تئوری خیساندن مالت

mashing (1)

چه اتفاقی در فرایند خیساندن مالت می افتد؟

همانطور که قبلاً در مقاله ی مربوط به مالت متوجه شدیم؛دانه ی مالت ساده دارای آنزیمهای مختلفی است که در طول جوانه زدن دانه ی جو به وجود می آیند و برای تهیه ی مواد غذایی مورد نیاز جنین برای رشد گیاه،شروع به شکستن و کوچک سازی مواد داخل دانه ی جو میکنند. مالت ساز موقتاً آنها را غیر فعال می کند تا بعد توسط آبجوساز دوباره فعال شوند آندوسپرم از دیواره های سلولی تشکیل شده که شامل همی سلولوزها می باشند و زنجیره های نشاسته را در شبکه ای از پروتئین ها نگه داشته است.در طول هر دو فرایند مالت سازی و خیساندن مالت،سه دسته ی کلی از آنزیمها،این همی سلولوزها،پروتئین ها و نشاسته ها را به قطعات کوچکتر تقسیم میکنند.با این تفاوت که در جریان مالت سازی،این فرایند در داخل خود دانه ی جو صورت میگیرد و نتیجه ی آن مالت شدن جو است.ولی در جریان خیساندن،آبجوساز ابتدا این دانه های مالت شده را آسیاب میکند تا بتواند محصولات کوچک شده توسط آنزیمها را در آب گرم حل کرده و حریره ی مورد نیاز خود را بسازد.

