Steun deze site. Koop via deze links: Nederlandstalige bierboeken, Engelstalige bierboeken, een bierig artikel of een ander artikel van Bol.com
Het kost je niets extra.

koken & tafelen algemeen

 

 

 

 

mail info@hobbybrouwen.nl

Koolzuur


Koolzuur hoort bij bier als mayonaise bij patat friet. Veel of weinig is een kwestie van persoonlijke smaak. Daarnaast is het koolzuurgehalte ook afhankelijk van het biertype en is het een indicatie voor de kwaliteit van het bier. Dit artikel gaat diepgaand in op de verschillende aspecten verbonden aan het koolzuurgehalte en hoe je dit gehalte kunt beïnvloeden. Ook wordt stilgestaan bij de kwaliteit van kroonkurken en de invloed daarvan op het koolzuurgehalte. Tevens komen een aantal aspecten verbonden aan het lageren en het bottelen aan bod.

Terminologie

In de volksmond zijn kooldioxide en koolzuur synoniem. Chemisch gezien is dat niet zo. Koolzuur is een zwak instabiel zuur met de chemische formule H2CO3. Kooldioxide is een stof met een kookpunt van -79EC. Dit betekent dat het onder normale omstandigheden in gasvorm verkeert. De chemische formule voor deze stof is CO2. Kooldioxide lost goed op in water en kan dan koolzuur vormen CO2 + H2O <=> H2CO3. Koolzuur kan zich splitsen in waterstofionen, bicarbonaten en carbonaten. In chemische formules ziet dat er als volgt uit H2CO3 <=> H+ + HCO3- <=> 2 H+ + CO32-.
Met het teken <=> wordt aangegeven dat de splitsing in ionen niet volledig plaatsvindt. Het niet volledig splitsen in ionen is kenmerkend voor een zwak zuur.
De hoeveelheid koolzuur dat gevormd wordt is zeer beperkt. Bij een pH-waarde van 4,5 (een gebruikelijke waarde voor bier) is maximaal 0,84% van de opgeloste kooldioxide niet in deze vorm aanwezig maar als koolzuur, bicarbonaat of carbonaat. Dit percentage kan zelfs dalen tot 0,3% bij een lagere pH en een grotere hoeveelheid opgelost kooldioxide (1). Het merendeel van de kooldioxide is opgelost in de vorm van gasmoleculen.
Er is dus veel kooldioxide en maar weinig koolzuur aanwezig in bier. Toch zal ook ik het in dit artikel regelmatig hebben over koolzuur als ik kooldioxide bedoel. De aanduiding koolzuur voor kooldioxide is ook zo sterk ingeburgerd. Zelfs bekende Nederlandstalige woordenboeken omschrijven koolzuur als de gasvormige verbinding van zuurstof met koolstof!
 

Smaak

Kooldioxide is een kleur-en geurloos gas. Als je het in een redelijke concentratie insnuift kan het voor een prikkeling in de neus zorgen. Dat koolzuur een zwak zuur is kun je heel eenvoudig vaststellen als je koolzuurhoudend mineraalwater drinkt. Het proeft duidelijk zuurder dan het platte mineraalwater van hetzelfde merk. De koolzuurbelletjes zorgen voor een verfrissend mondgevoel.
Bier met een laag koolzuurgehalte maakt een flauwe indruk. In koolzuurarm bier zijn smaakafwijkingen gemakkelijk te herkennen (2). Een teveel aan koolzuur is echter ook niet prettig. Het geeft een sterk verzadigd gevoel en het overmatige koolzuur wil wel eens via een niet te stuiten oergeluid uit je keel ontsnappen.
Voor de geur van bier is het koolzuurgehalte belangrijk. Met het opstijgen van de belletjes komen ook geurstoffen omhoog die we waarnemen zodra we onze neus in het glas steken. Koolzuurarm bier geeft minder goed zijn geur vrij.
 

Uiterlijk bier

Wat is bier zonder schuim? Bier zonder koolzuur zal zeker niet schuimen. Door het vrijkomen van koolzuur ontstaan er gasbelletjes in het bier. Boven het vloeistofniveau blijven de belletjes in stand door de in het bier opgeloste eiwitten die een soort vlies om het belletje vormen. Deze structuur is niet blijvend en langzaam zakt het schuim in elkaar. Ondanks een hoog koolzuur- en eiwitgehalte kan het zijn dat meteen na het inschenken het schuim weg is. Vette glazen en restanten van schoonmaakmiddel, maar ook in het bier aanwezige schuimnegatieve stoffen zoals hogere alcoholen en esters kunnen daarvan de oorzaak zijn. De twee laatst bedoelde stoffen komen bij zwaardere bieren meer voor. Hele zware bieren schuimen daarom in de regel een stuk minder.
Overigens leerde ik onlangs tijdens de cursus 'Initiatie in de sensoriële eigenschappen en de degustatie van bier' die ik aan het volgen ben in Gent dat je de geur van een bier beter waarneemt als je het met zo min mogelijk schuim inschenkt.
Koolzuur kan in een oververzadigde staat in bier opgelost zijn. Langzaam geeft het bier het koolzuur vrij wat het parelen van het bier tot gevolg heeft. Als dat niet het geval zou zijn dan zou het bier door de overdruk uit de fles spuiten zodra je de kroonkurk oplicht.
Het omhoog parelen van koolzuurbelletjes geeft bier een feestelijk uiterlijk. In sommige bierglazen wordt zelfs bewust een oneffenheid aangebracht om een stroom aan koolzuurbelletjes te bevorderen.
De fijnheid van de koolzuurbelletjes die vrijkomen is afhankelijk van het goed opgelost zijn van het koolzuur. Bieren met een hoog koolzuurgehalte die ingeschonken worden op een wat hogere temperatuur hebben in de regel een grove schuimstructuur. Ook de manier waarop het koolzuur in het bier is gekomen speelt een rol. Professionele brouwers lageren vaak bij lagere temperaturen (3 tot -1EC) onder druk (tot 0,6 bar) om fijnere koolzuurbelletjes te krijgen en daarmee vaster schuim.
 

