Verstijfselen

Registreer je of meld je aan

Je moet aangemeld zijn om deel te nemen aan het forum

  • Het oplossen van zetmeel in water en verwarmen zodat de zetmeelstengen zich ontrollen, uiteenvallen en beschikbaar worden voor de enzymen tijdens het maischen.

    Defenities :


    Verstijfselen :

    • Het oplossen van zetmeel in water en verwarmen zodat de zetmeelstengen zich ontrollen en uiteenvallen
    • Het uitvoeren van het verstijfselen bij het brouwen maar met toevoegen van mout zodat dit het uiteenvallen van de zetmeelstrengen versnelt

    Verstijfsel temperatuur:

    De temperatuur waar bij het zetmeel bij het oplossen in water en verwarmen begint gelatinere.


    Verstijfsel traject of verstijfsellings curve:

    Het verloop van het uiteenvallen van het zetmeel in functie van de temperatuur en tijd ( eventueel incl. het afkoeltraject)


    Retrogradatie:
    Zetmeel dat uitkristalliseert onder een kristal structuur welke nooit meer in oplossing kan komen en dus nooit meer beschikbaar is voor te maischen


    Verstijfselen (1)


    Een zetmeelkorrel zit stevig in elkaar dat maakt dat zetmeel niet oplost in koud water. De korrel kan wel koud water opnemen, zo’n 35% op gewichtsbasis. Daarbij blijven de zetmeel strengen ongemoeid en het proces is reversibel (dus als je het terug laat drogen heb je gewoon terug zetmeel). Pas bij verwarming neemt de korrel heel veel water op en zwelt aanzienlijk, alleen dan verbreken de verbindingen. Afhankelijk van de oorsprong van het zetmeel (graan soort , ras en groeiomstandigheden) neemt de zetmeel korrel tussen de 20 en 1000 maal in volume toe.
    Het zwellen en oplossen van zetmeelkorrels in water door middel van verwarmen en roeren wordt weergegeven in een verstijfselingscurve (zie bijgevoegde curve) De temperatuur waarbij de viscositeit merkbaar toeneemt is de verstijfselingstemperatuur. Deze temperatuur, en dus ook de viscositeit van een zetmeeloplossing, hangt af van de concentratie, de ketenlengte en de vorm van het molecuul. (als je te weinig water gebuikt zal deze temperatuur dus veel hoger liggen maar dit is dus ook afhankelijk van)
    Tijdens het verwarmen neemt eerst het amylose in de zetmeelkorrel water op waardoor de korrels zwellen en de suspensie stroperig wordt. Vervolgens neemt amylopectine water op. De korrel zwelt verder en verliest definitief zijn structuur en stevigheid. Rond dit punt is de viscositeit maximaal, want de oplossing bestaat vrijwel hoofdzakelijk uit zeer sterk gezwollen samenhangende korrels. Bij verder verwarmen en roeren gaan de zetmeelkorrels kapot en worden deze ook beschikbaar voor enzymatische afbraak. De moleculen lossen nu afzonderlijk op in water. De viscositeit neemt weer af en er ontstaat een heldere oplossing.
    Bij afkoelen treden gelvorming en/of retrogradatie op. Dat er retrogradatie optreed is afhankelijk van afkoelsnelheid, concentratie en samenstelling van het zetmeel.


    Een warme oplossing van zetmeel is niet stabiel. Het kristalliseert bij afkoelen snel uit waarbij in de ontstane gel witte klonters (retrogradatie) worden gevormd. Als een verdunde oplossing langzaam afkoelt, krijgen de amylosemoleculen alle ruimte en tijd om naast elkaar te gaan liggen. Het netwerk dat dan ontstaat, is zeer sterk en zal niet opnieuw oplossen. De retrogradatie is dan nagenoeg irreversibel. Pas bij 160 °C laten de gevormde verbindingen weer los.



    De verstijfselingscurve verschilt per zetmeelsoort en hangt af van de kristalstructuur en van de aanwezigheid van fosfaatgroepen en vet wat rechtstreeks gelinkt is aan het soort graan, ras en groeiomstandigheden. Zo lukt het slechts met moeite om een oplossing van meer dan 10% (w/w) zuiverzetmeel te roeren. Door de zetmeelmoleculen af te breken door te verstijfselen wordt deze even vloeibaar als water


    Verstijfelen bij het brouwen met toevoegen van een deel mout (2)


    Afhankelijk van de zetmeelsoort (graan soort , ras en groeiomstandigheden) en de concentratie ligt punt van de versijfselingscurve beneden de 72°C en kan door toevoegen van een deel mout de alfa amylase de zetmeel strengen gedeeltelijk (of helemaal) in stuk knippen in kleiner ketens, daar van af dit punt de zetmeelkorrels reeds beschikbaar zijn voor enzymatische afbraak. Roeren blijft een belangrijke factor om de zetmeel stengen zo veel mogelijk te vernietigen en beschikbaar te stellen voor enzymatische afbraak. Des te langer je de alfa amylase laat inwerken hoe meer de zetmeel stengen worden afgebroken Dit gaat niet steeds volledig (is weer afhankelijk van graan soort , ras en groeiomstandigheden en concentratie) maar zijn situatie waar dit wel zo is. (is eigenlijk gewoon maischen dan). Bij verder verwarmen wordt de amylase geïnactiveerd maar lossen de moleculen afzonderlijk op in het water. De viscositeit neemt weer af en er ontstaat een heldere oplossing. Bij het afkoelen treed er geen, weinig of minder dan normaal retrogradatie op. Dit is afhankelijk van hoe lang je de alfa-amylase heb laten inwerken, graan soort , ras en groeiomstandigheden en concentratie.


