תהליך ההשריה והשטיפה 

מתוך הספר – BREW CHEM 101" By Lee W. Janson "

מבשלני בירה רבים נהנים מהשריה ושטיפה של גרעיני הלתת להפקת אותו המוצר שהם יכולים לקנות כבר מוכן בחנות לחומרי הכנת הבירה. אף על פי שבמבט ראשון, התהליך נראה ארוך ומסובך, השרית הגרעינים מאפשרת למבשלן להתאים את ולשלוט בדייקנות בחומרי הגלם של המבשול (מה שלא ניתן לעשות ברכז שנקנה). התהליך של השריה ושטיפה ניתן לחלוקה של שישה שלבים בסיסיים.

אף על פי שזה יכול להראות ששישה שלבים זה הרבה מאוד ותהליך שדורש שנזכור פרטים רבים, מטרת התהליך היא לייצר את התנאים המתאימים לפירוק הסוכרים והפרוטאינים שנמצאים בגרעינים. הסקירה שתכתב להלן אינה אמורה להיות הדרכה בנושא "כיצד לבצע השריה ושטיפה" אלא מתיימרת אך ורק לפרט מה אמור לקרות בכל שלב בתהליך.

תחילת ההשריה (MASH IN נקרא לפעמים DOUGH IN)

תחילת ההשריה הוא תהליך של ערבוב גרעינים שעברו גריסה, יחד עם מים בטמפ' הנכונה – 35 מעלות, 50 עד 55 מעלות או 65 מעלוץ. השוני בטמפ' תלוי בסוגים השונים של הגרעינים. גרעינים שונים חייבים לעבור תהליך השונה במקצת על מנת להגיע למצב אופטימלי של המרת הסוכרים ופירוק הפרוטאינים. זה קשור הם התאמתם שך הגרעינים דרך תהליך ההנבטה, רמת האנזימים המצויים בגרעינים ופקטורים נוספים. בשורה התחתונה, כל סגנון בירה, על מפרט הגרעינים שמרכיב אותו, ידרוש אחד או יותר מהדברים הבאים: מנוחת חומצה (ACID REST) שעובדת הכי טוב בסביבת טמפ' של 35 מעלות, אף על פי שתהליך זה אינו נדרש כל כך כיוון שכיום הגרעינים עוברים התאמה אופטימלית שמאפשרת לדלג על שלב זה. מנוחת פרוטאינים, שדורשת סביבת טמפ' של 52, פחות או יותר. לאחר מכן ישנו את השלב של המרת העמילן, המורכב מסוכרים רבים, הדרוש סביבת טמפ' של 65 מעלות. לכן, המבשל מגרעיני לתת נדרש להחליט איזה שלב הוא מקיים, ואיזו טמפ' הוא מכוון לתחילת ההשריה, על פי המתכון שהוא מבשל בהתאם לסגנון הבירה.

מנוחת חומצה (ACID REST)

לפני שנגדיר מהי מנוחת חומצה, אנחנו צריכים להגדיר מהי רמת חומציות. רמת חומציות מתארת בפשטות מצבו של חומר, חומצי או בסיסי כפי שנמדד ביחידיות של  pH הנעות בטווח של 1 עד 14. כל רמת חומציות של מתחת ל-7 pH  נחשבת לחומצית וככל שהיא מתקרבת ל -1 pH היא נחשבת ליותר חומצית. לדוגמא, בדרך כלל מים טבעיים הן בעלי חומציות של 7 pH, מיץ תפוזים (המכיל חומצת סיטרית המצויה בפרות הדר) רמת החומציות הין בסביבות ה2-3 pH. כל רמת חומציות שהיא מעל ל-7 pH נחשבת לבסיסית וככל שהיא מתקרב ל-14 pH היא נחשבת ליותר בסיסית. דוגמא לכך היא אמוניה שרמת החומציות של היא בין 10 ל-11 pH.

איך מודדים pH? למזלנו, מדענים פיתחו מבחן פשוט הנעזר בכימיקלים המשנים את צבעם בהתאם לרמת החומציות. מדובר ברצועות קטנות המכוסות בכימיקלים ומשנות את צבעם בהתאם לרמת החומציות של הנוזל. מה שצריך לעשות , זה לקחת דגימה מן הנוזל לצלוחית קטנה ולטבול את הרצועה. לאחר מכן יש להתאים את הצבע שיווצר על הרצועה לטבלת הצבעים המתאימים לכל רמת חומציות (לרוב טבלה כזאת מגיעה עם כל חבילה של רצועות pH או שניתן למצוא אחת כזאת ברשת). למבשלים יותר לפטופיסטים, ישנם מודדי pH אלקטרונים – דיגיטליים, המציגים את רמת ה-pH שבנוזל על מסך דיגיטלי (כמובן שיש הבדל של מחירים בין רצועות למכשיר דיגיטלי).

