Technologie Przemysłów Fermentacyjnych
Surowce browarnicze
ĆW. 2
Rok III
Kierunek Technologia Żywności
Do produkcji piwa potrzebne sÄ… cztery surowce:
woda, jęczmień, drożdże i chmiel.
Jęczmień jest głównym surowcem, a o jego przydatności decyduje wysoka zawartość
skrobi. Przed użyciem w browarze, jęczmień zostaje poddany
słodowaniu. Jako dodatki stosuje się także zboża niesłodowane, takie jak
kukurydza, ryż, sorgo, pszenica.
Chmiel nadaje piwu goryczkę i ma duży wpływ na aromat piwa.
Woda  pod względem ilościowym
dominującym składnikiem jest woda.
Drożdże mają znaczący wpływ na bukiet
smakowo-zapachowy i jakość piwa poprzez
produkty uboczne ich metabolizmu,
wydzielane oprócz etanolu w czasie
fermentacji alkoholowej, w wyniku której z
brzeczki słodowej powstaje piwo.
1. Jęczmień: formy i odmiany
Jęczmień należy do rodziny traw o
łacińskiej nazwie Gramineae i występuje
w dwóch zasadniczych formach jako
roślina ozima (wysiewany około połowy
września) i jara (wysiewana w marcu lub
kwietniu).
W obu formach występują gatunki, które
zależnie od rozmieszczenia ziaren na
osadce kłosowej dzielimy na dwurzędowe
i wielorzędowe.
U jęczmion wielorzędowych na każdym
piętrze szczypułki kłosowej płodne są wszystkie trzy kłoski, które po zapyleniu wytwarzają
po jednym ziarnie każdy. Patrząc z góry na kłos widzimy po trzy ziarna z każdej strony i
nazywamy taki jęczmień sześciorzędowym.
U jęczmion dwurzędowych, tylko środkowe kłoski każdej trójki są płodne i na każdym
piętrze osadki kłosowej rozwija się tylko jedno ziarno. Patrząc z góry na kłos widzimy tylko
dwa rzędy ziaren po jednym z każdej strony.
Na słód piwowarski nadają się głównie dwurzędowe odmiany jęczmienia jarego.
Jęczmiona dwurzędowe mają duże, brzuchate ziarna. Dzięki temu ziarno zawiera więcej
cennych dla browaru składników, a mniejszy udział łuski oznacza mniej garbników i ciał
gorzkich. Jego cechÄ… charakterystycznÄ… sÄ… ziarna symetrycznie podzielone bruzdkÄ….
Jęczmiona sześciorzędowe mają ziarno różnej wielkości. Ziarna środkowe są większe niż
te rozwijające się w rzędach bocznych.
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej 1
www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt
Technologie Przemysłów Fermentacyjnych
Surowce browarnicze
ĆW. 2
Rok III
Kierunek Technologia Żywności
Aktualnie w Polsce uprawia się 7 odmian jęczmion jarych i jedną ozimą o nazwie
MARINKA  daje słody ciemniejsze od jęczmion jarych.
Każdą odmianę charakteryzuje kształt ziarna, wygląd zewnętrzny, grubość łuski,
zawartość białka, ekstraktywność jęczmienia i podatność na rozluz
nienie bielma podczas
kiełkowania.
2. Jęczmień: budowa ziarna
Rys. 1. Ziarna skrobi w bielmie jęczmienia
(z
ródło: Kunze, Technologia słodu i piwa)
Ziarno jęczmienia można podzielić na trzy
zasadnicze części: część zarodkową, bielmo i
okrywy ziarna.
Bielmo ziarna jęczmienia składa się z dużych,
cienkościennych komórek wypełnionych ziarnami
skrobi. Skrobia występuje w postaci dużych i
małych ziaren. Duże ziarna skrobi jęczmiennej typu
A  majÄ… Å›rednicÄ™ od 20-30µm, a maÅ‚e  typu B 
Å›rednicÄ™ 3-5µm. Masa maÅ‚ych ziaren stanowi
zaledwie 3-10% całkowitej masy skrobi zawartej w
bielmie. Wolne przestrzenie między ziarnami
skrobi, oraz przestrzeń między komórkami bielma
wypełniona jest substancjami białkowymi i
hemicelulozami. Od obfitości lub braku tych
substancji zależy tzw. szklistość lub mączystość
ziarna.
