Grensverleggend brouwen met 100% alternatieve ruwe granen
Gerst is de traditionele grondstof voor de productie van bier. Opbrengst en kwaliteit van gerst worden echter negatief beïnvloed door klimaatverandering, en dat heeft een effect op de productiecapaciteit en kwaliteit van het finale bier. MaltLess onderzoekt alternatieven voor gerst en gerstemout.
Het gebruik van ongemoute granen heeft duidelijke voordelen: een verminderd energie- en waterverbruik, vermindering van de koolstofvoetafdruk, de productie van innovatieve beer-like fermented cereal drinks met de gewenste eigenschappen om aan de eisen van de consument te voldoen (bv. laag-alcoholisch, glutenvrij, functioneel), en een veelbelovende flavourstabiliteit van deze eindproducten.
Brouwen met exogene enzymen en 100% ongemoute alternatieve granen blijft echter grotendeels onbekend terrein. Het ontbreekt de brouwer aan kennis over welke enzymen en brouwparameters nodig zijn voor het werken met deze grondstoffen, wat de sensorische eigenschappen van deze beer-like fermented cereal drinks zijn, en wat verwacht kan worden van de finale productkwaliteit en -stabiliteit.
Het project MaltLess wil de volledige brouwerijsector de nodige kennis aanreiken om de uitdagingen van het brouwen met 100% ongemoute alternatieve granen of pseudogranen aan te gaan. Door de vernieuwde flexibiliteit in de wortproductie en -samenstelling wordt de weg vrijgemaakt voor procesoptimalisatie en ontwikkeling van nieuwe producten, zoals beer-like fermented cereal drinks.
Het gebruik van ongemoute granen heeft duidelijke voordelen: een verminderd energie- en waterverbruik, vermindering van de koolstofvoetafdruk, de productie van innovatieve beer-like fermented cereal drinks met de gewenste eigenschappen om aan de eisen van de consument te voldoen (bv. laag-alcoholisch, glutenvrij, functioneel), en een veelbelovende flavourstabiliteit van deze eindproducten.
Brouwen met exogene enzymen en 100% ongemoute alternatieve granen blijft echter grotendeels onbekend terrein. Het ontbreekt de brouwer aan kennis over welke enzymen en brouwparameters nodig zijn voor het werken met deze grondstoffen, wat de sensorische eigenschappen van deze beer-like fermented cereal drinks zijn, en wat verwacht kan worden van de finale productkwaliteit en -stabiliteit.
Het project MaltLess wil de volledige brouwerijsector de nodige kennis aanreiken om de uitdagingen van het brouwen met 100% ongemoute alternatieve granen of pseudogranen aan te gaan. Door de vernieuwde flexibiliteit in de wortproductie en -samenstelling wordt de weg vrijgemaakt voor procesoptimalisatie en ontwikkeling van nieuwe producten, zoals beer-like fermented cereal drinks.
Resultaten
In het project werd nagegaan wat de voornaamste redenen zijn voor het gebruik van exogene enzymen door brouwers. Hierbij bleek dat enzymen vooral complementair worden ingezet naast gerstemout bij het gebruik van ongemoute adjuncten, terwijl er slechts beperkte kennis beschikbaar was over het brouwen met 100% ongemoute granen. Om de brouwer hierover beter te informeren, werden 11 commercieel beschikbare ongemoute granen (2- en 6-rijige gerst, tarwe, eenkoorn, triticale, tritordeum, khorasan, spelt, rogge, sorghum en boekweit) verzameld en uitgebreid gekarakteriseerd.
