Masz Pytania? Napisz!
Zaprzyjaźnione Witryny

 

Bromania - Piwowarstwo Domowe
Firma BROMANIA powstała w odpowiedzi na stale rosnące zainteresowanie społeczeństwa tematyką piwowarstwa. Wiąże się to ze wzrostem wymagań ludzi wobec piwa, które przestaje być postrzegane jako "trunek klasy robotniczej".

Artykuły - Piwo Bezglutenowe, czyli jak połączyć pasję i naukę

Piwo Bezglutenowe, czyli jak połączyć pasję i naukę

Pisanie pracy inżynierskiej nie musi być nużące, - naprawdę może sprawiać dużą przyjemność i satysfakcję. Jak to możliwe? Wystarczy połączyć studia z piwowarską pasją. Efektem takiego „połączenia pożytecznego z przyjemnym” stało się piwo bezglutenowe.
inż. Wiktor Saczuk (Wydział Chemiczny), dr. inż. Maciej Pilarek (Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej) Politechnika Warszawska.

Szacuje się, że problemami zdrowotnymi wynikającymi z nietolerancji pewnych naturalnych białek powszechnie występujących w ziarnach zbóż, w tym także w zbożowych surowcach piwowarskich, dotkniętych jest około 1 % populacji ludzi. Osoby chore na celiakię (zwaną także chorobą trzewną) po spożyciu naturalnego i powszechnie występującego
w zbożach białka, zwanego glutenem, odczuwają szereg objawów, takich jak np. bóle brzucha, biegunka, wymioty. Ich intensywność zależy od klinicznej postaci choroby, rodzaju glutenu oraz wrażliwości chorego na alergen. Spożywanie pokarmów zawierających gluten przez osoby chore powoduje spłaszczanie się kosmków jelitowych, co bezpośrednio pogarsza szybkość wchłaniania wszystkich składników pokarmowych i może skutkować wtórnymi chorobami metabolicznymi jak osteoporoza czy próchnica szkliwa, które wynikają z braku niektórych substancji odżywczych w organizmie.


Jedynym sposobem profilaktyki celiakii jest całkowite i nieprzerwane wykluczenie glutenu z diety poprzez spożywanie tzw. produktów bezglutenowych. Wymaga to całkowitego wyeliminowania produktów zbożowych zawierających pszenicę, żyto i jęczmień. Skutkuje to koniecznością nie tylko zamiany zwykłego pieczywa na produkt bezglutenowy czy rezygnacji z innych potraw mącznych (m.in. makaronów, pierogów), ale także starannego dobierania pozostałych produktów żywnościowych, w skład których w wielu przypadkach wchodzi skrobia stosowana jako zagęstnik lub wypełniacz.
Ziarna wszystkich zbóż tradycyjnie wykorzystywanych w piwowarstwie zawierają gluten. Podczas zacierania piwa część białek ulega hydrolizie, niemniej do brzeczki przechodzi spora część białek frakcji glutenowej. To właśnie one powodują reakcje alergiczne u osób chorych na celiakię. Zatem tylko w skali naszego kraju celiakia dotyczy około 300 tysięcy osób, dla których możliwość swobodnego korzystania z zalet smakowych oraz pro-zdrowotnych szerokiej gamy piw jest skrajnie ograniczona czy wręcz niemożliwa.


Część tzw. „piw bezglutenowych” dostępnych na rynku produkowana jest z jęczmienia. Po regularnej fermentacji piwo tego typu poddawane jest dalszej obróbce enzymatycznej
w celu obniżenia zawartości glutenu w produkcie końcowym. Stosuje się dodatek enzymów specyficznie hydrolizujących łańcuchy białkowe (w tym glutenu) przy aminokwasie zwanym proliną. Ponieważ białka glutenu zawierają duże ilości proliny zostają one podzielone na krótkie fragmenty, co zmniejsza właściwości uczulające produktu końcowego. Nie mniej piwo po takich zabiegach w dalszym ciągu może wywoływać reakcje alergiczne u chorych na celiakię, dlatego zdecydowanie najbezpieczniejszym rozwiązaniem wydaje się być produkcja piwa wyłącznie z surowców nie zawierających glutenu. Za zboża bezglutenowe, które mogą stanowić potencjalne surowce piwowarskie uznaje się ziarna: sorgo, prosa, gryki (fot. 1) oraz ryżu i kukurydzy. Wszystkie wymienione cechuje wysoka zawartość skrobi oraz umiarkowana zawartość białek. Sorgo jest używane do produkcji tradycyjnych piw w krajach kontynentu afrykańskiego. Są to jednak produkty
o odmiennych walorach smakowych (niefiltrowane, mętne, w większości przypadków produkowane bez dodatku chmielu i fermentowane z udziałem bakterii kwasu mlekowego) niż piwa produkowane w Europie. Kukurydza, która jest powszechnie wykorzystywana do otrzymywania produktów spełniających zalecenia diety bezglutenowej, nadaje się do produkcji piwa wyłącznie jako dodatek niesłodowany, tzn. pozbawiony zarodka, ponieważ zawiera on duże ilości tłuszczu. Wprawdzie teoretycznie możliwym jest zesłodowanie ziaren kukurydzy, jednak z oczywistych powodów kiełkowanie ziaren wymaga zarodka, z którego przechodzi znacząca ilości tłuszczów do brzeczki. Obecność frakcji tłuszczowej w brzeczce odpowiada za niekorzystne zmiany w smaku piwa oraz znacznie przyspiesza proces jego starzenia się.