Koolzuur en gezondheid

Er bestaat een tendens om het koolzuurgehalte van bier en andere koolzuurhoudende dranken te verlagen omdat veel consumenten van oordeel zijn dat ze een hoog koolzuurgehalte niet goed verdragen. Uit onderzoek is gebleken dat alleen mensen met maag- en darmklachten voorzichtig moeten zijn met koolzuurhoudende dranken waaronder bier. Maar zelfs voor deze mensen is koolzuur niet echt schadelijk. Voor de meesten van ons zijn koolzuurhoudende dranken zelfs gezondheidsbevorderend. Prof. Dr. Glatzel schreef hierover vrij vertaald uit 'Der Mineralbrunnen' nr. 9/1976 (3) het volgende:
'Koolzuur intensiveert de doorbloeding van de mondslijmhuid en werkt daardoor verfrissend en opwekkend. Koolzuur zorgt er voor dat de maag snel leeg raakt wat de gezondheid bevordert. Voor de spijsverteringsorganen zijn noch koolzuur noch de lage temperatuur waarbij de meeste koolzuurhoudende dranken gedronken worden schadelijk. Het drinken van gebruikelijke hoeveelheden koolzuurhoudende dranken veroorzaakt geen slijmvliesontstekingen, maagzweer of maagkanker.
Koolzuurhoudende dranken kunnen door de reeds genoemde intensivering van de doorbloeding van de mondslijmhuid kouder gedronken worden dan koolzuurvrije dranken en zorgen daardoor voor een grotere verfrissing. Ze kunnen niet in grote hoeveelheden in één keer doorgeslikt worden. Daarmee voorkomen ze ongewenste reactief waterverlies via de huid. Hierdoor werken de nieren beter waardoor de uitscheiding van schadelijke stoffen uit het bloed bevorderd wordt.'
 

Gushing

Als je tijdens het bottelen te veel suiker toevoegt aan het bier dan kan het bier uit de fles bruisen zodra je de kroonkurk van de fles haalt. Dit verschijnsel wordt vaak verward met gushing. Bij gushing spuit het bier met flinke kracht uit de fles. Als de stroom tot bedaren is gekomen heb je vaak nog maar een halve fles over.
Er zijn diverse oorzaken voor gushing zoals schimmelinfecties op het gerst of de mout, metaalionen (ijzer: Fe3+), geïsomeerd hopextract en niet goed schoongemaakte flessen (4). Hierdoor is de koolzuur niet goed gebonden en komt het in één keer vrij. Dit artikel gaat echter niet over gushing, maar over hoe je een gewenst koolzuurgehalte in je bier kunt krijgen.
 

De vorming van koolzuur tijdens de vergisting

Zoals we allen weten is gist in staat suikers om te zetten in alcohol en kooldioxide waarbij ook warmte vrij komt. In theorie wordt 100 gram glucose omgezet in 51,1 gram alcohol, 48,9 gram koolzuur en 51,1 kJ. In de praktijk hebben we ook te maken met een groei van het aantal gistcellen. Niet alle in het wort aanwezige suikers die vergistbaar zijn kunnen door de gist rechtstreeks opgenomen worden. Zo moet maltose eerst buiten de gistcel door enzymen gesplitst worden in twee glucose moleculen. Het een en ander betekent dat uit 100 gram vergistbare suikers ongeveer 47 gram alcohol, 46 gram koolzuur, 5,3 gram gist en 56 kJ gevormd wordt.
De grote hoeveelheid koolzuur dat geproduceerd wordt tijdens de hoofdvergisting wordt in de moderne professionele bouwerijen opgevangen. De koolzuur kan binnen de eigen brouwerij worden gebruikt bij het bottelen of verkocht worden aan de frisdrankindustrie.
 

Koolzuurverzadiging onder druk

In professionele brouwerijen wordt de nagisting uitgevoerd in gesloten vaten waarbij de druk in het vat via regelbare ventielen oploopt tot een ingestelde druk (meestal 0,3 - 0,4 bar). Hierdoor krijgt het bier een gewenste hoeveelheid koolzuur zonder dat er koolzuur toegevoegd hoeft te worden. Tevens wordt het koolzuur daardoor beter gebonden.
Door middel van tegendruk wordt voorkomen dat er koolzuur ontwijkt bij het overpompen en bottelen. De hoogte van de koolzuurdruk wordt zodanig ingesteld dat er geen problemen ontstaan bij het afvullen en tappen van het bier en er toch voldoende koolzuur aanwezig is voor een goede schuimvorming (4). De druk in het lagervat wordt dus afgestemd op fustbier. Flessenbier (zonder hergisting op de fles) wordt vaak voorzien van extra koolzuur dat gewonnen is tijdens de hoofdgisting.
 

Koolzuurverzadiging bij atmosferische druk

Anders dan de professionele brouwers voeren wij amateur-brouwers de navergisting altijd uit onder atmosferische druk. Wij hebben simpel weg niet de apparatuur om het bier gecontroleerd onder druk te brengen en te houden. In de regel laten we het bier helemaal uitgisten en voegen dan bij het bottelen een gecontroleerde hoeveelheid suiker toe.
De hoeveelheid koolzuur die na het lageren bij atmosferische druk in het bier aanwezig is is sterk afhankelijk van de lagertemperatuur. In de onderstaande tabel valt af te lezen hoeveel gram koolzuur per liter bier is opgelost bij een bepaalde temperatuur. De cijfers zijn afkomstig uit een artikel van Dave Drapper en Mark Hibberd (5). In hun artikel wordt als maat voor het koolzuurgehalte het aantal volumes koolzuur per volume bier gehanteerd. Hier in Europa gebruiken we een maat die aansluit op ons decimaal maatstelsel namelijk: het aantal grammen koolzuur dat opgelost is per liter bier. Voor degenen die daarin geïnteresseerd zijn 1 volume koolzuur per volume bier komt overeen met 1,98 gram koolzuur per liter bier (= afgerond 2 g/L).
 