Rys. 2 Warstwa aleuronowa
Szklistość trwała w przeciwieństwie do
szklistości przemijającej nie ustępuje po
namoczeniu i wysuszeniu ziarna. Ziarna
mączyste, nie zawierające białka
zapasowego w bielmie, lepiej chłoną wodę, i
szybciej ulegajÄ… rozluz
nieniu, przez co sÄ…
bardziej pożądane w browarnictwie. Ściany
komórkowe bielma w ziarnie jęczmienia
zbudowane są z substancji, której: 75%
stanowiÄ… beta-glukany, 15% to araboksylany,
5 % to białka, 3% glukomannany.
Warstwa aleuronowa otacza bielmo, składa
się z 2 lub 3 warstw grubościennych
komórek bogatych w białko. Stanowi punkt
wyjścia przy tworzeniu się większości
enzymów podczas słodowania.
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej 2
www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt
Technologie Przemysłów Fermentacyjnych
Surowce browarnicze
ĆW. 2
Rok III
Kierunek Technologia Żywności
1  Å‚uska,
2  okrywa owocowa,
3  okrywa nasienna,
4  warstwa aleuronowa,
5  część mączysta,
6  tarczka, 7  pÄ…czek,
8  zaczÄ…tek kielicha
liścieniowego,
9  zaczÄ…tek kielicha
korzonkowego
Rys. 3 Budowa ziarna jęczmienia
3. Jęczmień: skład chemiczny
jęczmienia browarowego
Wyszczególnienie Zwartość [%] Wilgotność ziarna waha się w granicach 13
18%. Jęczmień ocenia się jako suchy, gdy
woda 13 18
zawiera <15% wody, a mokry przy 17 18%
skrobia 54 64
wilgoci. Jęczmień mokry charakteryzuje się
hemiceluloza 8 12
mniejszą ekstraktywnością i jest trudniejszy
cukry 2,1 2,2
w przechowywaniu. Wilgotne ziarno jest
kwasy tłuszczowe 2 3
również bardziej podatne na zakażenia
zwiÄ…zki mineralne 2 3
mikrobiologiczne odpowiedzialne za
związki białkowe 9 11
nieprzyjemny zapach.
Przekrój bielma charakteryzuje jęczmień jako mączysty, bądz
szklisty. Jęczmień szklisty
jest to jęczmień wysokokobiałkowy, a mączysty posiada przewagę skrobi. W
browarnictwie jęczmień na słód nie powinien przekraczać zawartości 11,5% białka.
Szklistość może zanikać po namoczeniu i wysuszeniu ziarna. Szklistość przejściowa
świadczy o tym, że jęczmień dojrzewał i był sprzątany z pola przy upalnej, suchej
pogodzie, a szklistość trwała spowodowana jest zbyt suchą pogodą w okresie wegetacji,
która doprowadziła do niedojrzałości jęczmienia.
Jęczmień charakteryzują:
1) czynniki fizyczne:
" ciężar 1000 ziaren
" wyrównanie
2) czynniki fizjologiczne:
" zdolność kiełkowania
3) czynniki chemiczne:
" skład chemiczny.
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej 3
www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt
Technologie Przemysłów Fermentacyjnych
Surowce browarnicze
ĆW. 2
Rok III
Kierunek Technologia Żywności
4. Słód browarowy
Słód jest specyficznym, podstawowym surowcem do produkcji piwa. Wpływ słodu na
jakość piwa jest powszechnie znany. Niektóre własności słodu jak barwa, smak, zapach
decydują bezpośrednio o typie piwa, inne zaś, jak np. substancje ekstraktywne i stopień
rozkładu białek, wywierają istotny wpływ na jego jakość. Słód uzyskuje swoje
charakterystyczne właściwości podczas procesu słodowania, niektóre z nich zależą jednak
także od rodzaju użytego jęczmienia.
