Fermantasyon Nedir?

Fermantasyon Nedir? Ürün Tadını Nasıl Etkiler?

Biradaki malt şekerlerinin fermantasyonu karmaşık bir biyokimyasal süreçtir. Bu yazıda bu süreci elimizden geldiğince size açıklamaya çalışacağız.

Maya hücreleri, mayşe içerisinde düzenli şekilde hareket eden bir sürü gibi davranmaz. Daha çok futbol maçı yapan bir grup insana benzer – birçoğu top peşinde koşarken bazıları diğerlerinden daha aktif, bazıları daha pasif, bazıları maça hiç çıkamayacak şekilde davranırlar. Diğer bir deyişle, maya hücreleri grup halinde bir fazdan diğerine geçmez. Fermantasyonun da hangi aşamada olduğu, çoğunluğun o anda ne yaptığı tarafından belirlenir. Öte yandan, maya hücrelerini maya uyandırma işlemi ile uyandırarak ve maya hücrelerini kontrol ederek daha organize hale getirmemiz mümkündür. Bu sayede fermantasyon aşamalarının adım adım ilerlemesini ve daha verimli bir şekilde mayalanmayı sağlayabiliriz. Bunu nasıl yapacağımızı bir sonraki yazımıza bırakıyoruz.

Mayayı mayşe içine attıktan sonra üç fermantasyon aşaması vardır:

1. Adaptasyon veya hazırlık aşaması

2. Yüksek büyüme veya yüksek kräusen aşaması

3. Olgunlaşma aşaması

Adaptasyon Aşaması:

Mayşeye atıldıktan hemen sonra, maya hücreleri şıra koşullarına uyum sağlamaya, mevcut şekerlere ve diğer besin maddelerine karşılık metabolizmalarını değiştirmeye ve yeni ortamdaki ihtiyaçlarına göre enzim üretimine başlarlar. Bu aşamada, maya hücreleri sterolleri ve yağ asitlerini sentezlemek için kendi glikojen rezervlerini mayşede bulunan lipitler ve çözünmüş oksijen ile birlikte kullanır. Şimdi bu kavramlar da nereden çıktı demeyin. Bu maddeler, hücre zarı bütünlüğünü ve işlevini korumak için kritik öneme sahiptir. Bu maddeler sayesinde hücre zarının mayşedeki şekerler ve diğer mayşe besinleri için geçirgen olması sağlanır. Burada dikkat edilmesi gereken mayşe içinde yeterli çözünmüş oksijenin olmasıdır.

Hücre zarları geçirgen hale geldiğinde, maya hücreleri mayşedeki şekerleri ve serbest amino nitrojenleri (FAN) tüketmeye başlayabilir. Bu sayede hem mayalar gelişir, büyür ve çoğalırlar hem de etil alkol ve karbondioksit üretebilirler. Oksijen açısından zengin bir mayşe, adaptasyon aşamasını kısaltır ve mayanın hızlı bir şekilde yeniden canlanmasını ve bir sonraki fermantasyon aşaması olan yüksek büyüme aşamasına geçmesini sağlar. Normal koşullar altında, maya adaptasyon aşamasından geçmeli ve 12-24 saat içinde yüksek büyüme aşamasına başlamalıdır.
 

Hava Kilidinden Gaz Çıkışı

Hava kilidinde hızlı kabarcıklanma genellikle mayanın sağlıklı, mutlu ve yetenekli olduğu anlamına gelir. Tabii ki, mayşe sıcaklığı maya aktivitesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Birçok evde bira üreticisinin yaptığı yaygın hata mayayı mayşe yeterince soğutulmadan 27 °C 'den daha sıcak olduğunda mayşe içine atmaktır. Bu aşamada sıcaklığın maya çalışma sıcaklığının üzerinde olması, mayanın olgunlaşma aşamasında daha fazla yan ürün üretilmesine neden olacaktır. Bu da biranın tadını etkileyecektir.

Sıcaklık yönetimi, fermantasyon sürecinin kritik bir parçasıdır. Bu kontrol mayanız mayşe içine atılmadan başlar. Daha temiz bir tada sahip yani daha az ester ve daha az fermantasyon karakteri olan bir bira istiyorsanız mayayı mayşenize, mayşe sıcaklığı hedeflenen fermantasyon sıcaklığındayken veya bunun biraz altında olduğunda eklenmelisiniz. Örneğin, Amerikan Ale mayası için önerilen sıcaklık aralığı 20–23 ° C ise, mayayı 18–20 ° C sıcaklıkta karıştırmak erken dönemde üretilen yan ürün miktarını azaltır. Biranızda daha fazla fermantasyon karakteri istiyorsanız, o zaman mayşe sıcaklığı önerilen aralığın ortasındayken maya ilavesi yapın. Maya ve stil konusunda deneyiminiz yoksa ve ortaya çıkan lezzetleri beğenip beğenmeyeceğinizi bilmiyorsanız mayayı önerilen çalışma sıcaklığının üst sıcaklığında atmamanızı tavsiye ederiz. Ayrıca, mayşenize çok düşük sıcaklıkta maya ilavesi yapmanız da mayayı zorlayıp istenmeyen sonuçlar doğurabilir.

