Is mijn bier voldoende uitgegist (I)

IS MIJN BIER VOLDOENDE UITGEGIST? (Deel I)
Door Ing. Ferdinand Meeus

Vele bieren van hobbybrouwers bereiken een eind-densiteit van rond de SG=1014 of zelfs richting SG=1020. Zelden lager dan 1010. De meeste “betere” Belgische bieren bereiken een eind-densiteit rond SG=1010 en lager. Enkele voorbeelden uit de hieronder staande tabel-1 maken dit duidelijk:

Uit tabel-1 is duidelijk dat voor de betere Belgische bieren geldt dat:

• Eind SG-densiteit van het bier rond 1010 en lager
• Werkelijke vergistingsgraad minstens 70%
• Werkelijk restextract lager dan 62 gram/liter.

In wat verder volgt zullen we enkele aspecten belichten waarom dat zo is. Orval heeft de laagste eind-densiteit en het laagste restextract omdat Orval een tweede “wilde” gist gebruikt die ook dextrines kan vergisten. Meer daarover later.

Stamwort, stamwort-extract en gistingsproces
Tijdens het gistingsproces is het normaal de bedoeling dat de gebruikte gist ALLE vergistbare suikers aanwezig in het stamwort omzet naar alcohol en CO₂ volgens:
C₆H₁₂0₆              →     2 C₂H₅OH     +    2 CO₂
glucose-suiker    →    ethanol        +    koolzuurgas

MW= 180         MW = 92 (= 2* 46)     MW = 88 (=2 * 44 )

Hierbij zet de gist 10 gram suiker (glucose) in ongeveer 5,1 gram alcohol en 4,9 gram CO₂. Voor de familie van bovengisten (“Ale” gisten) duurt het gistingsproces ongeveer 3 tot 5 dagen, waarbij de densiteit zal dalen tot een welbepaald minimum omdat:
1. het stamwort-extract gehalte afneemt door het verdwijnen van de vergistbare suikers;
2. de gevormde alcohol (met densiteit lager dan water) de densiteit doet dalen;
3. als alle vergistbare suikers zijn omgezet, bereikt men de laagst mogelijke densiteit, met de hoogst mogelijke vergistingsgraad.

Samengevat:
Een “normaal” stamwort extract uit 100% gerstemout bevat ongeveer 60-65% vergistbare suikers.
Met “normaal” bedoelen we een stamwort bekomen via een maisschema met een rustpauze van minstens 60-90 minuten bij 60-65°C. Prof. Kunze in zijn standaardwerk “Brouwerij Technologie” bevestigt de gegevens van Narziss en gebruikt daarvoor de volgende illustratie voor een 100% gerstemout storting: Prof. Kunze in “Bier technologie” : Vergärbarer Extract = vergistbaar extract = ongeveer 63%.

Kunze zijn samenvatting:

1. Professionele brouwerijen halen tijdens het maischen ongeveer 75 tot 80% oplosbaar extract uit de mout storting (voor hobbybrouwers ligt dit rendement eerder tussen de 55-65%, zie VAW-magazine 2014-Nr.6). De rest, 20- 25 % van de storting, is de draf (bostel) die achterblijft tijdens het filteren.
2. Het oplosbaar extract, bekomen tijdens het maischen, bevat ongeveer 60-65 % vergistbare suikers.
3. Dit betekent dat voor een gemiddelde wort samenstelling uit 100 % gerstemout de maximale werkelijke vergistingsgraad (=WVG), reeds vastligt voor dat de gisting begint: namelijk tussen de 60-65 %.

Uit dit laatste punt 3 volgt dat de laagst mogelijke einddensiteit ook reeds vastligt voordat de gisting begint…omdat zelfs met de beste gist je nooit meer dan alle vergistbare suikers kan omzetten. Enkel “wilde” gisten zijn in staat om ook de dextrines aanwezig in het stamwort extract om te zetten naar alcohol en CO₂. Daarom zal een verse Orval van 1 maand oud anders smaken dan een Orval van 1 jaar omdat de gebruikte tweede “wilde” gist met de tijd alle dextrines nog aanwezig in het restextract zal omzetten. Daarom is de SG (densiteit) van een 6 maanden oude Orval zo laag (SG=1003).

Er is een “nagenoeg” lineaire relatie tussen toename van het stamwort extract in gram/liter en de stijging van SG (densiteit).

• Een stamwort met SG = 1070 bevat 182 gram extract/ liter (tabel 3).
• Van deze 182 gram/liter kan er maximaal ongeveer 63% worden omgezet in alcohol en C0_2.
• Na vergisting blijft er dus in het bier ongeveer 37% van het stamwort extract over als restextract. Dit restextract aanwezig in het bier van ons voorbeeld komt neer op 182*0,37 = 67 gram/liter.

