Takk til: Alle vi har fått informasjon eller hjelp fra, for all solid faglig og moralsk støtte og hjelp med å finne gode, norske ord («in random order of appearance»): dr.ing. Hanne Haslene-Hox, siv.ing. Anna Synnøve Røstad Nordgård, siv.ing. Aina-Mari Lian, siv. ing. Hanne Høgmoen Åstrand, gjengen på SmakSelv, dr. David Quain, University of Nottingham, siv.ing. Lena Solli Sal, siv.ing. Andreas Helle, Hopsteiner, Charles Faram & Co Ltd, Sølvi Christina P. Tellefsen, gjengen i Chemisk Ølbryggelaug, Leif Halvard Skistad og Rikke Karlsen, dr. Lars-Erik Owe, Trygve Brekke, siv.ing. Line Døssland, siv.ing. Camilla Wollan Mellesdal, siv.ing. Jardar Wollan Mellesdal, Kari og Leif Arne Skistad, Arcus AS
Takk til: Alle vi har vært i kontakt med på alle bryggeriene vi har besøkt. Takk for gjestfriheten, sjenerøsiteten og lidenskapen, der deling av mye god kunnskap har bidratt til å bli til denne boken. Takk til Cask AS, Nick Ravenhall, Birger Marius Kristiansen, Marte Haugerud Moe, Jenny Moe Sæthre. Folk fra bryggerier som har hjulpet oss mye uten å nevnes i boken: Fredrik (Fred) Bjerkseth fra Beavertown, Jacob Gram Alsing «majoren» fra Mikkeller, Angelos Ferous og Victoria Scott fra BrewDog og gjengen fra WarPigs. Takk til Håkon Zahl, Kevin Jo Hansen, Wolfgang Roger Eick, Amish Brewing, Liv Opsahl, Martin Opsahl-Eick og Lars Opsahl-Eick.
FORORD
Vis meg din bokhylle, og jeg skal si deg hvem du er. Hvis du har plukket opp denne boka, er du kanskje en ivrig hjemmebrygger og har gjerne en eller flere bøker om øl og brygging i bokhylla. Hvis ikke, er det nå på tide å starte!
Mens Ingrid Elisabeth Skistad tar for seg kjemien og det tekniske omkring brygging, har Jostein Sæthre samlet informasjon og oppskrifter direkte fra ølbryggerne selv.
Brygg mer øl er en bok for deg som ønsker mer kunnskap om hva som skjer når du brygger, og hvordan de ulike delene av bryggeprosessen påvirker hverandre og det ferdige produktet. Denne kunnskapen finner vi i naturvitenskapen, nærmere bestemt fagfelt som organisk og uorganisk kjemi, biokjemi, botanikk, prosesskjemi, termodynamikk og mikrobiologi. Supernerd Ingrid presenterer «naturfag for ølbryggere».
Kildene til all denne kunnskapen inkluderer kilovis av lærebøker, vitenskapelige artikler, tidsskrifter, produktkataloger og nettsteder.
Både i inn- og utland har Jostein tatt med seg penn og papir og intervjuet mange dyktige folk fra flinke bryggerier. Colin Eick har foreviget alle de magiske øyeblikkene med sitt kamera på de mange reisene. Underveis har det blitt mange spennende diskusjoner, og også tid til brygging av øl sammen med noen av de dyktigste innen sitt felt. Vi har fått erfare at spennet mellom de ulike bryggefilosofiene er stort, fra metodisk og vitenskapelig planlegging til nærmest det totale anarki. Bryggerne har delt noen av sine beste oppskrifter og kommet med gode hjemmebryggertips, som også peker tilbake til kjemidelen.
Hemmeligheten bak kunsten å brygge godt øl er erfaring og kunnskap. Kunnskapen deler vi med deg i denne boka, slik at du etter hvert også kan bygge opp en solid erfaring. God fornøyelse!