W Europie do użytku na potrzeby browarów stosuje się jęczmień dwurzędowy jary, o
kłosie zwisłym, pełnoziarnisty, o delikatnej łusce i niskiej zawartości białka. Proces
słodowania i suszenia powinien być przeprowadzany bardzo starannie, bowiem wszystkie
zaniedbania odbijają się na jakości produktu.
Słód powinien być w dotyku suchy i nie pokryty kurzem. Zapach czysty, słodowy, u słodów
ciemnych bardziej wyraz
ny, aromatyczny, bez wyczuwalnego zapachu pleśni, stęchlizny
lub kurzu. Czasami bada się także smak słodu. Powinien on być przyjemnie słodkawy.
A
uska powinna mieć barwę równomierną, jasnożółtą. Ciemne zabarwienie końców ziaren
świadczy o użyciu jęczmienia zamokłego.
Dobrze rozluz
nione, kruche ziarno słodowe zachowuje kształt i wielkość ziarna użytego
jęczmienia. Ziarna szkliste, nadmiernie namoczone, o mazistym rozluz
nieniu lub
nieostrożnie suszone są pomarszczone i mniejsze, co wpływa na zwiększenie różnicy
pomiędzy ekstraktem w śrucie i w mące. Wilgotność słodu ma duże znaczenie
gospodarcze i jakościowe. Zawartość wody w przechowywanym słodzie nie powinna
przekroczyć 6%. W słodzie wilgotnym zostaje wznowiona działalność enzymów, zaś słód
traci aromat oraz swoje charakterystyczne własności.
Ekstraktywność słodu wyraża się w sumie ekstraktywnych substancji, które przeszły do
roztworu podczas zacierania konwencjonalnego. Przez zacieranie dekokcyjne można
uzyskać nieco większe wartości, ogólnie jednak ekstrakt uzyskany metodą
konwencjonalną uważa się z punktu widzenia jakości słodu za maksymalny. Stanowi on
kryterium wydajności i służy do obliczania wielkości zasypu. Ekstraktywność słodu jest
uzależniona od jakości użytego jęczmienia i waha się w granicach 76 82%. W słodach
ciemnych jest niższa o 1 2%.
Czas scukrzania (czyli czas potrzebny do zhydrolizowania całej zawartej w słodzie skrobi
do cukrów) zależy od stopnia rozluz
nienia słodu i zawartości aktywnych amylaz. Słody z
le
rozluz
nione, suszone w zbyt wysokich temperaturach z
le siÄ™ scukrzajÄ…. SÅ‚ody jasne
scukrzajÄ… siÄ™ zwykle w ciÄ…gu 10 15 minut, ciemne najdalej w ciÄ…gu 30 35 minut. Brzeczki
ze słodów dobrze rozluz
nionych sączą się szybko i są klarowne. Brzeczki ze słodów z
le
rozluz
nionych sączą się powoli i są zazwyczaj mętne.
Siła diastatyczna określana jest metodą Windisch Kolbacha i wyraża się w gramach
maltozy powstałej przez działanie amylaz ze 100g słodu. Mokry, nie wysuszony słód
zawiera 350 500 jednostek W.K. Siła diastatyczna jasnych słodów waha się w granicach
180 300, zaÅ› ciemnych 100 240 jednostek W.K.
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej 4
www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt
Technologie Przemysłów Fermentacyjnych
Surowce browarnicze
ĆW. 2
Rok III
Kierunek Technologia Żywności
Liczba Kolbacha wyraża procentowy stosunek rozpuszczalnego azotu w brzeczce do
ogólnej zawartości azotu w słodzie. Jest wskaz
nikiem stopnia rozkładu enzymatycznego
białek. Liczby Kolbacha używa się jako prostego i wygodnego wskaz
nika rozluz
nienia
słodu.
