Pivovarské kvasnice sú mikroorganizmy, ktoré hrajú kľúčovú úlohu pri výrobe piva. Premieňajú cukry z mladiny na alkohol a oxid uhličitý, čím vytvárajú základný charakter piva - jeho chuť, arómu a textúru. Typ použitých kvasiniek je závislý od typu piva, ktoré chcete vyrobiť.
Pivovarské kvasnice: Základné informácie a ich úloha
Definícia a funkcia
Kvasinky sú prevažne jednobunkový organizmus, ktorý zaraďujeme medzi huby. Rozmnožujú sa nepohlavne, jednobunkovým delením buniek alebo pučaním. Kvasinky tvoria približne 1% všetkých húb. Majú schopnosť premeniť zkvasiteľné cukry na alkohol (etanol) a oxid uhličitý. Kvasinky ale nemajú význam len pri výrobe piva alebo v potravinárstve. V priemyselnej výrobe sa využívajú pri produkcii paliva bioetanol, v biológii sú významným modelovým organizmom.
Typy kvasiniek a ich využitie
Používajú sa dva hlavné druhy kvasiniek:
- Saccharomyces carlsbergensis: Používané na spodné kvasenie (ležiaky).
- Saccharomyces cerevisiae: Používané na vrchné kvasenie (ale).
Oba druhy kvasiniek skvasujú maltózu a sacharózu, pri spodnom type kvasenia skvasuje aj rafinóza.
História objavovania a využívania kvasiniek
Prvé kvasené nápoje pravdepodobne vznikli náhodou, zrejme pri spontánnom kvasení tekutín disponujúcich cukrom. Prvé dôkazy o schválnom pivovarníckom procese nachádzame z obdobia spred 6000 rokov pri Sumeroch. Prvým výskumníkom, ktorý sa začal kvasinkám venovať aj z pohľadu potravinárskeho priemyslu, bol Antoine van Leeuwenhoek. Ten zrealizoval prvé pozorovanie kvasiniek mikroskopom v roku 1680. Objavil menšie okrúhle bunky vo fermentovanej kvapaline, no stále nevedel, či majú súvis s fermentáciou. Mechanizmus kvasenia objasňoval až francúzsky chemik Antoine Van Lavoisier, ktorý tvrdil, že fermentácia je chemická reakcia. Dôkazy o nevyhnutnej súčasti kvasenia zo strany kvasiniek priniesol až Francúz Joseph-Louis Gay-Lussac. Počas výskumov prevaril mladinu z hroznovej šťavy, ktorú opäť uzavrel do nádoby, čím eliminoval kontakt s okolitým vzduchom. Mladina prešla fermentáciou až po vychladnutí.
Na naše územia sa kvasinky spodného kvasenia dostali v roku 1842. Dovtedy sa využívali na varenie piva iba v Bavorsku. Neskôr ich spoznali aj v USA či Dánsku. Dovtedy pivovarníci využívali len zmiešané kultúry kvasiniek. Obrovský prelom spôsobil nápad Dána Emila Christiana Hansena, ktorý začal skúšať získať čisté kultúry kvasiniek. Prelom nastal aj v roku 1993, kedy dánsky pivovar Carlsberg začal s výrobou ležiakov pomocou čistých kultúr. Nebola to náhoda, veď Hansen bol ich zamestnancom a stál za ich izoláciou.
Priemyselné množenie kvasníc
Zariadenie na množenie kvasníc
Zariadenie na množenie kvasníc od spoločnosti Alfa Laval je určené na množenie kvasníc za sterilných podmienok v pivovarníctve na účely obnovy zásoby kvasníc. Flexibilná konštrukcia zariadenia na množenie kvasníc umožňuje množenie rôznych kmeňov kvasníc, podľa potreby. Zabezpečuje spoľahlivý a bezpečný proces výroby neinfikovaných, čerstvo namnožených kvasníc. Miešadlá zabezpečujú šetrnú homogenizáciu. Systém na množenie kvasníc obsahuje unikátny vrchný tanier vybavený na plne hygienickú prevádzku vrátane automatickej regulácie tlaku, poistného tlakového ventilu, antivákuového ventilu, snímača úrovne hladiny a prevzdušňovacieho hrotu so zariadením na rozpúšťanie vzduchu alebo (pri väčších nádržiach) s miešačom s dutým hriadeľom. Štandardné kapacity dosahujú pracovný objem až 100 hl. Zariadenie na množenie kvasníc sa dodáva ako modul na kľúč, ktorý je vopred zmontovaný a výrobcom otestovaný za sucha.