Relatie koolzuurgehalte en temperatuur bij atmosferische druk
temperatuur hoeveelheid opgelost koolzuur
0EC 3,4 g/L
2EC 3,2 g/L
4EC 3,0 g/L
6EC 2,8 g/L
8EC 2,6 g/L
10EC 2,4 g/L
12EC 2,2 g/L
14EC 2,1 g/L
16EC 2,0 g/L
18EC 1,9 g/L
20EC 1,8 g/L
22EC 1,7 g/L

Met de invloed van de lageringtemperatuur moet je vooral rekening houden als je koud lagert, bijvoorbeeld bij een pilsener of Kölsch. De meeste amateur-brouwers houden voor bovengistende bieren een lagertemperatuur aan van 15 tot 20EC. Het verschil in koolzuurgehalte is bij deze temperaturen niet zo groot (ong. 0,3 g/L). Voor het gemak zou je kunnen stellen dat het koolzuurgehalte bij deze bieren gelijk is aan 2 g/L
 

Koolzuurverlies tijdens het bottelen

De koolzuurverzadingsgehalten zoals deze in de tabel vermeld staan zijn een prima uitgangspunt voor het koolzuurgehalte van het bier dat we gaan bottelen. Wanneer een volledig uitgegist bier een tijdje warmer gestaan heeft zal het koolzuur niet meer aangevuld worden door de navergisting. Het plotseling afkoelen van het bier om zo het koolzuurgehalte te verhogen heeft dan ook geen enkele zin. Wel is bij een lagere temperatuur de koolzuur beter gebonden aan het bier en zal er minder koolzuur vrij komen ten gevolge van de onvermijdbare wervelingen van het bier bij het bottelen. Als je het bier snel koelt om oxidatie zo veel mogelijk te voorkomen of voor het behoud van het aanwezige koolzuurgehalte zul je uit moeten gaan van het koolzuurgehalte van het bier voor het koelen.
Hoeveel koolzuur door het bottelen uit het bier verdwijnt is moeilijk aan te geven. Het hoogteverschil tussen het vat waaruit gebotteld wordt en de flessen, de dikte van de slangetje dat gebruikt wordt, het al dan niet gebruiken van een bottelventiel en zelfs de vorm van de fles spelen hierbij een rol.
Ik bottel altijd uit een vat waarin ik aan de onderkant een kraantje gemaakt heb. Aan deze kraan schuif ik een slangetje. Op het uiteinde van het slangetje bevindt zich een roestvrijstalen bottelventiel. Mijn ervaring is dat de stroomsnelheid van het bier door het slangetje niet te hoog mag zijn. Bij een hoge stroomsnelheid komt het bier met hoge snelheid in de fles waardoor er een overmatige schuimvorming plaatsvindt in de fles. Het kraantje aan het vat mag ik echter niet te veel sluiten omdat dan het bottelventiel een grotere doorloop heeft dan het kraantje waardoor in de slang een onderdruk ontstaat. Deze onderdruk resulteert in het vrijkomen van koolzuur in het slangetje.
 

Andere factoren die bij het oplossen van kooldioxide van belang zijn

De hoeveelheid koolzuur dat opgelost kan zijn in bier is niet alleen afhankelijk van de temperatuur maar ook van de samenstelling van het bier. Alcohol en dextrines verminderen de oplosbaarheid van kooldioxide terwijl eiwitten deze vergroot. Deze toename is een gevolg van onstabiele verbindingen tussen eiwitten en kooldioxide.
Sommige bieren behouden hun koolzuurgehalte beter dan andere. Een bier dat beter zijn koolzuur vasthoudt ontwikkelt over een langere tijd koolzuurbelletjes wat, zoals we al eerder zagen, de schuimhoudbaarheid en het frisse karakter van het bier ten goede komt (6).
Naast eiwitten zijn ook andere stoffen verantwoordelijk voor de binding van koolzuur aan het bier.
 

Koolzuurgehalte en biertype

Het koolzuurgehalte van een bier is sterk biertype gebonden. In de literatuur worden zeer veel verschillende waarden genoemd. In de onderstaande tabel zijn de door mij gevonden waarden vermeld. De waarden zijn van afkomstig van prof. Gilbert Baetslé uit België (7), Dave Drapper en Mark Hibberd uit Australië (5) en Dr.-Ing. Karl-Ullrich Heyse uit Duitsland (4).

Onderzoek aan de hand van gegevens van Derek Walsh
In de tabel zijn ook de waarden vermeld die ikzelf verkregen heb uit statistisch onderzoek aan de hand van de door bierkenner en zelfbrouwer Derek Walsh beschikbaar gestelde gegevens met betrekking tot koolzuurgehalten van zeer veel bieren (zo'n 250). Bij deze wil ik Derek zeer hartelijk danken voor het beschikbaar stellen van zijn meetgegevens.
Derek heeft in de loop der jaren bedoelde waarden gemeten heeft met behulp van een speciale manometer en thermometer. Deze manometer is voorzien van een steekbuis waarmee de kroonkurk doorboord wordt. Op deze wijze kan de druk in de fles worden bepaald. Na vaststelling van de temperatuur van het bier kan vervolgens het koolzuurgehalte worden berekend. Ook bij professionele brouwerijen wordt meestal op deze wijze na het bottelen het koolzuurgehalte bepaald. Derek heeft flesjes gemeten die meestal een tijdje hebben gestaan. Daardoor kunnen de door hem gevonden waarden wat lager zijn dan bij de professionele brouwerijen. Immers door het staan ontsnapt er via de kroonkurk koolzuur uit de fles. Op dit verschijnsel zal ik nog uitvoerig ingaan.
 