Sonuç olarak, maya eklemesi sırasında mayşenizin sıcaklığını kontrol etmeniz sağlıklı bir fermantasyon için önemlidir.

Yüksek Büyüme Aşaması:

Şıranın gözle görülür şekilde hareketlenmesi ve hava kilidinde hızlı gaz çıkışı görülmesi, fermantasyonun yüksek büyüme aşamasında olduğunu gösterir. Bir maya hücresi çevresine adapte olduktan sonra mayşedeki şekerleri yemeye başlar. Maya hücresi şekeri yemeye başladığında aynı zamanda çoğalır. Yeni meydana gelen bir hücrenin tam oluşumuna kadar 20-30 dakika ilâ 2 saat arasında bir süre geçer. 24 saat içinde bir hücreden 4000 kadar yeni maya hücresi meydana gelebilir. Yüksek büyüme aşaması, şiddetli bir fermantasyon dönemidir ve başlangıç yoğunluğu ve maya miktarına bağlı olarak aleler için 1-3 gün veya lagerler için 2-5 gün arasında sürebilir. Bu sırada mayşenin üzerinde köpüklü bir tabaka olan kräusen oluşacaktır. Kräusen, maya hücreleri ve mayşe proteinlerinden oluşur. Görünümü yeşil-kahverengi ile açık krem rengidir. Pek çok bira üreticisi, özellikle başka bir parti için maya toplamayı planlıyorlarsa, bu kalıntıyı kräusen'den toplayıp temizler. Kräusen azaldıkça tipik olarak fermentörün yanlarına yapışır. Sağlıklı bir mayada kräusen oluşumu bu şekilde görülürken sağlıklı olmayan mayada kräusen oluşumu gözlenmez. Bu da bize bu mayadan maya kültürü ayırmamamız veya yıkayıp tekrar kullanmamız gerektiğini gösterir.

Kräusen Oluşumu (Krausen)

Şeker sindiriminin çoğu (yaklaşık % 98'i) yüksek büyüme fazında gerçekleşir. Yüksek şeker sindirimi olan maya türleri, düşük veya zayıf topaklanma eğilimindeyken, düşük şeker sindirimi olan maya türleri yüksek oranda topaklanma eğilimindedir. Topaklanma eğilimi yüksek olan mayalar fermantasyonun sonunda fermentörün dibine tabaka halinde yerleşir.

Esterlerin ve diğer lezzet bileşiklerinin çoğu, yüksek büyüme aşamasında üretilir. Biranızdaki bu tatları kontrol etmenin en iyi yolu büyümeyi kontrol etmektir ve bunu sıcaklığı kontrol ederek yaparsınız. Maya aktivitesi daha önce de bahsettiğimiz gibi büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Çok soğuk ve hareketsiz veya çok sıcak (önerilen sıcaklığın 5 ° C üzerinde) bir fermantasyon çoğu zaman biranın tadını bozar. Ayrıca, yüksek büyüme evresindeki fermantasyon süreci ısı üretir.

Fermentörün sıcaklığı, sadece maya aktivitesi nedeniyle ortam koşullarının 5 °C üzerinde olabilir. Bu, fermantasyon ortamını önerilen sıcaklık aralığında tutmak için iyi bir nedendir. Asetaldehit ve diasetil gibi pek çok istenmeyen tat maya tarafından temizlenebilir, ancak diğer tatlar için bu geçerli değildir. Yüksek sıcaklıklar, fusel (yüksek) alkollerin üretimini teşvik ederek solvent benzeri tatlara yol açar. Yüksek sıcaklıklar ayrıca fazla esteri teşvik ederek muz veya balonlu sakız aromalı biralara yol açabilir. Bu tatlar oluştuktan sonra olgunlaşma ile azaltılamaz. Sıcaklık kontrolü, fermantasyon ve fermantasyon karakterini kontrol etmenin anahtarıdır.

Yüksek büyüme fazı, mayanın sterol ve lipid rezervleri kaldığı sürece devam edecektir. Bu rezervler tükendiğinde, maya hücreleri artık paylaşacak kaynaklara sahip değildir ve yavru hücreler üretmeyi durdururlar. Maya hücre zarları yaşlanacak ve bu nedenle genel aktivite de yavaşlayacaktır. Aktivitedeki bu azalma, daha az karbondioksit oluştuğu anlamına gelir ve bu da köpüklü kräusen'in yok olmasına neden olur. Bundan sonra olgunlaşma aşamasına geçilir.

