Ultrazvukové sladovníctvo a klíčenie sladu

Fakty o jačmeni & slad

Sladový proces

Pri sladovníctve obilné zrno klíči a zahŕňa tri kroky: máčanie, klíčenie a sušenie. Počas máčania sa do zŕn pridáva voda, ktorá aktivuje enzýmy. Konvenčné máčanie trvá 1-2 dni. Po 1 - 2 dňoch dosiahli zrná jačmeňa obsah vody 40 - 45%. V tomto okamihu sa jačmeň odstráni z máčacej vody a začne sa klíčenie.
Počas klíčenia sa vytvára alebo aktivuje niekoľko enzýmov, ktoré sú neskôr v procese rmutovania nevyhnutné. β-glukány sa štiepia endo-β-1,4-glukanázou a endo-β-1,3-glukanázou. Endo-β-1,4-glukanáza je už prítomná v jačmeni, ale endo-β-1,3-glukanaáza je prítomná iba v slade. Pretože β-glukány tvoria gél, a preto môžu spôsobiť problémy s filtráciou, v slade je žiaduci vysoký obsah β-glukanázy a nízky obsah β-glukánu. Obsah škrobu klesá a obsah cukru sa zvyšuje počas klíčenia a škrob sa rozkladá α-amylázou a β-amylázou. V jačmeni nie je prítomná žiadna α-amyláza; Vyrába sa počas klíčenia, zatiaľ čo β-amyláza je už prítomná v jačmeni. Bielkoviny sa tiež degradujú počas klíčenia. Peptidázy degradujú 35 – 40 % proteínov na rozpustný materiál. Po 5 až 6 dňoch je klíčenie dokončené a jeho životné procesy sú inaktivované pecením. Pri sušení sa voda odstraňuje prechodom horúceho vzduchu cez slad. Tým sa zastaví klíčenie a modifikácie a namiesto toho sa Maillardovými reakciami vytvárajú farebné a chuťové zlúčeniny.

Enzýmy v sladovnici & Proces varenia

Najdôležitejšími enzýmami pre hydrolýzu škrobu v jačmeni sú enzýmy α-amylázy a β-amylázy, ktoré katalyzujú hydrolýzu škrobu na cukry. Amyláza rozkladá polysacharidy, konkrétne škrob, na maltózu. β-amyláza je prítomná v neaktívnej forme pred klíčením, zatiaľ čo α-amyláza a proteázy sa objavia po začatí klíčenia. Keďže α-amyláza môže pôsobiť kdekoľvek na substráte, má tendenciu pôsobiť rýchlejšie ako β-amyláza. β-amyláza katalyzuje hydrolýzu druhej α-1,4 glykozidovej väzby, pričom oddeľuje dve glukózové jednotky? maltózu naraz.
Iné enzýmy, ako sú proteázy, rozkladajú proteíny v zrne na formy, ktoré môžu kvasinky využiť. V závislosti od toho, kedy sa sladnícky proces zastaví, získa sa preferovaný pomer škrob? enzým a čiastočne sa škrob premení na fermentovateľné cukry. Slad obsahuje aj malé množstvá iných cukrov, ako je sacharóza a fruktóza, ktoré nie sú produktmi modifikácie škrobu, ale už boli v zrne. Ďalšia premena na fermentovateľné cukry sa dosiahne počas procesu rmutovania.

Hydrolýza škrobu

Počas enzymatickej hydrolýzy enzýmy katalyzujú proces cukornatenia, čo znamená, že sacharidy (škrob) sa štiepia na molekuly cukru, ktoré sú jeho zložkou. Hydrolýzou sa energetický zdroj (škrob) premieňa na cukry, ktoré klíčky spotrebúvajú na pestovanie.

Bielkoviny v jačmeni

Jačmeň má obsah bielkovín 8 až 15%. Jačmenné proteíny zásadne prispievajú ku kvalite sladu a piva. Rozpustné bielkoviny sú dôležité pre udržanie a stabilitu hlavy piva.

Arabinoxylány a β-glukán v jačmeni

Arabinoxylány a β-glukán sú rozpustná vláknina. Sladové extrakty môžu obsahovať vysoké hladiny arabinoxylánov, ktoré môžu spôsobiť ťažkosti počas filtrácie, pretože viskózne extrakty môžu výrazne zhoršiť výkon procesov varenia. Pri procese varenia môže vysoký obsah β-glukánu v jačmeni viesť k nedostatočnej degradácii bunkových stien, čo zase bráni difúzii enzýmov, klíčeniu a mobilizácii zásob jadier, a tým znižuje sladový extrakt. Zvyškový β-glukán môže tiež viesť k vysoko viskóznej mladine, čo spôsobuje problém s filtráciou v pivovare, a môže sa podieľať na dozrievaní piva, čo spôsobuje chladný zákal. Arabinoxylány sa nachádzajú v bunkových stenách jačmeňa, ovsa, pšenice, raže, kukurice, ryže, ciroku a prosa. Extrakovateľnosť arabinoxylánov aj β-glukánu sa sonikáciou výrazne zvyšuje.

Antioxidanty v jačmeni

Jačmeň obsahuje viac ako 50 proantokyanidínov vrátane oligomerného a polymérneho flavan-3-olu, katechínu a galokatechínu. Dimérny proantokyanín B3 a prokyanidín B3 sú v jačmeni najrozšírenejšie.
Antioxidanty sú známe svojou schopnosťou oddialiť alebo zabrániť oxidačným reakciám a reakciám voľných radikálov kyslíka, čo ich robí dôležitými v procese sladovníctva a varenia piva. Antioxidanty (napr. siričitany, formaldehyd, askorbát) sa používajú ako prísady v procese varenia na zlepšenie stability chuti piva. Asi 80% fenolových zlúčenín v pive pochádza z jačmenného sladu.