2014 Júl 20

Az alakorból készült első magyar biosör gyártástechnológiájának kidolgozása

0 Comment

A Biokultúra korábbi számaiban ismereteket lehetett szerezni az alakor, ősi búza faj ökológiai nemesítéséről és termeszthetőségéről (2009/5), majd egy későbbi kiadásban ugyanennek az alapanyagnak a söripari alkalmazhatóságának vizsgálatairól számolt be (2011/3) az a konzorcium, mely célul tűzte ki, hogy e nemes gabonából, a megfelelő sörgyártási technológia optimalizásával forgalomba hozza az első magyar biosör terméket. Az alábbiakban ennek a kutatásnak az egyes lépéseiről számolunk be, a malátázás optimalizásától kezdve, a cefrézési folyamatok meghatározásán keresztül, a fermentációs lépések megvalósításán át, a készterméket jellemző paraméterek meghatározásáig. Az MV Alkor biosör 2013 júliusa óta a kereskedelmi üzletláncok boltjainak polcán megvásárolható, és a visszajelzések egyértelműen pozitívak a termékkel kapcsolatban.

A siker eléréséhez rögös út vezetett, mert bár a korábbi gabonaminősítési vizsgálataink eredményei egyértelműen igazolták, hogy az alakor búza megfelel söripari alkalmazásra, hátra volt még annak megállapítása, hogy az egyes technológiai lépéseknél a sörgyártás során, melyek azok a legalkalmasabb paraméterek, ahol a legjobb söripari mérőszámokat érhetjük el, valamint, hogy a késztermékbe bekerülő többi anyag (bioárpa, biokomló, GMO mentes élesztő) milyen karaktert fog kialakítani e különleges gabonával.

A projekt ideje alatt öt évjáratból származó alakor vizsgálatára volt lehetőségünk. Az első évben a mintákat az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetének Génmegőrzési és Organikus Nemesítési Osztálya bocsátotta a rendelkezésünkre (162 Törpe alakor, 154 Törpe alakor, MV Alkor). Munkánk második esztendejétől kezdve a Körös-Maros Biofarm Kft.-től kapott bio MV Alkor búzával dolgoztunk, mely a minősítések szerint söripari szempontból a legjobban megfelelt. A különböző évek betakarításaiból származó gabonákat az adott évvel azonosítottuk (bio MV Alkor 2009/2010/2011/…), a 2010-ből és 2011-ből származó alakorokkal optimáltuk a malátázást, majd az általunk gyártott alapanyagból félüzemi főzésekkel (50 l) meghatároztuk a hántolt/hántolatlan szemek, valamint a malátázott és malátázatlan szemek megfelelő arányát, illetve kísérleteztünk a komlófajták kiválasztásával a búzasör jelleghez illő keserűség és aroma karakter kialakítása érdekében. A 2012-es aratásból származó bio MV Alkor tétellel a cefrézési, szűrési folyamatokat vizsgáltuk, meghatároztuk az alakor malátában szintetizálódott enzimek környezeti paramétereit, amelyeknél a maximális enzim-aktivitási értékeket lehet elérni (hőmérsékleti és pH optimumok, csirizesedési pont). Végül a 2013-ban betakarított bio MV Alkor 2013-al az erjesztést modelleztük kísérleti sörfőzdénkben, kiválasztva a megfelelő élesztő fajtát a kb. 4,5 v/v% alkohol-tartalom eléréséhez, valamint arra törekedtünk, hogy az élesztő egy egyedi, különleges aroma összetételt alakítson ki anyagcsere folyamatai által a kész sörben. A technológiai folyamatok optimálása mellett minden évben az alapanyagokban, a sörlevekben és az elkészült sörökben speciális beltartalmi értékeket mértünk (mikro- és makroelem összetétel, antioxidáns-kapacitás, polifenol-, vitamintartalom), mely paraméterekkel az alakor biosör egészségvédő hatását kívántuk igazolni. A több éves kutatómunka eredményeit az utolsó fázisban kamatoztattuk, amikor léptéknöveléssel megvalósítottuk az általunk optimált technológiát az orgoványi Akpedo Kft. tulajdonában lévő kisüzemi sörfőzdében.