 Koolzuurgehalten van bieren en frisdranken in grammen per liter
biertype / frisdrank Baetslé Dapper/Hibber Heyse Walsh/Bertens
Per biersoort
ondergegist bier       4,0 - 4,9
bovengegist bier 6,0 - 8,0 3,8 - 4,8   4,0 - 7,0
bier met hergisting op de fles  7,0 - 9,0     4,5 - 7,5
vatenbier 4,6 - 4,8      
Per land
Amerikaanse bieren   4,4 - 5,4    
Belgische bieren   3,8 - 4,8   4,0 - 8,0
Duitse bieren     4,0 - 5,5 4,0 - 7,5
Engelse ales   3,0 - 4,0   3,8 - 4,7
Nederlandse bieren       4,0 - 7,0
Per biertype
alt       4,3 - 4,9
barley wine       4,0 - 4,5
Belgische pale ale (Palm e.d.)   3,8 - 4,8   4,2 - 5,0
bokbier       4,1 - 4,6
dobbelbok       4,4 - 4,8
dubbel       5,8 - 6,6
Engelse pale ale   3,0 - 4,0   3,5 - 5,0
fruit lambiek   6,0 - 9,0    
lambiek   4,8 - 5,6    

meibok
      4,0 - 5,2
pils 5,0 - 5,5 4,4 - 5,4   4,2 - 5,0
porter, stout   3,4 - 4,6   4,0 - 4,6
scotch ale       4,5 - 5,3
tarwebier       4,7 - 5,6
tripel       5,8 - 7,4
weizen   6,6 - 9,0 6,0 - 8,0 6,0 - 7,0
winterbier       4,0 - 7,0
Frisdranken
frisdranken met fruitsappen     4,5 - 5,5  
mineraalwater en cola's     7,0 - 9,0  

De algemene lijnen

Als ik naar alle cijfertjes kijk vallen mij een paar dingen op. Allereerst de algemene lijnen. Bovengistend bier met hergisting op de fles heeft gemiddeld aanmerkelijk meer koolzuur dan ondergistend bier. De reden hiervoor kan zijn dat een hoog koolzuurgehalte bij de professionele brouwerijen problemen oplevert bij het bottelen.
Lichtgekleurde bieren hebben meer koolzuur dan donkere bieren. Ook zware bieren bevatten meer koolzuur. Beide verschijnselen zouden wel eens te maken kunnen hebben met het voorkomen van oxidatie. Donkere bieren zijn in het bezit van reducerende stoffen in de vorm van Maillard-producten die oxidatie van het uitgeschonken bier voorkomen. Deze bieren hoeven daarom minder voorzien te worden van een oxidatie-barrière in de vorm van een hoog koolzuurgehalte. Zware bieren worden in de regel langzamer gedronken.Ze hebben daarom meer kans om te oxideren en te verschalen. Ook bij deze bieren is een hoog koolzuurgehalte gewenst. De door mij met behulp van de door Derek aangeleverde gegevens gevonden waarden stroken zeer goed met hetgeen vermeld is in de syllabus die hoort bij de eerder bedoelde bierproefcursus die ik aan het volgen ben in Gent (8). Volgens de syllabus zijn koolzuurgehaltes van 5,0 tot 7,5 g/L aan te bevelen en vragen zwaardere bieren meestal om een sterkere verzadiging.

Biertypes
Met het statistisch generaliseren van cijfertjes moet je altijd heel erg oppassen. Zo zijn barley wines en tripels beiden zeer zware blond tot amber gekleurde bieren. Tussen deze twee biertypes bestaat zo'n 2,5 g/L verschil. Dit betekent dat je bij het bottelen een tripel maar liefst 5 gram suiker per liter meer moet geven dan een barley wine.
Hiermee is meteen bewezen dat qua smaak veel op elkaar lijkende biertypes zich vaak onderscheiden door het koolzuurgehalte. Zo bestaan er grote verschillen in koolzuurgehalten tussen een bokbier en een dubbel, tarwebier en weizen, en een Engelse en een Belgische pale ale.
 

Suikertoevoeging

Zoals ik hiervoor uiteengezet heb bevat bier na het lageren een koolzuurgehalte dat afhankelijk is van de temperatuur waarbij de lagering heeft plaatsgevonden. Om een op het biertype afgestemd koolzuurgehalte te krijgen kunnen we het beste uitgaan van het gemiddelde koolzuurgehalte van dat biertype zoals vermeld in de tabel 'Koolzuurgehalten van bieren en frisdranken in grammen per liter'. Trek daar het koolzuurgehalte af dat het bier heeft na de lagering. Vermenigvuldig de uitkomst van deze aftreksom met twee en het aantal liter dat je hebt en je weet hoeveel gram suiker je aan het bier moet toevoegen bij het bottelen.

De volgende formule geeft deze berekening weer:

bottel suiker = (CO2 biertype - CO2 lageren) * 2 * aantal liters

Stel je hebt 20 liter tripel gelagerd bij een temperatuur van 16EC. De hoeveelheid suiker die je dan aan deze 20 liter bier moet Toevoegen om een op het biertype afgestemd koolzuurgehalte te krijgen is dan (6,6 - 2,0) * 2 * 20 = 184 gram.
Naast de formule kun je ook gebruik maken van een grafiek waarvan ik de opzet afgekeken heb van Dave Dapper en Mark Hibberd. Kies de schuine dikke stippellijn uit die het beste past bij de aangehouden lagertemperatuur. Bepaal vervolgens het gewenste koolzuurgehalte en stel vast waar de horizontale lijn van het koolzuurgehalte de schuine lijn snijdt. Lees vervolgens het aantal grammen suiker af dat je moet toevoegen aan een liter bier door vanaf het snijpunt een lijn naar beneden te trekken. Het is een zeer praktische grafiek waarvoor we Dave en Mark dankbaar mogen zijn.
 