http://www.biokemi.org/

در مرحله ی خیساندنMashing با ریهیدراته شدن دانه ی مالت یعنی نفوذ آب به مغز دانه،این آنزیمها در درج حرارت های معین دوباره فعال می شوند.آنها در ابتدا دسترسی به نشاسته ی موجود در دانه را فراهم میکنند که این وظیفه بر عهده ی دو دسته از آنزیمها ست یکی آنها که مواد سلولوزی دیواره ی سلول را می شکافند و دسته ی دیگر آنزیمهای پروتئینی هستند که ماتریس پروتئینی محافظ نشاسته ها را درهم میشکنند.سپس دسته ی دیگری از آنزیمها،کار اصلی را انجام داده و آن نشاسته ها را به قندهای کوچکتر تبدیل می کنند.این آنزیمها،آنزیمهای دیاستاتیک نام دارند که زنجیره های بزرگ مولکولی کربوهیدراتها که به آن نشاسته میگوییم را به کربوهیدراتهای کوچکتر که به آنها قند می گوییم خرد می کنند.هرکدام از این دسته آنزیمها در درجه حرارت و میزان اسیدیته ی مشخصی فعال می شوند و هنر آبجوساز این است که با فراهم کردن شرایط ایدآل برای هرکدام از این آنزیمها،از حداکثر توانایی آنها برای تبدیل نشاسته به قندهای قابل تخمیر استفاده نماید.در ابتدا باید این نشاسته ها در آب حل شوند که حدود ۹۰ درصد آنها در درجه حرارت ۵۵ درجه ی سانتیگراد در آب محلول می شوند و در دمای ۶۵ درجه ی سانتیگراد این مقدار به حداکثر خود میرسد.ما با آسیاب کردن دانه ی مالت،نفوذ آب در آن را راحتتر کرده و با گرم کردن آب باعث حل شدن این نشاسته ها می شویم.حال با فعال شدن آنزیمهای گفته شده در درجه حرارت های مختلف،این نشاسته ها به انواع قند تبدیل می شوند.پس اولین فاکتور،تعیین درجه حرارت دقیق برای فعال نگه داشتن آنزیمهای مختلف است در جدول زیر به چند نمونه ی اصلی از این آنزیمها و دامنه ی حرارتی و PH مورد نیاز آنها اشاره شده است.
enzymes chart
بسته به اینکه فرایند مالت سازی چگونه بوده باشد،مالتهای پایه(مالتهایی مانند مالت ساده یا کمرنگ،مالت وین و مالت مونیخ) دارای ویژگیهای آنزیمی متفاوتی هستند.ولی در بیشتر آنها قسمت عمده ی کار روی مالت صورت گرفته است و مثلاً آنزیمهای سلولوزی و پروتئینی کار خود را در جریان مالت سازی انجام داده اند و به اصطلاح، مالت، جا افتاده و رسیده است.یعنی هم ترد شده و سختی حاصل از دیواره های سلولی از بین رفته است و هم پروتئینهای بزرگ به شاخه های کوچکتر مانند آمینو اسیدها تبدیل شده اند.پس در این حالت لازم نیست که ما برای فعال کردن دوباره ی این آنزیمها خود را به دردسر انداخته و دامنه ی حرارتی و PH مورد نیاز آنها را تامین کنیم بلکه مهمترین منطقه ی آنزیمی برای ما،آنزیمهای دیاستاتیک خواهند بود که کار قندسازی را برای ما انجام میدهند.اما در آبجوسازی های بزرگ و یا هنگامی که ما میخواهیم از مالتهای جانیفتاده و یا غلات مالت نشده یا مالت شده ی به غیر از جو استفاده کنیم،لازم است که به هرکدام از محدوده های آنزیمی توجه کرده و در فازهای مختلف مرحله ی خیساندن،شرایط لازم برای فعالیت آنها را تامین نماییم.در زمانهای قدیم تر که تکنولوژی مالت سازی پیشرفت نکرده بود،مالتها کاملاً جا افتاده نبودند و آبجوسازها از چند فاز آنزیمی در جریان خیساندن استفاده می کردند؛ابتدا در فاز موسوم به اسیدی (Acid Rest) دسته ای از آنزیمها فعال می شدند که PH مخلوط را پائین می آوردند و در دامنه ی مناسب فعالیت آنزیمی قرار می دادند.پس از آن در فاز محلول سازی(Cytolytic Rest)،دسته ای دیگر از آنزیمها باعث شکسته شدن و حلال شدن ترکیبات چسبنده ی دیواره ی سلولی می شدند.در فاز پروتئینی(Protein Rest)هم ابتدا دسته ای از آنزیمهای پروتئینی،آمینو اسید ها را به وجود می آوردند و دسته ای دیگر هم پروتئینهای خیلی بزرگ را کوچک سازی می کردند تا هم ثبات کف آبجو در آینده تامین شود و هم از پیدایش غبار حاصل از معلق ماندن پروتئینهای بزرگ در حریره جلوگیری شده باشد.در نهایت هم در فاز موسوم به قندسازی یا فازتبدیلی (Starch Conversion / Saccharification Rest) ابتدا شرایط فعالیت آنزیمهای سازنده ی قند قابل تخمیر (بتا آمیلاز) فراهم می شد و سپس شرایط کار آنزیمهایی(آلفا آمیلاز) که قندهای کمی بزرگتر را هم به وجود می آوردند،تامین می گردید.و در آخر در مرحله ی موسوم به خروج از خیساندن(Mash out)،دمای مخلوط افزایش می یافت تا از چسبندگی حریره کاسته شده و جداسازی آن راحتتر صورت گیرد.هرچند همانطور که گفته شد امروزه دیگر خیلی از این فازها انجام نمی شود ولی دانستن و آگاه بودن از اتفاقات بیوشیمیایی که در جریان خیساندن مالت رخ می دهد،به آبجوساز این امکان را می دهد که کنترل کامل روی محصول تولیدی خود داشته باشد و بتواند با هر نوع مالت یا غله ای که می خواهد آبجویی که مدنظر دارد را تولید نماید.در این جا به طور خلاصه به هرکدام از این فازهای آنزیمی و مهمترین اتفاقی که در جریان هرکدام می افتد می پردازیم:
فاز اسیدی (Acid Rest)
– در این فاز آنزیم فیتاز(phytase)،مولکول هایی به نام فیتین(phytin ) را می شکند و تولید نوعی اسید می کند به نام اسید فیتیک(phytic acid) که در نتیجه باعث کاهش پی هاش مخلوط خواهد شد.بهترین دامنه ی حرارتی برای فعالیت این آنزیم ۳۵ تا ۴۵ درجه ی سانتیگراد است. از آنجایی که این آنزیم نسبت به افزایش درجه ی حرارت خیلی حساس است معمولاً در جریان مالت سازی و خشک کردن مالت سبز ازبین می رود یا مقدار کمی از آن برجای می ماند.مگر درمورد مالتهای خیلی کمرنگ و جا نیفتاده که حرارت کمی دیده اند و این آنزیم در آنها موجود است.از طرفی زمانی حدود یک ساعت لازم است تا این آنزیم بتواند مقدار مطلوب پی هاش را برای آبجوساز فراهم کند و این درحالی است که آبجوساز خیلی ساده تر و در زمان کمتر با اضافه کردن مقدار کمی اسید یا ترکیبات دیگر به مخلوط،میتواند به همین نتیجه برسد.
فاز محلول سازی(Cytolytic Rest)
– این مرحله به فاز بتاگلوکاناز هم معروف است چراکه مهمترین آنزیمی که در این قسمت عمل می کند بتا گلوکاناز(beta-glucanase) نام دارد .گونه ای از کربوهیدراتها در دیواره ی سلولی وجود دارند که از خوانواده ی هموسلولوزها هستند و به صمغ هم معروفند مانند مولکول بتا گلوکان(Beta-glucans) اگر این ترکیبات صمغ مانند در جریان مالت سازی و یا خیساندن مالت شکسته نشوند باعث به وجود آمدن حالت خمیری و چسبندگی زیاد در خیسانده می شوند و باقی ماندن آنها در حریره باعث به وجود آمدن مشکلات آینده ی آبجوساز در راستای فیلتر کردن و صاف کردن آبجو می شود.مقدار این مواد در غلات به غیر ازجو مانند گندم یا چاودار یا ذرت خیلی بیشتر است و از این رو درمورد آبجوهایی که از این غلات بهره می برند حتماً باید در این فاز آنزیمی قرار بگیرند.ولی درمورد مالتهای مدرن امروزی که کاملاً جا افتاده هستند این مرحله هم تقریباً ضرورت خود را از دست داده است.بهترین دامنه ی حرارتی برای فعالیت این آنزیم ۴۵ تا ۵۰ درجه ی سانتیگراد می باشد و پی هاش بهینه هم برای فعالیت آن حدود ۵ درنظر گرفته می شود. زمان ثبات در این شرایط حدود ۲۰ دقیقه است.

