Fermentasyon

Mayalar bakıldığında çok metodik organizmalardır. Sakkaroz genelde şerbetin yalnızca küçük bir yüzdesini oluştursa da, yapılan çalışmalar çoğu bira mayası cinsinin öncelikle onun üzerinde çalıştığını ve glikoz ve früktoz bileşenleri haline getirdiğini gösteriyor. Sakkaroz parçalandıktan sonra, maya hücreleri önce glikozu, ardından früktoz, maltoz ve son olarak maltotriozu tüketirler. Bazı maya türleri farklı davranır; maltozu monosakkaritler ile aynı zamanda tüketirler ancak bu istisnai bir durumdur.

 

Çoğu maya cinsi glikofiliktir, yani şerbetteki diğer monosakkaritleri tüketmeden önce glikozun çoğunu sindirir. Ayrıca, önce monosakkaritlerin çoğunu fermente ederler daha sonra maltozu ve maltotriozu fermente ederler. Aslında, bir şerbette yüksek glikoz ve früktoz seviyelerinin (örneğin >% 15-20) maltozun fermentasyonunu engelleyeceği bilinmektedir. Bu baskıcı davranış muhtemelen rafine edilmiş şekerleri fazla içeren sıkışmış fermantasyonların ortak bir nedenidir - maya sadece monosakkaritleri fermente eder ve şerbetteki toplam şekerin yarısından çoğunu sindirmeden işini bitirir.

Mayalar, şerbetteki  şekerleri farklı şekillerde metabolize eder. Maya disakkarit olan sakkarozu tüketmek için hücre dışında çalışan bir enzim olan invertaz adlı molekülü sakkarozu bileşenlerine - glikoz ve früktoza- hidrolize etmek için kullanır. Glikoz ve früktoz molekülleri daha sonra hücre duvarından taşınır ve hücre içinde metabolize olur. Bunun tersine, maltoz ve maltotrioz, önce hücrelere taşınır daha sonra maltaz enzimi tarafından glikozlara ayrılır. Her iki şeker için de enzim aynı olmasına rağmen, tipik olarak maltoz maltotriozdan önce tüketilir, bu da iki şeker için hücre duvarından taşıma mekanizmasının farklı olduğunu gösterir. Belki de maltotrioz maltoz kapısından geçmek için çok büyüktür!

Alınan mesaj şudur; sindirilebilir olan şekerlerin maya tarafından kullanılmadan önce glikoz gibi monosakaritlere ayrılmış olması ve mayanın şekerlerin besin olarak hepsini bir kerede yemeyi tercih etmesidir. Bu, şerbet formülasyonu için yeni reçeteleri ve benzersiz stilleri oluşturacak güçlü bir etkiye sahip demektir.

 

 

Birayapımında Kullanılan Şekerler

Birayapımında çok farklı şeker kullanılabilir ve mayanın ne zaman neyi yemeyi istediğini bildiğimize göre, şekerleri istediğimiz gibi kullanabiliriz. Neden arpadan doğal olarak elde edilen şekerler dururken başka bir şey kullanmak isteriz? Bazı durumlarda geçerli olabilecek birkaç nedeni sıralayalım:

 

a) Biranın gövdesini artırmadan alkol seviyesini yükseltmek için.

b) Alkol seviyesini korurken daha hafif bir bira elde etmek için.

c) İlginç aromalar eklemek için.

d) Birayı karbonize etmek için.

 

"a" ve "b" şıkları tabi ki aynı madalyonun iki yüzü gibidir, ancak rafine şeker ilave edilmiş bir biranın iki farklı stilini göstermektedirler. Belgian Strong Golden Ale, 1065-1080 arası bir OG'ye sahiptir ve oldukça berrak ve yüksek alkollü ancak hafif gövdeli bira elde etmek için karamelize şeker (Belgian candi) kullanır. American Light Lager reçeteleri 1035-1050 OG’ye sahiptir ve mısır şekeri, kamış şekeri veya pirinç şurubu kullanarak gün içinde içilebilecek ortalama bir alkole sahip çok hafif gövdeli biralar elde edilir. Çoğu Amerikalı bira üreticisi mayşelemede mısır veya pirinç kullanır. Şurup kullananlar genelde tam tahıl şerbetine çok benzer bir karbonhidrat spektrumuna sahip olan mısır şurubu kullanırlar. Basit şekerler genellikle düşük karbonhidratlı biralar için kullanılır.
 