 

Bepaal het eind SG
De meeste zelfbrouwers weten denk ik wel dat je erg moet oppassen met het te vroeg bottelen. Door het alsnog vergisten van moutsuikers kan het koolzuurgehalte zeer sterk stijgen. Stel dat je bottelt bij een SG van 1023 terwijl het eind SG 1020 bedraagt. Het bier bevatte dan nog 7,8 gram vergistbare suikers wat goed is van 3,7 gram CO2 per liter!
Om er achter te komen hoeveel vergistbare suikers al daadwerkelijk zijn vergist kun je als volgt te werk gaan. Neem na het koken een klein gedeelte van het wort. Koel dit snel en bepaal het begin SG. Voeg aan de hoeveelheid wort een overmaat aan gist toe en laat het wort op een warme plaats vergisten (27 - 30EC). Schud het wort regelmatig om een snelle vergisting te bevorderen. Na 3 à 4 dagen is het wort volledig uitvergist. Bepaal nu het eind SG en noteer dat. Vergelijk de genoteerde waarde met het bier dat je wilt gaan bottelen. Elke SG waarde die het bier meer heeft dan het genoteerde betekent dat nog 2,6 gram suiker per liter vergist kan worden.

Batch-behandeling
Bij de hiervoor beschreven wijze van berekening van de suikertoevoeging is er vanuit gegaan dat het bier vlak voor het bottelen overgeheveld wordt in een ander vat. Al vele jaren beoefen ik deze praktijk.
Voordat ik bottel bepaal ik zorgvuldig het aantal liters bier dat ik moet bottelen, daarbij hou ik rekening met het verlies aan bier bij het overhevelen. Dit verlies kan variëren tussen de 4 en 10% afhankelijk van het vlokkend vermogen van de gist en de vorm, grootte en vullinggraad van het gebruikte 'lagertankje'.
Voor het bepalen van de hoeveelheid bier kun je gebruik maken van zelfgemaakte peilstokken. Je kunt daarbij als volgt te werk gaan. Bij glazen flessen of andere 'lagertankjes' waarbij je de vullinggraad aan de buitenkant kunt vaststellen giet je steeds één of twee liter water in de fles. Zet je een streep op de peilstok ter hoogte van het vloeistofniveau. Doordat glazen flessen meestal bolvormig zijn zal de afstand tussen de streepjes niet lineair zijn. Natuurlijk kun je ook met een watervaste stift streepjes op de buitenkant van de fles zetten. Mijn ervaring is wel dat nadat de flessen een aantal keer schoongemaakt zijn de streepjes opeens wat minder 'watervast' blijken te zijn.
Als je een lichtdicht 'lagertankje' gebruikt is het wat lastiger om een peilstok te maken. Toch is er veel te zeggen voor lichtdichte 'lagertanks'. Zonlicht is zeer schadelijk voor de smaak van het bier. Om die reden bedek ik mijn glazen flessen met oude lappen tijdens het lageren.
Bij 'lagertankjes' waar je niet door heen kunt kijken kun je ook een peilstok maken in de vorm van een dun slangetje dat je aan de bovenkant kunt afsluiten met een klemmetje of kraantje. Giet weer 1 à 2 liter in het lagervat, laat het slangetje tot de bodem zakken en sluit het slangetje aan de bovenkant af. Haal het slangetje voorzichtig omhoog en zet bij het vloeistofniveau weer een streepje.
Nadat ik weet hoeveel liter bier ik zal gaan bottelen weeg ik de hoeveelheid suiker. Vervolgens maak ik een suikeroplossing die ik gedurende zo'n 5 minuten kook. Het even koken van de oplossing heeft als voordeel dat alle micro-organismen gedood worden. Voordat ik begin met hevelen giet ik de suikeroplossing in het vat waaruit ik bottel. Dan pas begin ik met overhevelen en leg ik het met heet water afgespoelde uiteinde van de hevelslang op de bodem van het vat. Ten gevolge van het stromen van het bier krijg je een goede vermenging van het bier met de suikeroplossing. Doordat het bier niet in het vat klettert wordt oxidatie voorkomen.

Lepeltje
Ik weet dat er veel zelfbrouwers zijn die de suiker voor de hergisting met een lepeltje in elk afzonderlijk flesje gieten. Bij het voor De Roerstok samenstellen van receptenboekjes is mij diverse keren gebleken dat zelfs sommige prijswinnaars van de Open Nederlandse kampioenschappen voor Amateur-brouwers geen idee hebben van de hoeveelheid suiker die ze aan hun bier voegen. Het ene lepeltje is het andere niet. Elk lepeltje heeft een eigen inhoudsmaat. Het lepeltje kan per schepje wat meer of minder suiker bevatten waardoor het koolzuurgehalte per flesje kan verschillen. Om een idee te krijgen van hoeveel suiker je toevoegt kun je eens 20 lepeltjes suiker scheppen en de totale hoeveelheid wegen. Deel het gewicht door 20 en je weet hoeveel suiker er gemiddeld per flesje beschikbaar is voor de hergisting. Voor het gehalte aan CO2 in grammen per liter zul je nog even door moeten rekenen. De daarbij te hanteren vermenigvuldigingsfactor is afhankelijk van de inhoudsmaat van de fles waarin je bottelt.
Een groot nadeel van het gebruik van een lepeltje is dat je zeer moeilijk kunt variëren in de suikergift. Met een suikeroplossing kun je veel genuanceerder suiker toevoegen. Ook kun je flessen met verschillende inhoudsmaten (25, 30, 33, 50 en 75 cl) door elkaar bottelen.
 

