Rozwój techniki piwowarskiej pozwala na modyfikacje procesu zacierania, w zależności od parametrów technologicznych słodu, surowców niesłodowanych lub też pożądanych cech brzeczek. Zastępowanie słodu surowcami niesłodowanymi zawsze było ekonomicznie atrakcyjne. Według wielu autorów dodatki niesłodowane mogą być traktowane w piwowarstwie jako zamiennik słodu, ale też jako surowiec do produkcji piwa o odmiennych, specyficznych walorach organoleptycznych. Użycie substytutów słodu umożliwia produkcję piw cenionych przez konsumentów, na przykład za inny smak lub umiarkowaną cenę [Kunze, 1999].

Można przyjąć, że w Europie 10-20% słodu zastępowane jest przez produkty przemiału kukurydzy, a w Stanach Zjednoczonych nawet do 50%. Ryzyko fiaska technologicznego w browarach w przypadku stosowania produktów przemiału kukurydzy jest małe, gdyż są one z powodzeniem wykorzystywane w piwowarstwie światowym już od wielu lat [Pawlikowska-Mandziak, 1997].

W krajach Unii Europejskiej w skali przemysłowej przetwarza się około 30 mln ton ziarna kukurydzy rocznie, z czego około 75% wykorzystuje się do pozyskiwania skrobi, a 25% w młynarstwie. Przemiał w młynach przeprowadza się w celu uzyskania grysu, kaszek i mąki kukurydzianej. Dzięki zaawansowanym technologiom młyn kukurydziany może urozmaicać swój profil produkcyjny, przetwarzając kukurydzę na mąkę do produkcji: chleba, herbatników, makaronu; kaszki do produkcji przekąsek i płatków, a także na grysy i kaszki wykorzystywane w przemyśle piwowarskim [Błażewicz, 2003].

Bardzo ważnym procesem w trakcie przygotowania kukurydzy do przemiału jest usunięcie zarodka. Umożliwia to zmniejszenie zawartości tłuszczu w surowcu do wartości dopuszczalnej w piwowarstwie (maksymalnie do 1%). Ziarno kukurydzy pozbawiane jest także okrywy zewnętrznej wraz z częścią warstwy aleuronowej. Takie przygotowanie do przemiału pozwala na otrzymanie frakcji grysów i kaszek o różnej granulacji. Granulacja produktów przemiału ziarna kukurydzy różni się w poszczególnych krajach, ale w większości mieści się w zakresie 250-1360 źm. Duża zawartość węglowodanów (około 70%) wyjaśnia, dlaczego grys kukurydziany stanowi dobry surowiec do produkcji piwa. Jednocześnie niska zawartość białka nie powoduje problemów ze zmętnieniem piwa [Błażewicz, 2003; Jurek, 2004; Błażewicz i Zem-bold-Guła, 2007a i b].

Powodzenie polskich surowców niesłodowanych, zastępujących importowane grysy i kaszki kukurydziane, świadczy o tym, że można z powodzeniem produkować piwo z dodatkiem tych surowców, nie zmieniając zasadniczo jego cech organoleptycznych.

Brzeczki wyprodukowane z udziałem surowca niesłodowanego w postaci grysu lub kaszki kukurydzianej zawdzięczają swą popularność przewadze zalet nad wadami [Jurek i wsp., 2004; Zembold-Guła i Błażewicz, 2007]. Do zalet można zaliczyć zachowanie dobrej ekstraktywności zacieru, bez zasadniczych zmian masy i objętości brzeczek; skrócenie czasu spływu brzeczek oraz zapewnienie dobrego ostatecznego stopnia odfermentowania brzeczek. Do wad brzeczek powstałych z dodatkiem produktów przemiału kukurydzy można zaliczyć niedobory produktów hydrolizy białek (szczególnie azotu ą-aminokwasowego), minerałów i innych typowych składników słodu [Jurek, 2004].

