Tento článek je překladem článku od Steve Parkesu uveřejněného na BYO. Zde je i zajímavý, i když trochu delší článek věnovaný této problematice.
V pivovarském rmutování se zabýváme aktivitou dvou hlavních enzymů, alfa a beta amylázy.
Alfa amyláza je enzym zodpovědný za štěpení velkých, složitých a nerozpustných molekul škrobu na menší rozpustné molekuly. Je stabilní v horkých, vodnatých rmutech a přeměňuje škrob na rozpustné cukry v rozmezí teplot od 63 do 70 °C (145 až 158 °F). Vyžaduje vápník.
Beta amyláza je dalším enzymem v rmutu, který je schopen rozkládat škrob. Svým působením je to enzym, který je z velké části zodpovědný za tvorbu velkého množství zkvasitelného cukru. Systematicky rozkládá škrob za vzniku maltózy. Beta amyláza je aktivní při teplotách 55 až 65 °C (131 až 149 °F). Stejně jako u všech enzymů však její aktivita dosahuje vrcholu, klesá a poté prudce klesá se zvyšující se teplotou. Rychlost závisí také na množství přítomného enzymu. Trvá nějakou dobu, než se všechen enzym zničí, ale to, co zůstalo neporušené, pracuje velmi rychle. Když se tedy teplota rmutu blíží 65 °C (149 °F), beta amyláza pracuje nejrychleji, ale zároveň dochází k její denaturaci.
Může se to zdát banální, ale při těchto vyšších teplotách je denaturace tak rychlá, že enzym většinou zmizí za méně než 5 minut. Také v domácím pivovaru, kde může být zrno nasypáno do velmi horké vody, může působení velmi vysokého tepla po dobu několika sekund, než se směs homogenizuje, působit na zničení křehkých enzymů.
To znamená, že v praktickém smyslu lze manipulaci s aktivitou beta amylázy využít ke kontrole fermentovatelnosti mladiny. Pokud se rmut nechá „stát“ při teplotě, která podporuje působení beta amylázy, pak větší podíl cukrů extrahovaných ze sladu bude tvořit maltóza, a mladina tak bude lépe zkvasitelná.
V komerčních pivovarech bylo zjištěno, že změna teploty rmutu ze 149 na 156 °F (65 až 69 °C) zvýšila konečnou hustotu piva z 1,008 na 1,014. To je významný rozdíl.
Oba tyto enzymy působí společně při rozkladu ječného škrobu za vzniku řady cukrů obsažených v mladině. Pod určitou teplotou (145 °F/63 °C) je aktivita alfa amylázy nízká, a proto velké molekuly škrobu zůstávají nerozpustné. Nad určitou teplotou (149° F/65 °C) je beta amyláza výrazně denaturována, což omezuje množství zkvasitelných cukrů, které lze extrahovat do mladiny. To ponechává malé „okno“, ve kterém může pivovar pracovat a ovlivňovat druhy cukrů, které se dostanou do mladiny. Nižší teplota vede k tomu, že mladina je lépe zkvasitelná, ale může se z ní získat o něco méně piva, zatímco při vyšší teplotě je zkvasitelnost nižší, ale zvyšuje se účinnost extraktu.
Hustota rmutu má podobný, i když méně dramatický vliv na výtěžnost a zkvasitelnost. Hustší rmut poskytuje ochranu křehčímu enzymu beta amyláze, a zvyšuje tak fermentovatelnost, zatímco řidší, vodnatější rmut podporuje vyšší extrakt. Po působení těchto enzymů na ječný škrob v rmutovací nádobě nám zůstane mladina, která obsahuje přibližně 15 % jednoduchých sladkých cukrů, jako je glukóza, fruktóza a sacharóza. Většina z nich byla původně obsažena ve sladu a jednoduše se rozpustila v mladině. Zůstávají nám také větší kusy původní molekuly škrobu známé jako dextriny (20 až 35 procent), které podle lidového názoru přispěly k chuti v ústech. K tomuto vjemu však v pivu pravděpodobně nepřispívají ve velké míře, ale mohou být v ústech rychle atakovány amylázami za vzniku glukózy, a tím i sladké chuti. Zbývající extrakt tvoří maltóza (a trochu maltotriózy), a protože hlavním zdrojem maltózy je působení beta amylázy, je zřejmé, jak důležitá musí být kontrola aktivity tohoto enzymu v rmutu.