Restextract van bier: Wat is dat?
Het werkelijk restextract nog aanwezig in bier is het niet vergiste extract van het stamwort. Een bier dat voldoende is vergist (met WVG = 60 - 65%) heeft een restextract dat voor 80% bestaat uit dextrines en 15% oplosbare eiwitten. Een bier dat onvoldoende is vergist zal daar bovenop nog een zeker gehalte aan vergistbare suikers bevatten zoals maltotriose die het bier een al of niet gewenste zoetige smaak geven. De hoeveelheid restextract aanwezig in bier kan eenvoudig worden berekend:

Werkelijk Restextract in bier = Stamwort * % Niet-vergistbaar extract

Dus als de densiteit van het stamwort stijgt van 1050 naar 1080, dan zal het restextract van het bier ook automatisch stijgen van 53 gram/liter naar 78 gram/liter. En dat laatste (78 gram/liter) zal “zwaar” op de maag liggen bij de meeste proevers. Dit wordt ook weergegeven in figuur 3 hieronder, waarbij het werkelijk restextract van het bier wordt weergegeven in functie van SG-densiteit stamwort uit mout.

Enkele opmerkingen over resultaten in tabel 1 en tabel 2 met figuur 3:

• Voor de meeste proevers wordt een blond bier met een werkelijk restextract boven 65 gram/liter meestal ervaren als onaangenaam met plakkerige nasmaak en als niet-dorstlessend. Het hoge restextract, met al zijn dextrines, ligt bij vele proevers “zwaar” op de maag.
• Een bier met een zeer laag restextract uit tabel 1 is Duvel, bekend voor zijn droge smaak en dorstlessende eigenschappen.
• Alleen Orval heeft een nog lager restextract dan Duvel door het gebruik van een 2^de  “wilde” gist.
• Donkere bieren zoals Westvleteren 12 (en ook Westmalle Tripel) compenseren het relatief hoge restextract meestal met een hoge bitterheid. Zodat de totale smaakervaring in evenwicht blijft. Uitzondering op deze regel is het donkere Kasteelbier, dat een hoog restextract heeft en een lage bitterheid, daardoor bewust mikt op liefhebbers van zwaar-zoete bieren.

Vergistingsgraad
Eind extract van het wort voor en na de gisting volgens:

Werkelijke Vergistingsgraad, WVG, = Begin extract – Werkelijk Eind extract
                                                                         Begin extract

Helaas, voor een hobbybrouwer, zonder een Anton Paar apparaat, is de meting van het werkelijk eindextract niet mogelijk omdat de gevormde alcohol de SG meting extra zal doen dalen omdat alcohol een lagere densiteit heeft dan water. Vanwege dit storende alcohol effect spreken we daarom van schijnbaar restextract en schijnbare vergistingsgraad, SVG. We noemen dit “schijnbaar” omdat alle gegevens in de tabel van Plato en Goldiner-Klemann en Brix (brekingsindex) niet geldig zijn voor mengsels van water en alcohol. Omdat alcohol zowel de meting van SG als van brekingsindex verstoort. Het goede nieuws is dat men dankzij het werk van Balling (formule van Balling) een goede benadering heeft om de schijnbare en werkelijke vergistingsgraad te bepalen aan de hand van slechts 2 SG metingen: SG van stamwort en SG van bier na einde gisting.

Voorbeeld

• Stamwort SG = 1070
• SG einde gisting = 1014
• Goede benadering SVG = (70-14)/70 = 80%
• Goede benadering via Balling formule WVG = 0,81*SVG = 65%

Voorbeeld

• Stamwort SG = 1070 (dit is 17 °Pt via tabel Goldiner Klemann)
• We veronderstellen dat WVG = 63% (een goed gemiddelde)
• We werken met de formule SG = 1000+4*°P (een goede benadering). We gebruiken formule van Balling: WVG = 0,81 * SVG

Dan volgt:

• Schijnbare vergistingsgraad SVG = 63%/ 0,81 = 78 % (via Balling formule)
• Schijnbaar restextract = 22%
• Mogelijk schijnbare eind-densiteit = 1000 + 4*(17°P * 0,22) = 1015

In volgende tabel3  is deze eenvoudige berekening gedaan voor een stamwort gaande van 11°P (SG = 1044) tot 20 °P (SG = 1083).

We veronderstellen dat het bekomen stamwort een extract samenstelling heeft met WVG = 63% op basis van een “normaal” maischschema met 100% gerstemout. De berekening in tabel 4 toont het laagst mogelijk haalbare schijnbaar eind-SG voor een wort met een gemiddelde samenstelling van 63% vergistbare suikers en een perfecte giststam die ALLE vergistbare suikers daadwerkelijk omzet. Afhankelijk van de gebruikte giststam moet dit WVG % worden aangepast om een juiste voorspelling te doen voor het laagst mogelijk haalbare schijnbaar eind-SG. In de praktijk kan dit enkel een hoger eind-SG opleveren.

Conclusie:

• Met een 100% gerstemout storting kan men nooit een laag eind SG bekomen;
• Het restextract nog aanwezig in het bier stijgt lineair met toename stamwort;
• De betere Belgische bieren van tabel-1 gebruiken, als onderdeel van het stamwort extract, allemaal toegevoegde suiker of vervangingen met een hoog gehalte aan vergistbare suikers.

Dit is deel I. Het vervolg leest u in het volgende clubblad.

Huub Soemers