alakor ábra 1

Malátázás optimálása

A fentiek tükrében, a teljesség igénye nélkül, szeretnénk kiemelni a leglényegesebb és érdekesebb technológiai- és termékfejlesztési kísérletek eredményeit. Magyarországon még nem készült alakor búza felhasználásával sör, és a szakirodalomban sem található túl sok közlemény az alakor malátázásával és a sörkészítéssel kapcsolatban. Ennek megfelelően első feladat az alakor malátázási technológiájának kidolgozása volt, amelynek eredményességét a maláta megfelelő enzimaktivitása és beltartalmi komponenseinek bizonyos mértékű lebomlása jelentette. Az egyes műveleti lépések (áztatás, csíráztatás, aszalás) környezeti paraméterei (időtartam, hőmérséklet, oxigénellátás, nedvességtartalom) határozzák meg a maláta oldottságát, enzimkészletét és annak aktivitását. Ezek az értékek árpa csíráztatása során jól definiáltak, az alakor csíráztatásával kapcsolatban azonban nincsenek tapasztalatok, ezért a malátázás optimálására volt szükség. A búzaszemek viselkedését az intenzív vízfelvételi szakaszban, valamint a csírázásnál kis csíráztató edényekben figyeltük meg, a tényleges optimálási kísérleteket az egyetem mikro-malátázó berendezésében hajtottuk végre számítógépes programmal szabályozva, így reprodukálható módon követtük nyomon a megfelelő paraméterekkel beállított malátázási folyamatot.

alakor ábra 2

2. ábra | Pelyvás és hántolt alakor szemek változása az 5 napos csíráztatás alatt különböző tárolási módoknál és eltérő mértékű hántolásnál

Az első kísérlet sorozatban vizsgáltuk a pelyvás (hántolatlan) és a hántolt magvak csírázása közötti különbségeket, a hántolás mértékének hatását (kíméletesen, közepesen, erősen hántolt tételek), valamint a tárolási körülmények (hidegen/melegen tárolt gabona) különbözőségeit. A tárolás körülményei, az eltérő hőmérséklet nem befolyásolta jelentősen a malátázási folyamatokat. A pelyvával történő csíráztatás leglényegesebb tapasztalata, hogy a vastag héj gyorsan átnedvesedik, és a második-harmadik naptól – bár intenzíven forgattuk a rakást – erősen hajlamosak voltak a tételek a penészesedésre. A hántolás mértéke jelentősen hatott a csírázási folyamatokra, az erősen hántolt szemek a lágy sikértartalom, a puha magbelső miatt könnyen sérülnek, töredeznek. Leginkább a külső, aleuron réteg károsodott, mely az enzimképződés szöveti helyszíne, így a csökkent biológiai aktivitás miatt tökéleten volt a makromolekulák lebontása (keményítő, prolaminok, lipidek, ß-glükán), ezért az embrió fejlődése is gátolt volt. A másik problémát az endosperm sejtek felszakadása, s a bennük lévő keményítőtartalom szabaddá válása okozta, mely a vízzel keveredve szétterült a szemek felületén és gyakorlatilag „lefojtotta” a csírázást. A nagyon kíméletesen hántolt alakornál ez kevésbé jelentett problémát, sőt tapasztaltuk, hogy a félbe tört szemek is kicsíráztak, de ez természetesen nem célja a malátázásnak. Összességében a kísérletsorozat tapasztalataiból leszűrhető, hogy az alakort pelyvásan lehet csak megfelelően malátázni, de a technológiai megvalósításnál a több vízcserét és a gyakori mozgatást meg kell valósítani.

alakor ábra 3

3. ábra | Pelyvás és hántolt alakor szemek változásai a csíráztatás során (a hántolt tétel a sérülések miatt a felületén sok szabaddá vált keményítőt mutat)

A tapasztalatok leszűrése után tanszékünk mikro-malátázó berendezésében folytattuk a malátázási művelet kidolgozását. A mikro-malátázó berendezés lehetővé teszi az alakor megfelelő, üzemi méretre is átültethető malátázási technológiájának kidolgozását. Az áztatás időtartamának, az áztatóvíz hőfokának optimálását, a levegőztetések és a vízcserék gyakoriságának ütemezését, a csíráztatás hőmérsékletvezetésének, a levegőztetés, a nedvesítés mértékének, a levegő összetételének forgatás gyakoriságának optimálását, valamint az aszalás paramétereinek meghatározását (a fonnyasztás hőfoka, időtartama, a végaszalás hőfoka, időtartama).