Bringebær i øl smaker annerledes på Voss enn på Gvarv. Er ikke det fantastisk?
Å kunne gjenskape smaker og lukter fra naturen i øl, om det er epler, kirsebærblomstring, grantre eller noe så komplisert som svett stallgutt, er det ganske fascinerende. Og inspirerende!
Vi som brygger øl, gjør det fordi du skal få en god opplevelse og minnes den senere. Kose deg med smaker. La lukter ta deg tilbake i tid. Vær åpen for nye kombinasjoner, nye typer øl. Nye lukter. Og nye smaker.
En liten hilsen fra Ingeborg Lindheim, Lindheim Ølkompani
2 .2 Hvordan lages basemalt, ristet malt og krystallmalt?
2 .3 Andre typer byggmalt
2 .4 Bryggesupplementer – umaltede sukkerkilder .
.5 Andre maltede og umaltede stivelseskilder
byggprodukter
eller ukonvensjonelle sukkerkilder
Sukkerrike bryggesupplementer: rent sukker, ulike siruper, honning og laktose
21
23
23
VANN OG BRUK
.2 Vannets hardhet
3 .3 Kalsium (Ca2+) og magnesium, (Mg2+)
3 .4 Alkalinitet – Karbonat og bikarbonat (CO32- og HCO3 - )
31
32 3 .5 Sulfat (SO42-) og klorid (Cl-)
.6 Natrium (Na+)
3 .7 Vannjusteringer med salter og syrer
MESKING
4 .1 Brygghusberegninger
(MEA og MEB)
(TP)
4 .2 Temperaturprofiler
infusjonsmesking
4 .3 Fra mesk til vørter
4 .4 Å måle vørtertetthet
KOKING OG HUMLE
.4 Å anslå humlebitterhet – beregningseksempler
UKONVENSJONELLE SMAKSKILDER
7 .1 Krydder og urter
7 .2 Kaffe, te og lakris
7 .3 Frukt og bær
7 .4 Trevirke: eikefat / eikeflis
77
77
78
79
80 8
BRYGGERIER OG
OPPSKRIFTER
Hvordan bruke oppskriftene
BrewDog
Punk IPA
5 AM Saint
Dead Pony Club
This is Lager
Lindheim Ølkompani
Cherry Farmhouse ale
82
85
87
89
89
93
7 Fjell Bryggeri
GRUNNLEGGENDE BIOKJEMI 1
For å kunne bygge gode biler trenger man kunnskap om de ulike delene en bil er satt sammen av, som for eksempel alle motorens komponenter og akslinger.
Det er noen grunnleggende prinsipper man må forstå for å kunne komme videre, som «hva er en skrue?» og «slik fungerer et tannhjulsystem». På samme måte som i bilbygging er det i ølbrygging viktig å forstå de enkelte komponentene og hvordan disse virker sammen. Det er derfor denne boka starter med et kapittel om grunnleggende biokjemi, hvor vi skal se litt nærmere på noen av ølbryggingens «skruer og muttere», altså de ulike molekylene ølet består av, som så senere i boka vil bli omtalt i korte trekk.
1.1
SUKKER OG DEKSTRINER
Alle bryggere vet at det er sukkeret i vørteren som blir til etanol («alkohol») og karbondioksid når gjæren gjør vørter om til øl, men hva er «sukker»? Sukker er en samlebetegnelse på en rekke karbohydrater som smaker søtt. Det finnes mange av dem, men i brygging er de grunnleggende byggesteinene glukose, fruktose og galaktose.
Gjær – Saccharomyces cerevisiae – kan bruke alle disse enkle sukkertypene til gjæring, men i en vanlig vørter er det bare om lag 15 % av de gjærbare sukkerartene som finnes på denne enkle
Glukose
1 GRUNNLEGGENDE BIOKJEMI
formen. Det er desto mer vanlig at to eller tre enkle sukkermolekyler er bundet sammen og danner det vi kaller di- og trisakkarider (di/tri = to / tre, sakkarid = sukker). Gjær kan nyttiggjøre seg flere av disse, som for eksempel maltose (2 x glukose), maltotriose (3 x glukose), sukrose («farin»: glukose+fruktose).
