[No to po...piwku] Utlenienie piwa, czyli kultowy „mokry karton”

[Pierre Celis]

Terry Foster w jednym ze swoich artykułów napisał, że tlen dla ludzi jest „tchnieniem życia”, ale dla piwa jest on wyłącznie „pocałunkiem śmierci”. Jedyny moment, kiedy tlen jest potrzebny przy wyrobie piwa, to ten po schłodzeniu brzeczki nastawnej i przed zadaniem do niej drożdży. Drożdże potrzebują go, aby namnożyć się w brzeczce, zdominować tym samym środowisko i rozpocząć fermentację alkoholową. Samo piwo jest napojem niestabilnym i jego smak zmienia się w czasie. Uznaje się, że istnieją trzy główne etapy zmian w jego bukiecie:

piwo świeże – smakuje tak, jak w chwili opuszczenia browaru,

piwo w stanie przejściowym (pomiędzy świeżością i zestarzeniem) – w tej fazie chmielowy aromat oraz goryczka ulegają redukcji, pojawiają się aromaty czarnej porzeczki, określane także deskryptorem „kociego moczu”,

piwo zestarzałe – charakteryzuje się całą paletą aromatów, typowych dla niemłodego już piwa (nuty papieru, skórzane, sherry, czy zjełczałego sera).

Zmiany w profilu sensorycznym piwa zachodzą w różnym tempie i zależą od wielu czynników, jednak ich przebieg zawsze odbywa się tylko jednokierunkowo – od świeżości do zestarzenia. Przemiany te są nieodwracalne. Obecność tlenu w gotowym piwie jest czynnikiem katalizującym przemiany prowadzące do wytworzenia się aromatów jednoznacznie kojarzących się z jego zestarzeniem. 

Istnieją piwa, którym oksydacja służy, a należą do nich przede wszystkim ciemne i mocne style piwne takie jak: Imperial Stout, porter bałtycki, czy ciemne i mocne piwa belgijskie. W ich przypadku kontakt piwa z cząsteczkowym tlenem owocuje nutami sherry, rodzynek, suszonych śliwek, lukrecji, toffi, które potrafią korzystnie urozmaicić ich profil smakowy. To właśnie między innymi dlatego piwa te są predestynowane do długiego leżakowania. Niestety, piwa dobrze znoszące utlenienie to zdecydowana mniejszość w piwnym świecie. Większość, a przede wszystkim te jasne i lekkie, na skutek reakcji chemicznych, zachodzących w wyniku działalności tlenu tracą na smaku i aromacie. Stają się one słodkie, miodowe, z czasem nawet kwaskowe, do tego pojawiają się nuty owocowe, a także określane jako papierowe, czy „mokry karton”, aromat zjełczałego sera, chmielowa goryczka ulega reduckji, stając się przy okazji nieprzyjemną – szorstką i zalegającą.

Utlenienie piwa może wystąpić w fazie gorącej jego wyrobu, czyli od rozpoczęcia zacierania do momentu schłodzenia brzeczki nastawnej (Hot Side Aeration - HSA). Udowodniono, że podczas fazy gorącej tlen łączy się z substancjami zawartymi w brzeczce. Reakcje te zachodzą bardzo szybko w wysokiej temperaturze (powyżej 70 st. C), podczas gdy w temperaturze pokojowej proces ten zachodziłby znacznie wolniej. Problem HSA dotyczy przede wszystkim produkcji piwa w dużych browarach, w których zachodzi konieczność szybkiego transferu znacznych ilości gorącej brzeczki, co sprzyja jej napowietrzaniu i tym samym utlenianiu. Tlen, który wiąże się z komponentami brzeczki, uwalnia się w fazie fermentacji i po jej zakończeniu, odpowiadając za pogorszenie aromatu i smaku gotowego piwa oraz jego przyspieszone starzenie się, przejawiające się akcentami papierowymi, kartonowymi – trans-2-nonenal. Piwowarom domowym zaleca się, aby w fazie gorącej delikatnie przelewali zacier/brzeczkę do różnych naczyń, zachowali ostrożność podczas wysładzania, używali do dekantacji wężyków, aby przelewana ciecz nie pryskała.

