Terug naar overzicht

Brouwen van laag-alcoholisch bier (1)

tww februari 2022
Door: Theo van Eijden

Technieken

Met de groeiende populariteit van alcoholvrije bieren is het duidelijk dat het hier niet gaat om een voorbijgaande trend, maar om een alternatief voor de traditionele drinkcultuur. Het aanbod en variëteit van alcoholvrij bier en bier met een laag alcoholgehalte is de laatste jaren enorm toegenomen. Een belangrijk aspect van het vergisten van iedere willekeurige drank is de productie van alcohol. Ongeacht de techniek, de ingrediënten of de omgeving, is dit een onvermijdelijk aspect van gisting. Wat we wel kunnen controleren is de hoeveelheid geproduceerde alcohol. Door traditionele technieken te wijzigen of moderne methoden toe te passen, kan de alcoholproductie worden verminderd of kan alcohol worden verwijderd na de gisting, wat kan resulteren in alcoholvrij of alcoholarm bier.

Aangezien vele brouwerijen hun methoden om alcoholvrij bier te produceren geheim houden, is de informatie over deze technieken voor thuisbrouwers beperkt. Sommige van de gebruikelijke methoden om deze bieren te maken kunnen gemakkelijk door brouwers worden toegepast, terwijl andere beperkt zijn tot de commerciële brouwerijen. Hieronder volgt een lijst van veel gebruikte methoden:

  • Hoge-temperatuur maischen
  • Lage moutstoring (laag stamwortgehalte)
  • Koud maischen (niet enzymatisch maischen)
  • Gistselectie (maltose-negatieve stammen)
  • Onderbroken gisting
  • Geen gisting
  • Membraanfiltratie
  • Omgekeerde osmose
  • Vacuümdistillatie
  • Centrifugescheiding
  • Thermische scheiding/afvullen

Technieken geschikt thuisbrouwers

De thuisbrouwer kan kiezen uit een groot aantal opties, maar de keuze van de juiste methode, of combinatie van methoden hangt af van de individuele omstandigheden van elke brouwer. Factoren zoals beschikbare giststammen en apparatuurbeperkingen kunnen sommige methoden onpraktisch maken, dus het kiezen van een methode die past is van het grootste belang voor het succes ervan. Elke methode heeft zijn beperkingen en invloed op het eindresultaat, dus compromissen zijn vaak een onvermijdelijk onderdeel van het brouwen van laag-alcoholisch bier.

Hoge-temperatuur maischen

De temperatuur van het maischen speelt een cruciale rol bij het extraheren van suikers, zetmeel, aroma's en kleur. De temperatuur bepaalt welk percentage van de complexe suikers wordt afgebroken tot eenvoudiger suikers. Er zijn twee belangrijke enzymen actief tijdens het maischen: alfa-amylase en bèta-amylase. Alfa-amylase is het meest actief in het temperatuurbereik tussen 68-75°C, waarbij langere suikerketens worden gecreëerd die minder vergistbaar zijn, wat resulteert in een bier met meer body. Bèta-amylase, dat het actiefst is in het temperatuurbereik tussen 54-65°C, creëert enkelvoudige moutsuikers die beter vergistbaar zijn, wat leidt tot een volledigere vergisting, met als gevolg een schoner bier met een dunnere body.

Streef naar een hoge maischtemperatuur tussen 68-79°C, waarbij de nadruk ligt op de alfa-amylase enzymen die meer onvergistbare suikers aanmaken, waardoor een grotere hoeveelheid dextrinen en suikers met een langere keten worden geëxtraheerd, wat resulteert in een lager alcoholgehalte en een volmondiger bier met veel mondgevoel. Lange maisch tijden zijn niet nodig bij het maischen van kleine brouwsels bij hoge temperaturen. Bij een hogere temperatuur en een hogere pH wordt de amylase bevorderd en zal de zetmeelconversie in 30 minuten of minder voltooid zijn. Langere maischtijden onder deze omstandigheden geven de bèta-amylase de tijd om meer suikers met een langere keten af te breken tot kortere suikers, wat leidt tot een beter vergistbaar wort. Een te lange maischtijd bij deze temperaturen geeft ook ongewenste tannines met wrange, bittere en korrelige smaken tot gevolg. Zodra het maischen is voltooid, breng je het wort aan de kook en vervolg je de brouwdag zoals gewoonlijk.