A berendezéssel további adalékanyag hozzáadása is lehetséges (a szakirodalomban található közlések szerint az esetek többségében gibberellin savat adagolnak az áztató vízhez, amely egy csíranövekedést serkentő hormon, ezáltal lerövidíthető a csírázási idő és a szem belsejében kialakuló enzimháztartás is szabályozható). A bio MV Alkor 2010-es és 2011-es mintákból 5 féle beállítással 8-8 kg malátát készítettünk. A kész malátákat az árpamaláta minősítésére kidolgozott módszerek segítségével vizsgáltuk. Elvégeztük a szűrési tesztet, meghatároztuk a maláták nedvességtartalmát, kongresszusi sörlé vizsgálati módszerrel megmértük az extrakt-tartalmat, extrakt-differenciát, az elcukrosodási időt, a szűrési időt, színt, pH-t, végerjedésfokot, fehérjetartalmat. A kész maláták enzimaktivitására a Hartong négycefrés módszer alapján következtettünk. Megmértük a szabad amino-nitrogén-tartalmakat, meghatároztuk a fehérje oldottság mértékét, a sörlevek szénhidrát összetételét, β-glükán tartalmát, így azokat a technológiai paramétereket, amelyeknél a legnagyobb extrakt-tartalmat, enzimaktivitást, megfelelő aminosav értéket tapasztaltuk, azt fogadtuk el a legmegfelelőbb malátázási eljárásnak.

A maláta előállításának paraméterei az alábbiak voltak:

  • áztatás: két ciklusban 20 órán keresztül 15°C-os vízben, közben 5 órás pihenő levegő áramoltatással, víz bespricceléssel és óránként 40 forgatással;
  • csíráztatás: 5 napon keresztül 45-47%-os nedvességtartalom mellett 22°C-os hőmérséklettől 22°C-ra csökkentve a csíráztatás végére a hőmérsékletet, állandó forgatással és víz bespricceléssel;
  • aszalás: 20 óra 50°C-on, 2 óra 68°C-on, 4 óra 83°C-on.
alakor ábra 4

4. ábra | Infúziós és dekokciós cefrézések diagramjai

Cefrézés paramétereinek meghatározása

A malátázás után a főzőházi műveletek következnek a sörgyártásban. A folyamat a maláta őrlésével indul, majd a megfelelő szemcseméretű őrleményt becefrézzük, hogy a magokban található hasznos anyagok (extrakt) a sörfőző vízbe kerüljenek. A kimért malátát és alakort a szemes termény roppantóval megőröltük. A cefrézés, szűrés és a végtermék minőségének szempontjából fontos, hogy az őrleményünk minősége megfelelő legyen. Az őrlemény összetételét a rovátkolt tengelyek távolságának változtatásával tudjuk befolyásolni. Az alakor sör receptúrájának kialakításában elsődleges szempont volt, hogy megfeleljünk annak a követelménynek, hogy a termék „alakor sör” legyen, tehát a felhasznált gabonák 51%-ának minimum ennek a búzafajtának kellett lennie. Egy másik Élelmiszerkönyvi (2-702) kritérium, hogy akkor lehet a terméket sörnek nevezni, ha a sörlé szárazanyag-tartalmának legfeljebb 30%-át adja a pótanyag (malátázatlan szemek), a többinek bio árpából és/vagy bio alakor malátából kell származnia.