Fot. 1. Ziarno: (od lewej) proso, sorgo, jęczmień, gryka

Do własnych prac nad słodowaniem surowców bezglutenowych, ich zacieraniem oraz fermentacją piwa bezglutenowego wybrano proso, sorgo oraz grykę. Ziarno gryki zakupiono w sklepie ze zdrową żywnością jako ziarno na kiełki, natomiast proso w sklepie spożywczym jako ziarno konsumpcyjne. Swoisty problem stanowiła dostępność ziarna sorgo, które ostatecznie zakupiono w sklepie zoologicznym jako karmę dla ptaków egzotycznych. Słodowanie ziaren przeprowadzono w prostokątnym pojemniku ze stali nierdzewnej, a
w trakcie procesu ziarna pozostawały w ciemności przez cały okres kiełkowania w celu ochrony kiełków przed powstawaniem chlorofilu obniżającego jakość słodu. Przed namaczeniem ziarno kilkukrotnie przepłukano zimną wodą celem usunięcia zanieczyszczeń. Ziarna wszystkich gatunków namaczano według następującego schematu:
1 etap: moczenie wodne, 4 - 6 godzin;
2 etap: moczenie powietrzne, 12 - 14 godzin;
3 etap: moczenie wodne, 4 - 5 godzin.


Po zakończeniu ostatniego etapu i końcowym oddzieleniu wody od ziarna, było ono domaczane przy użyciu spryskiwacza. Temperatura słodowania wynosiła 16 - 18 ºC dla proso i gryki, oraz 18 i 24 ºC dla sorgo. W dalszych badaniach zrezygnowano z wykorzystania ziarna gryki. Okazało się, że w trakcie pierwszego etapu namaczania ziaren na powierzchni wody występowały wyraźne krople (tzw. „oka”) fazy tłuszczowej. Zjawisko to wykluczało użycie słodu gryczanego do produkcji piwa. Nie udało się ustalić czy występowanie dużej ilości frakcji tłuszczowej jest cechą gatunkową gryki czy dotyczy tylko niektórych jej odmian lub być może jest efektem wcześniejszego preparowania ziaren używanych do otrzymywania kiełków.


Następnie zastosowano dwustopniowe suszenie słodu w suszarce: w temperaturze 50 ºC do czasu zwiędnięcia kiełków oraz w temperaturze 70 ºC do stałej masy słodu. Wstępne suszenie słodu w niższej temperaturze miało na celu ochronę enzymów zawartych w słodzie przed termicznym zniszczeniem oraz zapobiegało tzw. zeszkleniu się ziaren.
Kolejnym etapem było oznaczenie aktywności enzymatycznej uzyskanych słodów. W tym celu próbki słodów zmielono w śrutowniku na mąkę. Badanie aktywności enzymatycznej przeprowadzono umieszczając próbki słodów zmieszanych z wodą destylowaną
w termostacie laboratoryjnym (70 ºC). Jakościowa kontrola scukrzenia odbywała się poprzez wykonanie próby jodowej co 15 minut. Jako krytyczną wartość czasu scukrzenia, określającego przydatność danego słodu do produkcji piwa, przyjęto 120 minut. Niestety, wyniki przeprowadzonych analiz wskazywały na to, że żaden ze słodów nie charakteryzował się czasem scukrzenia krótszym niż 120 minut.


