i løpet av de siste tiårene har prosessoptimalisering og økt effektivitet blitt prioriteringer for mange bryggerier over hele verden. Høy gravitasjon brygging er en metode for å oppnå disse målene.
industrisektoren søker kontinuerlig etter måter å redusere kapitalutgifter, arbeidskraftkomplement, nytte og andre driftskostnader, samtidig som produktkvaliteten forblir konsekvent høy. Bryggeindustrien er ikke noe unntak fra denne trenden, og en av prosedyrene som brukes for å oppnå disse målene er høy tyngdekraft brygging. I tillegg har andre bryggeinitiativer på dette området (også kjent som prosessintensivering) fokusert på:
- Økt forekomst av gjæring og endelig demping
- høy kvalitet gjær levedyktighet og vitalitet
- Redusert produksjonstider, inkludert nye gjær stammer
- Mer effektiv øl stabilisering og filtrering
- Forbedret øl kvalitet og stabilitet
Høy gravitasjon brygging har blitt gradvis innført i bryggerier rundt om i verden for de siste 40 årene eller så. Det er en prosedyre som benytter wort (unfermented øl) ved høyere enn normale konsentrasjoner og krever derfor fortynning med spesielt behandlet vann (vanligvis de-oksygenert) på et senere stadium i prosessen, til ønsket tyngdekraft eller alkoholstyrke. Ved å redusere mengden vann som brukes i bryggehuset, kan økte produksjonskrav oppfylles uten å utvide eksisterende brygging, gjæring og lagringsanlegg. Behandling av mindre volum av wort og øl, samtidig som man beholder en konstant væskeutgang, resulterer også i effektivitetsgevinster i energiforbruk, arbeid, rengjøring og avløpskostnader1. Bryggeriindustrien benytter en rekke unike måter å måle urkonsentrasjon på. En slik måling er °Plato. Det er et mål på sukkerinnholdet i en løsning avledet av dens tetthet. Metoden er basert på per-centage vekt av sukrose i en 20°C oppløsning. For eksempel betyr 12° Plato at hvis alt sukkeret i den løsningen var sukrose, ville det utgjøre 12% av den totale vekten av den løsningen. Brygging med høy tyngdekraft begynte i USA tidlig på 1960-tallet, og spredte seg deretter Over Hele Nord-Amerika, Australia og Sør-Afrika. Skatte-og reguleringsvansker hindret gjennomføringen i En rekke Europeiske land (For Eksempel Tyskland og Storbritannia). Reguleringsproblemer har imidlertid i stor grad blitt overvunnet, og høy tyngdekraft brygging kan nå implementeres over hele verden.
Fordeler
i tillegg til fordelene som er diskutert ovenfor, tilbyr høy tyngdekraftbrygging også stor fleksibilitet i øltype som kan tilbys for salg. Fra en enkelt ‘lager’ av høy tyngdekraft øl kan en brygger produsere en rekke forskjellige produkter med forskjellige originale ekstrakter og alkoholnivåer (for eksempel lette og lave/høye alkoholøl) uten å måtte opprettholde en egen beholdning for hver øltype. Videre, med fremkomsten av humleekstrakter produsert med enten karbondioksid eller etanol som løsemiddel, maltekstrakter, sirup og naturlige fargematerialer, blir det potensielle spekteret av markedsførbare produkttyper ytterligere utvidet2.
Ulemper
den høye tyngdekraften brygeprosessen har også en rekke ulemper. Brewhouse materialeffektivitet (utvinningseffektiviteten av løselig materiale fra malt og andre kornblandinger som brukes i prosessen) reduseres som følge av den mer konsentrerte mosen. Det er også redusert utnyttelse av humle under kokekokeren; den endelige fortynnede øl utviser redusert skumstabilitet og ølsmakevariasjoner har også oppstått 3. Gjærytelse, i stor grad på grunn av den mer konsentrerte urten og den økte etanolproduksjonen, kan påvirkes negativt av høy tyngdekraften, og som det vil bli diskutert senere, kan dette bidra til en rekke aspekter av ølstabilitet.
gjærmorfologi
Endringer i gjær intracellulær morfologi er observert, spesielt med hensyn til gjærcellevakuolen. Vakuolen er en oval kropp i cellen som eksisterer som en enkelt organell, eller som flere forskjellige komponenter. Det er vanligvis en tredjedel av cellens bredde. Det fungerer som et reservoar for lagring av næringsstoffer og spesifikke enzymer, og volumet endres med vekstfase og miljøforhold. Studier med både øl-og lagergjærstammer har observert forstørrelse av vakuolen når kulturer fermenterer høygravitasjonsurt (20° Plato) sammenlignet med lavere tyngdekraft (12@ Plato) (Figur 1 og 2). Utvidelsen av vakuolen antas å være en reaksjon på det osmotiske stresset som pålegges cellene av den høye tyngdekraften.