De verschillende soorten suiker

Voor de hergisting kun je verschillende suikers gebruiken. Je moet er wel rekening mee houden dat de ene suiker beter vergistbaar is dan de andere. Kristalsuiker, bruine suiker en kandijsuiker ontlopen elkaar niet veel qua vergistbaarheid. Honing en stroop hebben een lagere vergistinggraad vanwege hun watergehalte. Poedersuiker kun je beter niet gebruiken in verband met de toevoeging van zetmeel als anti-klontermiddel, wat troebel bier kan veroorzaken (9).
Sommige zelfbrouwers gebruiken glucose (druivensuiker of dextrose) in plaats van het gebruikelijke kristalsuiker omdat glucose sneller door de gist omgezet kan worden. Kristalsuiker (sucrose) moet immers nog altijd eerst door enzymen gesplitst worden in glucose en fructose voordat de gist deze suiker kan vergisten. Ondanks het feit dat glucose volledig vergistbaar is zou je er volgens Charlie Papazian, door de chemische samenstelling, ten opzichte van kristalsuiker 10 - 15% meer van nodig moeten hebben om hetzelfde koolzuurgehalte te krijgen (10).
Bij honing moet je zo'n 40 % en bij schenkstroop zelfs 80% meer gebruiken dan bij kristalsuiker in verband met het watergehalte. De hergisting duurt langer en is minder voorspelbaar dan bij kristalsuiker. De smaak van deze suikers kan wel eens te sterk zijn of niet geheel passen bij het bier dat je gebrouwen hebt. Oppassen dus!
De echte puristen en liefhebbers van het Reinheitsgebot kunnen in plaats van suiker ook moutextract of wort gebruiken. Weeg bij gedroogd moutextract 50% en bij vloeibaar moutextract 70% meer af dan bij kristalsuiker. Moutsuikers worden nog langzamer omgezet dan honing en stroop. Zelfgewonnen wort heeft volgens mij de voorkeur boven moutextract. Moutextract kan behoorlijk wat eiwitten bevatten die voor troebelingen kunnen zorgen. Wort dat je van het hoofdwort afgesplitst hebt en in de diepvriezer bewaard is wijkt qua samenstelling niet af en kan geen smaak- of kleurveranderingen veroorzaken.
 

Te weinig koolzuur

Heel wat beginnende zelfbrouwers kampen met het probleem dat de hergisting niet op gang komt. Hierdoor krijgt het bier niet het gewenste koolzuurgehalte ondanks een correcte suikergift. Het kan veroorzaakt worden door een paar oorzaken. Eén daarvan kunnen restanten van reinigingsmiddelen zijn. Zorg er daarom altijd voor dat je alles nog eens goed afspoelt. Ook kun je een desinfecteermiddel gebruiken dat in verdunde vorm geen problemen geeft voor de gist, zoals een fosforzuuroplossing.

Verse gist
Een andere belangrijke reden waarom de hergisting achterwege blijft kan liggen in een te lange lagering zonder dat je verse gist aan het bier hebt toegevoegd. Tijdens het lageren verdwijnen alle vergistbare suikers uit het bier. De gist heeft daardoor geen voeding meer en moet zijn reservestoffen verbruiken om te overleven. Wanneer deze periode te lang duurt zal de gist sterk inboeten in vitaliteit en langzaam afsterven. Het zal dan niet meer lukken de gist opnieuw te activeren voor de hergisting. Als je vlak voor het bottelen aan het bier een actieve giststarter toevoegt breng je nieuwe gistcellen in. Deze verse gist is wel in staat de klus te klaren. Je hoeft niet bang te zijn dat de koolzuurdruk te hoog wordt door de verse gist. Zoals hiervoor uitvoerig is uiteengezet is de koolzuurdruk uitsluitend afhankelijk van de temperatuur bij het bottelen en de hoeveelheid suikers die vergist kunnen worden.

Kort lageren
Uit jarenlange ervaring weet ik dat het niet noodzakelijk is om verse gist toe te voegen als je de lagering kort houdt (bijvoorbeeld 14 dagen bij zo'n 15EC). In het bier zweven dan nog voldoende levende gistcellen voor de hergisting. Je kunt dit eenvoudig constateren als je een glazen fles gebruikt voor het lageren. In troebel bier zweven meestal nog genoeg gistcellen. Troebelingen kunnen ook een andere oorzaak hebben zoals infecties en een niet geheel juist uitgevoerd maischproces. Bier dat helemaal helder is bevat echter zo goed als zeker geen actieve gist.
Overigens is het ook om andere redenen beter om de lagering kort te houden. Afgestorven gistcellen breken open en de stoffen die dan in het bier komen kunnen ongewenste smaken geven. Ook komen er enzymen vrij die in staat zijn eiwitten af te breken waardoor de schuimhoudbaarheid vermindert. Niet te lang lageren is dus het credo.
Als je kort lagert kan het zijn dat er nog vergistbare suikers aanwezig zijn. Dit is geen probleem als je het haalbare eind SG hebt bepaald zoals hiervoor beschreven is onder het kopje 'Bepaal het eind SG'. De nagisting hoeft dus niet helemaal afgelopen te zijn als je gaat bottelen.

Warm wegzetten
Om een snelle en goede hergisting te bevorderen dien je het gebottelde bier zo'n 14 dagen warm (tussen 22 -25EC) weg te zetten. Professionele brouwerijen hebben daarvoor goed geïsoleerde en donkere ruimtes. Pas als de hergisting beëindigd is kun je het bier koel gaan bewaren.
Veel zelfbrouwers denken dat je teveel suiker hebben toegevoegd als ze vlak na de warme lagering een flesje openen. Door de hoge temperatuur is de druk in het flesje hoog. Ook duurt het eventjes voordat het gevormde koolzuur opgelost en gebonden is aan het bier. Niet meteen wanhopen dus, gewoon een tijdje wachten en koud bewaren.
 