Utlenienie w fazie zimnej (Cold Side Aeration - CSA) jest już problemem wszystkich piwowarów. Jak już wspomniałem, jedyny właściwy moment na napowietrzanie brzeczki przypada po jej schłodzeniu i przed zadaniem drożdży. Po tym czasie, każdy kontakt piwa z powietrzem  będzie dla boskiego nektaru niekorzystny, a okazji ku temu zawsze jest kilka: zlewanie piwa z burzliwej fermentacji na cichą, rozlew do butelek i/lub kegów, etc. Co więcej, proces ten często zachodzi samoistnie, wskutek działalności cząsteczkowego tlenu, który znajduje się w rozmaitych związkach zawartych w piwie – alkoholu etylowym, aldehydzie octowym, związkach pochodzenia chmielowego, polifenolach, etc.  

Oksydacja piwa wiąże się z konkretnymi reakcjami chemicznymi, zachodzącymi w piwie, do których należą między innymi:

Utlenienie alkoholu etylowego– alkohol etylowy w wyniku tej reakcji zamieniany jest na aldehyd octowy. Związek ten wnosi do piwa nuty owocowe (zielonych jabłek) lub farby emulsyjnej. Związek ten wytwarzany jest przez drożdże na początku fermentacji i jest aromatem typowym dla młodego piwa. Na dalszym etapie fermentacji zostaje on zredukowany przez sprawców jego powstania (podobnie jak diacetyl),

Utlenienie fuzli – reakcja przebiega w sposób identyczny jak powyżej, ale w jej wyniku z rozkładu wyższych alkoholi powstają aldehydy o długich łańcuchach. Melanoidyny oraz ciepło pełnią w przemianie fuzli funkcję katalizatorów,

Utlenienie aldehydów – w wyniku oksydacji są one zamieniane w kwasy tłuszczowe. Produktem przemiany aldehydu octowego jest kwas octowy, który w niskim stężeniu przejawia się jako aromat winny lub sherry,

Utlenienie Izo-alfa-kwasów (humulonów) – jako rezultat tego procesu powstają kwasy tłuszczowe, między innymi kwas izowalerianowy, charakteryzujący się aromatem potu, starych skarpet, czy zjełczałego sera.

Enzymatyczne lub nieenzymatyczne utlenienie kwasów tłuszczowych – odpowiedzialne za powstawanie między innymi: kwasu oleinowego, którego obecność przejawia się pod postacią nut mydlanych. W wyniku tych przemian powstają także związki odpowiadające za tworzenie się trans-2-nonenalu,

Tworzenie się trans-2-nonenalu (T-2-N)– ten długołańcuchowy aldehyd posiada bardzo intensywny aromat tektury, papieru i cechuje się bardzo niskim progiem wyczuwalności – 0,0010 mg/l. Prekursorami tego związku są krótkie aldehydy, które łączą się ze sobą w reakcji zwanej aldolową kondesacją krótkołańcuchowych aldehydów do związków długołańcuchowych. Proces ten do dziś nie został do końca poznany. Dawniej uważano, że przyczyną jego formowania jest powietrze znajdujące się w pojemnikach, do których rozlewane jest piwo. Okazało się, że nie ma ono z tym nic wspólnego. T-2-N powstaje w wyniku działalności enzymów zawartych w jęczmieniu – lipazy oraz lipoksygenazy, rozkładających tłuszcze znajdujące się w jęczmieniu. Produkty tej reakcji stanowią prekursory formujące ten związek. Tworzą się one również, gdy brzeczka ulega utlenieniu w fazie gorącej.