Pre prevádzkovaním alebo prepravou sa všetky rúrky prepláchnu vodou a sterilizujú sa parou. Zariadenie na množenie sa pred odoslaním vopred zmontuje a otestuje za sucha. V pravidelných intervaloch by sa mali kontrolovať ventily a vymieňať tesnenia.
Proces množenia v priemyselnom prostredí
Po dokončení čistenia na mieste a sterilizácie parou sa nádoba na množenie kvasníc naplní teplou alebo studenou mladinou. Mladina sa potom sterilizuje ohrievacím plášťom na kuželi a následne sa ochladí chladiacim plášťom na valcovej časti. Pred naočkovaním sa mladina prevzdušní sterilným vzduchom. Počas množenia kvasníc sa udržiava nastavená úroveň teploty a množiace sa kvasnice sa prevzdušňujú podľa požiadaviek konkrétneho kmeňa.
Kvasenie pivných kvasníc je vlastne vsádzkové kvasenie. Nádrže sa používajú hlavne na premenu cukru na alkohol, čo sa líši od konečného účelu fermentácie pekárskych kvasníc, ktorým je získanie samotných kvasníc. Konštrukcia nádrže na fermentáciu piva je samozrejme preto, že ide o anaeróbnu fermentáciu, ktorá je úplne odlišná od našich bežných aeróbnych fermentačných nádrží.
Zariadenia na skladovanie, revitalizáciu, zber a dávkovanie pivovarských kvasníc zahŕňajú regálové skladovacie a regeneračné tanky, stanice na rozmnožovanie kvasiniek a fľaše na skladovanie kvasníc.
Kvasenie a jeho priebeh
V druhej fáze technologickej výroby piva sa ochladená mladina, ktorá je zbavená kalov, spracováva na pivo kvasením. Tento proces môžeme rozdeliť na dva stupne. Pri hlavnom kvasení kvasinky skvasia dôležitú časť využiteľných látok, väčšina kvasníc sa oddelí podľa toho, o aké kvasenie ide. Pri hornom kvasení vyplávajú na povrch a pri spodnom sedimentujú na dne nádoby. Doba fermentace závisí na typu kvasnic a teplotě.
Hlavné kvasenie
Spodné kvasenie prebieha pri teplote 5 až 10 °C, pričom kvasnice sa usádzajú na dne kvasných nádob. Vrchné kvasenie prebieha pri teplote 10 až 20 °C a kvasnice sa zbierajú na povrchu v podobe peny. Na Slovensku sa pivo vyrába spodným kvasením.
Hlavné kvasenie prebieha v spilkách, čo sú chladené miestnosti vybavené kvasnými kaďami. Hlavné kvasenie trvá 6 až 14 dní pri teplote 6 °C a normálnom tlaku. Po naplnení kvasného tanku sa pridávajú kvasnice. Počas kvasenia sa premieňajú cukry na alkohol a CO2. Teplota kvasného piva sa udržiava na max. 11 °C. Vzniká pena, ktorá sa v prvých fázach skladá z bielych krúžkov, neskôr hnedých. Po skončení hlavného kvasenia sa mladé pivo dopravuje do tankov, kde dozrieva.
