De zure smaak in bier

Tijdens het vragenhalfuurtje van 29 september werden er (toevallig) twee vragen gesteld over zuur. Eén vraag ging over de verschillende smaken die bijv. fosforzuur, of melkzuur geven. De andere over het zuur worden van bier. Ik herinnerde me de artikelen uit Proost 1e jaargang uit 1994 nog waarin Jacques Bertens de verschillende smaken die in bier kunnen voorkomen behandelt. Dit is een verkorte versie van een van deze artikelen over u raadt het al: zuur.

Soms gewenst maar meestal niet

De aanwezigheid van een fris zure smaak in bier wordt door veel mensen gewaardeerd. Commercieel worden met name in België diverse zure bieren op de markt gebracht. Bij deze commerciële bieren is het zuur mooi in balans met de overige biersmaken. Om deze bieren op ambachtelijke wijze te verkrijgen is veel ervaring en geduid nodig.
Bij amateur-bierbrouwers wordt het brouwen van zuur bier bijna altijd gezien als een fout. Dat is naar mijn mening best jammer. Ik kreeg niet zo lang geleden van een collega amateur-bierbrouwer een biertje te proeven met de vraag wat daar mis mee was. Ik constateerde dat het donkere wat zoetige bier een zure smaak had afkomstig van melkzuur. Het bier is geïnfecteerd met melkzuurbacteriën vertelde ik hem. "Bewaar het maar 'n tijdje en je kunt het bij een wedstrijd inzenden als een oud Vlaams versnijbier". Een paar weken later kwam ik hem weer tegen. Hij had het bier door de gootsteen gegoten, hij hield niet van zuur bier. Toch had dit bier naar mijn idee na een voldoende lange rijpingstijd een prijs kunnen winnen bij de vele wedstrijden die de laatste tijd worden gehouden.
Een zure smaak is echter niet in elk bier gewenst. De zure smaak moet binnen het smaakprofiel van het betreffende biertype passen. Zo hoort bijvoorbeeld in een pilsener of een stout een zure smaak niet thuis.

Infecties

Wort is een vloeistof die zeer rijk is aan voedingsstoffen (vooral suikers en aminozuren). Naast gist kunnen ook andere micro-organismen goed gedijen in wort. Wanneer deze micro-organismen ongewild in het wort terechtkomen spreken we over een infectie. Een kenmerk van een infectie is dat deze ongecontroleerd verloopt.
Infecties liggen in onze brouwerijtjes constant op de loer. Via de lucht kunnen steeds allerlei micro-organismen het wort of het bier besmetten. Vooral in de zomermaanden is de concentratie aan micro-organismen in de lucht hoog. Om die reden werd vroeger geen bier gebrouwen in de zomer. Voorts komen er in de zomer ook meer fruitvliegjes voor die in staat zijn ongewenste micro-organismen over te brengen. Ik ken amateur-bierbrouwers die uit preventie brouwen in een gesloten ruimte met een mechanische afzuiging.
Infecties kunnen voor allerlei smaakafwijkingen zorgen zoals diacetyl (boterachtig), gekookte groentesmaak, schimmelachtig/muf, medicinaal, rioolachtig en rotte eierengeur. Voldoende redenen dus om met infecties zo voorzichtig mogelijk te zijn.
Sommige amateur-bierbrouwers maken zich niet druk over mogelijke infecties van het wort voor het koken. Die micro-organismen worden toch gedood tijdens het koken, is hun redenering. Wat deze amateur-bierbrouwers vergeten, is dat de stofwisselingsproducten van deze infecties wel al in het wort zitten en dat deze stofwisselingsproducten niet verdwijnen door het koken.
Een andere fout die sommige amateur-bierbrouwers maken is 's avonds laat een beslag te maken en de opgevangen wort in een goed warmte-isolerend vat bewaren om de volgende dag het brouwproces af te wikkelen. Door het bewaren bij een hoge temperatuur hopen ze gevrijwaard te blijven van infecties. Ten gevolge van het lang bewaren bij hoge temperaturen wordt de ontwikkeling van Maillard-producten gestimuleerd. Maillard-producten geven het bier een donkere kleur en zijn verantwoordelijk voor een minder frisse smaak. Wanneer de temperatuur onder 60ºC komt is het ongehopte wort weer bevattelijk voor bepaalde bacteriën en zoals je waarschijnlijk al vermoedt slapen bacteriën nooit.