توضیح:چون معمولاً دیگر این دو فاز گفته شده انجام نمی گیرند،هر دوی آنها را تحت عنوان فاز اسیدی هم نام می برند.

فاز پروتئینی(Protein Rest)
– آنزیمهای پروتئینی(proteolytic enzymes) که دو دسته ی کلی اند: پپتیداز و پروتئاز(peptidase and protease) در دمای ۴۵ تا ۵۹ درجه ی سانتیگراد ،بیشترین فعالیت را دارند.پپتیداز(peptidase) وظیفه ی تولید آمینو اسیدها را به عهده دارد که کوتاهترین زنجیره ی پروتئینی هستند و یکی از مواد مغذی ضروری برای تغذیه ی مخمرها در آینده خواهند بود.پروتئاز(Protease) شبکه های پیچیده ی پروتئینی که نشاسته ها را در خود نگه داشته اند را به قطعات کوچکتری تقسیم کرده و درواقع زنجیرهای کوتاه و متوسط پروتئین را به وجود می آورد. این زنجیرهای متوسط پروتئینی باعث کاهش غبارآلودگی آبجو و همچنین ثبات کف آن می شوند.زمان ثبات در این درجه حرارت حدود ۲۰ تا ۳۰دقیقه است و بهترین عملکرد این آنزیمها در پی هاش ۴٫۲ تا ۵٫۳ می باشد.در فاز پروتئینی همچنین هنوز آنزیم بتاگلوکاناز فعالیت دارد و برخی آبجوسازها با انجام فاز پروتئینی ،رسیدن به نتیجه ی فاز گلوکاناز را هم درنظر دارند.
فاز قندسازی(Saccharification Rest)
mash-temperatures-starches

http://homebrewmanual.com

Imprimir

http://homebrewmanual.com

Imprimir

http://homebrewmanual.com

 

– آنزیمهای دیاستاتیک (diastatic enzymes)شامل آنزیمهای آمیلاز مانند آلفا و بتا آمیلاز،نشاسته هایی که از چنگ شبکه های سلولوزی و پروتئینی آزاد شده اند(مانند آمیلوز و آمیلوپکتین) را به قطعات کوچکتر قند تقسیم میکنند که بهترین دمای فعالیت آلفا آمیلاز ۶۵ تا ۷۵ درجه ی سانتیگراد برای تولید انواع مختلفی از قندها است و بهترین دمای فعالیت برای بتا آمیلاز ۶۰ تا ۶۵ درجه ی سانتیگراد برای تولید مالتوز یعنی مهمترین قند قابل تخمیر است.در واقع آلفا آمیلاز زنجیرهای خیلی بزرگ را کوچک تر کرده و تحویل بتا آمیلاز میدهد تا به قندهای قابل تخمیر بیشتری تبدیل شوند.آلفا آمیلاز در دمای ۸۰ درجه و بالاتر از بین میرود و بتا آمیلاز در دمای بالاتر از ۷۰ درجه از بین خواهد رفت.پی هاش مطلوب برای آلفا آمیلاز۵٫۶ تا۵٫۸ است در حالیکه پی هاش بهینه برای بتا آمیلاز ۵٫۴ تا ۵٫۶ می باشد. هرچقدر بر دمای پایینتری در این دامنه ی ۶۰ تا ۷۵ درجه ای تمرکز شود درنتیجه آنزیم بتا آمیلاز بیشتر فعال بوده و قندهای قابل تخمیر بیشتری تولید میشود که نتیجه ی کار آبجوی با الکل بالا ولی خشک و بی حالت میشود وهرچه از دمای بالاتری استفاده گردد آبجوی با الکل کمتر ولی بافت بیشتر و خوش طعم تر تولید میشود. برای آبجوساز فعالیت هردوی این آنزیمها مهم است و برای همین اگر از روش خیساندن یک مرحله ای استفاده می شود باید دما و پی هاش را چیزی بین این دو شرایط در نظر گرفت تا هردو آنزیم کارخود را انجام دهند یعنی درجه ی دمای حدود ۶۵ تا ۶۸درجۀ سانتیگراد و پی هاش حدود ۵٫۵٫دقت کنید که دامنه های حرارتی گفته شده بهترین محدوده برای آنزیمهای گفته شده است و به این معنی نیست که در دمای ۶۵ درجه آلفا آمیلاز اصلاً کار نمیکند بلکه کارکرد آن در دمای بالاتر و حدود ۷۰ درجه بیشتر است.
http://missionarybrewer.wordpress.com/

http://missionarybrewer.wordpress.com/

خب حالا که با کلیت اتفاقات بیوشیمیایی که درجریان خیساندن رخ میدهند آشنا شدیم،بهتر است به فرایند عملی و فیزیکی که در طی آن این اتفاقات علمی رخ میدهد هم نگاهی بیندازیم.به طور کلی می توان گفت که نوع مالتی که آبجوساز استفاده میکند،روش خیساندن او را تعیین خواهد کرد.
به طور کلی سه روش برای خیساندن مالت جو و عصاره گیری از آن وجود دارد:
۱- خیساندن یک مرحله ای Single Infusion Mashing
۲- خیساندن پلکانی Step Infusion Mashing
۳- شیره کشیDecoction
Mash_diagram_single_infusion