Ølgjær kan generelt ikke fermentere laktose («melkesukker»: glukose+galaktose), og dette brukes derfor ofte for å gi sødme i ølstiler som for eksempel melkestout/«milk stout».
Sukkermengde i vørter oppgis gjerne i tetthet av væsken sammenliknet med vann, enten som i grader Plato (°P) eller som spesifikk tetthet (SG). Sammenhengen mellom disse måleenhetene er:
Maltose
Maltotriose
Sukrose
Opprinnelig og ferdig tetthet (OG og FG) oppgis ofte som spesifikk tetthet.
Dekstriner er en samlebetegnelse på glukosekjeder med fire eller flere enheter. Ølgjær kan ikke nyttiggjøre seg dekstriner, og disse vil dermed bidra til kropp og munnfølelse i det ferdige ølet. Noen dekstriner er så store at de vil kunne felle ut under kokingen. Selv om vanlig ølgjær ikke kan nyttiggjøre seg dekstriner, finnes det enkelte villgjærtyper og bakterier som kan nyttiggjøre seg dem.
1.2 STIVELSE, β-GLUKANER OG PENTOSANER
Stivelse er store molekyler som er satt sammen av glukosemolekyler i lange kjeder med forgreininger. Forgreiningspunktene kommer jevnlig med
Laktose
1 GRUNNLEGGENDE BIOKJEMI
20–25 glukoseenheters avstand og gjør at stivelsen pakkes i baller av lag (stivelseskorn), hvor enden på sukkerkjeden er innerst og de mange «fingrene» peker utover. Endene som stikker ut, kalles reduserende ender.
Stivelseskornene er svært kompakte og dermed vanskelige for enzymer å angripe. Når stivelseskornene blir varmet opp med vann, sveller de opp og sprekker. Dette kalles gelatinisering eller forklistring. Temperaturen som skal til for at dette skjer, er ulik for stivelse fra forskjellige kilder. Stivelse fra bygg har gelatiniseringstemperatur på rundt 60 °C, mens stivelse fra for eksempel ris og mais har 90 °C. Dette er viktig å tenke på i valget av mesketemperaturer og -teknikker (se kapitlene om malt, side 19, og om mesking, side 35).
En av de nyttigste egenskapene stivelse har, er at den danner blåfargede komplekser dersom den blandes med jod. Enkelte bryggerier (for eksempel BrewDog) bruker en slik jodtest som indikator på om
meskingen er ferdig eller ikke. Hjemmebryggere kan også gjøre dette. Ta ut en teskje av mesken og bland med noen dråper jodløsning fra apoteket. Mørkeblå farge tilsier at all stivelsen ikke er brutt ned og at meskingen således bør fortsette, mens rødbrun farge indikerer at meskingen er ferdig.
β-glukaner er store molekyler av karbohydrater i cellulosefamilien. De er kjent for å forårsake uklarheter i øl som lagres, samt svært viskøse mesker som er vanskelige å sile av. En del typer umaltede stivelseskilder inneholder mye β-glukan, særlig bygg og havre.
Pentosaner er også en gruppe store karbohydrater som finnes i planter. I ren form kan 1 gram pentosaner trekke til seg opptil 15 gram vann. Dette gjør at kornsorter som inneholder mye pentosaner også vil trekke til seg mye vann.
Pentosaner øker også vørterviskositeten og kan gi store utfordringer med avsilingen, særlig når det benyttes mye rug eller hvete.
1.3
AMINOSYRER, PEPTIDER OG
PROTEINER
Aminosyrer er viktige næringsstoffer for gjæren, og må være fritt tilgjengelig i vørteren for at gjæren skal kunne nyttiggjøre seg den. Fritt aminonitrogen (FAN) er betegnelsen på mengden oppløste aminosyrer i vørter.
