Topic: Schuim, wat vertelt het over het brouwproces?

[ypenga]

• Grof/Fijn
• Geen/overmatig
• Wit/creme/bruin
• Leegschuimende fles
• Inzakkend/stabiel

[Jacques]

Schuimhoudbaarheid is één van de lastigste onderwerpen in de brouwwereld.

Je hebt schuimpositieve en schuimnegatieve stoffen. Je schuimhoudbaarheid is echter niet een simpele optelsom.


Grof/fijn
Heeft onder andere te maken met de snelheid waarmee de koolzuurverzadiging plaatsvindt.
Ook de hopgifte is van belang. Meer hop fijner schuim.

Geen/overmatig
Mate waarin de hergisting heeft plaatsgevonden. Overmatig door te veel bottelsuiker, te veel nog vergistbare restsuiker maar ook kan een schimmelinfectie op het graan dat vermout is de oorzaak zijn.

Wit/creme/bruin
De moutsamenstelling van je brouwsel.

Leegschuimende fles
Te veel botelsuiker of te veel vergistbare restsuikers tijdens het bottelen. Verder vuile flessen en een schimmelinfectie op het graan dat vermout is.

Inzakkend/stabiel
Inzakkend: laag koolzuurgehalte, te veel esters maar vooral de aanwezigheid van hogere alcoholen.
Stabiel: afwezigheid van schuimnegatieve stoffen. Schuimpositief werken caramouten en hop (en een lage vergistingstemperatuur ter voorkoming van de vorming van esters en hogere alcoholen).

Zie verder de tag schuimhoudbaarheid.

[hansm]

Naast deze mooie opsomming van Jacques zou ik ook de invloed van eiwitten nog willen noemen. Te ver afgebroken eiwitten geven een snel neerslaand schuim (colaschuim). Het maischschema en de pH tijdens het maischen bepalen in hoeverre de eiwitten worden afgebroken.

[Jacques]

Naast deze mooie opsomming van Jacques zou ik ook de invloed van eiwitten nog willen noemen. Te ver afgebroken eiwitten geven een snel neerslaand schuim (colaschuim). Het maischschema en de pH tijdens het maischen bepalen in hoeverre de eiwitten worden afgebroken.

Eiwitten zijn schuimpositief en spelen inderdaad een sleutelrol.

Niet alleen de pH tijdens het maischen maar ook de inmaischtemperatuur is van belang. Inmaischen bij 40 ºC geeft een mindere schuimstabiliteit dan inmaischen bij 55 ºC of hoger.

Verder is de hoeveelheid gist in de fles een belangrijke factor. Als dode gist uiteenvalt komen eiwitsplitsende enzymen vrij die de schuimhoudbaarheid verlagen.

En daarmee hebben we zeker nog alles gezegd over de schuimhoudbaarheid. Het is een zeer complex onderwerp. 

[Ronald_]

Schuim, wat vertelt het over het brouwproces?
Niets

Schuim vertelt iets over een combinatie van ingrediënten, brouwproces en hygiëne.
Je kan niet zeggen, 'Wat een fijn schuim, hier zit heel veel hop in' Dat moet dan in combinatie met het proeven van het bier worden vastgesteld.

[BierHenk]

Eiwitten zijn schuimpositief en spelen inderdaad een sleutelrol.

Volgens mij bestaat het schuim uit nagenoeg alleen eiwitten.
De mate waarin deze gevormd worden cq. positief of negatief beïnvloed is een heel ander verhaal.
Daar komt het verhaal van Jacques om de hoek kijken.

[Jacques]

Schuim, wat vertelt het over het brouwproces?
Niets

Niet mee eens.
Een mooie schuimvorming krijg je als je het brouwproces onder controle hebt.

Maar het is inderdaad niet zo dat als je weinig hop gebruikt je geen mooie schuimvorming kunt hebben.
Of als je wat esters hebt in je bier het schuim wegsist.
Er zijn hobbybrouwers die altijd wat tarwe toevoegen voor de schuimvorming, maar dat beetje extra eiwit geeft echt geen betere schuimhoudbaarheid.
Het zit allemaal net iets complexer in elkaar.


