1 Produkcja piwa

2 Etapy produkcji Fermentacja Dojrzewanie Filtracja

3 Przemiany fermentacji i dojrzewaniaDrożdże

4 Drożdżom należy zapewnić:Aminokwasy Fosforany Kwasy tłuszczowe Cukry Sole mineralne i mikroelementy Tlen, w fazie początkowej

5 Przemiana materii u drożdżyPrzemiany kluczowe dla jakości piwa: Odfermentowanie cukrów i przemiany węglowodanów Przemiany ciał białkowych Przemiany tłuszczów Przemiany związków mineralnych

6 Odfermentowanie cukrówEnergia potrzebna jest do: Budowy nowych komórek Pobierania i przyswajania substancji z otoczenia Rozkładu i wydalania Przemieszczania substancji wewnątrz komórki

7 Odfermentowanie cukrówCykl beztlenowej glikolizy

8 Odfermentowanie cukrówFosforylacja glukozy Izomeryzacja do 6-fosforanu fruktozy heksokinaza Izomeraza fosforanu glukozy ATP – adenozynotrifosforan

9 ATP i ADP Zasada purynowa (adenina) Ryboza

10 NAD+ (A) i NADH (B)

11 Odfermentowanie cukrówKolejna fosorylacja (1,5 – difosforan glukozy Rozpad do 3-fosforanu gliceraldehydu i fosforanu dihydroksyacetonu fosfofruktokinaza aldolaza fruktozo-1,6-bisfosforanu

12 Odfermentowanie cukrówPrzekształcenie fosforanu dihydroksyacetonu w 3-fosforan gliceraldehydu Przekształcenie aldehydu 3-fosfoglicerynowego w 1,3-bisfosfoglicerynian z użyciem fosforanu nieorganicznego i NAD+. izomeraza triozofosforanowa dehydrogenaza aldehydu 3-fosfoglicerynowego

13 Odfermentowanie cukrówPrzeniesienie grupy fosforanowej z 1,3-BPG do ADP i utworzenie ATP Przekształcenie 3-fosfoglicerynianu w 2-fosfoglicerynian kinaza fosfoglicerynianowa fosfogliceromutaza

14 Odfermentowanie cukrówOdwodnienie 2-fosfoglicerynianu i powstanie fosfoenolopirogronianu (PEP) Przeniesienie grupy fosforanowej z PEP na ADP i powstanie ATP oraz pirogronianu enolaza kinaza pirogronianowa.

15 Odfermentowanie cukrówDekarboksylacja nieoksydacyjna kwasu pirogronowego Przeniesienie atomów wodoru z NADH w obecności jonów Zn + CO2 Dekarboksylaza pirogronianowa CH3CH2OH NADH+H+ NAD+ Dehydrogenaza alkoholowa.

16 Energia przemian ATP  ADP: 30,5kJ/molSumaryczna reakcja przemiany glukozy Drożdże wykorzystują 2 przemiany ADP w ATP, czyli 2x30,5=61kJ/mol Reszta: =169kJ/mol wydziela się jako ciepło!!! ( kJ/hl piwa) C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 + DG=-230kJ

17 Przemiany ciał białkowychSą źródłem alkoholi wyższych w piwie Deaminacja Dekarboksylacja Redukcja

18 Przemiany lipidów Lipidy służą do budowy nowych komórek (błona komórkowa) Intensywność przemian zależy od napowietrzenia brzeczki

19 Przemiany węglowodanówKolejność pobierania: od prostych po maltotriozę Około 98% ulega fermentacji (2%na oddychanie), Około 0,25% maltozy jest magazynowane - glikogen

20 Przemiany substancji mineralnychFosfor – budowa ATP i fosfolipidów Buforowanie treści komórki Niedobór zakłóca fermentację przez spowolnienie namnażania

21 Przemiany substancji mineralnychSiarka (z siarczanów i tioaminokwasów) nadmiar wydzielany w postaci SO2 Redukuje się je przez: Mocne napowietrzenie brzeczki nastawnej Kilkukrotne dodanie drożdży w fazie wysokich krążków Użycie drożdży bogatych w glikogen

22 Przemiany substancji mineralnychInne Potas – reakcje z ATP, pompa jonowa (H+ na K+) Sód aktywuje wiele enzymów Magnez – reakcje z fosforem Wapń – opóźnia degenerację, ułatwia kłaczkowanie Żelazo i mangan – ważne przy oddychaniu i pączkowaniu Cynk – synteza białek i poprawna fermentacja Azotany – są redukowane do trujących azotynów

23 Uboczne produkty fermentacjiOdpowiedzialne za bukiet młodego piwa Dwuacetyl Aldehydy Związki siarki Tworzące bukiet piwa gotowego Wyższe alkohole Estry

24 Dwuacetyl (dwuketony)Nadają nieczysty słodkawy smak Aromat przypominający masło Drożdże wytwarzają prekursory (acetomleczany) Ilość zależy od szczepu, ilości drożdży i natlenienia Prekursory w brzeczce przechodzą w dwuketony (oksydowana dekarboksylacja) (sprzyja niskie pH, wysoka temp., dopływ tlenu) Redukcja – w komórkach drożdży (dwuacetylacetoina butandiol) Aktywne drożdże, szczep, wyższa temp., Maksymalny dopuszczalny poziom w piwie gotowym: 0,1mg/l

25 Aldehydy Aldehyd octowy – zielone jabłko (etap 11)Duża ilość jest skutkiem: Intensywnej fermentacji Podwyższonej temp. Fermentacji głównej zwiększonej ilości drożdży Fermentacja główna pod ciśnieniem Słabe natlenienie

26 Alkohole wyższe (fuzle)Powstają z aminokwasów hydroksy- i keto-kwasów z cukrów poprzez octan. Sprzyja im m.in. Wysoka temp. fermentacji głównej Niska zawartość azotu a-aminowego Intensywne napowietrzenie brzeczki nastawnej Wysoki ekstrakt początkowy

27 Estry Najważniejsze: Octan etylu Octan izoamylu Octan izobutyluOctan beta-fenylu Kapronian etylu Kaprylan etylu

28 Estry Typowa zawartość: Piwa dolnej fermentacji do 60mg/dm3Piwa górnej fermentacji do 80mg/dm3

29 Estry Tworzeniu estrów sprzyja:Zwiększony ekstrakt początkowy (>13%) Zwiększone odfermentowanie Słabe napowietrzenie brzeczki nastawnej. Wyższe temperatura fermentacji Ruch piwa podczas fermentacji

30 Alkohole i estry Ogólniena zawartość estrów wpływa głównie jakość brzeczki nastawnej Na zawartość alkoholi wyższych sposób prowadzenia fermentacji i dojrzewania

31 Fenole Kwas ferulikowy 4-winylogwaiakol

32 Związki siarki H2S Merkaptany DMSAromat skunksowy (3-metylo-2-buten-1-tiolu) DMS

33 Kwasy organiczne Z deaminacji aminokwasów Wpływają na smakKwas masłowy Kwas izowalerianowy I inne...

34

35 Inne procesy i przemiany fermentacjiPrzemiany białek Białka z drożdży żywych Białka z autolizy Zmiany pH Obniżenie Wzrost (podczas autolizy) Zmiana potencjału redoks (spadek!) Zmiana barwy (spadek o około 3EBC) Wytrącanie ciał garbnikowych i goryczkowych (straty od 25-30% do 50%)

36 Inne procesy i przemiany fermentacjiNasycenie CO2 Klarowanie