Extractgehalte, specifieke dichtheid en alcoholpercentage

Het is voor brouwers (en drinkers) altijd een belangrijke vraag gebleven, hoe 'sterk' hun brouwsels zijn. Een meetwaarde van het wort is het gehalte geëxtraheerd materiaal uit de mout tijdens en na het maischproces en het spoelen. De term 'extract' betekent het gewichtspercentage opgeloste stoffen in het wort.

Een bepalingsmethode hiervan is het meten van de specifieke dichtheid van de vloeistof, ook wel het soortelijk gewicht (S.G.) genoemd. Deze wordt in een getal vergeleken met het soortelijk gewicht van water. Dat is vastgesteld op 1,000. Daarbij hebben we een probleem: het opgelost materiaal bestaat uit vergistbare suikers, die door de gist kunnen worden omgezet in alcohol en koolzuurgas, maar ook niet-vergistbare suikers, eiwitten, esters en andere stoffen, die kunnen ver­schillen van brouwsel tot brouwsel. Daardoor is het in principe niet zo eenvoudig om een relatie te vinden tussen de dichtheid en uiteindelijk te vormen alcoholpercentage.

In 1843 heeft Carl Balling een deel van dit probleem opgelost. Hij vond, dat het S.G. van het wort toeneemt met de opgeloste hoeveelheid stoffen op bijna dezelfde manier, als het een

oplossing is van alleen sucrose (suiker) in water. Met behulp van standaard suikeroplossingen kon hij een tabel maken met een relatie tussen de gehaltes suiker in deze oplossingen en de dichtheid van het wort. Dit zijn de zogenaamde 'graden Balling' geworden en geven aan het aantal grammen suiker weer per 100 ml wort.

Rond 1900 heeft Dr. Fritz Plato dit systeem nog verbeterd, waaruit de zgn. graden Plato zijn ontstaan. Het heen en weer rekenen tussen dichtheid, graden Balling en Plato is niet zo eenvoudig en wordt voornamelijk toegepast in brouwerijen tb.v. de accijnsbepaling.

Een vereenvoudigde formule om het extractgehalte te bereke­nen is als volgt:

E=(S.G.- 1000)/4 in gewichts %

dus het begin S.G. getal (boven de 1000), gedeeld door 4 geeft bij benadering het extractgehalte in graden Plato.

Maar er is meer hierover te zeggen. Als het begin-S.G. wordt gemeten, kan met bovenstaande formule het aantal graden Plato worden berekend als begin extractgehalte. Het eind S.G., gemeten aan het einde van de (na)gisting geeft slechts een schijnbaar extract. Het is niet langer het werkelijke eind extractgehalte, omdat het bier niet alleen een mengsel is van water en opgeloste stoffen. Er is nu ook een zekere hoeveel­heid alcohol aanwezig, en alcohol is lichter dan water (soortelijk gewicht is 0,794 bij 150 C), waardoor het S.G. het water­alcohol-restsuikers mengsel niet meer te vergelijken is met een water-suiker mengsel. Het werkelijk eindextract gehalte is daardoor niet met een eenvoudige S.G. meting te berekenen met de bovenstaande formule.

Alcohol percentage

Men zou denken, dat het alcohol percentage van het uiteinde­lijke bier direct evenredig is met het verschil tussen het begin en het eind S.G., gemeten voor en na de gisting. Immers, de chemische vergelijking van de omzetting van een enkelvoudige suiker tot ethanol is:

C6H12O6--> 2C2H5OH + 2CO2

Het probleem is hierbij, dat vergisting niet zo eenvoudig verloopt. Het is een biologisch proces, waarbij allerlei tussen­producten worden gevormd en nevenreacties verlopen, die dus

niet alleen tot de vorming van ethanol leiden.

Een vereenvoudigde formule kan worden gebruikt om het alcohol percentage toch te berekenen uit de gemeten begin S.G.- en eind S.G.-waarden:

ALC. % (gew. %) = 76,08 (begin S.G. - eind S.G.)/ (1775 - ­begin S.G.)

Uit dit resultaat kan het alcoholpercentage in volume % worden berekend met de formule:

ALC.% (vol.%)= ALC.% (gew.%) x (eind SG/794)

Voorbeeld:

Van een bier is gemeten: begin S.G.=1065 en eind S.G.=1015. Voor het extractgehalte E kan dan worden berekend:

E = (1065-1000)/4 = 16,1 graden Plato

Het alcoholpercentage in gewichtsprocenten is:

Alc.% = 76,08(1065-1015)/(1775-1065) = 5,36 gew.% alc.

Het alcohol percentage in volume % wordt dan:

Alc.% = 5,36 x(1015/794) = 6,85 vol.% alcohol.

Let op! Dit is nog niet helemaal het uiteindelijke alcoholgehalte. Bij de nagisting op fles wordt immers nog wat suiker toegevoegd, waardoor ook nog wat alcohol (samen met het

nodige koolzuurgas) wordt gevormd. Uit mijn berekeningen blijkt, dat bij 6 gram suiker per liter toegevoegd er ongeveer 0,38 vol.% alcohol ontstaat. Bij 8 g/l is dat 0,51 vol.%

In het bovenstaande rekenvoorbeeld zal het bier uiteindelijk zo'n 7,25 vol.% alcohol bevatten.

In de berekening van het gewichtspercentage alcohol is een benaderingsformule gebruikt, die niet precies de juiste waarde geeft, maar wel vrij eenvoudig te gebruiken is. In de tabel hierna volgende staan nauwkeuriger waarden opgegeven voor het gewichtspercentage alcohol, dat ontstaat bij een bepaald begin S.G. en eind S.G. Op de verticale as staat het begin S.G., op de horizontale as het eind S.G. De waarde in de tabel kan dan nog worden omgerekend van gew.% naar vol.% en worden aangevuld met het gevormde percentage tijdens de nagisting. Voor tussenliggende S.G.'s kan een waarde ertussen worden geschat.

Weer ons rekenvoorbeeld:

begin S.G.: 1065, eind S.G.: 1015

Gew. % alc. volgens de tabel: 5,14 gew. alcohol

Hieruit berekende vol.% = 5,14(1015/794) = 6,57 vol.% alcohol

Aangevuld met de nagisting geeft 6,95 vol.% alcohol.

Tot zover dit gedeelte uit Zymurgy.

Nico Vonk