Proteiner og peptider er satt sammen av lange, mer eller mindre sammenkveilede kjeder av aminosyrer. Peptider inneholder mellom 2 og 50 aminosyrer, mens proteiner inkluderer alle kjeder som er lengre enn 50 aminosyreenheter. Peptider i det ferdige ølet bidrar til stabilt skum. Proteiner kan gi fylde til ølet og gjøre det uklart, men vil som oftest felle ut under utmeskingen eller kokingen.
1.4 ENZYMER
Enzymer er en gruppe proteiner. Det som skiller et enzym fra andre proteiner, er at det er kveilet sammen på en slik måte at det kan gripe tak i andre molekyler og gjennomføre en reaksjon uten at det selv brukes opp, på samme måte som en skiftenøkkel. Det stedet i molekylet som har denne egenskapen, kalles det aktive setet. Noen enzymer trenger noe å kveile seg rundt, for eksempel et kalsium- eller magnesiumion (Ca2+ eller Mg2+), for å kunne danne et aktivt sete. Disse «hjelpestoffene» kalles kofaktorer, og er svært viktige for enzymets funksjon. Dersom dorullen hadde vært et enzym, ville dorullhylsen i midten av rullen vært kofaktoren. Uten dorullhylsen ville ikke dorullen vært i stand til å snurre i holderen sin, og funksjonaliteten ville vært lavere. Slik er det også for noen enzymer: Uten kofaktoren fungerer de ikke.
1 GRUNNLEGGENDE BIOKJEMI
Et enzym kan bare utføre én type reaksjon fordi det aktive setet er utformet spesielt for én type molekyler. På samme måte kan en fastnøkkel bare skru opp én type mutter fordi andre muttere enten er for store eller for små for gaflene. Enzymer har som oftest navn som er satt sammen av «det de gjør noe med» pluss endelsen -ase, for eksempel er proteinase (eller protease) navnet på gruppen av enzymer som bryter ned proteiner. I en celle eller en hel organisme finnes det tusenvis av ulike enzymer som alle utfører hver sin reaksjon, og som til sammen utgjør cellens verktøykasse.
Ulike enzymer har ulike temperaturintervaller hvor de fungerer optimalt, men vil også kunne arbeide ved lavere temperaturer. Ved rundt 78 °C vil de fleste bryggerelaterte enzymer denatureres, hvilket betyr at den spesielle sammenkveilingen de har, vikles ut og de slutter å fungere. Ødelegger man et enzym med høy temperatur, vil det ikke kunne fungere igjen, selv om temperaturen senkes. Enzymer overlever høye temperaturer bedre dersom omgivelsene er tørre (som i tørkende malt) enn om de er fuktige (som i mesken). I tillegg til å ha optimale temperaturområder har også enzymene ulike pHområder de fungerer best i.
β-glukanase – kan hjelpe avsiling
β-glukanaser er enzymer som bryter ned β-glukaner, og dermed gjør mesker med høyt innhold av umaltet korn lettere å håndtere. Det finnes flere varianter av disse enzymene, men de viktigste i denne sammenhengen har optimaltemperatur på 40–45 °C, inaktiveres allerede ved 55 °C og har optimalt pH-område på 4,5–5,0. I stegmesking anses β-glukanhvile kun å være nødvendig når mer enn 25 % av kornet i mesken er umaltet korn.
Proteaser og peptidaser
– klarere vørter, høyere skum
Proteasene bryter ned proteiner til peptider, og peptidasene bryter ned peptider til frie aminosyrer. Optimaltemperaturen for proteasene er 45–50 °C, og de denatureres allerede ved 70 °C. De jobber best ved pH 3,9–5,5. De mest aktuelle peptidasene i brygging har et temperaturoptimum på rundt 50 °C og et pHoptimum på 4,8–5,2.
