MaltLess.
MaltLess.
Grensverleggend brouwen met 100% alternatieve ruwe granen
Gerst is de traditionele grondstof voor de productie van bier. Opbrengst en kwaliteit van gerst worden echter negatief beïnvloed door klimaatverandering, en dat heeft een effect op de productiecapaciteit en kwaliteit van het finale bier. MaltLess onderzoekt alternatieven voor gerst en gerstemout.
Het gebruik van ongemoute granen heeft duidelijke voordelen: een verminderd energie- en waterverbruik, vermindering van de koolstofvoetafdruk, de productie van innovatieve beer-like fermented cereal drinks met de gewenste eigenschappen om aan de eisen van de consument te voldoen (bv. laag-alcoholisch, glutenvrij, functioneel), en een veelbelovende flavourstabiliteit van deze eindproducten.
Brouwen met exogene enzymen en 100% ongemoute alternatieve granen blijft echter grotendeels onbekend terrein. Het ontbreekt de brouwer aan kennis over welke enzymen en brouwparameters nodig zijn voor het werken met deze grondstoffen, wat de sensorische eigenschappen van deze beer-like fermented cereal drinks zijn, en wat verwacht kan worden van de finale productkwaliteit en -stabiliteit.
Het project MaltLess wil de volledige brouwerijsector de nodige kennis aanreiken om de uitdagingen van het brouwen met 100% ongemoute alternatieve granen of pseudogranen aan te gaan. Door de vernieuwde flexibiliteit in de wortproductie en -samenstelling wordt de weg vrijgemaakt voor procesoptimalisatie en ontwikkeling van nieuwe producten, zoals beer-like fermented cereal drinks.
In het project werd nagegaan wat de voornaamste redenen zijn voor het gebruik van exogene enzymen door brouwers. Hierbij bleek dat enzymen vooral complementair worden ingezet naast gerstemout bij het gebruik van ongemoute adjuncten, terwijl er slechts beperkte kennis beschikbaar was over het brouwen met 100% ongemoute granen. Om de brouwer hierover beter te informeren, werden 11 commercieel beschikbare ongemoute granen (2- en 6-rijige gerst, tarwe, eenkoorn, triticale, tritordeum, khorasan, spelt, rogge, sorghum en boekweit) verzameld en uitgebreid gekarakteriseerd.
Voor het alcoholische luik werden op laboschaal worten (16 °P) geproduceerd op basis van 100% ongemoute granen, volgens de aanbevolen maischschema’s van de enzymproducenten. De invloed van pH, maalgrootte en enzymdosering werd onderzocht. Een lagere pH verbeterde voornamelijk de wortfiltratie, terwijl een fijnere maalgrootte en een hogere enzymdosering ook de afbraak van hoogmoleculaire componenten bevorderden. De worten vertoonden lagere FAN-concentraties, maar hogere concentraties oplosbare hoogmoleculaire eiwitten (HME) dan wort op basis van gerstemout. Op basis hiervan werden testbieren op 20 L-schaal (12 °P) geproduceerd met alle granen, met uitzondering van boekweit en spelt, en zowel chemisch-analytisch als sensorisch gekarakteriseerd. De lagere FAN-concentraties hadden geen negatieve impact op de fermentatie, terwijl de hogere HME-concentraties leidden tot verbeterde schuimstabiliteit. De bieren werden doorgaans gekenmerkt door een lichte kleur, lage troebelheid en gunstige sensorische scores ten opzichte van gerstemoutbier, met uitzondering van bieren op basis van rogge en sorghum. Voor het niet-alcoholische luik werden op laboschaal een toegespitste enzymblend en bijhorende maischschema’s ontwikkeld. Dit resulteerde in uniforme suikerprofielen met lage gehaltes aan fermenteerbare suikers en hoge dextrinegehalten. De proteïnerust verhoogde bovendien de concentraties FAN en oplosbaar HME. Vervolgens werden op 20 L-schaal worten geproduceerd (6 °P en 9 °P) en gefermenteerd. Uit de fermentatiedata bleek dat maltose-negatieve gisten ruim onder de wettelijke limiet voor alcoholvrij bier (< 0,5% ABV) bleven, zelfs bij 9 °P. De resultaten wijzen er daarnaast op dat verdere optimalisatie het gebruik van maltotriose-negatieve gisten voor NAB-productie mogelijk zou maken bij lagere extractgehaltes (< 6 °P).