Fortynningsvann
Rekonstituering av vorten med høy tyngdekraft, eller gjæret vort med vann (en prosess også kjent som fortynning eller kutting), kan forekomme på nesten hvilket som helst stadium under bryggeprosessen. Jo senere vanntilsetningen oppstår, desto større øker bryggekapasiteten. Kvaliteten på fortynningsvannet som brukes er kritisk og avhenger av tilleggspunktet. Jo senere i prosessen det skjer, desto større er kvalitetskravet. For eksempel, hvis fortynning skjer mot slutten av primær gjæring, må vannet karbonfiltreres, med riktig pH og være mikrobiologisk lyd. Men hvis fortynning skjer så sent i prosessen som mulig (ved filtreringstrinnet), må den største forsiktighet tas. Vannet må være av tilsvarende kvalitet og kjemisk sammensetning som det som brukes til brygging. Det må være sterilt, ha en oppløst oksygenkonsentrasjon på mindre enn 50ppb, en temperatur på 1°C Og være karbonert TIL CO2-innholdet i øl. Årsaken til den lave konsentrasjonen av oppløst oksygen i fortynningsvannet er at pakket øl, i motsetning til de fleste alkoholholdige drikker, er ustabil. En av de viktigste faktorene som bidrar til denne ustabiliteten er oksygen2.
Ølstabilitet
ølstabilitet (eller ustabilitet) kan vurderes innen seks kategorier: fysisk (kolloidal), smak, skum, lys, biologisk og gushing. De tre første kategoriene har vært involvert i ølkvalitet som følge av høy tyngdekraft bryggeprosedyrer. Høy gravitasjon brygget øl har vist seg å være mer fysisk stabil i forhold til deres lavere gravitasjon brygget kolleger (Tabell 1). Anekdotiske bevis skulle tilsi at høy gravitasjon brygget øl har også forbedret smak stabilitet. Øl brygget med høyere graviteter har imidlertid dårligere stabilitet i hodet (Skum) (Tabell 1-nibem er et mål på skumkollaps, jo lavere tall, desto dårligere skumstabilitet) 4. Det finnes en rekke skum-positive forbindelser i øl. Disse inkluderer polypeptider, iso-alfa syrer, melanoidiner og metallioner. Polypeptider spiller en viktig rolle i ølskumdannelse og stabilitet. Det har blitt akseptert at polypeptidene med størst hydrofob (de som ikke liker vann) karakter produserer det mest stabile skummet. Det er egenskapen til polypeptidhydrofobicitet, i stedet for størrelse, som er viktigst for å produsere stabilt ølskum. Nivået av hydrofobe polypeptider kan bestemmes ved bruk av kromatografiske teknikker5, og det har blitt funnet at gjennom bryggeprosessen er det mye større tap av disse polypeptidene under en høy tyngdekraft bryggeprosess sammenlignet med lavere tyngdekraft bryggeprosedyrer (Figur 3). Når øl med høy tyngdekraft ble fortynnet til en alkoholkonsentrasjon som tilsvarer øl med lav tyngdekraft, inneholdt den et nivå av hydrofobt polypeptid mindre enn 50 prosent av ølbrygget med lav tyngdekraft4. Det kan ses i Figur 3 at gjæring er et nøkkelstadium hvor hydrofobe polypeptider går tapt under bryggeprosessen. To hovedfaktorer står for dette tapet. For det første er for tidlig skumdannelse (spesielt i sylindro-koniske kar) kjent for å være ansvarlig for tap av en stor mengde skumaktive stoffer, og dette problemet forverres under gjæring av høy tyngdekraft. For det andre utskiller gjær proteolytiske enzymer til fermenterende wort, og disse enzymene har en negativ effekt på skumstabiliteten til ferdig øl, gjennom polypeptidhydrolyse under gjæring og lagring. Denne sekresjonen av proteinaser blir forbedret når stressforhold, som høy tyngdekraft wort, pålegges gjærkulturer (Figur 4) 6.