http://braukaiser.com

روش اول ساده ترین و متداول ترین روش عصاره گیری از مالت جو است که امروزه هم در تولید تجاری و هم خانگی انجام میشود و تمرکز اصلی آن،فقط بر روی فعالیت آنزیمهای قند ساز است.ولی روش دوم که روش مورد استفاده ی برخی آبجوسازی های بزرگ صنعتی است،کاملتر بوده و در طی آن،شرایط فعالیت آنزیمهای مختلف به صورت پلکانی فراهم می شود.در روش سوم که امروزه تقریباً منسوخ شده و درواقع قبل از پیشرفت دانش آبجوسازی و تکامل روش دوم انجام می گرفته است،در چندین مرحله،مایع از خیسانده ی مالت جدا شده ،به دیگ پخت رفته و در آنجا برای چند دقیقه جوشانده شده و دوباره به مخزن خیساندن بر می گشت.و بدین ترتیب بین هر فاز آنزیمی یک مرحله ی پخت قرار داده شده بود.
امروزه با پیشرفت علم و صنعت مالت سازی در دنیا،مالتهای ساده ی تولید شده،اغلب کاملاً رسیده و جاافتاده اند(well modified) بدین معنی که آنزیمهای دسته ی اول و دوم در فرایند مالت سازی کاملاً عمل کرده و درون دانه ی مالت اتفاقی که شرحش رفت یعنی شکستن پروتئینها و سلولوزها صورت گرفته است و در نتیجه آبجوساز فقط باید شرایط فعالیت آنزیمهای سوم را برای تجزیه ی نشاسته ها فراهم نماید.اگر با این رویکرد عملیات خیساندن صورت گیرد به آن خیساندن یک مرحله ای اطلاق میشود که علاوه بر آبجوسازهای خانگی و کوچک،توسط آبجوسازهای بزرگ هم در صورت استفاده از مالت کاملاً رسیده انجام می شود.اما اگر آبجوساز به چنین مالتهای رسیده و جاافتاده ای دسترسی نداشته باشد یا از غلات دیگر هم بخواهد استفاده نماید باید از روش خیساندن پلکانی استفاده کند که در طی آن درجه حرارت در مخزن خیساندن به صورت پله ای زیاد می شود و در هر درجه حرارت که محدوده ی فعالیت دسته ای از آنزیمهاست مدتی ثابت نگه داشته می شود.در روش خیساندن یک مرحله ای ،فقط از یک مخزن و یک درجه حرارت برای عصاره گیری استفاده می شود ولی در روش پلکانی از یک مخزنِ حرارتی و با قابلیت هم زدن، برای خیساندن مالت و از یک مخزن دیگر برای جداسازی حریره از مخلوط خیسانده استفاده می شود.مخزن خیساندن در روش پلکانی باید قابلیت افزایش تدریجی حرارت را داشته باشد که معمولاً به وسیله ی صفحات یا لوله های حاوی بخار یا آب داغ که از جداره ی مخزن عبور می کنند تامین می شود.همچنین باید به یک بازوی همزن هم برای انتشار یکسان حرارت در همه ی مخلوط خیسانده مجهز باشد.در روش پلکانی معمولاً ابتدا خیساندن مالت با درجه حرارت ۴۵ تا ۵۰ درجه شروع می شود و برای ۱۰ تا ۲۵ دقیقه در این دما ثابت نگه داشته می شود که در این فاز ،پروتئینها و ترکیبات صمغی و سلولوزی تجزیه می شوند سپس حرارت مخزن به ۶۲ تا ۷۰ درجه ی سانتیگراد افزایش می یابد که به آن فاز قند سازی می گوییم.در اینجا آنزیمهای آلفا و بتا آمیلاز فعال می شوند و بسته به اینکه دمای مخلوط خیسانده در ابتدای دامنه ی ۶۲ تا ۷۰ درجه باشد یا انتهای آن،میزان تولید قندهای قابل تخمیر یا غیر قابل تخمیر فرق می کند.اگر مقصود، تهیه ی آبجویی باشد که الکل بالا داشته باشد پس باید بتا آمیلاز بیشتر فعال گردد که یعنی دمای مخزن در حدود ۶۲ درجه سانتیگراد متمرکز می شود ولی اگر آبجویی مورد نظر باشد که الکل کم ولی بافت سنگین و دهان مزه ی قوی داشته باشد باید از انتهای این دامنه ی حرارتی یعنی حدود ۶۵ تا ۷۰ در جه استفاده ی بیشتری شود جایی که محدوده ی فعالیت آلفا آمیلاز است و نتیجه ی کار تولید قندهای غیرقابل تخمیری مانند دکسترین خواهد بود.مرحله ی نهایی این پلکان حرارتی،رساندن دمای مخزن به ۷۵ تا۸۰س درجه ی سانتیگراد است تا علاوه بر غیر فعال شدن آنزیمها،انتقال عصاره به مخزن جداسازی هم راحتتر صورت گیرد.(Mash Out)چراکه این حرارت از چسبندگی مایع می کاهد و در نتیجه سریعتر حریره از مخلوط خیسانده جدا می شود.
معمولاً برای تولید آبجوهایی که در آنها از مالت غلات دیگر مانند گندم استفاده می شود،روش خیساندن پلکانی به کار می رود چرا که این غلات دارای پروتئین بیشتری به نسبت جو هستند و اگر در فاز آنزیمهای پروتئینی قرار نگیرند باعث گل آلود شدن آبجوی نهایی می شوند.
http://braukaiser.com/