Voor een betere schuimvorming zijn 5 factoren belangrijk, zo is mijn ervaring:
- inmaischtemperatuur:  > 55 ºC
- helder filteren beslag: troebele wort bevat meer vetzuren die schuimnegatief werken
- pH bij koken: 5,1 à 5,2
- gist keuze: de ene of de andere giststam maakt veel uit
- temperatuur vergisting: een (te) hoge vergistingstemperatuur werkt schuimnegatief

[Jacques]

Volgens mij bestaat het schuim uit nagenoeg alleen eiwitten.

In het schuim zitten in ieder geval ook hopbestanddelen. Proef maar eens van het schuim.
Bieren met meer hop schuimen beter. IPA's schuimen vaak heel mooi.

[Adrie]

Het glas speelt ook nog een belangrijke rol. De glazen moeten goed vet- en zeepvrij zijn. Was ze af met een afwasmiddel zonder fosfaten en spoel ze drie keer na met heet water. Laat ze daarna uitlekken. Droog ze niet af met een theedoek die niet helemaal schoon is. Een beetje vet op de theedoek kan zorgvuldig afwassen weer teniet doen.

Een eiwitrust bij < 55 graden breekt schuimpositieve eiwitten af, een eiwitrust tussen 55 en 60 graden maakt juist schuimpositieve eiwitten aan. Verder heeft Jacques al veel zinnigs gezegd over schuim.

[Ronald_]

Niet mee eens.
Een mooie schuimvorming krijg je als je het brouwproces onder controle hebt.

Je moet wel mijn hele antwoord lezen Jacques..

Schuim vertelt iets over een combinatie van ingrediënten, brouwproces en hygiëne.

[hansm]

Een eiwitrust bij < 55 graden breekt schuimpositieve eiwitten af, een eiwitrust tussen 55 en 60 graden maakt juist schuimpositieve eiwitten aan. Verder heeft Jacques al veel zinnigs gezegd over schuim.

Is dat zo?

Volgens mij hebben carboxypeptidase en endopeptidase ongeveer dezelfde optimale werkingstemperatuur (50 graden) en pH (5.2 resp. 5.0). Aminopeptidase en dipeptidase spelen nauwelijks een rol tijdens het maischen (verlangen een hogere pH). Dus hoe komt dat verschil?

[Jacques]

Je moet wel mijn hele antwoord lezen Jacques..

Als je naar mijn antwoord kijkt dan zie je dat ik het over het brouwproces heb.

[Jacques]

Volgens mij bestaat het schuim uit nagenoeg alleen eiwitten.

Nee. Zie bijvoorbeeld deze link om te zien dat er schuim toch meer stoffen te vinden zijn dan alleen eiwitten.

En hier een interessante podcast met professor Charles Bamforth, waarin de hopbestanddelen uitdrukkelijk worden als schuimvormers. Grappig is dat hij de biertappers in Amsterdam die glaasjes met veel schuim tappen verafschuwd.

[William]

Zoals Jacques al aangaf is schuimstabiliteit ongelovelijk complex. Ik heb er zelfs twee jaar van mijn leven aan gewijd en dan alleen maar aan het proces van Ostwaldvergroving - dat is als je twee bellen van verschillende grootte naast elkaar hebt dat dan het gas uit de kleine bel, door de hogere druk in de kleine bel, oplost en diffundeert naar de grotere bel waar de druk door de mindere kromming net iets lager is. Hierdoor wordt de kleine bel kleiner en de grote bel groter. Voor twee bellen is dit simpel maar voor een glas schuim wordt het al wat ingewikkelder.

Ik heb pas een aardig artikel gelezen over het effect van  hydrophobines op schuim stabiliteit van bier. Hydrophobines zijn afkomstig van filamenten van schimmels die in gerst kunnen voorkomen en die enorm schuimvormend en schuimstabiliserend kunnen werken. Deze componenten kunnen vooral in het bier terechtkomen als er slechte grondstoffen worden gebruikt. Ik meen me te herinneren dat zo'n twee jaar geleden veel brouwgerst was geïnfecteerd met de bewuste schimmels waardoor er veel gushers voorkwamen.