Ølsmak
en ytterligere ulempe ved brygging med høy tyngdekraft er at etter fortynning viser ølet ikke den samme profilen av flyktige forbindelser som det som finnes i øl produsert ved bruk av normale tyngdekraftsormer. Etter fortynning til en ekvivalent etanolkonsentrasjon inneholder øl produsert av høy tyngdekraften ofte forhøyede nivåer av estere (Tabell 2). En rekke faktorer har vist seg å påvirke esterproduksjonen under urfermentering. For eksempel er gjærstamme og type (ale eller lager), temperatur og trykk, pitching rate, wort trub nivåer, oppløst oksygen ved begynnelsen av gjæring, nitrogen, karbondioksid, fettsyrer, aminosyreinnhold og visse metallioner alle kjent for å påvirke nivået av estere (og andre flyktige stoffer) produsert under gjæring. I tillegg vil urtsukkene som blir gjæret, påvirke ølesterprofiler. Metabolismen av produsert maltose reduserer nivåene av slike estere som etylacetat og isoamylacetat betydelig enn når glukose ble gjæret. Wort ble produsert I Heriot-Watt 2hl pilot brewery. Adjunkt worts (høy og lav gravitasjon) ble fremstilt der sirup (inneholdende høye og lavere konsentrasjoner av maltose) ble tilsatt direkte til kjelen. De relative nivåene av glukose / fruktose og maltose / maltotriose i worts er vist i Figur 5. Fermenteringer ble utført og prøver fjernet daglig inntil test worts hadde blitt dempet. Nivået av estere som ble produsert var vesentlig lavere i den høye tyngdekraften som inneholdt forbedrede nivåer av maltose (figur 6 – bare etylacetat vist)8. Disse resultatene illustrerer at bruken av høy maltosesirup gir bryggeren fleksibiliteten til å drive sitt bryggeri under høye tyngdekraftsproduksjonsforhold for å produsere øl med en smakstilpasning til øl produsert ved lavere graviteter.
Konklusjon
brygging Med høy tyngdekraft er ikke en vanskelig bryggeteknikk, men gjæren må behandles med forsiktighet siden den forventes å fungere i et mer stressende miljø. Selv om det er negative (effekter på noen aspekter av ølstabilitet, smakskamp, humlutnyttelse osv.), er positive mer betydelige(økt bryggekapasitet, reduserte nyttekostnader, mer alkohol per enhet gjærbart ekstrakt, forbedret fysisk og smakstabilitet).
Takk
Takknemlighet skyldes International Centre For Brewing and Distilling, Suntory Limited, Scottish Courage Brewing Limited, Corn Products Corporation og Heineken International for økonomisk bistand til støtte for ulike aspekter av forskningen som rapporteres i dette papiret. 
- stewart, g. g. (1999): høy gravitasjon brygging. Brewers ‘ Guardian, 128, 31-37.Murray, C. R., Stewart, G. G. (1991): Eksperimenter med brygging med høy tyngdekraft. Birra Malto, 44, 52-64.
- Pratt-Marshall, P. C., Brey, S. E., De Costa, Sd, Bryce, Jh, Stewart, Gg (2002): Høy tyngdekraft brygging – en induktor av gjærspenning. Brewers ‘ Guardian, 130, 22-26.Cooper, Dj, Stewart, Gg, Bryce, Jh (1998): noen grunner til at høy gravitasjon brygging har en negativ effekt på hodet oppbevaring. J. Inst. Brygging, 104, 283-288.Bamforth, C. W. (1985): ølens skummende egenskaper. J. Inst. Brygging, 91, 370-383.Brey, SE, Bryce, Jh ,Stewart, Gg (2002): tapet av hydrofobe polypeptider under gjæring og kondisjonering av høy tyngdekraft på lav tyngdekraft brygget øl. J. Inst. Brygging, 108, 424-433.Stewart, G. G., Borthwick, R., Bryce, J. H., Cooper, D., Cunningham, S., Hart, C., Rees ,E. (1999): Den Siste utviklingen innen brygging med høy gravitasjon. Høyteknologisk. Liter. Master Brewers Assoc. Av Amerika, 34, 264-270.
- Younis, Os, Stewart ,Gg (1999): Effekt av maltwort, svært høy tyngdekraft maltwort og svært høy tyngdekraft adjunkt wort på flyktig produksjon I Saccharomyces cerevisiae. J. Amer. Soc. Av Brygging Kjemikere, 57, 38-45.