האנזימים שפועלים בתהליך ההשריה, שמפיקים סוכרים התוססים ומפרקים את הפרוטאינים, דורשים סביבה חומצית של 5-5.3 pH בשביל תוצאה אופטימלית. כאשר סוגים שונים של גרעיני לתת נכנסים להשריה, התוצר הוא סביבה יותר מידי בסיסית. למרבה המזל, אנזים בשם phytase יכול להוריד את רמת הpH, או להפוך את התמיסה לחומצית כאשר ניתנת תקופה של מנוחה, מתוך כך נוצר המושג של מנוחת חומצה. הטמפ' האידיאלית למנוחת חומצה היא טמפ' של 35 מעלות, הטמפ' שבו האנזים phytase הכי אפקטיבי.

ניתן להחליף את השיטה של מנוחת חומצה על ידי הוספה של סידן – גופריתי או סידן כלורידי המשנה את רמת ה-pH. במקור שיטה זו הייתה בשימוש רק בבירות ענבריות או כהות, בעיר בגלל שאנשים לא האמינו שזה יעבוד על בירות בהירות. למרות זאת, מבשלים רבים החלו להשתמש בשיטה זו מה שנתן את אותה התוצאה כאשר השתמשו בשיטה הישנה שכבר ציינו מקודם - מנוחת חומצה. בעקבות כך, מבשלים דילגו על שלב מנוחת החומצה והתחילו את המבשול במנוחת הפרוטאינים.

מנוחת פרוטאינים

בשלב זה של הבישול ישנן הרבה מולקולות פרוטאינים בעלות משקל בינוני עד כבד הנמצאות בתוך המאש. הכמות המדויקת תלויה בגרעינים שהרכיבו את המתכון. על מנת שהבירה תהיה יותר קלילה, בעלת טעם נקי של בירות לאגר, האנזימים שבמאש צריכים לפרק את אותם פרוטאינים. המבשלן שמבשל רק מגרעינים, יכול להשתמש במנוחת פרוטאינים המאפשרת לאנזימים לעבוד בטמפ' האופטימלית עבורן (50-55 מעלות צלזיוס) ובpH של 5.5-5.0 (שניתן להשיג במנוחת חומציות) למשך של חצי שעה. בירות אייל בדרך כלל לא צריכות מנוחת פרוטאינים בגלל שגוף הבירה שלהן דורש את אותם פרוטאינים נוספים. גם בשלב הרתיחה מתפרקים פרוטאינים, הדבר נכון לבירות אייל ולאגר יחדיו.

המרת עמילן

לא משנה מה אתם מבשלים, החל מהלאגר הקליל ביותר ועד לאייל הכהה והכי כבד שישנו, בתהליך השריית הגרעינים חייב להתרחש תהליך המרת העמילנים. זהו התהליך הכי חשוב בהשריית הגרעינים כאשר מולקולות של עמילנים שונים מתפרקות לסוכרוז וגלוקוז ועוד סוכרים אחרים שניתנים לתסיסה. מולקולת עמילן גדולות אינן מתפרקות ואלו הן אשר מעניקות לבירה את המתיקות והגוף. בדיוק כמו במנוחת פרוטאינים, גם כאן האנזימים שפועלים לפירוק העמילנים דורשים טמפ' ורמת pH  מסוימת.

המורכבות של תהליך המרת העמילנים נובעת מכך שמעורבים בתהליך מספר שונה של אנזימי, כאשר לכל אד ישנם תנאים ספציפיים המתאימים לו. הטמפ' והpH הדרושים לאנזים מסוים, אינם בגבולות הפעילות של אנזים אחר, ויתכן כי התנאים לאנזים מסוים הרסניים לאנזים אחר. לכן, התנאים האופטימליים לפעולתם של האנזימים המפרקים את העמילנים חייבים להיות בעל קנה מידה נרחב המכיל כמה שיותר אנזימים. התנאים הם סביבת טמפרטורה של 65 – 71 מעלות צלזיוס, ורמת pH 5.3 – 5.4.

מובן שטווח הטמפרטורה דיי רחב. מה שיקבע את טמפרטורת ההשריה הוא סגנון הבירה, אשר דורש סוגים שונים של סוכרים, המופקים מפירוק העמילנים בטמפרטורות ספציפיות. ולמרות זאת, המבשלן הוא זה שיקבע את טמפרטורת ההשריה הרצויה לו, ושתשפיע על התוצרים בבירה. הטמפרטורה המדויקת של השריית הגרעינים היא שתקבע אם הבירה תצא מתוקה (עקב ריבוי בסוכרים מורכבים הלא ניתנים לפירוק בתסיסה) או יבשה  (עקב מספר רב של סוכרים הניתנים לפירוק בתסיסה).  