Toevoegen van zuur

Om het maischproces goed te laten verlopen is het van belang de pH-waarde van het beslag in de gaten te houden. De enzymen die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van het zetmeel werken het beste bij een pH van 5,5 tot 5,7. In sommige streken bevat het leidingwater veel bicarbonaten die de pH-waarde tijdens het maischen doen stijgen. De pH dient dan ook tijdens het maischen bij 63ºC gecontroleerd te worden. Voordat je de pH meet, moet je het monster wel even laten afkoelen tot 20ºC omdat de pH temperatuurgevoelig is en pH-papier en de pH-meters die de meeste amateur-bierbrouwers gebruiken bij 20ºC geijkt zijn.
Wanneer de pH te hoog is kun je deze corrigeren door het toevoegen van zuur. Overigens blijkt uit de vakliteratuur voor de professionele brouwers dat het aanzuren niet alleen een gunstig gevolg heeft op de werking van de enzymen maar ook dat een bier met een aangezuurd beslag qua smaak hoger gewaardeerd wordt door de consument.
Zuren die je kunt toevoegen en hun effect op het bier zijn vermeld in de tabel hier onder.
Als je zuren zoals zoutzuur, zwavelzuur en fosforzuur wilt gebruiken zul je naar de apotheek moeten gaan en vragen om een zuivere vorm van deze zuren zonder verontreinigingen (dus nooit bijvoorbeeld huishoudzoutzuur gebruiken). Bedoelde zuivere vorm wordt in apothekerskringen aangeduid met de term pro analyse.

In Duitsland waar veel brouwerijen zich nog steeds strikt houden aan het zogenaamde Reinheitsgebot laat men mout en wort verzuren door deze te enten met een reincultuur van melkzuurbacteriën. Ze omzeilen op deze wijze het verbod om andere grondstoffen te gebruiken dan water, mout, hop en gist. Ook in andere landen gaan steeds meer professionele brouwerijen over op deze werkwijze om met natuurzuivere produkten te kunnen adverteren. Het gecontroleerd laten verlopen van een melkzuurvergisting is denk ik voor de meeste amateur-bierbrouwers niet weggelegd. Naar mijn idee kunnen we dan ook beter melkzuur kopen voor het aanzuren.
Overigens heb ik wel eens horen fluisteren dat in België veel commerciële zurige bieren tegenwoordig gebrouwen worden door toevoeging van grote hoeveelheden melkzuur.