Både proteasene og peptidasene gjør det meste av jobben sin under maltingsprosessen, men er også noe aktive ved lave temperaturer under meskingen. En proteinhvile i 20–30 minutter ved 50 °C vil kunne klarne øl og gi bedre skumstabilitet dersom kornbasen inneholder mer enn 25 % umaltet korn eller mye malt av dårlig kvalitet. Likevel er det verdt å merke seg at den fine effekten proteinnedbrytning har på skum, kan forsvinne dersom man overdriver dette trinnet.
β-amylase
β-amylase bryter ned stivelse til maltose (to glukoseenheter) fra den reduserende enden, omtrent som en «PacMan». Optimale forhold for dette enzymet er en temperatur på 60–65 °C og en pH på 5,4–5,5.
β-amylase er lite temperaturstabilt og overlever bare en halvtimes tid ved 70 °C.
α-amylase
α-amylase bryter ned stivelse ved å kutte nesten tilfeldig rundt i stivelsen. «Nesten tilfeldig» betyr i dette tilfellet at den kutter stivelsen minimum tre glukoseenheter fra den reduserende enden, men kan ikke bryte forgreininger. Dette gir flere reduserende ender som β-amylase kan angripe. Optimaltemperaturen for dette enzymet er 72–75 °C, og komplett denaturering skjer ved 80 °C. α-amylase har 5,6–5,8 som sin optimale pH-verdi.
1.5 ANDRE MOLEKYLER
Alkoholer
«Alkohol» er en samlebetegnelse på en gruppe karbohydrater som består av én karbohydratryggrad og én alkoholgruppe – en OH-gruppe (oksygenhydrogen). Etanol er den alkoholen som ofte omtales som «vanlig alkohol», og er hovedproduktet av gjæringsprosessen sammen med karbondioksid (CO2). «Høyere alkoholer» og fuselalkoholer er alkoholer som har en karbohydratkjede som er lengre enn etanol. Høyere alkoholer gir smaker som minner om parfyme, roser eller løsemidler.
1 GRUNNLEGGENDE BIOKJEMI
«Etanolhunden»
«Dekanoltusenbein»
Estere
Estere er en gruppe smaks- og luktrike molekyler som består av én syredel og én alkoholdel. Dette er en av de største gruppene av smaksgivende komponenter i øl, og gir smaker av banan, søt pære, eple og andre frukter samt roser, honning eller anis. To av de vanligste esterne i øl er isoamylacetat, som gir sterkt bananliknende eller søtt, pæreaktig preg, og etylacetat, som gir epleaktige smaker. Det er gjæren som produserer estere, og ulike gjærtyper produserer ulike mengder og typer estere.
Etylgruppe fra alkoholen (etanol) og acetatgruppe fra eddiksyre. O O H H H H H H H H
1.6
MAILLARDREAKSJONEN, KARAMELLISERING
OG INVERTERING AV SUKKER
Maillardreaksjonen er oppkalt etter Louis Camille Maillard, som oppdaget den i 1912. Den er en av de viktigste enkeltreaksjonene i ølbrygging og dukker opp i malting og under vørterkoking. Reaksjonen innebærer at sukker og proteiner under oppvarming reagerer og danner hundrevis av nye molekyler. Disse molekylene bidrar med farge og smaker som minner om kjeks, brød, karamell, nøtter, mørk sjokolade og kaffe. Reaksjonen er ikke bare viktig i malting og ølbrygging, men også i baking og matlaging, hvor den sørger for smakene i blant annet stekeskorper, kjeks, toffee og brent kaffe.
Karamellisering er en type reaksjon som er i slekt med Maillardreaksjonen, men hvor det ikke er proteiner til stede. Sukker som karamelliseres, utvikler brun farge og et syrlig, lett bittert og svært rikt smaksbilde på grunn av dannelsen av flere hundre forskjellige molekyler.
