Produkcja piwa Etapy produkcji Fermentacja Dojrzewanie Filtracja Przemiany

Produkcja piwa

Etapy produkcji Fermentacja Dojrzewanie Filtracja

Przemiany fermentacji i dojrzewania Drożdże

Drożdżom należy zapewnić: Aminokwasy Fosforany Kwasy tłuszczowe Cukry Sole mineralne i mikroelementy Tlen, w fazie początkowej

Przemiana materii u drożdży Przemiany kluczowe dla jakości piwa: Odfermentowanie cukrów i przemiany węglowodanów Przemiany ciał białkowych Przemiany tłuszczów Przemiany związków mineralnych

Odfermentowanie cukrów Energia potrzebna jest do: Budowy nowych komórek Pobierania i przyswajania substancji z otoczenia Rozkładu i wydalania Przemieszczania substancji wewnątrz komórki

Odfermentowanie cukrów Cykl beztlenowej glikolizy

Odfermentowanie cukrów 1. Fosforylacja glukozy heksokinaza 2. Izomeryzacja do 6 -fosforanu fruktozy Izomeraza fosforanu glukozy ATP – adenozynotrifosforan

ATP i ADP Zasada purynowa (adenina) Ryboza

NAD+ (A) i NADH (B)

Odfermentowanie cukrów 3. Kolejna fosorylacja (1, 5 – difosforan glukozy fosfofruktokinaza 4. Rozpad do 3 -fosforanu gliceraldehydu i fosforanu dihydroksyacetonu aldolaza fruktozo-1, 6 -bisfosforanu

Odfermentowanie cukrów 5. Przekształcenie fosforanu dihydroksyacetonu w 3 -fosforan gliceraldehydu izomeraza triozofosforanowa 6. Przekształcenie aldehydu 3 -fosfoglicerynowego w 1, 3 bisfosfoglicerynian z użyciem fosforanu nieorganicznego i NAD+. dehydrogenaza aldehydu 3 -fosfoglicerynowego

Odfermentowanie cukrów 7. Przeniesienie grupy fosforanowej z 1, 3 -BPG do ADP i utworzenie ATP kinaza fosfoglicerynianowa 8. Przekształcenie 3 -fosfoglicerynianu w 2 -fosfoglicerynian fosfogliceromutaza

Odfermentowanie cukrów 9. Odwodnienie 2 -fosfoglicerynianu i powstanie fosfoenolopirogronianu (PEP) enolaza 10. Przeniesienie grupy fosforanowej z PEP na ADP i powstanie ATP oraz pirogronianu kinaza pirogronianowa.

Odfermentowanie cukrów 11. Dekarboksylacja nieoksydacyjna kwasu pirogronowego + CO 2 Dekarboksylaza pirogronianowa 12. Przeniesienie atomów wodoru z NADH w obecności jonów Zn CH 3 CH 2 OH NADH+H+ Dehydrogenaza alkoholowa. NAD+

Energia przemian ATP ADP: 30, 5 k. J/mol Sumaryczna reakcja przemiany glukozy C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 + DG=-230 k. J Drożdże wykorzystują 2 przemiany ADP w ATP, czyli 2 x 30, 5=61 k. J/mol Reszta: 230 -61=169 k. J/mol wydziela się jako ciepło!!! (4500 -4700 k. J/hl piwa)

Przemiany ciał białkowych Są źródłem alkoholi wyższych w piwie Deaminacja Dekarboksylacja Redukcja

Przemiany lipidów Lipidy służą do budowy nowych komórek (błona komórkowa) Intensywność przemian zależy od napowietrzenia brzeczki

Przemiany węglowodanów Kolejność pobierania: od prostych po maltotriozę Około 98% ulega fermentacji (2%na oddychanie), Około 0, 25% maltozy jest magazynowane - glikogen