http://braukaiser.com/

اما در سومین روش خیساندن مالت که تقریباً منسوخ شده است و به روش شیره کشی معروف است،خلاصه ی کار اینگونه است که ابتدا مالت را خیسانده و عصاره ی آن را بیرون کشیده و در دیگ پخت می جوشانند سپس این مایع داغ را به مخزن خیساندن برمیگردانند که درنتیجه ی هم زدن کل مخلوط،دمای کلی به حدود ۶۵ درجه می رسد که برای قندسازی مناسب است.گاهی دو یا حتی سه بار هم در درجات مختلف حرارتی این عمل تکرار می شود که بسیار وقت گیر و به خاطر اتلاف انرژی بیشتر ،هزینه بر بود .ولی امروزه با افزایش کیفیت مالتها و پیشرفت دانش آبجوسازی،به ندرت از این روش استفاده می شود مگر زمانی که از غلات مالت نشده مانند ذرت یا برنج استفاده شود که باید ابتدا در دمای ۱۰۰ درجه ی سانتیگراد پخته شوند و در فاز ژلاتین سازی قرارگرفته و نرم شوند تا آنزیمهای موجود در مالت جو بتوانند نشاسته های آنها را بشکنند.(مالت جو برای تامین آنزیمهای مورد نیاز باید در هر دستور آبجویی وجود داشته باشد یا اینکه این آنزیمها که به صورت صنعتی هم تولید می شوند، به صورت جداگانه به مخلوط اضافه شوند.)
Mash_diagram_tripple_decoction