Barrières tegen de groei van infecties

In bier kunnen zich veel minder micro-organismen ontwikkelen dan in ongehopte wort. In bier wordt de groei van de meeste micro-organismen geremd door de lage pH-waarde, de aanwezigheid van alcohol, koolzuur en hopbestanddelen, de gistingsproducten en de verminderde hoeveelheid aminozuren (bouwstenen voor micro-organismen).
Door het aanzuren van het beslag werpen we dus een barrière op tegen micro-organismen die voor een zure smaak in het bier kunnen zorgen! Overigens dient het wort tegen het einde van het koken een pH te hebben van 5,3. Indien de pH-waarde te hoog is kun je deze weer corrigeren door toevoeging van zuur. De pH-waarde van 5,3 na het koken zorgt voor een betere vergisting en voor heldere bieren. Ten gevolge van de gisting daalt de pH-waarde verder en wordt de pH-barrière verder vergroot.
Micro-organismen die we in bier tegen kunnen komen zijn vooral melkzuurbacteriën, azijnzuurbacteriën en pediococcen. Net zoals bij gist bestaan er van genoemde micro-organismen verschillende rassen. Niet alle rassen melkzuurbacteriën, azijnzuurbacteriën en pediococcen worden op dezelfde wijze geremd door de aanwezigheid van gistingsnevenproducten. In het boek "Malting and Brewing Science" geschreven door de schrijversgroep J.S. Hough, D.E. Briggs, R. Stevens en Y.W. Young wordt melding gemaakt van een experiment waarbij 13 rassen melkzuurbacteriën en 3 rassen pediococcen gevoegd werden bij 31 verschillende steriele bieren. Alle in totaal 16 rassen groeiden slechts in drie bieren. In vijf bieren groeide geen enkel ras terwijl verschillende resultaten werden geboekt bij de overige 23 bieren.
De groei van melkzuurbacteriën wordt in de regel beperkt door hopbestanddelen. In sommige brouwerijen worden echter ook melkzuurbacterierassen aangetroffen die waarschijnlijk door aanpassing aan hun omgeving weinig geremd worden door de aanwezigheid van hopbestanddelen.
Omdat in een zwaar bier meer alcohol, hopbestanddelen en gistingsproducten te vinden zijn dan in een minder zwaar bier, is een zwaar bier beter beschermd tegen infecties tijdens het lageren en bottelen.

De voornaamste infectiebronnen nader bekeken

Zoals reeds genoemd zijn de voornaamste infectiebronnen in bier melkzuur- en azijnzuurbacteriën en pediococcen. Infecties met zogenaamde wortbacteriën komen wat minder voor.

Melkzuurbacteriën

Melkzuurbacteriën (lactobacillen) zijn in staat suikers om te zetten in melkzuur. De meeste rassen melkzuurbacteriën produceren naast dit zuur ook azijnzuur, ethanol en koolzuurgas. Naast het zuur worden is het ontstaan van een zoete, boterachtige soms honingachtige smaak de belangrijkste smaakafwijking die een gevolg kan zijn van melkzuurbacteriën. Deze smaakafwijking wordt vooral veroorzaakt door de vorming van de stof diacetyl. Verder kunnen melkzuurbacteriën voor troebelingen in het bier zorgen.
Door zuurstof in het wort wordt hun groei aangemoedigd op dezelfde wijze als dat het geval is bij de gistcellen. Ze kunnen verder groeien in een zuurstofvrij medium. De groei van sommige rassen wordt bevorderd door de aanwezigheid van koolzuurgas.
De pH-waarde waarbij melkzuurbacteriën optimaal groeien ligt bij 5,5. Er zijn echter ook rassen bekend die zich kunnen ontwikkelen bij een pH-waarde van 3,5.

Pediococcen

Pediococcen komen regelmatig voor in brouwerijen waar men ondergistende bieren brouwt. In bovengistende brouwerijen komen ze zelden voor. Of dit onderscheid gezocht moet worden in de lagere gistingstemperatuur of in het verschil tussen ondergist en bovengist is nog niet helemaal bekend. De gevolgen van een infectie met pediococcen lijken sterk op die van melkzuurbacteriën.
Pediococcen zijn in staat dextrinen om te zetten in melkzuur. Een infectie met pediococcen kan dan ook zorgen voor zogenaamde spuiters en zijn de schrik van menig bierkeurmeester.
De pediococcen groeien optimaal bij 21 tot 25ºC maar kunnen zich ook bij lagere temperaturen ontwikkelen.

Azijnzuurbacteriën

Azijnzuurbacteriën hebben zuurstof nodig om te groeien en ze ontwikkelen zich dan ook het beste in wort en bier dat in contact staat met de lucht. De verspreiding van deze bacteriën vindt vooral plaats door vliegen en met name door fruitvliegjes. De groei van azijnzuurbacteriën wordt niet geremd door een lage pH-waarde, de aanwezigheid van hopbestanddelen en alcohol. Daardoor kunnen azijnzuurbacteriën het bier nog infecteren na de hoofdgisting. Infecties zorgen voor een harde zure smaak. Ook kunnen infecties met azijnzuurbacteriën zorgen voor andere smaakafwijkingen en troebelingen.