Liczba Kolbacha Rozluz
nienie
ponad 41% bardzo dobre
35 41% dobre
poniżej 35% niedostateczne
Słód jęczmienny
Słód jasny typu pilzneńskiego jest słodem prowadzonym chłodno, o średnim stopniu
rozluz
nienia i krótkim kiełku. Słody te nadają się szczególnie dobrze do wyrobu dobrze
chmielonego piwa typu pilzneńskiego, o pełnym smaku i dobrej pienistości.
Wyszczególnienie Jednostki Wartości
wilgotność % 3,8 5,0
czas scukrzania minuty 10 15
ekstrakt w suchej substancji % 78 80,5
pH brzeczki 5,6 6,0
waga hektolitrowa kg 55 58
waga 1000 ziarn g 32 35
liczba Kolbacha % 36 41
siła diastatyczna jedn.W.K. 220 280
Słody wiedeńskie są typem przejściowym pomiędzy słodem jasnym a ciemnym.
Stosowane tylko sporadycznie.
Słody typu monachijskiego ciemne wyróżniają się barwą, zapachem oraz właściwościami
smakowymi. Do ich produkcji można użyć jęczmienia o wyższej zawartości białka. Słody
ciemne nabierają charakterystycznego smaku i zapachu dzięki tworzeniu się melanoidów
(powstają na skutek reakcji cukrów z aminokwasami w podwyższonej temperaturze).
Smak i zapach brzeczki z takich słodów jest ostrzejszy, a siła diastatyczna bardzo niska.
SÅ‚ody specjalne
SÅ‚ody karmelowe otrzymuje siÄ™ z dobrze rozluz
nionego słodu mokrego.
Mogą one mieć barwę od bardzo jasnego do ciemnego. Pod wpływem wysokich
temperatur podczas prażenia zostaje obniżona działalność enzymów, dlatego też ciemne
słody nie mogą same scukrzać.
Słód melanoidowy charakteryzuje się specyficznym smakiem i zapachem oraz
mocniejszym zabarwieniem, powstałym dzięki reakcjom melanoidowym.
Słód barwiący (palony) Produkuje się go z mocno nawilżonych normalnych słodów przez
prażenie w temperaturze 2400C. Ma zdolność zabarwiania roztworów, czysty, kawowy
smak. Słód prażony jest bardzo higroskopijny.
Słód diastatyczny. W browarnictwie stosuje się go tylko sporadycznie, w przypadkach, gdy
występują trudności ze scukrzeniem lub też przerabia się surowce niesłodowane.
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej 5
www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt
Technologie Przemysłów Fermentacyjnych
Surowce browarnicze
ĆW. 2
Rok III
Kierunek Technologia Żywności
Słód proteolityczny Stosowany jest w Niemczech i Anglii, gdzie dodatek kwasów do
produkcji piwa jest wzbronione. Słód ten wywiera określone działanie zakwaszające, co
jest istotne, gdy ma się do czynienia z wodami węglanowymi.
SUROWCE NIESA
ODOWANE
Odpowiednimi surowcami zastępującymi słód są zboża zawierające dostateczną ilość
skrobi i cukru. Zboża lub inny niesłodowany surowiec mogą być użyte tylko wraz ze
słodem, gdyż same nie scukrzają się.
 pszenica  W stanie surowym nie jest na ogół przerabiana. Tylko w Belgii
używa się mniejszych ilości pszenicy do produkcji specjalnych rodzajów piwa,
wytwarzanych metodÄ… fermentacji spontanicznej, jak Lambic i Peterman.
 ryż  należy do najbardziej wydajnych surowców skrobiowych. Podczas
zacierania do roztworu przechodzi tylko mała ilość białka zawartego w ryżu, dlatego też
używa się go do produkcji piwa, które powinno być odporne na zmętnienie koloidalne oraz
wytrącanie się osadów przy oziębianiu. Dodatek ryżu rozjaśnia również barwę brzeczki, co
jest cenione przy produkcji piwa eksportowego, od którego zazwyczaj wymaga się barwy
jasnej. Przy dodaniu ryżu smak piwa nie jest już tak pełny, a przy dodaniu większych ilości
drożdże tracą swoją zdolność kłaczkowania.
 kukurydza  przed użyciem powinna być odpowiednio spreparowana, tzn.
pozbawiona łusek i zarodka, który zawiera tłuszcz. Twierdzi się, że dodanie kukurydzy
nadaje piwu pełniejszy smak.