http://braukaiser.com

نقش PH در فرایند خیساندن
پس همانطور که ملاحضه کردید در هر سه روش خیساندن مالت ۲ فاکتور اساسی که باید کنترل شود یکی درجه ی حرارت بود و دومی هم زمان ثبات در آن دمای مشخص.اما فاکتور خیلی مهم دیگر که حتماً باید مورد توجه قرار گیرد میزان اسیدیته ی خیسانده است.بهترین دامنه ی PH برای مخلوط خیسانده حدود ۵ تا ۵٫۵ است که در این PH، آنزیمها به حداکثر بازدهی خود می رسند.همانطور که می دانید با افزایش اسیدی بودن یک مایع،عدد PH آن کاهش می یابد و مایعی که نه اسیدی باشد و نه قلیایی،خنثی و با PH 7 درنظر گرفته میشود. که PH متداول آب شهری در اکثر نقاط است.برای رسیدن به PHمورد نظر حریره ، ما به آبی با PH حدود ۵٫۷ تا۶٫۳ نیاز داریم تا وقتی با دانه های آسیاب شده ی مالت مخلوط شد و PH آن به طور طبیعی کمتر شد،به دامنه ی مورد نظر ما یعنی ۵ تا ۵٫۵ برسد.هرچه مالتهای تیره تری در میان مجموع مالت آسیاب شده ی ما وجود داشته باشد،اسیدیته ی مخلوط بیشتر می شود یعنی عدد PH آن پایینتر می آید. به هرحال شما باید در هرزمان توانایی تنظیم این فاکتور را داشته باشید که ساده ترین روش آن استفاده از سولفات کلسیم یا کلرید کلسیم یا اسید فسفریک با گرید خوراکی برای پائین آوردن PH و کربنات کلسیم یا جوش شیرین با گرید خوراکی برای افزایش PH آب یا مخلوط خیسانده است.(نترسید!اینها مواد معدنی هستند که به مقادیر مختلف در همان آبی که نوش جان می کنید وجود دارند و فکر نکنید قرار است آبجویتان شیمیایی گردد!) تنظیم PH برای آبجوسازی با کل دانه ی مالت موضوع مهمی است و اصلاً اختیاری نیست! از این رو باید از ابزار سنجش PH استفاده کنید.ولی چون پی هاش متر ها گران هستند(حداقل ۱۰۰ هزارتومان) میتوانید از کاغذهای PH یا تست های مایع که ارزانتر هستند برای سنجش حدودی PH آب و خیسانده ی مالت استفاده کنید. و در صورت نیاز با مواد گفته شده آن را تنظیم کنید.توجه کنید که کاغذهای پی هاش در رنج های مختلفی عرضه می شوند و باید سعی کنید که از کاغذ های در رنج ۴ تا ۸ برای آبجوسازی استفاده کنید که اعداد اعشاری پی هاش را هم دربر بگیرد.چون کاغذهای پی هاشی که در آزمایشگاه مدرسه داشتید از ۱ تا ۱۴ را نشان میداد یعنی برای هر عدد صحیح پی هاش ،یک رنگ شاخص درنظر گرفته بود.درحالیکه ما با قسمتی از این رنج کار داریم و فقط دانستن ۴ یا ۵ یا ۶ برای ما کافی نیست.برای هربار تنظیم حدود یک چهارم قاشق چایخوری از سولفات کلسیم یا کربنات کلسیم کافی است.یعنی اگر پی هاش مخلوط خیسانده زیر ۵ بود باید یک چهارم قاشق پودر کربنات کلسیم اضافه کنید و اگر بالاتر از ۵٫۵ بود باید از یک چهارم قاشق چایخوری پودر سولفات کلسیم استفاده نمائید.پس از مخلوط کردن ،سنجش کنید و اگر هنوز به دامنه ی مورد نظر ما نرسیده بود دوباره این عمل را تکرار کنید.
نقش املاح معدنی و سختی آب در خیساندن مالت
یکی دیگر از فاکتورهای موثر در مرحله ی خیساندن مالت،میزان سختی آبی است که استفاده می کنیم.برای برخی سبکهای آبجو شاید آبهای با سختی زیاد هم مفید باشد ولی در حالت کلی ما یک آب متعادل تر را ترجیح می دهیم و اگر آب مصرفیمان خیلی سنگین بود آنرا به مدت حداقل نیم ساعت میجوشانیم و خنک می کنیم تا به این ترتیب قسمتی از املاح آن ته نشین و از سختی آن کاسته شود. در مقابل اگر از آب خیلی سبک یا آب مقطر استفاده می کنید باید کمبود سختی آن را با مقداری پودر گچ جبران نمود.ولی در کل این محدوده آنقدری که مثلاً پی هاش یا درجه حرارت اهمیت دارند،برای آبجو نقش مرگ و زندگی ندارد.
تشخیص تبدیل کامل نشاسته به قند در جریان خیساندن
دانستیم که در جریان خیساندن مالت،تحت شرایط مختلف دما،پی هاش و غلظت مخلوط ، زنجیرهای نشاسته به انواع قندها تبدیل می شوند.ولی چه وقت این اتفاق کامل می شود و درواقع چه زمانی طول می کشد تا همه ی نشاسته ها به قند تبدیل شوند؟چرا بعضی دستورهای تهیه پیشنهاد می کنند فقط نیم ساعت خیساندن مالت کافی است در حالیکه برخی دستورهای دیگر،زمان خیساندن را تا ۲ ساعت هم افزایش می دهند؟ در پاسخ به این پرسشها باید به این نکته توجه نمود که از آنجایی که نوع مالت،نوع آب،تجهیزات و شرایط آبجوسازی ثابت نیست پس دو آبجوساز نمی توانند انتظار داشته باشند که در یک زمان مشابه ،همه ی نشاسته ی مخلوط آنها تبدیل بشود هرچند از یک روش مشابه استفاده می کنند.یکی از راه های ساده ای که مخصوصاً آبجوسازان خانگی برای تشخیص اتمام فرایند قندسازی به کار می برند آزمایش یُد نام دارد.آبجوساز با اضافه کردن یکی دو قطره از محلول حاوی یُد فعال به چند سی سی از حریره متوجه می شود که آیا نشاسته ها تبدیل شده اند یا هنوز باید صبر کند.اساس علمی این روش بر این پایه استوار است که مولکول های یُد اگر با زنجیرهای طولانی نشاسته یا قندهای خیلی پیچیده برخورد کنند(زنجیرهای دارای بیشتر از ۹ گلوکز) با آن زنجیره واکنش ترکیبی داده و تغییر رنگ محسوسی پیدا می کنند.این تغییر رنگ به اندازه و نوع زنجیره ی گلوکزها بستگی دارد و می تواند به سمت قرمز تیره تا بنفش و یا آبی سیاه تغییر نماید.در مقابل اگر مولکول یُد با قندهای ساده و دارای کمتر از ۹ گلوکز برخورد کند،واکنشی از خود نشان نداده و تغییر رنگی هم رخ نخواهد داد.