Laag stamwortgehalte

Deze techniek werd populair gemaakt door BrewDog met hun Nanny State Hoppy Golden Ale. De kleine hoeveelheid graan resulteert in een wort met minder vergistbare suikers, terwijl het maischen bij een hoge temperatuur (72-82 °C) de alfa-amylase enzymactiviteit verhoogt, wat leidt tot meer dextrines en dus een minder vergistbare wort met een geweldig mondgevoel, smaak- en schuimkraagbehoud. De sterkte van het wort dat met deze methode wordt geproduceerd kan variëren van 1,005 tot 1,030 begin SG, wat uiteindelijk leidt tot bieren van 0,1 tot 2,0% Alc. De lage stamwortgehaltemethode is wellicht de gemakkelijkste en meest kosteneffectieve manier om ultra-laagalcoholbieren te brouwen, het kan gemakkelijk worden gedaan op een fornuis, of in standaard brouwapparatuur met als basis een verminderde hoeveelheid mouten. Bij deze methode ligt de nadruk op een lager percentage basismout en een hoger percentage speciaalmout en adjuncten om de body van het bier te helpen vullen, in combinatie met hoge maischtemperaturen om meer suikers met lange ketens, dextrinen, kleur- en smaakstoffen te extraheren. De hopbitterheid wordt door het gebrek aan mout prominenter, dus streef naar een bitterheid  tussen 10-35 IBU's voor een beter uitgebalanceerd bier.

Koud ofwel Niet-Enzymatisch maischen

Bij de techniek van het koud maischen, ook bekend als de ‘Briess Methode’, wordt de geschrote mout in koud water geweekt. De mout wordt dan uit de vloeistof gehaald, welke daarna tot een standaard maischtemperatuur wordt verwarmd om de aanwezigheid van niet-omgezet zetmeel te verminderen. Het belangrijkste concept achter koud maischen wordt passieve extractie genoemd Dit kan worden bereikt door de geschrote mout gedurende enige tijd te laten reageren met water bij lage temperaturen. Wort verkregen met de techniek van koud maischen bevat een veel hoger gehalte aan eiwitten die verantwoordelijk zijn voor het goed vasthouden van de schuimkraag en het mondgevoel.

Niet-enzymatisch maischen (NEM) is een proces dat wordt gebruikt om smaak en kleur te onttrekken aan gemout graan zonder dat daarbij veel vergistbare suikers worden omgezet en geëxtraheerd. Om dit te bereiken wordt al het graan voor een brouwsel geweekt in koud water, meestal 8 tot 24 uur, voordat het wort van het mout wordt gescheiden en op een standaard maisch temperatuur van 65 °C wordt gebracht. Deze temperatuur zo'n 45 minuten aanhouden totdat alle zetmeel is omgezet, waarna een normaal kookschema volgt met de  hoptoevoegingen.

Gistselectie

Met een toename van alcoholvrij brouwen komen nieuwe of onconventionele giststammen die minder fermentatief zijn beschikbaar. Gistlaboratoria over de hele wereld werken met veel verschillende giststammen, die leiden tot succesvolle fermentatie, geur- en smaakprofielen die geassocieerd worden met gewone biergist. Doel is om beter smakende laag-alcoholische  bieren te creëren. Het voordeel van het gebruik van deze gistsoorten is dat de brouwer een bestaand recept kan maken dat hij lekker vindt en dat een soortelijk gewicht heeft tussen 1.014 en 1.034 begin SG. Gezien het hogere percentage onvergiste suikers in bieren die op deze manier worden gemaakt, moet echter pasteurisatie worden overwogen om bederf of hergisting in de fles te voorkomen.

Laboratoria zoals White Labs, Fermentis, CHR-Hansen, Hefebank Weihenstephan en The Yeast Bay hebben reeds hun eigen culturen op de markt gebracht, terwijl andere laboratoria proactief werken om hun eigen stammen op de markt te brengen. De volgende gistsoorten en -variëteiten zijn reeds getest en geïsoleerd voor gebruik bij de vergisting van bier met een laag alcoholgehalte/geen alcohol:

  • Saccharomycodes Ludwigii
  • Zygosaccharomyces Lentus
  • Torulaspora Delbrueckii
  • Saccharomyces Chevalieri
  • Metshnikowia Reukaufii
  • Pichia Kluyveri

Bedrijven die giststammen produceren, zoals White Labs, Fermentis en Lallemand, hebben hun eigen stammen gecreëerd. Door zorgvuldig maltotriose- en/of maltose-negatieve gistcellen te selecteren, om alleen enkelvoudige suikers te vergisten, hebben ze meer controle over de vergistbaarheid van wort, waardoor een lage vergistingsgraad ontstaat, met achterlating van restsuikers, wat resulteert in een laag alcoholgehalte. Gewone giststammen kunnen ook worden gebruikt om mee te vergisten, maar stammen met een lage vergistingsgraad zullen het aroma en de algemene smaak van het bier verbeteren.

Sommige fabrikanten van maltose- en maltotriose-negatieve stammen raden aan het afgewerkte bier te pasteuriseren om verdere gisting of nagisting te voorkomen. De reden is dat deze gisten alleen de enkelvoudige suikers omzetten, er blijven dus nog veel vergistbare suikers achter in het bier.

Onderbroken vergisting

Onderbroken gisting kan op zichzelf of in combinatie met andere methoden worden gebruikt om laag-alcoholisch bier te creëren. Door de gisting te stoppen kan de brouwer de hoeveelheid geproduceerde alcohol controleren, wat resulteert in een eindproduct met grotere hoeveelheden restsuikers en een laag alcoholgehalte. Het stopzetten van de gistactiviteit kan gebeuren door het bier te verhitten, af te koelen of door chemicaliën te gebruiken.