A cefrézési technológia kiválasztásánál a korábbi vizsgálataink értelmében, mivel az alakor endospermjében található keményítőszemcsék csirizesedési pontja nagyobb, mint az árpáé, ezért meg kellett állapítanunk, hogy tudunk-e megfelelő sörlevet előállítani infúziós eljárással, vagy esetleg a kicsit bonyolultabb (nem egy, hanem két berendezést igényel, egy cefreforraló- és egy bekeverő üstöt) dekokciós eljárást kell alkalmaznunk. Ennek eldöntésére számos beállítással többféle receptúra keveréket állítottunk össze (tartva az 51-49%-os alakor/árpamaláta arányt). A laboratóriumi próbacefrézés során mért cukrosodási idők, extrakt-tartalmak, szűrési idők, szín értékek alapján kiválasztottuk a legjobb paramétereket produkáló receptúrákat és léptéknöveléssel félüzemi körülmények között modelleztük a két eljárást (1. táblázat). A őrlemény összetételében malátázatlan és malátázott alakort is kevertünk, valamint a sör szép borostyán sárga színét adó speciális karamell malátát.

Cefrézési
eljárás
Felhasznált
víz helye
Víz
m. (l)
Őrlemény helye Őrlemény típusa Őrlemény
mennyiség (kg)
Őrlemény
aránya (%)
Infúziós Bekeverő üst 40 Bekeverő üst Árpamaláta 4,9 49
Malátázott alakor 2,6 26
Malátázatlan alakor 2,5 25
Dekokciós Bekeverő üst 15 Bekeverő üst Árpamaláta 3,9 39
Malátázott alakor 2,6 26
Cefreforraló üst 25 Cefreforraló üst Malátázatlan alakor 2,5 25
Árpamaláta 1 10

1. táblázat | A becefrézési paraméterek a két cefrézési eljárás esetén

A cefrézés bonyolult fizikai, kémiai és biokémiai folyamatok összetett művelete, mely során az árpa és az alakormaláta őrlemény oldható anyagai (szerves savak, egyszerű cukrok, fenolos vegyületek, vitaminok, ásványi anyagok) a sörfőző vízbe oldódnak. A többi, vízben oldhatatlan, többnyire nagy makromolekulák (keményítő, fehérjék, lipidek) specifikus enzimek segítségével, (melyek a malátában vannak jelen) kis molekulatömegű termékké bomlanak, melyek így már víz oldhatóvá válnak és szintén a sörlé extrakt-tartalmához járulnak hozzá. A cefrézés megvalósításakor a cefrét az adott enzimek hőfok optimumán tartjuk, ezt enzimes pihenőknek nevezzük (4. ábra). Az alakor malátában lévő ß-amiláz enzim hőfok optimumát is meghatároztuk. A dekokció alkalmazásakor a cefreforralóban a cefre egy kisebb hányadát elkülönítjük és felforraljuk. Ezzel az alakorban lévő keményítőszemcséket hővel feltárjuk, hogy visszavezetve az alapcefrébe a forralt részt, a keményítőbontó enzimeknek több kiindulási anyag áll rendelkezésre, megfelelő állapotban, így nagyobb extrakt-tartalmat tudunk elérni.

Cefreszűrés

A cefrézések befejezésével a cefréket átszivattyúztuk a szűrőkádba, ahol ülepedni hagytuk őket. Mikor kialakult a megfelelő szűrőréteg, a törkölyön keresztül elkezdtünk szűrni. A szűrést úgy kell végezni, hogy a szűrőréteg ne tömörödjön össze, és ha szükséges, akkor a törkölylazítóval meg lehet lazítani a törkölyt. A szűrés elején a szűrleteket cirkuláltattuk a törkölyön keresztül, mivel azok nem voltak eléggé tükrösek. A szűrés után kapott színsörleveket a komlóforralóba szivattyúztuk. A színsörlevek extrakt-tartalmát és mennyiségét szacharométer és szintjelző bot segítségével megmértük.

Komlóforralás

A komlóforralás előtt megmértük a sörlé extrakt-tartalmát és mennyiségét, majd a sörleveket felmelegítettük 100°C-ra, hogy beinduljon a forrás. A forralások elején hozzáadtuk a keserűkomlót, a forralás vége előtt pedig az aromakomlót. A komlóforralás befejeztével megmértük a komlózott sörlevek extrakt-tartalmát és mennyiségét. Számos komló fajtát kipróbáltunk, melyek fűszeres, citrusos, gyantás, banános, vaníliás, herbás karaktert adtak a sörnek, ezekből érzékszervi bírálattal választottuk ki, ami leginkább illett a búza sör jelleghez. A komlózás mértékét is számos kísérlettel állítottuk be és a termékek keserű értékét mértük a reprodukálhatóság érdekében (2. táblázat).