برای انجام این آزمایش ساده نیاز به یک محلول حاوی یُد فعال داریم که دردسترس ترین آن محلول ضدعفونی بتادین است که از هر داروخانه ای قابل تهیه می باشد.انواع مواد ضدعفونی کننده بر پایه ی یُد وجود دارد که تحت اسامی مختلفی مانند پوویدون ایوداین،یدوفور،لوگولز آیوداین و … عرضه می شوند که از آنها هم می توان استفاده کرد تنها چیزی که مهم است این است که حداقل حاوی یک درصد ید فعال باشند که غالباً هم اینگونه اند.برای اینکه مطمئن شوید این محلول ها مثلاً بتادین که دارید درست عمل می کند،می توانید یک سر انگشت آرد معمولی یا هر جور نشاسته ی دیگر را با یک جرعه آب مخلوط کنید و روی یک سطح سفید چند قطره بتادین به آن اضافه کنید.خواهید دید که به سرعت رنگ بتادین به بنفش تیره تغییر می کند.ولی اگر این عمل را با یک آب قند معمولی تکرار کنید می بینید که هیچ تغییر رنگی رخ نمی دهد.در هنگام خیساندن مالت هم هرچه این آزمایش در شروع خیساندن انجام شود،تغییر رنگ شدیدتری دیده می شود و هرچه از زمان خیساندن بگذرد مقدار نشاسته ی بیشتری به قند تبدیل شده و درنتیجه تغییر رنگ کمتری ایجاد خواهد شد تا جاییکه دیگر تغییر محسوسی نخواهد داشت و به این معنی است که عملیات تبدیلی و قندسازی به طور کامل انجام شده و می توان به مرحله ی بعدی رفت.نکاتی که در انجام این آزمایش باید رعایت شوند عبارتند از اینکه اولاً حریره ای که برای سنجش جدا می گردد باید کاملاً صاف و فاقد هرگونه پوسته و ماده ی جامد باشد وگرنه آزمایش با خطا روبرو میشود.ثانیاً این حریره باید اول خنک شود و بعد به آن محلول یُد اضافه گردد که چون حداکثر از یک قاشق چایخوری حریره استفاده می شود ،خنک شدنش زیاد طول نمی کشد.در اینجا هم اگر به حریره ی داغ یُد اضافه شود آزمایش با خطا مواجه خواهد شد.برخی آبجوسازان توصیه می کنند که به جای بشقاب سفید که معمولاً برای این کار استفاده میشود،از یک تکه گچ سفید مدرسه یا حتی گوشه ای از دیوار گچی دم دست استفاده شود.چرا که در این حالت فقط کافی است یک قطره از حریره روی سطح گچ گذاشته شود و یک قطره محلول یُد روی آن چکانده شود تا نتیجه مشخص گردد. و نکته ی آخر اینکه میتوان برای خوانش رنگ راحتتر،محلول مخصوص این آزمایش را تهیه کرد و در یک قطره چکان نگهداری نمود برای تهیه ی این محلول باید یک واحد بتادین یا محلول یُد دار دیگر را با ۹ واحد الکل اتانول ۷۰ درصد یا الکل پروپانول مخلوط کرد و درنتیجه رنگ محلول روشنتر میشود و تغییر رنگ آن واضح تر می گردد.
اما راه دیگر تشخیص پایان عملیات قندسازی،از راه محاسبه ی چگالی قند حریره و مقایسه ی آن با حداکثر تئوریکی که می شد از آن مالتِ به خصوص در محیط آزمایشگاهی بدست آورد،می باشد.یعنی اینکه ما با استفاده از فرمول های مشخص می توانیم روی کاغذ محاسبه کنیم که مثلاً در تئوری، با ۴ کیلو از فلان مالت با پانسیل چگالی فلان،در ایکس مقدار آب چه عدد آبسنجی پس از خیساندن خواهیم داشت و با اعمال فاکتور شرایط کاری خود تحت عنوان بازدهی خیسانده یا بازدهی آبجوخانه در این عدد،می توانیم عدد آبسنجی که در واقعیت قرار است به آن برسیم را مشخص کنیم و درحین عملیات خیساندن هرموقع به این آبسنجی رسیدیم به این معنی خواهد بود که همه ی نشاسته به قند تبدیل شده است.برای وارد شدن به مبحث محاسبات مربوط به خیساندن مالت ،بهتر است که ابتدا روی یکی از واژه های پرکاربرد در زمینه ی آبجوسازی با کل دانه ی مالت اندکی تامل کنیم.بازدهی یا راندمان (Efficiency) موضوعی است که در آبجوسازی به کرات به گوشتان خواهد خورد.عناوین مختلف مانند بازدهی مالت،بازدهی عصاره،بازدهی خیسانده،بازدهی آبجوخانه،بازدهی جداساز و …در کتب و مقالات آبجوسازی استفاده می شوند که ما به عنوان آبجوساز خانگی حرفه ای باید منظور از آنها را بدانیم.هرچند در عمل شاید نیازی به این مفاهیم نداشته باشیم ولی با شناخت اجمالی آنها می توانیم عواملی که بازدهی کارمان را تحت تاثیر قرار می دهند بیشتر شناخته و کنترل کنیم.اما پیش از این بحث مفصل اجازه بدهید در مورد دو مقوله ی چسبیده به مرحله ی خیساندن هم اشاراتی داشته باشیم.جداسازی و رُس کشی حریره از مخلوط خیسانده ی مالت.
انواع روشهای جداسازی و رُس کشی حریره