Verhitting van bier leidt tot een verminderde activiteit van micro-organismen in de gist, waardoor het gistingsproces stopt en de brouwer gemakkelijk een laag alcoholgehalte kan handhaven met een gewenste hoeveelheid zoetheid als gevolg van een onvolledige gisting. Terwijl sommige methoden, zoals flash pasteurisatie (ook bekend als hoge temperatuur/korte tijd), gewoonlijk beperkt zijn tot commerciële brouwerijen, kan de thuisbrouwer een veel eenvoudigere stap nemen door zijn/haar bier met hitte te pasteuriseren door gevulde flessen ongeveer 15 minuten in een waterbad van 55-60°C te plaatsen.

Wanneer het bier wordt afgekoeld tot het bijna vriest worden de gisten inactief en kunnen ze worden uitgefilterd of minder actief gemaakt door het gebruik van kaliummetabisulfiet (Campden-tabletten) en kaliumsorbaat. Vatbier wordt normaliter niet gepasteuriseerd, zodat het moet worden bewaard bij 3 °C om te voorkomen dat in het vat hergisting optreedt.

Het toevoegen van kaliummetabisulfiet en kaliumsorbaat samen aan bier is een doeltreffende manier om verdere gisting te stoppen bij vergistbare suikers, maar het is niet geschikt om actieve gisting te stoppen. Deze chemische stoffen dienen veelal om verdere gisting te voorkomen zodra de gist inactief is geworden. Hoewel velen sulfieten en sorbaat los van elkaar goed genoeg vinden werken, zal het gebruik van beide stoffen samen de activiteit van de gist doeltreffender verminderen. Een veel voorkomende misvatting is dat kaliummetabisulfiet de gist doodt, maar dat is niet helemaal waar. Er kunnen omstandigheden worden gecreëerd waarin de gist inactief wordt, zoals cold crashing.

Geen gisting

Het niet-vergisten van wort gaat over het algemeen in tegen de traditionele methoden voor het maken van bier, maar moet niet te snel worden afgewezen. Door het wort niet te vergisten, kan de brouwer met vertrouwen een echt 0,0% ‘bier’ maken. Commercieel is deze techniek toegepast door Hairless Dog Brewing en is behoorlijk succesvol gebleken.

Zoals de meeste brouwers weten, creëert gist esters, fenolen, glycerol, ethanol, en biotransformatie van hop-verbindingen tijdens de gisting, die allemaal een geur- en smaakimpact hebben op het bier. Zonder deze eigenschappen kan het bier wrang en zoet smaken, vandaar dat de brouwer stappen moet ondernemen om een wenselijk evenwicht van smaken te verzekeren. Het voordeel van het niet-vergisten van de wort is het ontbreken van bijsmaken die ontstaan tijdens een traditionele gisting, hoewel er door het hoge gehalte aan vergistbare suikers wel maatregelen moeten worden genomen om microbieel bederf te voorkomen.

Afkoken

Deze techniek is de minst gunstige methode, omdat het verwarmen van het bier na de gisting kan leiden tot een reeks problemen en bijsmaken, zoals oxidatie, te bittere smaken door de hogere warmte, nevensmaken van ‘gekookte’ gist, en verlies van gewenste vluchtige aroma's en smaakcomponenten. Zonder dure testapparatuur is het onduidelijk hoeveel alcohol er nog in het eindproduct zit. De reden hiervoor is dat alcohol en water zich aan elkaar binden om een azeotroop[1] te vormen, waarvan de componenten niet gemakkelijk kunnen worden gescheiden met behulp van warmte, zodat het kennen van het uiteindelijke alcoholpercentage alleen kan worden geschat door de brouwer.

Het kookpunt van ethanol ligt lager dan dat van water (78 °C), wat betekent dat de alcohol zal worden verdampt zonder dat het bier echt moet worden gekookt. Hoe lang het bier moet worden verhit is een veelbesproken onderwerp, omdat de atmosferische druk en de verhittingstemperatuur per situatie kunnen verschillen, waardoor het niet goed in te schatten is. Hieronder volgt een richtlijn voor hoeveel restalcohol er in een bier overblijft na een bepaalde verhittingstijd:

  • 30 minuten kooktijd - 35%
  • 1 uur kooktijd - 25%
  • 5 uur kooktijd - 20%
  • 2 uur kooktijd - 10%
  • 5 uur kooktijd - 5%

In theorie betekent dit dat 2,5 tot 3 uur verhitting nodig is om een bier met een van 5% terug te brengen tot 0,5% .

Bronnen


[1] homogeen vloeistofmengsel dat door een identieke samenstelling als zijn damp niet kan worden gescheiden in zijn componenten.

Terug naar overzicht