Het voorkomen van oxidatie

Bij de professionele pilsbrouwerijen wordt de koolzuurdruk opgebouwd in de lagertank. Ze bottelen het bier onder tegendruk. Vlak voor het sluiten van de fles werd vroeger even mechanisch tegen de fles getikt. Hierdoor kwam er een hoeveelheid koolzuur vrij. Meteen daarop werd de fles met de kroonkurk gesloten. De tik is tegenwoordig vervangen door een waterstraaltje. Onder hoge druk wordt een minuscule hoeveelheid water in de fles gespoten. Ook hierdoor komt koolzuur vrij. Brouwerijen gebruiken genoemde systemen om de hoeveelheid zuurstof in de fles te beperken. Deze zuurstof kan zorgen voor een oxidatie van het bier.
Bij amateur-bieren ontstaat er pas echt koolzuurdruk na het sluiten van de fles met de kroonkurk. Wij hoeven veel minder bang te zijn voor oxidatie na het bottelen. Al onze bieren ondergaan een hergisting op fles. De aanwezige zuurstof wordt daarbij verbruikt door de gist. Wel mogen we het bier niet te lang aan zuurstof blootstellen tijdens het bottelen. Eenmaal gevormde oxidatieproducten worden door de vergisting niet afgebroken.
Na het sluiten van de fles zijn de commerciële brouwerijen nog steeds bang voor oxidatie van het bier via de kroonkurk. In een artikel van de hand van H. Vogelpohl verschenen in Brauwelt nr. 42/1991 (11) worden een drietal soorten kroonkurken onderscheiden namelijk kroonkurken met een PVC-schuim binnenlaag, PVC-vrije kroonkurken en kroonkurken met een zuurstofbarrière. Bij de laatste soort bevinden zich in het binnenmateriaal reducerende stoffen zoals ascorbaat, sulfiet en tanninen. Een probleem is dat de reducerende stoffen pas actief mogen worden als de kroonkurk op de fles zit, anders zou de werking wel eens voorbij kunnen zijn voordat de kroonkurk gebruikt wordt. Er is daarom gezocht naar materialen waarbij de reducerende stoffen geactiveerd worden onder invloed van vochtigheid en temperatuur (commerciële brouwerijen pasteuriseren hun bier vaak). Overigens is de zuurstofdoorlaatbaarheid van PVC-houdende kroonkurk bij een temperatuurstijging van 20 tot 40EC twee keer zo hoog.
Zoals hiervoor reeds vermeld wordt in het bedoeld artikel de zuurstofdoorlaatbaarheid van de verschillende soorten met elkaar vergeleken. De resultaten van deze vergelijking is als volgt:
  • 0,34 mg O2 per flesje voor kroonkurken met een PVC-schuim binnenlaag;
  • 0,24 mg O2 per flesje voor PVC-vrije kroonkurken;
  • 0,18 mg O2 per flesje voor kroonkurken met een zuurstofbarrière.
De grootte van de fles speelt een belangrijke rol bij de hoeveelheid zuurstof die in de fles komt. In kleine flessen komt verhoudingsgewijs meer zuurstof in het bier dan bij grote flessen. Waarschijnlijk is dit de belangrijkste reden waarom bier in een grote fles beter bewaart dan in een kleine fles.
Waarom zouden we ons druk maken over zuurstof als de gist deze toch verbruikt zul je je misschien afvragen. Het antwoord op deze vraag is heel simpel. Nadat de suikers die je toegevoegd hebt voor de hergisting verbruikt zijn sterft de gist langzaam af en wordt zuurstof die via diffusie in de fles komt niet meer verbruikt. Deze zuurstof kan dus wel het bier oxideren.
 

De kroonkurk: het sluitstuk

Een goede afsluiting van een fles met een kroonkurk is ook belangrijk om het koolzuur dat gevormd is door de hergisting in de fles te houden. De druk mag echter ook niet te hoog worden omdat anders de fles uit elkaar zou kunnen klappen. De moderne kroonkurken die de professionele brouwerijen gebruiken kunnen werken als een ventiel. Boven een bepaalde druk laat de kroonkurk een hoeveelheid kooldioxide ontwijken om vervolgens de fles weer hermetisch te sluiten.
Er bestaan volgens het al eerder bedoelde artikel uit Brauwelt van H. Vogelpohl een drietal klassen kroonkurken, te weten:
  • type A met een drukvastheid van meer dan 8 bar
  • type B met een drukvastheid van 5 tot 8 bar
  • type C met een drukvastheid van 3,5 tot 7 bar
Met welk type kroonkurk je de fles afsluit is heel belangrijk bij koolzuurrijke bieren zoals weizen en tripels. In het artikel wordt hiervoor een voorbeeld gegeven. Stel dat je een kroonkurk gebruikt van het type B voor een weizen waarvoor je een koolzuurgehalte van 7,5 g/L in gedachte had. In een extreem warme zomer kan de kroonkurk bij een temperatuur van 35EC en een inwendige druk van 6,3 bar koolzuur gaan aflaten. Bij een druk 4,8 bar sluit de kroonkurk weer hermetisch. Door het aflaten van de koolzuur is het koolzuurgehalte in dat geval gedaald van 7,5 naar 6,0 g/L! Het sluiten van de fles weizen met een kroonkurk van het type C heeft natuurlijk nog dramatischere gevolgen.

Gevolgen meetresultaten
Toen ik voor het eerst de door Derk Walsh gemeten koolzuurwaarden zag vond ik ze voor sommige biertypes vrij laag ten opzichte van de waarden die vermeld zijn in de literatuur. Na het lezen van het artikel van H. Vogelpohl realiseerde ik me dat gemeten lagere waarden wel eens het gevolg kunnen zijn van het weglekken van koolzuur uit de flessen.
 

Explosiegevaar

Het is mij niet bekend wat voor kroonkurken wij gebruikelijk geleverd krijgen. Wanneer dat kroonkurken zijn van de types B en C hoeven we in ieder geval niet bang te zijn voor explosiegevaar. Alleen bij het type A lopen we risico=s.

Flessen
Uit informatie die ik van brouwmeester Harrie Vermeer van Trappistenbrouwerij De Schaapskooi mocht ontvangen blijkt dat die risico=s vrij beperkt zijn. De gebruikelijk Nederlandse retourflessen kunnen een inwendige druk weerstaan van minimaal 12 bar. Ik vermoed dat ook de Belgische retourflessen deze druk kunnen verdragen. Sommige flessen zoals die van Duvel en Orval zijn naar mijn idee nog sterker. Wegwerpflessen zijn vrij dun van glas en die kunnen we maar beter links laten liggen. Dat geldt ook voor beschadigde flessen. Sommige zelfbrouwers steriliseren hun flessen in een hete oven. De sterkte van de flessen kan door een te snelle afkoeling verminderen wat een gevaar kan opleveren bij een hoog koolzuurgehalte.