Hlavné kvasenie pozostáva z viacerých fáz. Na začiatok musíme spomenúť zaprašovanie, počas ktorého sa vytvorí pena na hladine zakvasenej mladiny. Následne pozorujeme vytváranie ružíc či nízkych bielych prúžkov na povrchu. Poslednou fázou je sedimentácia kvasníc, počas ktorej sa krúžky na hladine prepadnú a ostane tu len deka (vrstva tmavej peny). Tú však treba čo najrýchlejšie odstrániť, aby neprišlo k negatívnemu ovplyvneniu očakávanej horkosti nápoja.
Fermentation Process in Brewing: What Really Happens to Beer and How Yeast Turns Sugar Into Alcohol
Dokvasovanie (Ležanie)
Druhý stupeň sprevádza dokvasenie a ležanie. Tu je potrebný aj mierny tlak, vďaka ktorému dochádza k dokvaseniu extraktu. Dokvasovanie prebieha v uzavretých, ležiacich nádobách tri týždne až niekoľko mesiacov pri teplote asi 1 °C. Pivo sa nasýti vznikajúcim oxidom uhličitým a chuťovo dozrieva. Dotvára sa jeho chuť, vôňa, piteľnosť, penivosť i říz. Jedine pozvoľné prirodzené dozrievanie v ležiackych pivniciach je zárukou zaguľatenej chuti, dobrej piteľnosti, príjemného řízu a hustej trvanlivej peny.
Kvasnicové pivo sa vyrába pridaním mladého piva v štádiu kvasenia už do hotového piva, ktoré potom dokvasuje u spotrebiteľa. Má lepšiu chuť, väčšiu silu a stabilitu.
Príprava kvasiniek pre domáce varenie piva
Výber a aktivácia kvasiniek
Výber kvasnic závisí na typu piva, které chcete vařit. Pre fermentáciu 20 litrov mladiny budete musieť použiť jeden XL balíček WYEAST. Ak chcete použiť suché kvasinky, použite celé množstvo, ktoré je obsahom balíčku. Pred pridaním do mladiny kvasnice aktivujte. Ak viete kedy chcete začať vyrábať pivo a plánujete použiť kvasnice WYEAST, mali by ste si tieto kvasnice pripraviť pár dní vopred.
Hygiena a prevzdušňovanie mladiny
Vlastné domáce pivo je nesmierne uspokojivým výsledkom a môže mať presne tú chuť, ktorú ste si predstavovali. Všetky použité materiály musia byť po každom použití očistené. Infekcia môže spôsobiť zlú chuť piva alebo sa pivo môže stať dokonca nepitné.
Po tom, čo je mladina ochladená na teplotu približne 25°C môžete prvýkrát zmerať hustotu. Správne zmeranie hustoty sa vykonáva pri teplote 20°C. Mladinu je teraz najlepšie prevzdušniť alebo poriadne rozmiešať, aby sa do koncentrátu dostal kyslík. Po tom, čo bola mladina stočená môžete pridať kvasinky. Dôsledne ich rozmiešajte v mladine a zatvorte kvasnú nádobu vekom.
Pravidelná kontrola správneho kvasenia je veľmi dôležitá. Uistite sa, teplota okolia v noci príliš neklesne. Po približne desiatich dňoch fermentácie zmerajte hustotu a v závislosti od piva (pre silné pivá približne 1010-1015, pre ľahšie pivá 1000-1005) môžete začať so stáčaním piva do fliaš. Tento proces vykonajte čo najrýchlejšie, aby sa zabránilo nežiaducemu okysličovaniu.
Použité pivovarské kvasnice ako vedľajší produkt
Vznik a množstvo vedľajšieho produktu
Pivovarské kvasnice, ktoré sa používajú pri výrobe piva, vznikajú ako vedľajší produkt. Medzi priemyselnými aplikáciami Saccharomyces cerevisiae sú dve najznámejšie miesta, že pomáha pri varení piva, premene cukru na alkohol a zároveň pridáva chuť. Druhým je, že aktívne droždie sa používa pri pečení chleba, pomáha pečivu byť nadýchané a môže tiež pridať chuť.
