Effektiv utnyttelse av malt i ølbrygging

Målet med denne bacheloroppgaver var å undersøke hvordan endringer i bryggefaktorene; mesketemperatur, mesketid, kverningsgrad og stegmesking, kunne effektivisere utnyttelsen av malt (spiret og tørket korn). Dette innebærer å øke mengden gjærbart sukker ekstrahert, noe som potensielt kan være ressursbesparende både for hjemmebryggere og kommersielle aktører. En mer effektiv utnyttelse av malt kan potensielt bidra til lavere råvarekostnader og redusert svinn. All mesking (vandig enzymatisk omdannelse av stivelse til gjærbart sukker) ble utført på to bryggekjeler av typen Speidel Braumeister 20L. Alle forsøk innenfor en og samme bryggefaktor, ble utført på samme kjel. For hver faktor ble det valgt ut flere faktorvariabler. Fire ulike mesketemperaturer ble utforsket (60°C, 63°C, 66°C og 69°C). Når det gjelder mesketid så ble tre forskjellige tider testet (60 min, 75 min og 90 min). Kverningsgrad ble testet ved fem forskjellige størrelser (0,6 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm og 1,4 mm). For stegmesking så ble en 3 stegs og en 4 stegs variant testet, og både tid og temperatur ble variert for hvert steg. For hver faktorvariabel, innenfor hver enkelt faktor, så ble det produsert flere batcher. For å måle mengden gjærbart sukker i de bryggede vørterne, ble det gjort analyser med tre forskjellige instrumenter; Oechslevekt (Alla France) for vørtertetthet, Brix-måler (ATAGO RX-5000) for oppløst tørrstoff og BeerLab Jr. (CDR MLB 242) for konsentrasjon av glukose, fruktose og maltose. Oechslevekt (Alla France), som er det absolutt billigste instrumentet å anskaffe, ble vurdert som det mest presise. BeerLab Jr. (CDR MLB 242), som er vesentlig dyrere, ble vurdert til å gi de minst presise målingene. Det er imidlertid viktig å påpeke at BeerLab Jr. bør testes ytterligere før man eventuelt konkluderer med at det ikke egner seg til å måle gjærbart sukker i vørter. Det ble ikke funnet signifikante forskjeller i utnyttelsen av malt for hverken mesketemperatur eller mesketid, og det var derfor ikke mulig å gi en konkret anbefaling for optimal temperatur eller tid ut fra resultatene alene. Teoretisk sett vil mesketemperaturer mellom 65–67°C og mesketider på rundt 60 minutter være tilstrekkelig for enzymaktivitet, men lengre mesketider eller høyere temperaturer vil sannsynligvis ikke gi økt ekstraksjon av gjærbart sukker. Det å kunne meske ved lavest mulig temperatur i kortest mulig tid, vil kunne redusere energikostnader. Ulike kombinasjoner av mesketemperaturer og mesketid bør derfor utforskes videre. Kverningsgrad som gir maltstørrelse på 1,2 mm og 1,0 mm ga signifikant bedre utnyttelse av malt enn 1,4 mm, basert på målinger av vørtertetthet (RF). Teorien forteller at høy kverningsgrad øker ekstraksjonen av gjærbare sukkerarter. Det er imidlertid en kjent utfordring at ved maltstørrelser under 1,0 mm kan dårlig væskegjennomstrømning og tetting av utstyret oppstå. Basert på resultater, erfaringer og teori anbefales derfor 1,0 mm som den mest optimale kverningsgraden. Stegmesking viste seg å være en lovende metode for bedre maltutnyttelse, men hverken faktorvariablene eller antall batcher var tilstrekkelig for å trekke endelige konklusjoner. For videre forskning på effektiv utnyttelse av malt anbefales det å fokusere på én faktor om gangen og øke antallet parallelle batcher for mer pålitelige resultater.

The purpose of this bachelor’s thesis was to investigate how changes in brewing factors; mash temperature, mash time, degree of crush and step mashing, could improve the yield from malt (germinated and dried grain). This means to increase the amount of fermentable sugar extracted, which could potentially be resource-saving for both homebrewers and commercial operators. A more efficient use of malt could potentially help with lowering cost of raw material cost and reduce waste. All mashing (aqueous enzymatic transformation of starch to fermentable sugar) was carried out using two Speidel Braumeister 20L brewing kettles. Alle tests within each and every factor was carried out on the same brewing kettle. For all factor multiple factor variables were chosen. Four different mash temperatures were tested (60°C, 63°C, 66°C and 69°C). Regarding mash time, three different times were tested (60 minutes, 75 minutes and 90 minutes). Degree of crush was tested at five different sizes (0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm and 1.4 mm). For the step mashing, 3- and 4-step solutions were implemented, and both temperature and time varied within each step. For each factor variable, within each factor, multiple parallels were produced. To measure the amount of fermentable sugar in the brewed wort, three different instruments were used: “Oechslevekt” (Alla France) for wort density, Brix-measure (ATAGO RX-5000) for soluble solids and BeerLab Jr. (CDR MLB242) for concentration of glucose, fructose and maltose. “Oechslevekt” (Alla France) which is the absolute cheapest instrument to acquire, was evaluated as the most precise. BeerLab Jr. (CDR MLB242) which is significantly more expensive, was evaluated as the least precise. It is, however, important to point out that BeerLab Jr. should be tested further before any conclusions regarding its suitability to measure fermentable sugar in wort. There were found no significant differences for the utilization of the malt in either mash temperatures or mash time, and therefore, it was not possible to give a complete recommendation for optimal temperature or time based on the results alone. Theoretically mash temperatures between 65-67°C and mash times around 60 minutes would be sufficient for enzymatic activity but longer mash times or higher temperatures would not be likely to give increased extraction of fermentable sugar. To mash at the lowest possible temperature for the shortest possible amount of time could reduce energy costs. Different combinations of mash temperatures and mash time should therefore be explored further. Degree of crush which produces malt sizes at 1.2 mm and 1.0 mm yielded significantly better malt utilization than malt at 1.4 mm based on the results for wort density (RF). Theoretically a higher degree of crush should increase extraction of fermentable sugar. It is, however, a known difficulty that malt sizes under 1.0 mm could lead to bad flow rate and clogging of equipment. Based on results, experience and theory, malt size at 1.0 mm is recommended as optimal. Step mashing showed promise for better malt utilization, but neither the factor variables or number of batches was sufficient for drawing conclusions. For future research regarding efficient malt utilization, it was recommended to focus on one factor at the time and increasing the number of parallel batches for more reliable results.