Çeşitli şekerler çeşitli aromalara sahiptir. Monosakkaritler tatlı olmanın dışında tanımlanabilen bir aromaya sahip değildirler. Ancak bal, akçaağaç şurubu gibi diğer doğal şekerler ve melas gibi işlenmiş şekerler, bir bira için hoş bir ton oluşturabilen karakteristik aromalara sahiptir. Bir akçaağaç şurubuyla bir porter ya da bir ballı ahududu buğday birası ya da rom ve misk ipuçları ile bir imperial Russian stout yapabilirsiniz. Olasılıklar sayısızdır. Diğer taraftan, şeker ya da doğal şeker kullanımında dikkat edilecek ana kelime “ihtiyat”tır. % 20 oranında kullanılan melas birayı bira gibi değil fermente edilmiş melas gibi yapacaktır.
 

Glikoz-tipi Şekerler

Basit bir birayapımı şekerinin en yaygın örneği fermentasyonda ve karbonizasyonda kullanılan mısır şekeridir. (Ülkemizde pancardan elde edilen pancar şekeri kullanılır.) Mısır şekeri yaklaşık % 95 katı madde ve % 5 nem içerir. Katı maddenin % 99’u glikozdur. Mısır şekeri oldukça rafine edilmiştir ve mısır aroması, tadı içermez. Mısır benzeri bir karakter arayan bira üreticileri, örneğin klasik bir Amerikalı Pilsner'de mısır gevreğini mayşelendirip tam tahıllı bir reçetenin parçası olarak kullanırlar.

 

Daha önce de belirtildiği gibi, bir şerbette glikozun nispeten yüksek bir oranının (% 15-20'den fazla) kullanılması maltozun fermentasyonunu engelleyebilir. Maya sayısı yetersizse veya serbest amino nitorjen (SAN) veya diğer besinlerde eksiklik varsa fermantasyon bozulabilir veya sıkışabilir.
 

Pirinç şurubu diğer bir glikoz ürünüdür ve farklı türleri vardır. Örneğin, yoğun bir glikoz türü, % 75 fermente edilebilir şekerler (% 50 glikoz, % 25 maltoz), % 20 diğer karbonhidratlar (dekstrinler) ve % 5 nemden oluşur. Yoğun bir maltoz türü ise sadece % 5 glikoz, % 45 maltoz, % 45 diğer karbonhidrat ve aynı oranda yani % 5 nem içerebilir. Bir Budweiser klonunu mayşelemek isteyen evbiracıları orijinaline benzer bir karakter elde etmek için pirinç şurubu kullanabilirler.

Sakkaroz-tipi Şekerler

Saf sakkaroz, ağırlığının % 100’ü sindirilebildiği için tüm fermente edilebilir şekerlerin referans noktasıdır. Glikoz gibi % 5 nem içermez. 450 gr sakkaroz 3,8 litreyi tamamlayacak suda çözünürse 1046 yoğunluk (specific gravity) değeri verir.

 

Farklı pek çok birayapım ürünü, sakkarozdan veya sakkarozun yarı rafine edilmiş yan ürünlerinden yapılır. Hem şeker kamışı hem de şeker pancarı sofra şekeri yapmak için kullanılır ve bu rafine edilmiş ürünler birbirinden pek ayırt edilemez. Bununla birlikte, yararlı olan yan birayapımı ürünleri sadece pancarlardan elde edilir, şeker kamışından değil. Melas yaygın bir yan ürün olup, kahverengi şeker yapımında da kullanılır. Melasın fermentasyonu rom benzeri bir karakter ve tatlı aromalar üretir. Az miktarda melas içeren kahverengi şeker, birada sadece hafif romsu bir aromaya katkıda bulunur.

 

Karamelize Şeker (Belgian Candi Sugar) rengine göre karamelize edilmiş bir sakkarozdur. Koyu karamelize edilmiş hali amber rengine oranla daha fazla karamel tadı içerir. Karamel tonlarından ayrı olarak tamamen sofra şekeri gibi sonuç verir.

İnvert (Dönüşmüş) Şeker Şurupları sakkarozdan yapılır, glikoz ve früktoz ayrışsın diye bu şeker hidrolize edilir. Bunun iki etkisi olur: ilki, bu işlem şekeri daha sulu yapar ve daha az kristalize eder. İkincisi, şekeri daha tatlı hale getirir. İnvert şeker şurupları bal aromasının karakteristiği olmayan yapay bal gibidir. Üretim sırasında asit bazlı reaksiyonlar sonucu bazı ticari şuruplar az biraz tuzlu bir tada sahiptir. Şeker pekmezi (Treacle) kısmen dönüştürülmüş melasın diğer şuruplarla kombine edilmiş halidir. Şeker pekmezinden gelen aroma katkıları çok güçlü olabilir, bu yüzden English strong ale, porter ve tatlı stout gibi ağır gövdeli biralarda kullanılsa iyi olur. 19 litre için 118 ml gibi bir oran başlangıç için tavsiye edilen miktardır (half cup per 5-gallon). 

 

Akçaağaç Şurubu

Akçaağaç sapı tipik olarak yaklaşık % 2 oranında sakkaroz içerir. Akçaağaç şurubu en az 66 ° Brix'de standartlaştırılmıştır ve tipik olarak % 95’i veya daha fazlası sakkarozdur. B sınıfındaki ticari şuruplar % 6 oranında invert şeker içerebilir, A sınıfındakiler ise % 1'den daha az dönüşmüş (invert) şeker içerir. B sınıfındaki şuruplardan daha fazla akçaağaç aroması alınır. Karakteristik akçaağaç aroması, ilk fermentasyon sırasında kaybolabilir, bu nedenle şurubun ilk aşama fermentasyonunun ardından eklenmesi, mümkün olduğu kadar çok rayihanın muhafaza edilmesi için tavsiye edilir. Bu uygulama aynı zamanda biranın tamamen fermente edilmesine yardımcı olacaktır çünkü daha önce tartışılan maltoz inhibisyonunu tetiklemeyecektir. Gözle görülür bir akçaağaç aroması için 5 galon (19 lt) başına 1 galon (3,8 lt) B sınıfı şurup önerilir.

 

Bal

Baldaki şekerlerin % 95’i sindirilebilirdir; tipik olarak % 38 früktoz, % 30 glikoz, % 8 çeşitli disakkaritler ve % 3 fermente edilemeyen dekstrinler içerir. Bal, vahşi maya ve bakterileri içerir ancak düşük su içeriği - genellikle yaklaşık % 18 - bu mikroorganizmaları uykuda tutar. Bal ayrıca, daha büyük şekerleri ve nişastaları maltoz ve sakkaroz gibi fermente olabilen şekerlere parçalayabilen amilaz enzimini de içerir. Bu nedenlerle bal, fermentere eklenmeden önce pastörize edilmelidir. Amerikan Ulusal Bal Kurulu (www.nhb.org), balın 30 dakika 80 °C'de pastörize edilmesini, daha sonra soğutulmasını ve şerbetin yoğunluğu (SG) ne ise o seviyeye kadar seyreltilmesini önermektedir. Bal aromasını en fazla korumak ve en iyi fermentasyon performansını sağlamak için, bal birinci fermantasyondan sonra fermentere eklenmelidir.

 

Amerikan Ulusal Bal Kurulu, balla bira yapımı sırasında aşağıdaki yüzdelerin kullanılmasını tavsiye eder (fermente edilebilenlerin toplam ağırlığına göre hesaplanmıştır): Hafif ale ve lagerlerde ince bir bal aroması için balı % 3-10 olarak ekleyin. Belirgin bir bal aroması elde etmek için % 11-30 oranında bal ekleyin. Bu seviyelerde bal aromasını dengelemek için güçlü şerbetçiotları, karamelize edilmiş veya kavrulmuş maltlar, baharatlar veya diğer içerikler reçete oluşturulurken dikkate alınmalıdır. % 30-66 seviyelerinde, balın tadı biraya hükmedecektir. Bu seviyeler Braggot (ballı bira türü) ile aynı seviyelerdir, BJCP bira stilleri tarifine göre maksimum bal oranı elde etmek için malta göre iki kat bal kullanılmalıdır. Eğer biranız % 66-100 oranında bal içeriyorsa, BJCP'ye göre bu bir balşarabı (mead) kabul edilir.