In dat artikel stond ook een mooie opsomming van alle factoren die van belang zijn voor schuim op bier. Ik zoek het straks even op en zal het samenvatten. Posten zal niet gaan aangezien het een artikel is uit een Elsevier tijdschrift.

[Ronald_]

Als je naar mijn antwoord kijkt dan zie je dat ik het over het brouwproces heb.

Topper je bent het dus wel met me eens.. het blijft een combinatie!

Schuim, wat vertelt het over het brouwproces?
Schuim vertelt iets over een combinatie van ingrediënten, brouwproces en hygiëne.

[William]

Voor de liefhebber. Het verhaal kan af en toe wat technisch overkomen en het is een beetje lang.

Componenten in bier die schuimstabiliteit beïnvloeden (N.a.v. review van Shokribousjein et al, Cerevisia 35 (2011) 85-101).  Katholieke Universiteit Leuven

• Eiwitten - Lipid Transfer Protein (LTP1) – een graan-endosperm eiwit. De concentratie LTP1 is afhankelijk van de groeicondities van de gerst. Hierdoor is het aanwezig zijn van dit eiwit sterk seizoensafhankelijk. LTP1 is schuimstabiliserend maar ook gevoelig voor denaturatie (verhitten).  De voornaamste schuimstabiliserende werking van LTP1 komt door het fysisch kunnen binden van vetten. Bierschuim is verrijkt in LTP1.
• Eiwitten - Hordeins  – opslageiwitten die rijk zijn aan prolamines. Ze zijn niet oplosbaar in water en moeten door proteases worden afgebroken om deels oplosbaar in water te worden en hierdoor schuimstabiliserend te kunnen werken in bier.
• Eiwitten - ProteinZ – een globulair eiwit die veel oppervlakteviscositeit en -elasticiteit kan geven en daardoor een eenmaal gevormd schuim verder kan stabiliseren. Bierschuim is niet verrijkt  in ProteinZ. Interacties tussen LTP1 en ProteinZ zijn van belang voor stabiliteit.
• Niet zetmeel – polysacchariden : arabinoxylanen en b-glucanen verbeteren de schuimstabiliteit doordat ze viscositeit van het bier verhogen en hierdoor het leeglopen van de lamellen tussen de gasbellen vertragen. Een hoog eind sg (restsuikers) zal eenzelfde effect hebben. Effecten zullen niet al te groot zijn omdat het bier dan te visceus wordt.
• Hopzuren – iso-a-zuren vormen fysische complexen met eiwit en creëren zo een meer elastische grensvlak waardoor een eenmaal gevormde gasbel stabieler is. Als het a-zuur gehalte te hoog (tetrahop) is kan er zo’n elastisch netwerk worden gevormd dat het schuim meer lijkt op een opgeklopt ei-eiwit en geen vloeibaar schuim meer kan vormen. Een hoge verhouding aan isohumulone /coisohumulone leidt tot stabielere schuimen (typisch voor enkele US-hops).
• Kationen – Metaalionen bevorderen schuimstabiliteit maar ook gushing. Polyvalente ionen kunnen eiwitten en a-zuren cross-linken tot aggregaten die beter schuim stabiliseren.
• Vetten – Het effect van vet is sterk afhankelijk van het type vet. Vooral glycolipiden en lange verzadigde vetzuren (C16, C18) zijn destabiliserend. Overzadigde vetzuren zijn minder schuimdestabiliserend. Op zich hoeft vet niet destabiliserend voor bier te zijn: als er voldoende eiwitten aanwezig zijn kunnen deze de vetten binden of emulgeren waardoor het destabiliserend effect teniet wordt gedaan.
• Ethanol – Hoge alcoholpercentages werken schuimdestabiliserend terwijl lage gehaltes juist schuimbevorderend werken. Alcohol heeft vooral een negatief effect op de hechting van schuim aan de wand (lacing). Dit lijkt te komen door de hoge alcoholdampspanning waardoor het alcohol spreidend werkt net zoals vrij vet waardoor de schuimlamellen breken. Hogere alcoholen hebben een soortgelijk effect.
