Productie van non- en laag alcoholische bieren met maltose-negatieve gisten en alternatieve granen

De verkoop van non- en laag alcoholische bieren (NABLAB) neemt jaar na jaar toe. Toch zijn er nog een aantal belangrijke sensorische tekortkomingen bij deze bieren, die worden gebrouwen met commercieel beschikbare NABLAB-gisten.
Het project NABLAB gaat na hoe deze tekortkomingen kunnen worden vermeden of verbeterd. Hiertoe worden alternatieve granen geïncorporeerd in het brouwproces. Specifiek gaat het om de granen spelt, rogge en haver (ruwe en gemoute vorm), en eenkoorn en khorasan (enkel ruwe vorm). Bovendien wordt onderzocht hoe het klassieke brouwproces kan worden aangepast op maat van deze bierstijl.
De globale doelstelling is de brouwer kennis aan te reiken en een gedetailleerde praktijkhandleiding ter beschikking te stellen waarmee een kwalitatief, karaktervol NABLAB ontwikkeld kan worden dat als volwaardig alternatief voor normaal bier kan worden gezien. Dit biedt de brouwer de kans om een toegankelijke plaats in te nemen in dit sterk groeiende marktsegment, zonder grote investeringen en risico’s.

In het project werd nagegaan wat de voornaamste hiaten zijn voor NABLAB productie bij de doelgroep. Hieruit bleken een gebrek aan knowhow, te hoge investeringskost voor fysische methoden en sensorische tekortkomingen van de eindproducten brouwers tegen te houden om toe te treden tot dit groeiende marktsegment. Om brouwers kennis aan te rijken over de productie van NABLAB via een alternatieve, goedkopere biologische methode waarbij alcoholproductie tijdens de fermentatie wordt gelimiteerd, werden 10 verschillende commercieel beschikbare niet-conventionele gisten verzameld. Met deze maltose/maltotriose-negatieve gisten werden testbieren (100% gerstemout; 6,5°P) geproduceerd, waarbij de wortproductie dermate werd aangepast dat minder fermenteerbare suikers (te hoge zoetheid en alcoholgehalte) en meer dextrines gevormd werden. Voor maltose-negatieve gisten werd ingemaïscht bij 72°C en voor maltotriose-negatieve gisten bij 82°C om zo resp. niet-alcoholische bieren (<0,5 %ABV) en laag-alcoholische bieren (<1,2 %ABV) te verkrijgen. Deze testbieren werden chemisch-analytisch, microbiologisch en sensorisch gekarakteriseerd. Hieruit bleek dat de maltose-negatieve gisten weinig FAN consumeren en nagenoeg geen pH drop vertonen tijdens fermentatie. De alternatieve gisten werden gekenmerkt door grote verschillen in flavourprofilering, en via sensorische en chemisch-analytische karakterisering van de geproduceerde testbieren kunnen brouwers nu inschatten wat te verwachten van deze gisten en een doelgerichte keuze maken afhankelijk van het gewenste flavourprofiel/bierstijl. Saccharomyces cerevisiae var. chevalieri, Torulaspora delbrueckii en Pichia kluyveri werden aangeduid als meestbelovende gisten. Vervolgens werden 14 alternatieve grondstoffen (40% additie) geïncorporeerd in de wortproductie via aangepaste maïschschema‘s. De vier geselecteerde gisten werden gecombineerd met resp. 40% roggemout, havervlokken, boekweit, eenkoorn, en khorasan, om zo te bekijken hoe deze alternatieve granen/mouten een rol kunnen spelen in de verdere verbetering en diversificatie van NABLAB. Hieruit bleek dat via de keuze van de grondstof enkele zeer vernieuwende en kwalitatieve NABLAB kunnen worden geproduceerd, met onder meer extra volmondigheid, verbeterde schuimstabiliteit, troebelheid, kleur, opgelost eiwitgehalte, lager alcoholgehalte en zelfs gereduceerde wortflavour. Via de succesvolle implementatie van deze alternatieve granen/mouten en gisten op piloot- en industriële schaal werden de laboschaalresultaten gevalideerd.

---

Production of non- and low alcohol beers with maltose-negative yeasts and alternative cereals

Sales of non- and low alcohol beers (NABLAB) are increasing year after year. However, there are still some important sensory deficiencies in these beers, which are brewed with commercially available NABLAB yeasts.
The NABLAB project investigates how these shortcomings can be avoided or improved. To this end, alternative grains are incorporated into the brewing process. Specifically, the cereals spelt, rye and oats (raw and malted form), and einkorn wheat and khorasan (only raw form) are incorporated. In addition, we investigate how the traditional brewing process can be adapted to suit this style of beer.
The overall objective is to provide knowledge to the brewers and to offer a detailed practical guide on how to develop a qualitative, distinctive NABLAB that can be seen as a true alternative to normal beer. This offers brewers the opportunity to take their place in this strongly growing market segment without large investments and risks.

During this project, it was revealed that a lack of know-how, excessively high investment costs for physical dealcoholisation methods, and sensory deficiencies in the final products were hindering brewers from entering the rising non- and low-alcohol beer (NABLAB) market segment. To enrich brewers' knowledge on NABLAB production through an alternative, and cheaper biological method that limits alcohol production during fermentation, 10 commercially available non-conventional yeasts were collected. Using these maltose/maltotriose-negative yeasts, test beers (100% barley malt; 6.5°P) were produced, after adjustment of the wort production in order to form less fermentable sugars (to reduce sweetness and alcohol content) and more dextrins. For maltose-negative yeasts, mashing was done at 72°C, and for maltotriose-negative yeasts at 82°C, to produce non-alcoholic beers (<0.5% ABV) and low-alcohol beers (<1.2% ABV), respectively. These test beers were chemical-analytically, microbiologically, and sensorially characterised. It was found that maltose-negative yeasts consume little Free Amino Nitrogen (FAN) and cause only a limited pH drop during fermentation. The alternative yeasts showed significant differences in overall flavour, but through sensory and chemical-analytical characterisation of the produced test beers, brewers can now estimate what to expect from these yeasts and make an informed choice depending on the desired flavour profile/beer style. Saccharomyces cerevisiae var. chevalieri, Torulaspora delbrueckii, and Pichia kluyveri were selected as the most promising yeasts. Furthermore, 14 alternative raw materials (40% addition) were incorporated into the wort production through modified mashing schemes. The four selected yeasts were combined with resp. 40% rye malt, oat flakes, buckwheat, einkorn, and khorasan, to explore how these alternative cereals/malts could contribute to the further improvement and diversification of NABLAB. It was revealed that, through the choice of the raw materials, some very innovative and high-quality NABLAB can be produced, showing enhanced fullness, improved foam stability, turbidity, colour, dissolved protein content, lower alcohol content, and even reduced wort flavour. The successful implementation of these alternative cereals/malts and yeasts on a pilot and industrial scale validated the laboratory-scale results.

Projectcoördinator HOGENT

Jessika De Clippeleer

Projectcoördinator

Universiteit Gent

Copromotor

Dana Vanderputten

Onderzoekers

Sylvie Vandoorne, Joren Huys

Looptijd

01/12/2021 - 30/11/2023

Financier

VLAIO (voormalig IWT)

Programma financier

TETRA

Partners

Katholieke Universiteit te Leuven

Universiteit Gent