Vyčerpané pivovarské kvasnice sú druhým najrozšírenejším vedľajším produktom pivovarov. Hlavným dôvodom je, že množstvo kvasiniek vyprodukovaných počas kvasenia piva je približne 4 až 5-násobok množstva kvasiniek pridaných na začiatku kvasenia. To znamená, že na každý kilogram kvasníc použitých na začatie kvasenia sa vyprodukuje ďalších 4 až 5 kilogramov kvasníc.
Vlastnosti a spracovanie použitých kvasníc
Relatívne jednoduchý spôsob spracovania pivných kvasníc je najprv vykonať predbežnú úpravu, ako je umývanie a odstránenie horkosti, potom vykonať drvenie stien a potom ďalšie spracovanie na získanie požadovaného kvasnicového prášku alebo kvasnicového extraktu. Konečný produkt získaný týmto jednoduchým procesom úpravy pivných kvasníc sa používa hlavne v oblasti krmív pre zvieratá, ale nemôže byť použitý v oblasti potravín a kozmetiky. Môže sa dokonca použiť ako prísada do média v oblasti biologickej fermentácie, čo je nevyhovujúce. To je veľmi odlišné od kvasnicového extraktu vyrobeného čisto z pekárskych kvasníc s použitím zdrojov cukru.
Extrakt z pivných odpadových kvasníc má silnú horkú chuť. Podľa úrovne horkosti piva medzi 5 a 120 je hodnota horkosti EBU mnohých testovaných práškov suchého extraktu vyššia ako 8, mnohé sú dokonca vyššie ako 30 a dokonca sú sprevádzané určitým nežiadúcim koksom. Pastovitá chuť.
Produkcia použitých pivných kvasníc je veľká a je tu veľký priestor na zlepšenie hodnoty. Aby sa zlepšila kvalita odpadových kvasnicových produktov, mnohé spoločnosti vynaložili v týchto oblastiach veľké úsilie, najmä niektorí známi medzinárodní pivovarníci. Použitie odpadových pivných kvasníc na výrobu špičkových produktov kvasnicového extraktu sa realizuje na medzinárodnej úrovni. Následný proces narušenia bunkovej steny môže mať veľa meniacich sa faktorov, ktoré vedú k rôznym výsledkom, ale je to aj smer väčšiny výskumov.
Nutričný a zdravotný význam pivovarských kvasníc
V pivovarských kvasniciach sa vyskytujú už spomenuté pivovarské kvasinky, teda jednobunkové organizmy rodu Saccharomyces cerevisiae, ktoré dokážu premeniť cukry na oxid uhličitý a etanol. Kvasnice sú vytvárané z 50% bielkovinami.
Zloženie
- Mimoriadne bohatý zdroj rôznych druhov vitamínov (najmä B skupiny).
- Obsahujú minerálne látky alebo stopové prvky ako chróm, železo, selén, jód, draslík.
- Bohaté sú aj na esenciálne kyseliny, nenasýtené mastné kyseliny alebo RNA Nukleové kyseliny.
Zdravotné benefity
Pivovarské kvasnice sú zaujímavý doplnok stravy pri rôznych ochoreniach. Pomáhajú pri zvýšenej duševnej a telesnej záťaži, zápale pečene či pri onkologických ochoreniach a rádioterapii. Podporujú trávenie vďaka vysokému obsahu spomenutých vitamínov B (najmä B12). Ak trpíte ich nedostatkom, poškodzuje sa metabolický proces. Ak pivovarské kvasnice vysušíte, dostanete tak prostriedok s priaznivým vplyvom na obnovenie črevnej mikroflóry, teda na zlepšenie imunity. Vitamíny B majú preukázané účinky pri pôsobení na demenciu, kardiovaskulárne choroby, chronickú artritídu alebo demenciu.
Praktické využitie
Poznáte prášok alebo vločky z pivovarských kvasníc? Využiť ich môžete do rôznych jedál. Ochuťte nimi polievky alebo omáčky, hodia sa aj do smoothie alebo šalátov. Skúste ich pridávať surové, pri varení strácajú podstatnú časť svojich pozitívnych látok.