Műveleti lépés Infúziós cefrézés Dekokciós cefrézés
Cefrézés Elcukrosodási idő (perc) 10 10
Cefreszűrés Ülepítés időtartama (perc) 20 20
Színlé elvételének időtartama (perc) 40 48
Színlé extrakt-tartalma (°B) 13,6 15
Színlé mennyisége (l) 30 26
Máslás Máslás időtartama (perc) 9 26
Első máslás extrakt-tartalma (°B) 3,6 5,1
Komlóforralás Teleüst extrakt-tartalma (°B) 10,6 11,1
Teleüst mennyisége (l) 45 47
Komlóforralás időtartama (perc) 90 90
Keserűkomló hozzáadásának időpontja a forralás
10. perce
a forralás
10. perce
Keserűkomló mennyisége (g) 20 20
Aromakomló hozzáadásának időpontja a forralás
80. perce
a forralás
80. perce
Aromakomló mennyisége (g) 20 20
Komlózott sörlé extrakt-tartalma (°B) 12,5 13,6
Komlózott sörlé mennyisége (l) 36 40
Komlózott sörlé színe (EBC egység) 29 46
Komlózott sörlé pH-ja 5,87 5,78

2. táblázat | Az infúziós és a dekokciós sörfőzés paraméterei

A cefrézések, szűrések, komlóforralások eredményei:

  • A kinyerhető extrakt-mennyisége a várakozásunknak megfelelően alakult, a dekokciós cefrézésnél volt a nagyobb, az intenzívebb keményítő feltárás miatt.
  • Megállapítottuk az enzimes pihenők legmegfelelőbb hőmérsékleteit és azok idejét (szerencsére az árpa és az alakormaláta enzimjeinek hasonló a hőmérsékleti optimuma).
  • Meghatároztuk a legjobb víz:őrlemény arányt.
  • Kidolgoztunk egy világos, de különlegesen borostyánra emlékeztető színű sörlét adó receptúrát, megfelelő beltartalmi értékekkel.
  • A cefreszűrés mindkét esetben zökkenőmentesen ment végbe.
  • A szín a dekokciós cefrézésnél lett sötétebb, a cefreforralás során bekövetkezett hőterhelés következtében.
  • Egy különleges aroma komló készítménnyel elértünk egy a búzasörökhöz illő enyhén citrusos karaktert, a megfelelő keserűérték beállítása mellett.
  • Az örvénykádban sikeresen távolítottuk el a forró seprőt.
  • A sörlevet 12°C-ra hűtöttük, majd a beélesztőzéshez 500 ml élesztőt használtunk.

Erjesztés

A sörélesztő a sörkészítés egyik legfontosabb alapanyaga. Az élesztő felel azért, hogy a cefrében oldott cukrokat, alkoholra és szén-dioxidra bontsa le az erjedés során. Az összetevő fontosságát mutatja, hogy a folyamat melléktermékeként olyan metabolikus vegyületek keletkeznek, melyek nagyban befolyásolják a kész sör ízét. Pusztán az élesztőtörzs megváltoztatásával ugyanabból a cefréből teljesen más ízű sört tudunk készíteni. Az ale sörök felsőerjesztésű élesztővel (Saccharomyces cerevisiae), a láger sörök alsóerjesztésű élesztővel (Saccharomyces carlsbergensis), a lambic sörök pedig különböző a levegőben megtalálható élesztő- és baktériumtörzsek spontán erjesztésével készülnek. A forgalomba lévő búza söröket szinte kivétel nélkül felsőerjesztésű élesztőkkel erjesztik, mert az így kialakult aroma karakter illik leginkább a búza malátás, gabonás íz világához. A felsőerjesztésű élesztővel készült alesörök íze észteres, gyümölcsös, néha gyógynövényes (herbás), kicsit gyantás és malátás is egyben. Kutatásaink során számos élesztő fajtát próbáltunk ki, melyek közül íz- és illatkarakter tekintetében a legharmonikusabb aromavilágú sört erjesztő fajtát választottuk ki. A fermentáció minden sörfőzésnél zavartalanul lezajlott (5. ábra), a kiindulási extrakt-tartalom függvényében 4,2-4,6 v/v% alkoholtartalmú söröket sikerült előállítani. Az ale élesztők végerjedés foka kisebb, mint a láger élesztőké, ezért az alkohol kihozatal is kevesebb lesz.