4. Chmiel
Chmiel stosuje siÄ™ do produkcji piwa dla nadania mu szlachetnej i przyjemnej goryczy oraz
specyficznego aromatu.
Związki goryczkowe, głównie ą kwasy chmielowe, które pozostają w brzeczce i piwie,
mają właściwości antyseptyczne, wpływają one więc na podniesienie trwałości piwa.
Chmielem dla piwowarstwa jest kwiatostan żeński rośliny wieloletniej, dwupiennej z
rodziny konopiowatych o nazwie botanicznej Humulus lupulus (Chmiel uprawny).
Chmiel dla piwowarstwa nie może być zanieczyszczony przez liście i pędy, a szypułki nie
mogą być dłuższe niż 1 cm. Szyszki powinny być zielonkawo żółte, jedwabiste z
połyskiem, a ich wielkość mieścić się w granicach 3 4 cm. Pomiędzy listkami okrywowymi
na wysokości ok. 1/3 znajduje się mąka chmielowa, zwana lupuliną. Lupulina jest
głównym, z punktu widzenia piwowarstwa, składnikiem chmielu i wskazane jest, aby było
jest jak najwięcej. Aromat chmielu w szyszkach całych powinien być podobny do siana,
bez obcych zapachów.
Skład chemiczny chmielu:
" woda 12.5%
" popiół 7.5%
" błonnik 13.3%
" związki białkowe 17.5%
" olejki eteryczne 0.4%
" wyciÄ…g eterowy 18.3%
" garbniki 3.0%
" pozostałe składniki niebiałkowe 27.5%
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej 6
www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt
Technologie Przemysłów Fermentacyjnych
Surowce browarnicze
ĆW. 2
Rok III
Kierunek Technologia Żywności
Najważniejsza dla piwowarstwa jest duża zawartość żywic miękkich w chmielu.
Chmiel w browarnictwie występuje głównie pod postacią:
" granulatu  przechowywany bez dostępu powietrza i wilgoci. Po otwarciu, po 6
miesiącach traci 50% swojej wartości,
" ekstraktu  w puszkach jedno lub więcej kilogramowych. Ekstrakty oznacza się
np. 1:4; 1:8; 1:12. Oznacza to, że 1 kg ekstraktu można zastąpić odpowiednio 4, 8 i
12 kg chmielu prasowanego. Ekstrakty nie utleniają się, nie wydłużają procesu
chmielenia i nie powodujÄ… strat brzeczki przy odchmielaniu,
" proszku.
1  ogonek,
2  listki okrywajÄ…ce,
3  osadka,
4  lupulina
Rys. 4. Budowa szyszki chmielowej:
a) szyszka,
b) przekrój podłużny szyszki.
SÅ‚ownictwo:
brzeczka - wort
- chmielona - hopped wort
- piwna - brewer s wort
chmiel - hop
ekstrakt
- brzeczki - wort gravity
- podstawowy - basic extract
- rzeczywisty - real extract
filtracja - filtration
jęczmień - barley
kiełkowanie - germination
kwasy chmielowe - hop acids
piwo - beer
scukrzanie - saccharification
słód - malt
- piwowarski - brewer s malt
- barwiÄ…cy - caramel malt
- zielony(mokry) - green malt
słodowanie - malting
siła diastatyczna - diastatic activity
skrobia - starch
warzenie - brewing
zacieranie - mashing
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej 7
www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt