Ważnym czynnikiem opisującym jakość piwa jest jego stabilność koloidalna, przez którą rozumiemy klarowność finalnego produktu. Faktem jest, że tworzenie zmętnienia jest naturalnym procesem występującym podczas przechowywania piwa w stosunkowo niskiej temperaturze, stąd właściwie zastosowany proces produkcji piwa powinien zapewnić odpowiednią trwałość koloidalną piwa.

Interakcje między białkami i polifenolami

Już od kilkudziesięciu lat stabilność koloidalna jest przedmiotem badań i mimo poznania wielu zagadnień w tym temacie, wciąż jeszcze dużo istotnych spraw wymaga dokładnego zbadania.

Zachwianie trwałości piwa wynika głównie z interakcji pomiędzy zawartymi w piwie białkami i polifenolami. Nadmierna ilość tych związków prowadzi do utworzenia widzialnych gołym okiem zmętnień oraz znacząco skraca okres przydatności piwa do spożycia. Zmniejszenie poziomu zawartości jednej lub obu grup związków, w wyniku zastosowania procesu stabilizacji, wydłuża fizykochemiczną stabilność produktu. Jedną z technologicznych metod zwiększania trwałości piwa jest stosowanie PVPP (Poliwinylopirolidon – polimer powstający w wyniku polimeryzacji winylopirolidonu).

Dwa rodzaje zmętnienia

Kompleksy białkowo-polifenolowe pozostają w równowadze w formie rozpuszczonej (stabilne) i nierozpuszczonej (mętne). Na początku kompleksy te znajdują się w formie rozpuszczonej. W trakcie przechowywania rozlanego piwa wiązania białkowo-polifenolowe stają się coraz bardziej złożone i mocne; początkowo rozpuszczone kompleksy stają się nierozpuszczalne i objawiają się w formie zmętnienia.

Rozróżniamy dwa rodzaje zmętnienia:

• zmętnienie zimne – powstaje w temperaturze od -5 do +5°C; tworzą się małe cząstki zmętnienia 0,1-1,0 µm; zmętnienie to jest jednakże w temperaturze 20°C odwracalne i rozpuszczalne; rozpuszczalność zmętnienia zimnego przypisuje się słabemu wiązaniu obu komponentów;
• zmętnienie trwałe – nieodwracalne i stabilne względem temperatury; tworzą się większe cząstki zmętnienia 1,0-10 µm, które wywołane jest przez mocniejsze wiązania, głównie w wyniku utleniania i nieodwracalnych wiązań kowalencyjnych [Pasztaleniec, 2014].

Stabilność koloidalna piwa

Stabilność koloidalna odnosi się głównie do tworzenia tak zwanego zimnego zmętnienia „chill haze”. Ten rodzaj zmętnienia staje się widzialny w niskiej temperaturze i zanika po podgrzaniu do 20°C. Po kilku takich cyklach schładzania i podgrzewania, zmętnienie w piwie jest obserwowane nawet w 20°C i jest definiowane jako stałe zmętnienie [Findlay, 1971]. Z racji faktu, że stabilność koloidalna jest jedną z wyróżników organoleptycznej oceny piwa, jak również że zmętnienie piwa jest cechą nieakceptowaną przez konsumentów (poza kilkoma wyjątkami), przemysł browarniczy skupił swoje wysiłki na rozwiązaniu tego problemu. Rozpoznano, że oprócz dwóch głównych grup związków odpowiedzialnych za zmętnienie, czyli polifenoli i białek, efekt ten może wzmacniać obecność węglowodanów, jednakże nie mogą one tworzyć zmętnień z samymi białkami i polifenolami [Kuchciak i Antkiewicz, 2003; Ditrych, 2011; Fiałkowski, 2011].

Składnikami zimnego zmętnienia są poszczególne składniki w następujących proporcjach:

- białka: 31 – 50%

- polifenole: 13 – 17%

- węglowodany: 39 – 57%

Zmętnienie koloidalne jest wynikiem interakcji głownie dwóch grup związków; białek i polifenoli.

 

CO DAJĄ STABILIZATORY?   Zapobieganie niewłaściwej stabilności koloidalnej można podzielić na trzy grupy: 1. dobór surowca (słód, np. powinien się charakteryzować bardzo dobrym rozluźnieniem), 2. przebieg procesu technologicznego, 3. zastosowanie środków zewnętrznych (stabilizatorów).   Przy użyciu stabilizatorów poprawę stabilności koloidalnej można uzyskać trzema sposobami: - zmniejszenie zawartości zmętnieniowo aktywnych białek, - obniżenie ilości zmętnieniowo aktywnych polifenoli, - kombinacja obu ww. możliwości.   Stabilizatory piwa można podzielić na trzy grupy: 1. strącające, 2. adsorpcyjne, do których zaliczamy: - żele krzemionkowe, - PVPP, - bentonit, - proszek poliamidowy/nylonowy, - adsorpcja na wymieniaczu jonowym, 3. rozkładające i deaktywujące (np. enzymy proteolityczne) [Pasztaleniec, 2014].

 

Cały artykuł został opublikowany w nr 1/2017 kwartalnika "Kierunek spożywczy''.

Fot.: 123rf.com

Literatura

1. Aron P., Shellhammer T. 2010. A discussion of polyphenols in beer physical and flavour stability. Journal of the Institute of Brewing, 116, 369-380.

2. Asano K., Shinagawa K., Hashimoto N. 1982. Multifactorial study of haze formation in model wine. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 40, 147-154.

3. Ditrych M. 2011. Influence of lagering temperature on colloidal stability of beer at different lagering time and PVPP doses. Praca magisterska wykonana w Instytucie Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, Politechnika Łódzka w Łodzi: 31-34.

4. Fiałkowski M. 2011. Influence of lagering time and PVPP dose on colloidal stability.

of beer. Praca magisterska wykonana w Instytucie Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, Politechnika Łódzka w Łodzi: 6-7.

5. Findlay W. 1971. Modern Brewing Technology, Macmillan Press.

6. Haslam E. 1998. Practical polyphenolics, Cambridge Uniwersity Press, Sheffield.

7. Kuchciak T., Antkiewicz P. 2003. Przemiany w procesie starzenia sie piwa. VIII Szkoła Technologii Fermentacji, Jamrozowa Polana – Duszniki Zdrój, 221-256.

8. Leiper K., Stewart G., McKeown I., Nock T., Thompson M. 2005. Optimising beer stabilisation by the removal of tannoids and sensitive proteins. Journal of the Institute of Brewing, 111, 118-127.

9. Murray N., Wiliamson M., Lilley T., Haslam E. 1994. Study of the interaction between sulivary proline-rich proteins and a polyphenol by H-NMR spectroscopy. European Journal of Biochemistry, 219, 923-935.

10. Narzis L., Röttger W. 1973. The structure-function relationship of polymeric sorbents for Colloid. Brauwissenschaft, 11, 325-336.

11. Outtrup H., Fogh R., Schaumburg K. 1987. Formation of protein-polyphenol haze in beverages, Proceedings of the 21th EBC-Congres, Madrid, 583-590.

12. Pasztaleniec G. 2014. Stabilność fizykochemiczna piwa – wybrane uwarunkowania i aspekty praktyczne. XVII Szkoła Technologii Fermentacji, Kocierz, 69-88

13. Pazera T., Rzemieniuk T. 1998. Browarnictwo, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa.

14. Rehmanji M., Gopal A., Mola A. 2005. Beer stabilization technology – clearly a matter of choice. Master Brewers Association of the Americas, 42, 332-338.

15. Schmid N. 2008. Polifenolowa stabilizacja piwa przy użyciu PVPP. XIII Szkoła Technologii Fermentacji, Kocierz, 179-184.