κινητοποίηση των αποθεμάτων του κόκκου, μειώνοντας έτσι το εκχύλισμα βύνης. Η υπολειμματική β-γλυκάνη μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ζυθογλεύκος υψηλού ιξώδους, προκαλώντας πρόβλημα διήθησης στο ζυθοποιείο, και μπορεί να συμμετέχει στην ωρίμανση της μπίρας, προκαλώντας θόλωμα κατά την ψύξη. Οι αραβινοξυλάνες βρίσκονται στα κυτταρικά τοιχώματα του κριθαριού, της βρώμης, του σιταριού, της σίκαλης, του αραβοσίτου, του ρυζιού, του σόργου και του κεχριού. Η εκχυλισιμότητα τόσο των αραβινοξυλανών όσο και της β-γλυκάνης αυξάνεται σημαντικά με την κατεργασία με υπερήχους.

Αντιοξειδωτικά στο κριθάρι

Το κριθάρι περιέχει περισσότερες από 50 προανθοκυανιδίνες, συμπεριλαμβανομένων της ολιγομερούς και πολυμερούς φλαβαν-3-όλης, της κατεχίνης και της γαλλοκατεχίνης. Η διμερής προανθοκυανίνη B3 και η προκυανιδίνη B3 είναι οι πλέον άφθονες στο κριθάρι.
Τα αντιοξειδωτικά είναι γνωστά για την ικανότητά τους να καθυστερούν ή να αποτρέπουν αντιδράσεις οξείδωσης και αντιδράσεις ελεύθερων ριζών οξυγόνου, γεγονός που τα καθιστά σημαντικά στη διεργασία βυνοποίησης και ζυθοποίησης. Τα αντιοξειδωτικά (π.χ. θειώδη άλατα, φορμαλδεΰδη, ασκορβικό) χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα στη διεργασία ζυθοποίησης για τη βελτίωση της σταθερότητας της γεύσης της μπίρας. Περίπου το 80% των φαινολικών ενώσεων στην μπίρα προέρχεται από τη βύνη κριθαριού.