De succesvolle implementatie van exogene enzymen in combinatie met 100% ongemoute granen op piloot- (5 hL) en industriële schaal valideerde de kleinschalige experimenten, zowel voor alcoholische als niet-alcoholische gefermenteerde dranken.
Pushing the boundaries of beer and having the flexibility to choose for 100% alternative raw materials
Barley is the traditional raw material for beer production. However, yields and quality of barley are negatively affected by climate change, influencing the production capacity and quality of beer. MaltLess is exploring alternatives to barley and barley malt.
The use of unmalted cereals has clear advantages: reduction of energy and water consumption, a reduced carbon footprint, production of innovative beer-like fermented cereal drinks with the desired properties to meet consumer demands (e.g. low alcohol, gluten-free, functional), and promising flavour stability of these final products.
However, brewing with exogenous enzymes and 100% unmalted alternative cereals remains largely uncharted territory. Brewers lack knowledge about which enzymes and brewing parameters are needed to work with these raw materials, what the sensory properties of these beer-like fermented cereal drinks are, and what can be expected from the final product quality and stability.
The MaltLess project aims to provide the entire brewing industry with the necessary knowledge to meet the challenges of brewing with 100% unmalted alternative cereals or pseudo-cereals. The renewed flexibility in wort production and composition paves the way for process optimisation and development of new products, such as beer-like fermented cereal drinks.
In this project, the main reasons for the use of exogenous enzymes by brewers were investigated. It was found that enzymes are mainly used in a complementary way alongside barley malt when processing unmalted adjuncts, while only limited knowledge was available on brewing with 100% unmalted cereals. To better inform brewers on this topic, 11 commercially available unmalted cereals (two row and six row barley, wheat, einkorn, triticale, tritordeum, khorasan, spelt, rye, sorghum, and buckwheat) were collected and extensively characterised.
For the alcoholic part of the study, laboratory scale worts (16 °P) were produced from 100% unmalted cereals using the recommended mashing schemes provided by the enzyme producers. The effects of pH, grist size, and enzyme dosage were investigated. A lower pH mainly improved wort filtration, while a finer grist size and higher enzyme dosage also promoted the degradation of high molecular weight components. The resulting worts exhibited lower concentrations of free amino nitrogen (FAN), but higher concentrations of soluble high molecular weight proteins (HME), compared to wort produced from barley malt. Based on these results, test beers were produced at 20 L scale (12 °P) using all cereals except buckwheat and spelt, and were characterised both chemically and sensorially. The lower FAN concentrations did not negatively affect fermentation, while the higher HME concentrations resulted in improved foam stability. The beers were generally characterised by a light colour, low turbidity, and favourable sensory scores compared to barley malt beer, with the exception of beers based on rye and sorghum. For the non-alcoholic part of the study, a tailored enzyme blend and corresponding mashing schemes were developed at laboratory scale. This resulted in uniform sugar profiles with low levels of fermentable sugars and high dextrin contents. A protein rest additionally increased the concentrations of FAN and soluble HME. Subsequently, worts were produced at 20 L scale (6 °P and 9 °P) and fermented. Fermentation data showed that maltose-negative yeasts remained well below the legal limit for alcohol-free beer (<0.5% ABV), even at 9 °P. The results further indicate that additional optimisation could enable the use of maltotriose-negative yeasts for alcohol-free beer production at lower extract levels (<6 °P).
The successful implementation of exogenous enzymes in combination with 100% unmalted cereals at pilot (5 hL) and industrial scale validated the small-scale experiments, both for alcoholic and non-alcoholic fermented beverages.
MaltLess is een onderzoeksproject van AgroFoodNature.
Projectcoördinator HOGENT
Dana Vanderputten
Projectcoördinator
Universiteit Gent
Onderzoekers
Pol Smout
Looptijd
01/12/2023 - 30/11/2025
Financier
VLAIO (voormalig IWT)
Programma financier
IWT / VLAIO - TETRA-fonds
Partners
Universiteit Gent