پس از پرداختن اجمالی به اتفاقاتی که در روشهای خیساندن مالت می افتد،در اینجا لازم است که به دو مقوله ی دیگر در ادامه ی خیساندن اشاره کنیم.حال که ما دانه های مالت را آسیاب کردیم و با آب گرم در درجه حرارتهای مختلف عصاره ی آنها را بیرون کشیدیم،باید این مایع شیرین را از تفاله ها جدا کنیم به این عمل جداسازی (lautering) میگوییم . همانطور که دیدیم در روش اول یعنی خیساندن یک مرحله ای(infusion mashing) مخزن خیساندن(mash tun) و مخزن جداساز(lauter tun) درواقع یکی است (mash-lauter tun)و ما در یک ظرف هم مالت آسیاب شده را برای مدت یک تا یک ونیم ساعت می خیسانیم و هم از طریق تمهیداتی که در همین مخزن اندیشیده ایم،عملیات جداسازی را انجام میدهیم.در روش دوم یعنی خیساندن پلکانی(temperature-controlled infusion mashing) ما از دو مخزن مجزا استفاده می کنیم؛یک مخزن با قابلیت حرارتی برای خیساندن پلکانی مالت و یک مخزن دیگر برای جداسازی حریره از مخلوط خیسانده.در طی عملیات جداسازی حال چه در روش اول وچه روش دوم،ما با پاشیدن آب گرم(sparge water) با دمای حدود ۷۰ درجه ی سانتیگراد بر روی مخلوط خیسانده،به جداسازی کامل عصاره ی قندی از تفاله ها کمک میکنیم.اگر عملیات جداسازی (lautering) و آب پاشی(sparging) به درستی انجام نشود،بازدهی مرحله ی خیساندن به شدت پایین می آید چراکه قسمت زیادی از عصاره ی چسبناک و غلیظ با چگالی بالا هنوز بین تفاله ها باقی می ماند.مخازن جداساز مدرن در آبجوسازیهای بزرگ از همان اصولی پیروی میکنند که مخزن دوکاره ی خانگی ما.یعنی در ته مخزن یک ساختار ویژه ای تعبیه میشود تا دانه های ریز مالت اجازه ی عبور پیدا نکرده و فقط مایع از خلال آن به شیر خروجی مخزن هدایت گردد.این ساختار در واقع یک الک یا صافی بزرگ است و در اشکال مختلف ساخته می شود.ساده ترین شکل آن یک صفحه ی استیل مشبک و توری مانند است که در انتهای مخزن جداساز و روی شیر خروجی تعبیه می شود و بدین ترتیب درواقع مخلوط خیسانده،آبکش می شود.شکل دیگر این تجهیزات ،لوله های مشبک یا شیاردار هستند که یک سرشان به شیر خروجی وصل میشود و سر دیگر آن به طور عمودی از مخزن و سطح مخلوط خیسانده بیرون میزند.بدین ترتیب فشار هوای پایین و بالای مخزن به هم نزدیک شده و خروج مایع از طریق شیارهای منظم لوله ها راحتتر میگردد.البته در انواع خانگی آن میتوان این قسمت خروجی هوا را نادیده گرفت و فقط با توجه به شکل ظرف،یک لوله ی مسی یا استیل را جوری کف مخزن قرار داد که بیشترین محدوده ی تماس را با خیسانده داشته باشد.در مخازن بزرگ صنعتی از چنگالهای مخصوص خودکار برای هم زدن خیسانده در حین آب پاشی و جداسازی استفاده میشود تا بهره وری کار بالاتر رود و چیزی بین توده ی مالتهای خیس خورده باقی نماند.پس از اینکه زمان خیساندن به پایان رسید و مخلوط وارد مخزن جداساز شد ابتدا چند دقیقه به آن استراحت می دهند و سپس عملیات باز چرخش(recirculation) حریره شروع میگردد.یعنی مایع اولیه ی جداشده از مخلوط دوباره توسط پمپ به بالای مخزن برگردانده شده و با رد شدن دوباره از بستر دانه های مالت،تصفیه میگردد.درواقع در اینجا بستر تفاله های مالت به عنوان صافی عمل نموده و پس از هر بازچرخش حریره،از کدری مایع کاسته می شود.این عمل در آبجوسازیهای مختلف،در زمانهای گوناگون و به دفعات متفاوتی انجام میشود.در تولید خانگی این عمل به صورت دستی انجام شده و حداقل ۵ تا ۱۰ بار این بازچرخش ادامه می یابد.یعنی مایع جداشده توسط یک ظرف یا پارچ جمع شده و به سر مخزن بازگردانده می شود.پس از این مرحله ،زمان آب پاشی بر روی مخلوط و رُس کشی فرا می رسد که در طی آن آب گرم از دیگ آب ۷۰ درجه به روی مخلوط خیسانده به طور یکنواخت و با فشار کم پاشیده می شود.عملی است شبیه دوش آب گرم گرفتن برای شستشوی تفاله ی مالت از عصاره ی مالت که در تولید خانگی به صورت دستی انجام میگیرد.مقدار آب پاشیده شده با مقدار خروجی حریره نسبت دارد و در تولید صنعتی و خط تولید خودکار این نسبت با استفاده از سنسورهای ویژه ای که در مخزن جداساز قرار میگیرد تعیین شده و توسط کامپیوتر مرکزی کنترل میگردد.این عمل تا جایی که آبجوساز به حجم حریره ی مورد نظر و چگالی قند مطلوبش برسد ادامه خواهد یافت.تفاله ی مالت باقی مانده به عنوان یک منبع غذایی خوب و سرشار از پروتئین،معمولاً به مصرف خوراک دام می رسد.انواع تجهیزات و روشهای مختلف در آبجوسازی خانگی برای رُس کشی استفاده میشود که ساده ترین و متداول ترین آنها به رُس کشی یکباره معروف است که در آن،کل آب رُس کشی به صورت یکباره به مخلوط اضافه میشود و پس از چند دقیقه استراحت،از حریره جدا می شود.ولی همانطور که اشاره شد پر بازده ترین سیستم ها آنهایی هستند که بتوانند بارش یکنواخت و آرامی روی همه ی بستر مالت انجام دهند.سیستمهای موسوم به پروازی یا فواره ای از این دست هستند.در آنها آب از خلال روزنه های یک شبکه ی متحرک روی همه ی سطح مخلوط پاشیده میشود.

 

HaDaL

Comments are closed