Ултразвучно сладовање и клијање слада

Чињенице о јечму и сладу

Процес сладовања

Током сладовања зрно житарица клија, а процес обухвата три корака: намакање, клијање и сушење слада. Током намакања зрнима се додаје вода, која активира ензиме. Уобичајено намакање траје 1–2 дана. После 1–2 дана зрна јечма достижу садржај воде од 40–45%. У том тренутку јечам се издваја из воде за намакање и почиње клијање.
Током клијања ствара се или активира више ензима који су касније неопходни у процесу укомљавања. β-глукани се разграђују деловањем ендо-β-1,4-глуканазе и ендо-β-1,3-глуканазе. Ендо-β-1,4-глуканаза је већ присутна у јечму, али је ендо-β-1,3-глуканаза присутна само у сладу. Пошто β-глукани стварају гел и тиме могу да изазову проблеме при филтрацији, у сладу су пожељни висок садржај β-глуканазе и низак садржај β-глукана. Током клијања садржај скроба се смањује, а садржај шећера повећава, при чему се скроб разграђује деловањем α-амилазе и β-амилазе. α-амилаза није присутна у јечму; она се ствара током клијања, док је β-амилаза већ присутна у јечму. Током клијања разграђују се и протеини. Пептидазе разграђују 35 – 40 % протеина у растворљиве материје. После 5 до 6 дана клијање је завршено, а животни процеси се инактивирају сушењем слада. При сушењу слада вода се уклања пропуштањем топлог ваздуха кроз слад. Тиме се заустављају клијање и модификације, а уместо тога се Мајаровим реакцијама стварају једињења која дају боју и арому.

Ензими у процесу сладовања и производње пива

Најважнији ензими за хидролизу скроба у јечму су α-амилаза и β-амилаза, које катализују хидролизу скроба у шећере. Амилаза разграђује полисахариде, односно скроб, до малтозе. β-амилаза је пре клијања присутна у неактивном облику, док се α-амилаза и протеазе појављују када клијање почне. Пошто α-амилаза може да делује било где на супстрату, обично делује брже од β-амилазе. β-амилаза катализује хидролизу друге α-1,4 гликозидне везе, одвајајући истовремено две јединице глукозе / малтозу.
Други ензими, као што су протеазе, разграђују протеине у зрну у облике које квасац може да користи. У зависности од тога када се процес сладовања заустави, добија се жељени однос скроба и ензима и скроб делимично претворен у ферментабилне шећере. Слад садржи и мале количине других шећера, као што су сахароза и фруктоза, који нису производи модификације скроба, већ су већ били присутни у зрну. Даље претварање у ферментабилне шећере постиже се током процеса укомљавања.

Хидролиза скроба

Током ензимске хидролизе ензими катализују процес осахаривања, што значи да се угљени хидрати (скроб) разграђују на молекуле шећера од којих се састоје. Хидролизом се извор енергије (скроб) претвара у шећере које клица троши за раст.

Протеини у јечму

Јечам садржи од 8 до 15% протеина. Протеини јечма суштински доприносе квалитету слада и пива. Растворљиви протеини су важни за задржавање и стабилност пивске пене.

Арабиноксилани и β-глукан у јечму

Арабиноксилани и β-глукан су растворљива прехрамбена влакна. Екстракти слада могу да садрже високе концентрације арабиноксилана, што може да изазове потешкоће током филтрације, јер вискозни екстракти могу знатно да погоршају ефикасност процеса производње пива. При производњи пива, висок садржај β-глукана у јечму може да доведе до недовољне разградње ћелијских зидова, што затим отежава дифузију ензима, клијање и мобилизацију резервних материја у зрну, па тиме смањује екстракт слада. Преостали β-глукан такође може да доведе до веома вискозне сладовине, што узрокује проблеме са филтрацијом у пивари, а може и да учествује у сазревању пива, изазивајући замућење при хлађењу. Арабиноксилани се налазе у ћелијским зидовима јечма, овса, пшенице, ражи, кукуруза, пиринча, сирка и проса. Могућност екстракције и арабиноксилана и β-глукана знатно се повећава соникацијом.

Антиоксиданси у јечму

Јечам садржи више од 50 проантоцијанидина, укључујући олигомерни и полимерни флаван-3-ол, катехин и галокатехин. Димерни проантоцијанин B3 и процијанидин B3 најзаступљенији су у јечму.
Антиоксиданси су познати по својој способности да одложе или спрече реакције оксидације и реакције слободних радикала кисеоника, што их чини важним у процесима сладовања и производње пива. Антиоксиданси (нпр. сулфити, формалдехид, аскорбат) користе се као адитиви у процесу производње пива ради побољшања стабилности његове ароме и укуса. Око 80% фенолних једињења у пиву потиче из јечменог слада.