Słód w swym składzie zawiera składniki poddane wstępnej obróbce enzymatycznej w czasie kiełkowania ziarna i suszenia słodu. Jest produktem zawierającym własne enzymy pozwalające na przeprowadzenie składników ziarna w formy rozpuszczalne, co następuje w czasie zacierania słodu, które można nazwać procesem hydrolizy węglowodanów, białek, polisacharydów nieskrobiowych i innych składników słodu. Surowce niesłodowane (kaszki i grys) nie są poddawane procesowi słodowania. Ich składowe, w tym skrobia, nie są przygotowane do hydrolizy enzymatycznej, wymagają zatem kleikowania. Kleikowanie powoduje ułatwienie przemian enzymatycznych głównie skrobi. Proces ten polega na ogrzaniu surowców niesłodowanych w obecności wody do temperatury powodującej powstawanie kleików z gałeczek skrobi, tzn. skrobi bezpostaciowej, w strukturę której wchodzi woda. Pozwala to na hydrolizę skrobi kukurydzianej przez enzymy słodu w trakcie zacierania słodu z grysem lub kaszką. Niewielkie ilość słodu (lub enzymów amylolitycznych) dodane w czasie kleikowania powodują zmniejszenie lepkości i zwiększenie płynności tej masy. Duża lepkość kleiku może utrudniać pracę mieszadeł w kotle zaciernym. Kleikowanie można przeprowadzać w osobnym kotle i przepompowywać skleikowaną masę do kadzi zaciernej lub można przeprowadzić je od razu w kadzi zaciernej, a po kleikowaniu dodać resztę wody i słodu. Jeżeli browar produkuje brzeczkę metodą dekokcyjną, wtedy nie trzeba żadnych dodatkowych kotłów, a jeżeli metodą infuzyjną, wykorzystywany jest dodatkowy kocioł lub ten sam, ale proces otrzymywania brzeczki zostaje wydłużony o czas trwania kleikowania surowca niesłodowanego.

Zwiększone dawki surowca niesłodowanego wymagają stosowania preparatów enzymatycznych, nie tylko eliminujących fizyczne wady przerabianej masy (np. dużą lepkość zacierów), ale i ułatwiających ekstrakcję składników zacieru. W piwowarstwie, dzięki możności korzystania z preparatów enzymatycznych wspierających procesy technologiczne produkcji piwa, stosuje się przede wszystkim te, które niwelują skutki niedostatecznej hydrolizy enzymatycznej ß-glukanów i pentozanów w czasie zacierania samych słodów lub kompozycji słodów i surowca niesłodowanego [Kunze, 1999]. Obecnie w polskich browarach używa się około 20 różnych preparatów enzymatycznych. Ich zadaniem, oprócz zwiększenia aktywności enzymatycznej słodów, jest także hydroliza skrobi zawartej w surowcach niesłodowanych, usprawnienie filtracji zacieru i piwa, regulacja stopnia odfermentowania brzeczki oraz skrócenie czasu dojrzewania piwa [Solarek, 2001; Solarek i Cissowski, 2003].

Zmniejszenie kosztów pozyskiwania brzeczek piwowarskich poprzez substytucję części słodu surowcem niesłodowanym z reguły wiąże się ze zmianą niektórych jej cech, co może także przyczynić się do zwiększenia różnorodności organoleptycznej piw. Z surowca niesłodowanego pozyskuje się najczęściej tylko węglowodany, natomiast głównym źródłem enzymów, produktów hydrolizy białek i innych specyficznych składników brzeczki jest słód. W trakcie pozyskiwania brzeczek piwowarskich z użyciem surowców niesłodowanych wskazany wydaje się przerób słodów tzw. "nienormatywnych" lub "wadliwych". Są to słody typu pilzneńskiego, wyprodukowane z ziarna jęczmienia browarnego o zbyt dużej zawartości białka, charakteryzujące się zwiększoną aktywnością amylaz i proteaz. Zacieranie surowców niesłodowanych z takimi słodami może zwiększyć możliwość otrzymywania normatywnych brzeczek lub przynajmniej zminimalizować typowe efekty ich użycia. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie słodów specjalnych, na przykład z jęczmienia ozimego [Błażewicz i wsp., 2001] lub nieoplewionego [Błażewicz i Liszewski, 2003], pszenicy lub pszenżyta [Błażewicz i Rytel, 2003], jako dodatku poprawiającego wady brzeczek, wynikające z użycia dodatku niesłodowanego. W technologii otrzymywania brzeczek z dużym udziałem surowców niesłodowanych problemem jest odpowiednie przygotowanie surowca niesłodowanego oraz wybór i praktyczne wykorzystanie preparatów enzymatycznych, zdolnych do hydrolizy skrobi surowca niesłodowanego. Substytucja słodu surowcami niesłodowanymi może zaburzać równowagę między rozpuszczalnymi składnikami ekstraktu, mającymi wpływ na fizjologię drożdży i cechy sensoryczne piwa. Minimalizowanie niekorzystnych efektów tych zmian jest obiektem zainteresowania nie tylko ośrodków naukowych i browarów, ale także producentów dodatków niesłodowanych i preparatów enzymatycznych.