Nie jestem chemikiem, dlatego potraktowałem zagadnienie raczej ogólnikowo. Spragnionym większej dozy informacji polecam ten artykuł (dostępny w języku polskim) lub ten tekst (obszerniejszy, ale po angielsku).

Jeszcze do niedawna duże browary stosowały środki chemiczne w celu przedłużenia świeżości produkowanych przez nie piw. Były to przede wszystkim: disiarczyn potasu (E224) oraz kwas askorbinowy – witamina C (E300). Problem polegał na tym, że z jednej strony zapobiegały one starzeniu się piwa, jednak efektem ubocznym ich stosowania były niepożądane aromaty, przez co praktyki tej zaniechano. W warunkach domowych najlepszym sposobem na zminimalizowanie ryzyka, gdyż uniknięcie oksydacji jest praktycznie niemożliwe, będzie ograniczenie czynności, podczas których piwo jest narażone na kontakt z powietrzem atmosferycznym. Coraz częściej mówi się o tym, aby rezygnować z cichej fermentacji, jednak jest to temat będący przedmiotem wielu burzliwych dyskusji. Podczas butelkowania najlepiej stosować zaworki grawitacyjne i napełniać butelki od dołu. Nie należy zostawiać zbyt dużo wolnej przestrzeni nad piwem, bowiem drożdże najprawdopodobniej i tak nie wykorzystają podczas refermentacji wszystkiego tlenu tam zgromadzonego, co będzie prowadzić do szybszego zestarzania się piwa (według innej szkoły, lepiej jest zostawić nieco więcej miejsca, gdyby okazało się, że piwo będzie przegazowane – infekcja, niedofermentowane cukry –, aby uniknąć ryzyka wystąpienia gushingu, a nawet „granatów”. W przypadku piw, które chcemy leżakować przez długi czas zalecane jest zalakowanie  górnych partii butelek, aby ograniczyć możliwość przedostawania się do nich tlenu przez kapsle.  

Na oksydację piwa wpływ mają czynniki takie jak obecność jonów miedzi i żelaza w brzeczce/piwie, które przyspieszają tę reakcję. Innym katalizatorem jest temperatura. Im wyższa, tym utlenianie i starzenie się piwa zachodzi o wiele szybciej niż w warunkach chłodniczych. Wahania temperatur, na które może być narażone piwo, będą także dla niego „gwoździem do trumny”. Stąd wniosek, najlepszym sposobem uniknięcia tego negatywnego zjawiska w piwie jest przechowywanie go w chłodnym miejscu oraz niezwlekanie z jego konsumpcją.

Z opisu zdjęcia „Slightly wet cardboard […]”. Przypadek? Fot.: Delby Chico (CC-2.0.)

Bibliografia:

George Fix: „Principles of Brewing Scince: A Study of Serious Brewing Issues”, Second Edition, Brewers Publications, 1999,

Terry Foster: „Controlling Oxidation: Preserve the Life of Your Homebrews”, w: „Brew Your Own”, October 2011,

Tomasz Czarnecki: „Mechanizm powstawania związków karbonylowych w piwie”, http://www.nutrilife.pl/index.php?art=26,

George Fix: „Controlling Beer Oxidation” w: „Brewing Techniques”, Vol. 6 No. 6, https://www.morebeer.com/articles/oxidation_in_beer,

Chris Bible: „Oxidation: Good Beer Gone Bad”, http://www.homebrewersassociation.org/zymurgy/oxidation-good-beer-gone-bad/,

Steve Parkes: „Oxidation: Homebrew Science”, w: „Brew Your Own”, July/August 2003, http://byo.com/color/item/1227-oxidation-homebrew-science,

Chris Bible: „Oxidation and Staling: Slowing the Development of Off Flavors”, w „Brew Your Own”, December 2012,

Nico Freccia: „Winning the Air Wars”, w: „Brew Your Own”, April 1998, https://byo.com/stories/item/1639-winning-the-air-wars?viewDesktop=true

 

Wyświetl pełny artykuł