|
Pagina 1 van 3 Bierchemie
Veel amateurbrouwers proberen de zoetheid van hun zelfgebrouwen bieren onder controle te krijgen: Voor sommige brouwers zijn bepaalde bieren niet zoet genoeg, voor anderen zijn ze juist te zoet. Dr. W. heeft al vaak antwoord gegeven op de vraag of het toevoegen van kristalsuiker al dan niet voldoende is om een bier 'aan te zoeten'. Dit artikel zal derhalve niet gaan over de vraag hoe een bier zoeter of juist minder zoet gemaakt kan worden door aanpassing van het maischproces. In plaats daarvan zal worden ingegaan op verschillende aspecten van suikers en zoetstoffen.
De term 'suiker' wordt gebruikt om een groep chemische stoffen aan te duiden die behoren tot de 'koolhydraten'. Koolhydraten zijn verbindingen van koolstof (C), waterstof (H) en zuurstof (O), waarin de componenten waterstof en zuurstof voorkomen in de verhouding waarin ze in water (H2O) voorkomen. Een algemene formule voor koolhydraten is dus: Cm(H2O)n.
Koolhydraten zijn de meest voorkomende organische verbindingen in de natuur. Ze worden geproduceerd door groene planten, blauwwieren en door bepaalde bacteriën tijdens de fotosynthese. Fotosynthese is een complex proces waarbij koolstofdioxide (CO2) uit de lucht onder invloed van energie uit (zon)licht wordt omgezet in koolhydraten en zuurstof: CO2 + 4H2O + energie 6 [CH2O] + 3H2O + O2. De gevormde koolhydraten fungeren niet alleen als bouw- en brandstof voor de organismen die de fotosynthese uitvoeren, maar ook voor andere organismen die de fotosynthetiserende oganismen eten. De belangrijkste koolhydraten zijn: suikers, zetmeel, dextrine, cellulose en glycogeen.
Suikers zijn goed oplosbaar in water, kleur-en geurloos, kristalliseerbaar en hebben over het algemeen een min of meer zoete smaak. Alle mono-, di- en trisacchariden behoren tot de suikers, in tegenstelling tot de polysacchariden (tabel 1).
Koolhydraat Structuur Voorbeelden
Monosacchariden (*) 3-9 koolstofatomen hexosen ( glucose of fructose )
Disacchariden (*) condensaat van twee monosacchariden sucrose (glucose + fructose)maltose (twee glucoses)
Trisacchariden (*) condensaat van die monosacchariden maltotriose (drie glusoses)
Polysacchariden condensaat van meerdere monosacchariden zetmeel (meerdere glucoses) cellulose (meerdere glucoses)
Tabel 1. Overzicht van enkele belangrijke koolhydraten (* Suiker).
Tijdens het maischproces wordt het zetmeel uit de mout afgebroken tot maltose, (kleinere fracties) maltotriose en (glucose-)polysacchariden. Maltose en maltotriose zijn door biergisten volledig vergistbaar (zie intermezzo 'Suikeropname door gistcellen'). Na opname worden deze suikers afgebroken tot glucose, dat door de gistcel wordt omgezet in alcohol en CO2 (zie artikel 'gistmetabolisme', gildekrantje oktober 1997 (Triple-W jaarboek)).
Intermezzo: Suikeropname door gistcellen
Het disaccharide sucrose (kristalsuiker) wordt door de gistcel geïnverteerd (gehydrolyseerd) tot haar bouwstenen: glucose en fructose. Deze hydrolyse vindt plaats buiten de gistcel door het enzym invertase, dat aan de celwand van de gistcel verankerd zit. De monosacchariden glucose en fructose die zo worden gevormd (en die uit de wort) kunnen door gistcellen worden opgenomen. Opname van deze suikers gebeurt door transporteiwitten (permeases) die in de celmembraan verankerd zitten. Glucose wordt door gistcellen zo'n miljoen maal sneller opgenomen dan door diffusie over de celmembraan kan worden verklaard. De opname van maltose en maltotriose wordt uitgevoerd door speciale, induceerbare, permeases. Tegelijk met de opname van di- en trisacchariden wordt het enzym maltase geïnduceerd, dat deze suikers direkt na opname hydrolyseert tot glucose.
Er zijn, naast maltose, nog andere suikers belangrijk voor de bierbrouwer. Het toevoegen van dergelijke suikers aan een brouwsel gebeurt in de regel tijdens het koken van de wort, omdat suikers niet 'gemaischd' hoeven te worden. Sommige suikers zijn door biergisten volledig vergistbaar, terwijl andere suikers slechts moeilijk (lees: langzaam) of niet vergistbaar zijn. Over het algemeen zijn suikers gewonnen uit suikerbiet of -riet volledig vergistbaar, terwijl speciale 'brouwsuikers' (gewonnen uit gerst, tarwe of maïs) meestal niet volledig vergistbaar zijn. Deze 'brouwsuikers' bestaan voor een deel (ongeveer 38%) uit onvergistbare suikers, die een 'restzoetheid' aan het bier geven. Het gebruik van brouwsuikers heeft als nadeel dat de toegevoegde restzoetheid slechts empirisch (proefondervindelijk) kan worden bepaald. Moutextracten zijn te koop gebaseerd op zowel tarwe- als gerstemout (EBC waarden (3, 50 en 125)).
De voor ons belangrijkste vergistbare suikers zijn:
Dit hexose (figuur 1) heeft als molecuulformule C6H12O6, waarbij vijf van de C-atomen een zesring vormen met één van de O-atomen. Een andere, meer dagelijkse benaming voor deze stof is 'druivesuiker' (dextrose). Glucose wordt over het algemeen gewonnen uit het zetmeel van granen en is in zuivere vorm relatief duur. Glucose is in water goed oplosbaar en (mits zuiver!) 100% vergistbaar.  Figuur 1. De ruimtelijke structuur van (beta -d-)glucose. Grijze bollen: koolstofatomen (C), Zwarte bollen: zuurstofatomen (O) en witte bollen: waterstofatomen (H).
|
Technische artikelen 