Literatura

[1] BŁAŻEWICZ J., 2003. Możliwości zastosowania produktów przemiału polskiej kukurydzy w piwowarstwie. Materiały: VIII Szkoła Technologii Fermentacji, Jamrozowa Polana, 102-117.
[2] BŁAŻEWICZ J., 2004. Właściwości brzeczek i koncentratów słodowych otrzymanych z użyciem skrobi ziemniaczanej, ziarna pszenżyta i jęczmienia jako zamienników słodu. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu, 491, Rozprawy CCXVII, 1-94.
[3] BŁAŻEWICZ J., 2006, Zastosowanie surowców niesłodowanych w produkcji piwa. Materiały: XI Szkoły Technologii Fermentacji, Łódź, 132-146.
[4] BŁAŻEWICZ J., RYTEL E., 2003. Wpływ produktów hydrolizy enzymatycznej polisacharydów nieskrobiowych na cechy piwa pszenżytniego. "Acta Sci. Pol., Technologia Alimentaria", 2(1), 75-82.
[5] BŁAŻEWICZ J., LISZEWSKI M., 2003. Ziarno jęczmienia nagiego odmiany Rastik jako surowiec do produkcji słodów typu pilzneńskiego. "Acta Sci. Pol., Technologia Alimentaria", 2(1), 63-74.
[6] BŁAŻEWICZ J., URBAN M., JUREK K., 2001. Wpływ herbicydów na wartość browarną ziarna jęczmienia ozimego. Zesz. Nauk. AR Wroc., Techn. Żyw., 14, 407, 73-90.
[7] BŁAŻEWICZ J., ZEMBOLD-GUŁA A., 2007 a. Milled corn products in worts production. Pol. J. Food Nutr. Sci., Vol. 57, No. 4(A), pp. 41-44.
[8] BŁAŻEWICZ J., ZEMBOLD-GUŁA A., 2007 b. Produkty przemiału ziarna kukurydzy w technologii otrzymywania brzeczek. Materiały: XII Szkoły Technologii Fermentacji, Wrocław-Kliczków, 127-142.
[9] JUREK K.: Właściwości brzeczek piwnych wytwarzanych z dodatkiem produktów przemiału ziarna kukurydzy. Praca doktorska, (2004)( niepublikowana).
[10] JUREK K., BŁAŻEWICZ J., PETRÓW A., 2004. Właściwości piw wytwarzanych za dodatkiem produktów przemiału ziarna kukurydzy w warunkach uproszczonej technologii. Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 3(40) Supl., 109-118.
[11] KUNZE W., 1999. Technologia piwa i słodu, Piwochmiel Sp. z o.o. Warszawa.
[12] PAWLIKOWSKA-MANDZIAK M. B., 1997. Możliwości zastosowania kukurydzy w przemyśle piwowarskim. Przem. Ferm., 11, 12-14.
[13] SOLAREK L., 2001. Kleikowanie i upłynnianie surowców skrobiowych niesłodowanych z zastosowaniem enzymów mikrobiologicznych Novozymes. Przem. Ferm., 12, 10.
[14] SOLAREK L., CISOWSKI J., 2003. Mikrobiologiczne preparaty enzymatyczne "Novozymes S.A." w technologii piwowarstwa. Materiały: VIII Szkoły Technologii Fermentacji, Jamrozowi Polana, 118-137.
[15] ZEMBOLD-GUŁA A., BŁAŻEWICZ J., 2007. Wpływ modyfikacji czasu słodowania ziarna jęczmienia na cechy brzeczek otrzymanych z udziałem grysu kukurydzianego. Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 5(54), 75-81.