Wortbacteriën

Wortbacteriën is een verzamelnaam voor alle in wort voorkomende bacteriën. De meeste van deze bacteriën zijn onder een microscoop te zien als kleine gedrongen staafjes, die in korte ketens aan elkaar kunnen zitten.
Sommige wortbacteriën kunnen groeien bij vrij hoge temperaturen (tot 70ºC toe). Bij temperaturen onder de 60ºC kunnen de meeste zich goed voortplanten. Wortbacteriën kunnen voor een kleurverhoging zorgen. Anders dan de andere onder dit kopje genoemde bacteriën zijn wortbacteriën in staat eiwitten af te breken. Wortbacteriën zijn in staat zich drie- tot vijfmaal zo snel te vermenigvuldigen als gistcellen en kunnen daardoor voor de gist minder gunstige vermeerderingsomstandigheden zorgen.
Tot de stofwisselingsproducten van wortbacteriën behoren diverse zuren, fenolverbindingen, rotte eieren gas, dimethyIsulfide (gekookte groente smaak) en andere zwavelverbindingen. Door deze stofwisselingsproducten kan het bier compleet ondrinkbaar worden.

Het voorkomen van infecties

Ondanks de eerder genoemde barrières tegen infecties moeten we ons constant bewust zijn van het gevaar van infecties, vooral als de gisting nog niet gestart is. In onze strijd tegen infecties kunnen we de volgende maatregelen treffen:

• Hygiëne
  Maak alle spulletjes die je net gebruikt hebt en in contact zijn geweest met het beslag, wort of bier meteen schoon. Zorg voor een gladde vloer onder je brouwinstallatie en dweil elke druppel gemorste vloeistof onmiddellijk op. Houd huisdieren uit de buurt van de brouwinstallatie en gistvaten. Maak na afloop van het brouwen de ruimte waarin je gebrouwen hebt goed schoon. Alle mogelijke infectiebronnen in de ruimten waarin je brouwt, lagert of bottelt dienen verwijderd te worden.

• Snel afkoelen
  Om infecties zo min mogelijk kans te geven dient na het koken het wort zo snel mogelijk te worden afgekoeld. Je kunt daarbij gebruik maken van een koelspiraal. Een koelspiraal bestaat uit een paar meter gebogen koperen leiding waardoor water stroomt. Om infecties tijdens het koelen te voorkomen is het verstandig het vat met koelspiraal af te dekken met bijvoorbeeld een stuk plastic.
  Het gebruik van ijs ter afkoeling is af te raden omdat het ijswater infecties kan bevatten. Ook is het vrij moeilijk de hoeveelheid die je nodig hebt om een bepaalde temperatuur te krijgen precies te doseren.

• Het wort beluchten
  Door het wort te beluchten na het koelen komt er zuurstof in het wort. Om zich goed te vermenigvuldigen heeft de gist zuurstof nodig. Het heet beluchten van het wort om zo infecties te voorkomen is ten zeerste af te raden. Bij hoge temperaturen lost er weinig zuurstof op in de vloeistof en wordt de zuurstof chemisch gebonden aan wortbestanddelen wat voor een geoxideerde papierachtige smaak kan zorgen.
  Om infecties ten gevolge van het beluchten te voorkomen kunnen we via een slangetje, voorzien van een luchtfilter, lucht in het wort blazen met behulp van een aquariumpompje. Luchtfilters zijn te koop bij sommige winkels voor zelfbrouwers. We kunnen ook een luchtfiltertje zelf maken met bijvoorbeeld een buisje van een fotorolletje dat we voorzien hebben van watten en luchtdicht hebben aangesloten op het slangetje.