Voor het alcoholische luik werden op laboschaal worten (16 °P) geproduceerd op basis van 100% ongemoute granen, volgens de aanbevolen maischschema’s van de enzymproducenten. De invloed van pH, maalgrootte en enzymdosering werd onderzocht. Een lagere pH verbeterde voornamelijk de wortfiltratie, terwijl een fijnere maalgrootte en een hogere enzymdosering ook de afbraak van hoogmoleculaire componenten bevorderden. De worten vertoonden lagere FAN-concentraties, maar hogere concentraties oplosbare hoogmoleculaire eiwitten (HME) dan wort op basis van gerstemout. Op basis hiervan werden testbieren op 20 L‑schaal (12 °P) geproduceerd met alle granen, met uitzondering van boekweit en spelt, en zowel chemisch-analytisch als sensorisch gekarakteriseerd. De lagere FAN‑concentraties hadden geen negatieve impact op de fermentatie, terwijl de hogere HME‑concentraties leidden tot verbeterde schuimstabiliteit. De bieren werden doorgaans gekenmerkt door een lichte kleur, lage troebelheid en gunstige sensorische scores ten opzichte van gerstemoutbier, met uitzondering van bieren op basis van rogge en sorghum. Voor het niet‑alcoholische luik werden op laboschaal een toegespitste enzymblend en bijhorende maischschema’s ontwikkeld. Dit resulteerde in uniforme suikerprofielen met lage gehaltes aan fermenteerbare suikers en hoge dextrinegehalten. De proteïnerust verhoogde bovendien de concentraties FAN en oplosbaar HME. Vervolgens werden op 20 L‑schaal worten geproduceerd (6 °P en 9 °P) en gefermenteerd. Uit de fermentatiedata bleek dat maltose‑negatieve gisten ruim onder de wettelijke limiet voor alcoholvrij bier (< 0,5% ABV) bleven, zelfs bij 9 °P. De resultaten wijzen er daarnaast op dat verdere optimalisatie het gebruik van maltotriose‑negatieve gisten voor NAB‑productie mogelijk zou maken bij lagere extractgehaltes (< 6 °P).
De succesvolle implementatie van exogene enzymen in combinatie met 100% ongemoute granen op piloot- (5 hL) en industriële schaal valideerde de kleinschalige experimenten, zowel voor alcoholische als niet-alcoholische gefermenteerde dranken.
Voor het alcoholische luik werden op laboschaal worten (16 °P) geproduceerd op basis van 100% ongemoute granen, volgens de aanbevolen maischschema’s van de enzymproducenten. De invloed van pH, maalgrootte en enzymdosering werd onderzocht. Een lagere pH verbeterde voornamelijk de wortfiltratie, terwijl een fijnere maalgrootte en een hogere enzymdosering ook de afbraak van hoogmoleculaire componenten bevorderden. De worten vertoonden lagere FAN-concentraties, maar hogere concentraties oplosbare hoogmoleculaire eiwitten (HME) dan wort op basis van gerstemout. Op basis hiervan werden testbieren op 20 L‑schaal (12 °P) geproduceerd met alle granen, met uitzondering van boekweit en spelt, en zowel chemisch-analytisch als sensorisch gekarakteriseerd. De lagere FAN‑concentraties hadden geen negatieve impact op de fermentatie, terwijl de hogere HME‑concentraties leidden tot verbeterde schuimstabiliteit. De bieren werden doorgaans gekenmerkt door een lichte kleur, lage troebelheid en gunstige sensorische scores ten opzichte van gerstemoutbier, met uitzondering van bieren op basis van rogge en sorghum. Voor het niet‑alcoholische luik werden op laboschaal een toegespitste enzymblend en bijhorende maischschema’s ontwikkeld. Dit resulteerde in uniforme suikerprofielen met lage gehaltes aan fermenteerbare suikers en hoge dextrinegehalten. De proteïnerust verhoogde bovendien de concentraties FAN en oplosbaar HME. Vervolgens werden op 20 L‑schaal worten geproduceerd (6 °P en 9 °P) en gefermenteerd. Uit de fermentatiedata bleek dat maltose‑negatieve gisten ruim onder de wettelijke limiet voor alcoholvrij bier (< 0,5% ABV) bleven, zelfs bij 9 °P. De resultaten wijzen er daarnaast op dat verdere optimalisatie het gebruik van maltotriose‑negatieve gisten voor NAB‑productie mogelijk zou maken bij lagere extractgehaltes (< 6 °P).
De succesvolle implementatie van exogene enzymen in combinatie met 100% ongemoute granen op piloot- (5 hL) en industriële schaal valideerde de kleinschalige experimenten, zowel voor alcoholische als niet-alcoholische gefermenteerde dranken.
Promotor
Dana Vanderputten
Onderzoeker
Pol Smout
Hogeschool Gent
01/12/2023 - 30/11/2025
Centrale contactpersoon