Przemiany substancji mineralnych Fosfor – budowa ATP i fosfolipidów Buforowanie treści komórki Niedobór zakłóca fermentację przez spowolnienie namnażania

Przemiany substancji mineralnych Siarka (z siarczanów i tioaminokwasów) nadmiar wydzielany w postaci SO 2 Redukuje się je przez: Mocne napowietrzenie brzeczki nastawnej Kilkukrotne dodanie drożdży w fazie wysokich krążków Użycie drożdży bogatych w glikogen

Przemiany substancji mineralnych Inne Potas – reakcje z ATP, pompa jonowa (H+ na K+) Sód aktywuje wiele enzymów Magnez – reakcje z fosforem Wapń – opóźnia degenerację, ułatwia kłaczkowanie Żelazo i mangan – ważne przy oddychaniu i pączkowaniu Cynk – synteza białek i poprawna fermentacja Azotany – są redukowane do trujących azotynów

Uboczne produkty fermentacji Odpowiedzialne za bukiet młodego piwa Dwuacetyl Aldehydy Związki siarki Tworzące bukiet piwa gotowego Wyższe alkohole Estry

Dwuacetyl (dwuketony) Nadają nieczysty słodkawy smak Aromat przypominający masło Drożdże wytwarzają prekursory (acetomleczany) Ilość zależy od szczepu, ilości drożdży i natlenienia Prekursory w brzeczce przechodzą w dwuketony (oksydowana dekarboksylacja) (sprzyja niskie p. H, wysoka temp. , dopływ tlenu) Redukcja – w komórkach drożdży (dwuacetyl acetoina butandiol) Aktywne drożdże, szczep, wyższa temp. , Maksymalny dopuszczalny poziom w piwie gotowym: 0, 1 mg/l

Aldehydy Aldehyd octowy – zielone jabłko (etap 11) Duża ilość jest skutkiem: Intensywnej fermentacji Podwyższonej temp. Fermentacji głównej zwiększonej ilości drożdży Fermentacja główna pod ciśnieniem Słabe natlenienie

Alkohole wyższe (fuzle) Powstają z aminokwasów hydroksy- i keto-kwasów z cukrów poprzez octan. Sprzyja im m. in. Wysoka temp. fermentacji głównej Niska zawartość azotu a-aminowego Intensywne napowietrzenie brzeczki nastawnej Wysoki ekstrakt początkowy

Estry Najważniejsze: Octan etylu Octan izoamylu Octan izobutylu Octan beta-fenylu Kapronian etylu Kaprylan etylu

Estry Typowa zawartość: Piwa dolnej fermentacji do 60 mg/dm 3 Piwa górnej fermentacji do 80 mg/dm 3

Estry Tworzeniu estrów sprzyja: Zwiększony ekstrakt początkowy (>13%) Zwiększone odfermentowanie Słabe napowietrzenie brzeczki nastawnej. Wyższe temperatura fermentacji Ruch piwa podczas fermentacji

Alkohole i estry Ogólnie na zawartość estrów wpływa głównie jakość brzeczki nastawnej Na zawartość alkoholi wyższych sposób prowadzenia fermentacji i dojrzewania

Fenole Kwas ferulikowy 4 -winylogwaiakol

Związki siarki H 2 S Merkaptany Aromat skunksowy (3 -metylo-2 -buten-1 tiolu) DMS

Kwasy organiczne Z deaminacji aminokwasów Wpływają na smak Kwas masłowy Kwas izowalerianowy I inne. . .

Inne procesy i przemiany fermentacji Przemiany białek Białka z drożdży żywych Białka z autolizy Zmiany p. H Obniżenie Wzrost (podczas autolizy) Zmiana potencjału redoks (spadek!) Zmiana barwy (spadek o około 3 EBC) Wytrącanie ciał garbnikowych i goryczkowych (straty od 25 -30% do 50%)

Inne procesy i przemiany fermentacji Nasycenie CO 2 Klarowanie