מבחן היוד. במהלך שלב המרת העמילן ניתן לבצע את בדיקת היוד, בדיקה כימית שאומרת לנו כמה מהמולקולות הגדולות ומורכבות אכן התפרקו לסוכרים קטנים, הניתנים לתסיסה שבסופה יהפכו לאלכוהול. אבל איך המבחן עובד?

יוד הוא תמיסה בצבע צהוב. כאשר יוד בא במגע עם מולקולות גדולות  המורכבות מעמילנים כמו אמילוז (emylose) הוא מצליח להידחק ברווח שבין אותן מולקולות. במקרה זה התמיסה תהפוך לצבע שחור בעל גוון כחול כהה. אם המקרה הוא שהמולקולות הגדולות אכן פורקו לסוכרים פשוטים, המורכבים ממולקולות קטנות, היוד לא ימצא מולקולות של עמילן, ולא ישתלב עמן יחדיו. עקב כך לא ייווצר בתמיסה צבע שחור, אלא צבע התמיסה יישאר צהוב.

השימוש במבחן זה יעזור למבשלן המבשל רק מגרעינים לקבוע כמה מולקולות עמילן פורקו למולקולות קטנות במהלך תהליך ההשריה. בהשריה שלא פורקו בה מולקולות העמילן התמיסה תהפך לשחורה, בתמיסה שתהליך ההמרה בה היה חלקי ייווצר צבע אדמדם, ובתמיסה שהמרת העמילנים הייתה מוצלחת ישאר צבע צהוב. למרות כל זאת, יש להיזהר. נוכחות של קליפות הגרעינים בתמיסה תגיב ליוד והפוך את הצבע התמיסה לשחור, גם במקרים בהם המרת העמילנים הייתה אופטימאלית. לכן, בעת שאתם לוקחים תמיסה מנוזל ההשריה לצורך בדיקת היוד, בדקו טוב טוב שאין חתיכות של קליפה באותה דוגמית.

מאש – אאוט

בשלב זה של ההשריה הפרוטאינים ומולקות הסוכר הגדולות פורקו לסוכרים הניתנים לתסיסה, ואנחנו לקראת שלב השטיפה בו נאסוף עוד מרכיבים שאנחנו רוצים שיהיו חלק מהבירה הסופית שלנו. אולם, קודם כל עליו להרוג את אותם אנזימים שעד כה עזרו לנו בפירוק הסוכרים והפרוטאינים. בשלב המאש – אאוט יש לחמם את הנוזל שבסיר ל75 מעלות צלזיוס. חימום הנוזל גם יעזור לנו בשלב השטיפה כיוון שהוא ישמור על אותם סוכרים במצב של נוזל, מה שיאפשר זרימה טובה של הנוזל מחוץ לסיר, אל סיר הרתיחה. למרות זאת, אין לעבור את הטמפ' שציינתי כיוון שמהלך זה יפעיל את הטנינים שיש בקליפת הגרעינים, מה שיוביל לבירה עכורה עם עפיצות.

שטיפה

תהליך השטיפה הוא דיי פשוט, בעיקר כיוון שסך הכל מדובר בשטיפה של הגרעינים שהושרו במים חדשים, במטרה לאסוף את הסוכרים שעוד נותרו בין הגרעינים. ולמרות זאת, תהליך פשוט זה עלול לגרום לטעמי לוואי ובעיות נוספות, אלא אם תשמרו על תהליך נכון. המבשלן הלא מנוסה עלול בטעות לשטוף אל תוך התירוש טאנינים, מלחים, חומצות, מולקולת של פרוטאינים ומולקולות של סוכרים גדולים שלא פורקו בתהליך ההשריה. טעויות כאלו יגרמו לתוצר של בירה עכורה, עפיצה ובעלת טעמי לוואי נוספים.

הגורם המרכזי לטעויות בשלב זה הן בדרך כל הוספה של יותר מידי מים בטמפ' גבוה מידי, ורמת pH גבוה גם כן. בתנאים אלו, קליפות הגרעינים מפיקות את אותן טאנינים שאנחנו לא רוצים בתירוש.  התנאים האידיאלים לשטיפה של הגרעינים הם טווח טמפרטורה של 75-71 מעלות צלזיוס ורמת  pH של 5.7. שטיפה בתנאים שציינתי זה עתה ישיגו עבורכם את התנאים האופטימיים לתירוש אידיאלי.