Kräusenin Çökmesi (Krausen)

Olgunlaşma Aşaması:

Olgunlaşma aşamasının başlaması, fermantasyonun bittiği anlamına gelmez. Artık birada, asetaldehit (yeşil elma veya çiğ kabak aromaları) ve diasetil (bayat tereyağı veya süt aroması) gibi istenmeyen tatlara katkıda bulunan bileşikler de dahil olmak üzere birçok fermantasyon yan ürünü vardır. Bu noktada biranın ‘yeşil’ olduğu kabul edilir. Tüketime hazır olarak kabul edilmeden önce, mayanın bu bileşikleri temizlemesi için bir olgunlaşma süresine ihtiyacı vardır.

Olgunlaşmanın anahtarı aktif mayadır. Yüksek büyüme evresinin sonunda maya hücreleri yıpranır ve uyumaya hazırlanır. Evde bira yapımı henüz bitmedi, ancak maya hücreleri bu konuda bir şey yapamayacak kadar yaşlı ve yorgun. Hücreler topaklanır ve dibe çöker. Mayayı fiziksel olarak canlandırmak (fermentörü döndürmek) bazen hücrelerin askıda kalmasına ve bira üzerinde çalışmalarına yardımcı olur.

Ancak bu, maya hücrelerinin yaşlı ve yorgun olduğu gerçeğini değiştirmez. Kalan şekerleri yemeleri, asetaldehit ve diasetil gibi istenmeyen yan ürünleri tüketmeleri uzun zaman alabilir. Mayanın eskimesini ve yorulmasını nasıl önleyebiliriz? Evde bira yaparken dikkat etmeniz gereken olgunlaşma aşamasına gelindiğinde maya hücrelerinin çoğunun nispeten taze olmasıdır. Bunun için maya ve mayşe şeker oranını doğru şekilde dengelemelisiniz. Bu sayede fermente olabilen şekerlerin çoğu tüketildiğinde mayşe içerisinde halen canlı aktif maya kalmış olur. Bu, olgunlaşma aşamasına gelindiğinde mayşenin içinde askıda kalan çok sayıda aktif maya hücresi kendisine alternatif besin kaynakları arayacaktır. Bu sayede de maya birayı istenmeyen tatlardan temizleyecektir.

Olgunlaşma, asetaldehit, diğer aldehitlerin alkollere indirgenmesinden, diasetilin enzimatik olarak parçalanmasından ve diğer istenmeyen tatların, fermentörün dibine yerleştiklerinde maya hücrelerinin yüzeyine adsorpsiyonundan oluşur. Olgunlaşma mekanizmaları yıllarca yeterince anlaşılmamıştır. Ancak son elli veya altmış yılda yapılan araştırmalar maya metabolizması ve olgunlaşma sürecini anlamamızı geliştirdi. Artık daha kısa sürede tam olgunlaşmayı nasıl başaracağımızı biliyoruz. Anahtar, maya miktarını ve sıcaklığı kullanarak fermantasyon sürecini yönetmektir. Mayşe içindeki mayalanabilir şekerin miktarına göre maya miktarı doğru ayarlanırsa maya yorulmadan önce mayalanabilir maddelerin hepsinin tüketilmesi sağlanır.

Maya aktivitesi sıcaklıktan doğrudan etkilendiği için sıcaklığın yüksek büyüme aşamasının sonuna doğru yükseltilmesi, aktiviteyi büyük ölçüde artıracak ve mayanın yan ürünleri daha hızlı temizlemesini sağlayacaktır.

Fermantasyonun sonuna doğru sıcaklığı yükseltmek için kullanılan bu teknik, genellikle "diasetil dinlenme" olarak bilinir. Bir diasetil dinlendirmesi en çok lager biraları için kullanılır, ancak tüm maya türlerine uygulanabilir ve aynı zamanda asetaldehit gibi diğer yan ürünlerin temizlenmesine de yardımcı olur. Bu yöntemi uygulamak isterseniz, hava kilidindeki köpürmenin yüksek büyüme aşamasının sonuna doğru yavaşlamaya başladığını gördüğünüzde (aleler için yaklaşık 3. gün ve lagerler için 4. Gün) fermantasyon sıcaklığını bir süre için 5 °C yükseltin. Daha yüksek miktarda maya kullanımı, zayıflamanın sonuna doğru daha büyük oranda aktif maya hücresi kalması anlamına gelecektir. Bu nedenle daha küçük bir sıcaklık artışı, yeterli olgunlaşma aktivitesi sağlayabilir. Ancak önemli olan mayşe içerisine doğru miktarda maya eklemektir.

Önemli bir diğer nokta, olgunlaşma aşamasının yüksek büyüme aşaması kadar uzun olması gerektiğidir. Olgunlaşma için sıcaklığı yükseltmek istemezseniz, olgunlaşma aşamasına normalden iki kat daha fazla zaman vermelisiniz.

Mesele, mayaya zaman ve birayı temizlemek için ihtiyaç duyduğu yardımı sağlamaktır. Mayanız şekerleri daha erken bitirmiş olabilir, ancak fazladan zaman biranın kalitesine zarar vermez. Aksine daha iyi olmasını sağlar.