W celu przyspieszenia zacierania zaproponowano następującą modyfikację procesu. Równolegle zatarto dwie próby słodów. Pierwsza z nich zawierała  dodatek oczyszczonej
α-amylazy stosowanej w gorzelnictwie. Do drugiej ten sam enzym dodano po uprzednim pięcio minutowym gotowaniu próby i jej schłodzeniu do temperatury 70 ºC. Okazało się, że próby słodów nie poddanych gotowaniu pozostały niescukrzone, natomiast słód kleikowany w wyniku gotowania scukrzył się po 15 minutach. Wynika to prawdopodobnie z faktu, że obecne w nasionach sorgo ziarna skrobi kleikują w temperaturze wyższej niż zawarte w nich amylazy ulegają denaturacji. Zatem słód sorgo dodawany do zacieru musi zostać uprzednio skleikowany.
Próbowano różnych programów zacierania uzyskanych słodów bezglutenowych (dekokcji trójwarowej; dekokcji z dodatkiem enzymów do dekoktu; zacierania rozpoczynającego się
w temperaturze 30 ºC; oddzielania rzadkiej części zacieru zawierającej enzymy, zagotowaniu gęstej części, a następnie łączenia obu części). Żadna z metod nie przyniosła pożądanego efektu całkowitego scukrzenia przeprowadzonego tylko przez enzymy zawarte
w zesłodowanych ziarnach.


Jako, że piwowarzy znani są z determinacji i dążenia do celu, nie zważając na powyższe problemy postanowiono uwarzyć 20 litrową warkę piwa bezglutenowego na bazie słodów sorgo i proso z dodatkiem oczyszczonych amylaz. Z powodzeniem udało się wykorzystać enzymy proteolityczne (tzn. rozkładające białka) występujące w słodzie, tak aby brzeczka miała wystarczającą ilość wolnych aminokwasów, stanowiących element składowy pożywki dla drożdży w czasie fermentacji, a także by uzyskane piwo miało naturalną pianę oraz pełnię smakową. Ostatecznie zastosowano długi, trwający ponad 4,5 godziny program temperaturowy zacierania, w wyniku którego udało się osiągnąć pożądany efekt. Odfermentowanie brzeczki bezglutenowej uzyskanej ze słodów sorgo i proso okazało się stosunkowo niskie: z 13,0 % ekstraktu piwo odfermentowało do 4,4 %.
Fot 2.

Opisane piwo bezglutenowe, które przedstawiono na rysunku (fot. 2), porównane zostało
z otrzymanym we wcześniejszych badaniach fermentowanym napojem bezglutenowym uzyskanym dzięki procesowi fermentacji brzeczki scukrzonej wyłącznie preparatem oczyszczonych amylaz. Organoleptyczna różnica jest kolosalna oczywiście ze zdecydowanym wskazaniem na przewagę piwa uzyskanego ze słodowanych ziaren. Piwo uwarzone z brzeczki zacieranej wyłącznie oczyszczonymi amylazami było wprawdzie klarowne, jednakże całkowicie pozbawione piany oraz o bardzo zubożonej pełni smakowej

Podsumowując, otrzymanie piwa prawdziwie bezglutenowego uwarzonego wyłącznie
z surowców bezglutenowych jest możliwe. Okazało się, że piwo otrzymane z surowców bezglutenowych (sorgo i proso) jest niestabilne. Szybko traciło ono swoje walory smakowe nawet po krótkim okresie przechowywania i zdecydowanie najlepiej smakowało świeże. Oceniając aspekty organoleptyczne piwa bezglutenowego należy wziąć pod uwagę odmienny aromat i smak sorgo czy prosa w porównaniu z surowcami tradycyjnymi takimi jak jęczmień czy pszenica, do których piwosze i zwykli konsumenci są w oczywisty sposób przyzwyczajeni. Brzeczka charakteryzowała się owocowym, delikatnie kwaśnym aromatem
i taki właśnie aromat w naturalny sposób przeszedł do gotowego piwa.
Badanie zacierania surowców bezglutenowych i warzenie piwa bezglutenowego okazało się ciekawym eksperymentem. Po ewentualnym poprawieniu techniki słodowania skutkującej uzyskaniem słodów dobrej jakości oraz dzięki zastosowaniu odpowiedniej receptury możliwym będzie otrzymanie piwa całkowicie pozbawionego glutenu, a tym samym dostępnego dla osób dotkniętych celiakią. A kto wie, może nawet przeciętni konsumenci zdolni byliby uznać piwo bezglutenowe za atrakcyjny napitek?

 

Copyright © 2016 Bromania. Wszystkie prawa zastrzeżone