Invertering av sukker vil si å varme opp en sukroseløsning med en syre til stede, hvilket fører til at sukrosen brytes ned til fruktose og glukose. Denne nedbrytningen kan også skje ved hjelp av ulike enzymer. Invertert sukker finnes kun som sirup.k
MALT OG ANDRE SUKKERKILDER 2
2.1
BYGG OG
BYGGKORNET
Bygg – Hordeum vulgare – er den fjerde mest dyrkede kornsorten i verden etter mais, ris og hvete. Menneskene i Norden har dyrket bygg siden yngre steinalder, og den er i dag å finne på om lag halvparten av arealet til norske kornåkre som fôrbygg. Dette har trolig sammenheng med at bygg har kortere veksttid enn andre kornsorter – ned mot 80 døgn for noen typer – og derfor er spesielt gunstig å dyrke langt mot nord.
96 % av all byggmalt som produseres i verden, benyttes til ølbrygging, og rundt 3 % brukes
til å lage whisky. Den resterende mengden malt brukes som ekstrakt til å smaksette for eksempel iskrem, godteri og vørterøl. Når det gjelder øl, skal maltet bidra med sukkeret gjæren skal nyttiggjøre seg samt det meste av fargen til det ferdige ølet. Skummet på det ferdige ølet består i stor grad av proteiner som stammer fra malten, og det samme gjør mange av utfellingene som gjør øl uklart. De karamelliserte og brente smakene kommer også fra malten. Øl som er rike på dekstriner fra ufullstendig nedbrutt stivelse, får en fyldig munnfølelse.
Det finnes mange ulike typer bygg, og disse er alle avlet frem til ulike formål. Bygg som skal brukes til malting, må bære store, homogene korn (som oftest ≥ 2,2 mm) som er hele og spiredyktige. Malt som skal brukes til brygging, kan inneholde rundt 9–12 % proteiner. Ulike typer bygg gir opphav til ulike typer malt, både med hensyn til
bryggeegenskapene og smaksbidraget de gir. Maris Otter er en byggsort som brukes mye til brygging fordi den påstås å gi bedre øl, til tross for at den har dårlige vekstegenskaper og gir dårlig utbytte gjennom maltingen sammenliknet med andre kornsorter.
Byggkornet består grovt sett av tre deler som interesserer maltere og bryggere: kimen, melsekken og kliet. Byggkornet er jo et frø, og trygt bevart i den ene enden av kornet, mellom de to klidelene, ligger kimen (embryoet) som skal bli til den nye planten. Når det tørkede byggkornet vekselvis dynkes i vann og luftes under maltingen, er det kimen som styrer hva som skjer. Når kornet har nådd 35 % fuktighet, sender kimen ut et hormonsignal som starter aktivisering og produksjon av en rekke forskjellige enzymer. Oppgavene til disse enzymene er å bryte ned melsekken som er den nye plantens «matpakke»,
2 MALT OG ANDRE SUKKERKILDER
frem til den nye planten klarer å produsere sin egen energi gjennom fotosyntesen. Melsekken består av stivelseskorn som er pakket inn i et nettverk av β-glukaner og proteiner, og enzymene som dannes er blant andre α- og β-amylase, β-glukanaser og ulike proteinaser. Enzymene begynner å bryte ned nettverket og frigjøre stivelseskornene for nedbrytning. Hvor langt denne prosessen har kommet før maltet tørkes, kalles modifisering. Stivelseskornene starter også å gelatinisere, slik at de lettere kan brytes ned av enzymene. Kornet spirer, kimrøtter stikker ut og malteren har nå laget «grønn malt». Siden ølbryggere vil ha tak i både enzymene og stivelsen, men ikke ønsker å lage noen ny åker, tørkes den grønne malten, slik at planten inaktiveres. Dette kan gjøres på ulike måter, og har innvirkning på smak, farge og enzymaktivitet i maltet.