Temperatuur en druk
De druk in de fles is sterk afhankelijk van de temperatuur. De tabel 'Koolzuurgehalte, temperatuur en druk' laat dat zien.
 
 Koolzuurgehalte, temperatuur en druk
koolzuur  5EC 10EC 15EC 20EC 25EC 30EC
4 g/L 0,4 bar 0,7 bar 1 bar 1,2 bar 1,6 bar 2 bar
6 g/L 1,2 bar 1,5 bar 2 bar 2,5 bar 2,9 bar 3,5 bar
8 g/L 1,8 bar 2,4 bar 2,9 bar 3,5 bar 4,2 bar 5,1 bar

Aan de cijfertjes vermeld in de tabel kun je zien dat de stijging van de druk in een gesloten fles of vat niet lineair verloopt met het stijgen van de temperatuur (12).

Uit een grafiek die ook via Harrie Vermeer in mijn bezit kwam blijkt dat de kritische druk van 12 bar pas bereikt wordt bij de volgende combinaties van temperaturen en koolzuurgehalten:

  • 20EC en 21,0 g/L;
  • 30EC en 15,5 g/L;
  • 40EC en 12,3 g/L;
  • 50EC en 10,5 g/L.
In de praktijk zullen we dergelijke waarden niet tegenkomen. Het enige wat ik kan bedenken is een fles bier die zich in een auto bevindt wanneer we op een zomerse dag aan het strand liggen. Uitzondering dus.
In de 15 jaar dat ik bierbrouw heb ik nog nooit meegemaakt dat een zelfgebrouwen flesje explodeerde. Wel zijn bij mij jaren geleden de bodem van twee commerciële flesjes weggesprongen tijdens een zeer hete zomer. Het waren hele oude flesjes die al veel geleden hadden en het koolzuurgehalte van het bier was zeer hoog.

Party-vaatjes
In het overzicht van de koolzuurgehalte van verschillende bierensoorten en -types is ook vatenbier vermeld. Deze waarde geldt voor normale vaten. Tegenwoordig zijn ook zogenaamde party-vaatjes te koop waaruit we zelfgebrouwen bier kunnen tappen. Deze vaatjes hebben een vrij dunne metalen wand. Bij een te grote druk vervormen ze en kan het bier in verband met de smalle tapstang moeilijk getapt worden. Geef het bier in deze vaatjes daarom een koolzuurgehalte van ongeveer 4 g/L. Via het koolzuurpatroon kun je het voorzien van een iets hoger koolzuurgehalte tijdens het tappen. Een lager koolzuurgehalte raad ik je niet aan omdat het koolzuur even tijd nodig heeft op te lossen en te binden. Een stoot koolzuur vanuit het koolzuurpatroon kan dit onvoldoende compenseren.
 

Nabeschouwing

De laatste jaren hebben we geleerd hoe we een beter bier kunnen brouwen. Tijdens wedstrijden voor amateur-brouwers worden de keurmeesters nog maar weinig geconfronteerd met bieren die echte smaakafwijkingen hebben. Het wordt zo langzaamaan tijd om de puntjes op de i te zetten. Een simpel theelepeltje suiker per fles voor de hergisting past daarin niet.
In dit artikel zijn handvatten gegeven hoe je een op een biertype afgestemd koolzuurgehalte kunt krijgen. Zie de gegeven waarden als een houvast. Als zelfbrouwer hebben we gelukkig de mogelijkheid om ook rekening te houden met onze persoonlijke smaak. Per slot van rekening brouwen we toch bier voor ons zelf, alhoewel het toch wel leuk is om bij een wedstrijd een prijsje te winnen.
 

Referenties

  1. Prof. Dr. Manfred H. Pahl en Dipl.-Ing. Markus Rammert, Die manometrische Bestimmung des CO2-Gehaltes in Getränken (Teil 1), Brauwelt nr. 50/1991, Verlag Hans Carl Nürnberg.
  2. Prof. Ludwig Narziß, Abriß der Bierbrauerei, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart, 5e druk 1986.
  3. Von Dr. Annett Linemann, Gushing - spontanes Überschäumen van Flasschenbier, Brauerei Forum nr. 14/1996, Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei Berlin.
  4. Dr.-Ing Karl-Ullrich Heyse, Handbuch der Brauerei-Praxis, Verlag Hans Carl Nürnberg, 1989.
  5. Dave Drapper en Mark Hibberd, The Prime Directive - Priming Bottled Beer for Consistency and Reproducibility, BrewingTechniques July/August 1996, Vol. 4 No. 4, New Wine Press Inc. Eugene Oregon USA.
  6. Prof. Jean De Clerck, A Textbook of Brewing, heruitgave Siebel Institute of Technology Chicago 1994.
  7. Prof. Gilbert Baetslé, Vakboek voor de Bierslijter, Deskundigheid van vat tot glas, CODA Antwerpen 1993.
  8. Drs. V. Daems, Prof. F. Delvaux en Prof. G. Derdelinckx, Theorie en praktijk van de bierdegustatie, sylabus behorende bij de cursus Sensorische eigenschappen en degustatie van bier', KU Leuven - Brewing Research Group en KaHo St. Lieven, Departement KIHO Onderwijseenheid Biochemie-Brouwerij, Leuven - Gent 1996.
  9. Mark Hibberd, A Primer on Priming, Internet http://alpha.rollanet.org/library/YPrimerMH.html 1995.
  10. Charlie Papazian, The Homebrewer=s Companion, Avon Books New York 1994.
  11. Dr.-Ing. Heinrich Vogelphl, Bedeutung van Kronenkorkverschlüssen für Bierflaschen, Brauwelt nr. 42/1991, Verlag Hans Carl Nürnberg.
  12. J.S. Hough en D.E. Briggs, Malting and Brewing Science, Chapman and Hall, tweede druk, 1982.


Jacques Bertens

Eerdere publicatie

Dit artikel is eerder gepubliceerd geweest in het vakblad voor de amateur wijn-, bier- en likeurmaker en verwante hobby's Proost, nr. 20, maart/april 1997 en nr. 21, mei /juni 1997.