    Dat was de theorie, maar wat wil dit nu zeggen voor ons:


    We weten nu wat de versijfselingstemperatuur wil zeggen, maar we weten nu ook dat bij die temperatuur het zetmeel nog niet beschikbaar is voor de amylase’s dit is pas bij een hogere temperatuur. Hoeveel hoger hangt dus af van hoeveel water je gebuikt bij het verstijfselen of je beslagdikte als de verstijfseling gebeurt tijdens het maischen. Maar ook van het de graansoort, ras en groeiomstandigheden. (zo publiceert het VLB elk jaar de verstijfselingstemperatuur voor de rassen van brouwgranen daar dit een belangrijk gegeven kan zijn bij vb eenstap maisch). In de literatuur en op het net vind je voor de zelfde granen soms verschillende verstijfseltemperaturen.


    Verander water in bier Hobbybrouwen.nl wiki brouw-bier.nl Brewing Science and Practice
    Gerst 61 - 62°C 60 - 65°C 56 - 62°C 60 - 62°C
    Tarwe 52 - 54°C 58 - 64°C 53 - 65°C 52 - 66°C
    Rijst 68 - 75°C 68 - 82°C 61 - 78°C 61 - 82°C
    Rogge 80°C 57 - 70°C 56 - 70°C 49 - 61°C
    Haver 85°C 53 - 73°C 56 - 62°C 52 - 64°C
    Mais 70 - 75°C 62 - 76°C 62 - 70°C 62 - 72°C

    De oorzaak hiervan zit hem vermoedelijk in de oorsprong van deze temperaturen, zijn ze opgesteld voor bakindustrie, bouwindustrie, of voor de pure zetmeelwinning, (of zijn ze door ander weer samen genomen) elk gebuikt zijn rassen van granen, een ander oorzaak van deze verschillende temperaturen kan ook zijn dat er rekening gehouden is met dat de ruwe granen eventueel warm gerold of voor gestoomd zijn? Dus enige interpretatie is nodig, (gebruik je geen brouw granen maar bak granen op welke temperatuur moet je je dan baseren?) De opgegeven temperaturen geven niet het verstijfselingstraject aan.


    Wanneer moet je nu verstijfselen?


    Zeker voor ruwe granen of zetmeel bronnen die hun zetmeel pas vrijstellen buiten het maisch bereik. Wat doe je met ruwe granen die bij het verstijfselen hun zetmeel pas vrijgeven bij een temperatuur buiten het beta-amylase bereik. Maar nog wel binnen het bereik van de alfa amylase? Hier wordt het een beetje moeilijk en moet je keuzes maken. Je gaat je zetmeel zeker nog wel omzetten naar suikers maar dan meer in langer ketens, maar je moet er ook wel voor zorgen dat je amylase stap lang genoeg duurt zodat alles is omgezet. (vb bij een eenstap maisch)


    Uitvoeren verstijfselen (met toevoegen van mout)


    • Je moet de granen eerst zeer fijn schroten.
    • Gebruik 5 tot 6 liter water per Kg graan
    • Voeg 5 tot 10% geschrote pilsmout toe. (enkel indien je granen hun zetmeel vrijgeven beneden de 72°C is dit nuttig)
    • Verwarm het geheel tot 72 ºC en houd deze temperatuur een half uur aan onder continu roeren.(enkel indien je granen hun zetmeel vrijgeven beneden de 72°C is dit nuttig)
    • Laat zo lang koken onder continu roeren tot je viscositeit afneemt en je een heldere oplossing hebt (=minimum 30 min). De helderheid is soms moeilijk waarneembaar tgv de vliezen van de granen.
    • Voeg dit heet aan je gewone maisch toe (vb bij 60°C zodat je ongeveer op 62°C uit komt). Best laat je de verstijfselde oplossing dus niet terug afkoelen anders kan er retrogradatie optreden.


    Credits en bronvermelding :


    Dit artikel werd geschreven door forumlid Serge. Hij maakte voor het schrijven ervan gebruik van de volgende bronnen :


    - Swelling and Gelatinization of Oat Starches door RICHARD F. TESTER and JOHN KARKALAS

    - Zetmeel en zetmeelderivaten door dr.ir. Astrid van de Graaf

    - Bepalen van de zetmeelsamenstelling en functionaliteit van de Ethiopische aardappel (Plectranthus edulis) en tarwe door Tom Hellemans

    - Malted and unmalted oats in brewing door Edyta Kordialik-Bogacka, Paulina Bogdan and Anna Diowksz

    - A novel approach for structural analysis of high viscose starch based products during heating door Markus Schirmer

Share