Dalším faktorem, který ovlivňuje aktivitu různých enzymů, je pH rmutu. Rmut připravený s použitím destilované vody má pH v rozmezí 5,8 až 6,0. Přítomnost dostatečného množství vápenatých iontů ve vodě způsobí, že pH rmutu klesne do rozmezí 5,5 až 5,6. Další ionty vápníku mohou snížit pH na 5,2, kde se dostáváme do optimálních podmínek pro dva hlavní enzymy rmutu. pH v optimálním rozmezí také pomáhá trochu izolovat enzymy od vlivu teploty.
Proteázové enzymy jsou mezi pivovarskými vědci stále předmětem sporů. Historicky pivovarníci z britského rodu odmítají působení enzymů, které rozkládají a rozpouštějí potenciálně škodlivé bílkoviny v rmutu. Je to pochopitelné, protože se zjistilo, že při různých denaturačních teplotách, dokonce až 62 °C (144 °F), prakticky žádný enzym proteáza nepřežije, aby byl účinný v infuzním rmutu. Stejně tak je nepravděpodobné, že by dobře upravený, vysoce vysušený britský slad obsahoval mnoho proteázových enzymů.
Výzkum na University of California-Davis v 80. letech 20. století, který se zaměřil na proteázovou aktivitu v rmutu, dospěl k závěru, že v moderních sladech přežívá při sušení tak málo proteázových enzymů, že předpokládané výhody „proteinového odpočinku“ jsou spíše způsobeny fyzikálními faktory týkajícími se rozpustnosti bílkovin než enzymovými faktory.
Existují však přesvědčivé důkazy, že k určitému rozkladu bílkovin dochází, a to enzymů odpovědných za produkci dalších aminokyselin v mladině. Aminokyseliny jsou životně důležitou živinou kvasinek, a proto při použití vysokého množství přídavných látek mohou být dodatečné aminokyseliny velkým přínosem. Odpočinek při nízké teplotě může množství aminokyselin v mladině dokonce zdvojnásobit. V čistě sladové mladině to může vést k nadbytku aminokyselin a ovlivnit chuť piva a negativně ovlivnit mikrobiologickou stabilitu piva.
V učebnicích se nadále hovoří o působení enzymů proteáz, které štěpí velké bílkoviny na menší, avšak v teplotním rozmezí 122 až 140 °F (50 až 60 °C). V publikaci The Practical Brewer, kterou vydalo americké sdružení pivovarnických mistrů, se uvádí, že při rmutování dochází ke stejné proteolýze jako při sladování, a řada dalších textů pojednává o rozkladu složitých bílkovin na polypeptidy a peptidy. Větší rozpustné produkty rozkladu velkých bílkovin v ječmeni jsou zodpovědné za zvýšení pěny a plnosti chuti a způsobují zákal, zatímco ty nejmenší zajišťují výživu kvasinek.
Enzymy beta glukanázy jsou důležité kvůli negativním účinkům, které může mít beta glukan na kvalitu piva a jeho zpracování v komerčním pivovaru. Beta glukan je gumovitý sacharid a může výrazně zvýšit viskozitu mladiny i piva. Tato zvýšená viskozita vede k dramatickým problémům při oddělování mladiny a filtraci piva.
Ani jeden z těchto problémů pravděpodobně domácí pivovarníky trápit nebude, protože oddělení mladiny trvá jen o něco déle a jen málo domácích pivovarníků cítí potřebu pivo filtrovat. Tento enzym pomáhá rozkládat velké beta glukany na mnohem menší, což je činí méně problematickými. V omezené míře je aktivní při rmutování za nízkých teplot.
Fytáza je enzym, který přeměňuje kyselinu fytovou (obrovský zdroj fosfátů) v ječmeni na volné fosfáty, které jsou důležité v procesu sladování jako kofaktory enzymů a mají zásadní úlohu při regulaci pH. V moderním sladu je téměř úplně denaturován při sušení, ale v extrémně málo upraveném, lehce sušeném sladu a při použití dekokčního systému může být tento enzym faktorem, který upravuje pH rmutu.
Dalším enzymem, který je pro pivovarníky zajímavý, je lipoxygenáza. Spekulace o tom, že tento enzym může hrát důležitou roli při kvašení piva, vedou pivovarské vědce již několik let k přátelským sporům. Zastánci tvrdí, že způsobuje oxidaci lipidů v rmutu, čímž v pivu vznikají prekurzory zatuchlé chuti, zatímco odpůrci se přou o její význam a vliv. Ať tak či onak, není to nic, čím by se měl domácí sládek zabývat.
Translated with www.DeepL.com/Translator (free version)