• Eiwitten na het koelen niet verwijderen
  Om brouwtechnische redenen is het 't beste de eiwitten die uitvlokken na het afkoelen te verwijderen. Als amateur-bierbrouwers hebben wij echter niet de mogelijkheden deze eiwitten op een steriele wijze te verwijderen. Om infecties te voorkomen kunnen we dan ook beter de eiwitten die tijdens of na het afkoelen uitvlokken in het wort laten zitten.

• Voldoende actieve gist toevoegen
  Door het toevoegen van voldoende actieve gist komt de gisting snel op gang. Zoals we gezien hebben vormen gistingsnevenproducten een barrière tegen infecties. In mijn bijdrage aan het vorige nummer van dit blad heb ik er op gewezen dat je met het zelf opkweken van gist zeer voorzichtig dient te zijn om infecties te voorkomen.

• Vergisten in een gesloten vat voorzien van een waterslot
  In professionele brouwerijen worden de laatste jaren alle open gistingskuipen vervangen door gesloten gistingsvaten. In een gesloten gistingsvat kunnen geen infecties vanuit de lucht in het bier komen. Verder wordt het bier in een gesloten gistingsvat door het koolzuur in het vat beschermd tegen infecties met azijnzuurbacteriën. Door het gistingsvat af te dekken met een los deksel of met een doek zoals veel amateur-bierbrouwers doen wordt geen effectieve bescherming tegen infecties geboden.
  Het gistvat waarin je het wort laat vergisten dient voldoende royaal te zijn om de schuimvorming tijdens de hoofdgisting op te vangen.

• De hopharsen tijdens de vergisting niet afscheppen
  Veel amateur-bierbrouwers scheppen de hopharsen (de bruine plekken op het schuim) tijdens de hoofdgisting af. Ze doen dit omdat deze hopharsen voor een harde bitterheid zouden zorgen.
  Met de komst van gesloten gistkuipen is men bij de professionele brouwerijen gestopt met het afscheppen van het wort. Ook amateur-bierbrouwers kunnen deze gewoonte mijn inziens beter afleren. Door het gistvat te openen en de hopharsen af te scheppen kunnen infecties in het bier komen.

• Vlak voor het einde van de hoofdgisting reeds lageren
  Door het bier tijdig over te hevelen ten behoeve van het lageren gist het bier nog iets na tijdens het lageren. Het koolzuur dat zo gevormd wordt en dat zwaarder is dan lucht verdringt alle aanwezige lucht uit het "lagervat". Het tijdig overhevelen zorgt er ook voor dat diacetyl, dat ontstaat tijdens de hoofdgisting, weer goed afgebroken wordt door de gist.

• Niet te lang lageren
  Lageren mag niet te lang duren. Bij een lange lagering sterven veel gistcellen af omdat deze cellen geen voedingsstoffen meer hebben. De afgestorven cellen breken na verloop van tijd open. De stoffen die dan vrij komen verhogen de pH-waarde en het gehalte aan aminozuren en geven smaakafwijkingen (vooral zwavelachtig). Door de hogere pH-waarde en de grotere hoeveelheid aminozuren is het bier meer bevattelijk voor micro-organismen die in staat zijn onvergiste suikers, eiwitten en gistingsprodukten om te zetten.
  Onderzoek heeft uitgewezen dat bij amateur-bierbrouwers een lagertijd van twee tot drie weken bij 18-20ºC de beste resultaten geeft. Overigens hoeft het waterslot niet geheel stil te zijn als we gaan bottelen.

• Het bier tijdens het lageren niet overhevelen
  Het meerdere keren tijdens de lagering overhevelen van het jonge bier is zonder meer slecht. Door het overhevelen kan zuurstof in het bier komen waardoor de azijnzuurbacterie zich makkelijk kan vermenigvuldigen. Verder kan door de zuurstofopname een papierachtige smaak ontstaan.

In het algemeen kan gesteld worden dat we er goed aan doen het bier zo veel mogelijk met rust te laten tijdens de gisting en lagering.

Eerder gepubliceerd in oktober 2000