A főerjedés után a söröket még egy hónapig ászokoltuk, érleltük, hogy a komlóaromák megfelelően érvényesüljenek, a sör testessé váljon, így az utóerjesztés folyamán a sör jelentős íz-javuláson ment keresztül. A habtartóssága és a szénsavassága az alakor sörnek megfelelő volt.

A kifejlesztett termék világos borostyán sárga színű, dús fehér habbal, apró gyöngyöző buborékokkal. Illatában egyaránt érződik a karamell maláta édeskés karaktere és három féle komló friss citrusos aromája, amit kiválóan alátámaszt a felsőerjesztésű élesztő aromagazdagsága. Ízében érződik az alakor gabonás jellege, teltsége, a kóstolás végén megjelenő finom, nemes komlókeserűséggel. Az alkohol kiválóan belesimul a termék ízébe, aromájába.

alakor ábra 5

5. ábra | Az alakor sör erjesztési diagramja

alakor ábra 6

6. ábra | A kész termék

Az alakor sör egészségvédő hatása

A biogazdálkodás folyamatos fejlődésének köszönhetően a fogyasztói igények középpontjába egyre inkább az egészséges életmód szempontjai kerülnek. A fogyasztók elkezdtek figyelni arra, hogy táplálékuk milyen hatást gyakorol közérzetükre és életminőségükre. Az alakor egy olyan ősi búzafajta, amelynek természetes védekező rendszere lehetőséget ad annak vegyszermentes termesztésére, tehát biogazdálkodásba könnyen bevonható, valamint gazdag ásványi anyagokban, vitaminokban és fenolos komponensekben. A sörben lévő gyök-fogó anyagok (antioxidánsok) 70-80%-a a malátából, míg a maradék 20-30% a komlóból származik. Felépítésüket tekintve lehetnek fenolok, fahéjsav származékok, katechinek, proantocianidinek, flavonoidok, α-savak, izo-α-savak. Az antioxidánstartalom nyilvánvalóan függ az alapanyagok minőségétől.

Mind az árpa és alakor szemek, mind a kész sör minták antioxidáns kapacitását is meghatároztuk négy különböző módszer segítségével (FRAP, DPPH, TEAC, TPC), valamint az alakor sör mikro- és makroelem összetételét mértük ICP módszerrel (3. táblázat és 7. ábra).

Ásványi anyag Alakor sör mg/L Napi ásványi anyag bevitel
referencia értékek (RDA) szükséglet mg
RDA% % Irodalmi adatok* mg/L Hazai sörök, átlag** mg/L
Ca 24,9 800 3,11 4-195 28,2
Cu H.A. 1 0-1,2 0,116
Fe 0,31 14 2,21 0-2 0,07
K 696,2 2000 34,8 100-780 385
Mg 76,9 375 20,5 52-270 68
Mn 0,19 2 9,5 0-0,35 0,09
Na 38,9 NA 9-230 35
Zn 0,18 10 1,8 0,02-4,5 0,15

* Krüger, E., Anger, H.M. (1990): Kennzahlen zur Betriebskontrolle und Qualität­-sbeschriebung in der Brauwirtschaft. Behr”s Verlag GmbH & Co., Hamburg
** Beáta, Hegyesné-Vecseri (2004): Ásványi anyag tartalom tanulmányozása a sörgyártás műveleti lépései során. Doktori értekezés. Budapest

3. táblázat | Alakor sör ásványi anyag tartalma

Sörök antioxidáns tartalma

7. ábra | Sörök antioxidáns tartalma

Kiss Zsuzsanna – Hegyesné dr. Vecseri Beáta
– dr. Kun Szilárd – Fogarasi Attila

(Biokultúra 2014/3)

[top]