• pH – De pH beïnvloedt de interactie tussen de geladen eiwitten en a-zuren en daarmee de oppervlakteeigenschappen van de complexen van deze twee componenten. Deze interactie wordt minder bij een te lage pH of een te hoge pH. De optimale bier pH voor schuimstabiliteit is 3,8-4,6. Meer koolzuur leidt tot een lagere pH maar door de hogere overzadiging ook meer schuimvorming.
• Aminozuren – Vooral basische aminozuren (arginine, lysine, histidine) beïnvloeden de interactie tussen eiwit en a-zuren en kunnen hiermee schuiminstabiliteit veroorzaken. De aanwezigheid van vrije aminozuren zal vooral komen door gistlysis.
• Moutbehandeling – Kleurmouten bevatten minder eiwitten die geëxtraheerd kunnen worden in het bier. Dit kan komen door maillardreacties maar ook door eiwitdenaturatie. De hoeveelheid b-glucan en arabinoxylanen neemt ook af tijdens de moutbehandeling. Moutbehandeling heeft doorgaans een negatief effect op schuimstabiliteit.
• Kiempjes – De kiempjes aan de mout bevatten basische aminozuren en trans-2-nonenal. Deze verwijderen leidt tot een betere schuimstabiliteit (moutkwaliteit).
• Adjuncts – Toevoegen van tarwe aan mout leidt tot een betere stabiliteit door het hogere eiwitgehalte, hogere hoeveelheid arabinoxylanen, hogere gehalte aan lipid binding proteins (puroindoline).
• Brouwproces - Bij een lage maischtemperatuur (<55°C) blijft eiwitafbraak doorgaan en bijven er minder eiwitstabiliserende eiwitten over. Er blijven juist meer basische aminozuren over die schuimnegatief werken.
• Brouwproces - Bij hogere maischtemperaturen is er geen proteaseactiviteit. Lipoxygenase wordt gedenatureerd waardoor de productie van schuimnegatieve vetzure hydroxyperoxides wordt gestopt. Hoge maischtemperaturen (>70°C) leidt tot de vorming van stabiliserende glycoproteinen.
• Brouwproces - In het algemeen zou een maischtemperatuur boven de 65°C leiden tot betere schuimeigenschappen.
• Nat schroten – Hierdoor zouden hogere gehaltes aan polypeptiden in bier overblijven. Waarschijnlijk door remming van proteolytische enzymen.
• Wort koken – Koken leidt tot verbeterde schuimstabiliteit door verbeterde a-zuur omzetting, stoppen van enzymatische reacties, vorming van Maillardcomponenten a.g.v. glycosylering van proteinZ en LTP1 die hierdoor een meer afstotende werking op het lucht-water grensvlak hebben.
• Gist enten – Gist enten in een high gravity wort leidt tot stress bij de gist en hierdoor tot verminderde productie van schuimbevorderende proteases en daardoor een verminderde schuimstabiliteit.
• Gist – Gist scheidt protease A uit welke langzaam hydrofobe eiwitten afbreekt wat leidt tot een verminderde schuimstabiliteit. Laat het wort dus niet te lang op de gist staan.

[hansm]

Mooi overzicht! Thx

[De-Geert]

Jammer dat er geen +1 functie is voor posts. Die kan regelrecht in de Wiki, lijkt me. 

[William]

Veel punten waren wel min of meer bekend.

Het verrassende voor mij is dat ik de gist op een aantal punten voorbij zie komen als bron voor ongewenste proteases maar dat ook stress bij de gist kan leiden tot niet-gewenste effecten op schuim.

Wat me zelf een aantal keren is opgevallen dat bieren met basterdsuiker een slechte schuimstabiliteit hebben (echt colaschuim). Maar ja, dan hebben we het vaak ook weer over bieren met kleurmout, weinig hop en wat hogere vergistingstemperaturen. Maar toch, het valt wel op.

[BierHenk]

Het is een mooie (leerzame) draad geworden. 

[Jacques]

Goed overzicht William. De meeste zaken waren bij mij al bekend, maar er zitten ook voor mij een paar nieuwe dingen bij. De kennis over bier wordt nog steeds elke dag groter. Dat is bij ons maar ook bij de professionals.

Met enige bewerking zou hij inderdaad zo de wiki in kunnen.