180208 les Delvaux slides 4

Katholieke
Universiteit
Leuven
Bierbrouwen:
Verleden, heden en toekomst
Lessen voor de 21ste eeuw
Freddy Delvaux
Inhoud
•
•
•
•
Bier door de eeuwen heen
Het brouwen van bier
Sensorische aspecten van bier
De toekomst van het brouwen: technologische
aspecten
• Sociale en economische aspecten
• Tot slot
Bier door de eeuwen heen
• Mesopotamië
- 10000 jaar geleden:
* gerst geteeld als voedsel
* ook alcohol
- 5000 jaar geleden:
* gerstemout: gekiemd
* graan en gistoverdracht
• Egypte
- verschillende soorten
• Grieken en Romeinen
- drank der armen
- dure wijn
• Galliërs
- meesters cervoise
- nog veel bierpap
• Germanen en onze streken:
- eerst bier, dan brood
- mout: gekiemd graan en beslag
- gruit: ook koken
- Beieren: tegen infecties
- kloosterbrouwerijen
- 13de eeuw: ook hop
- brouwersgilden
- accijnzen
- 1516: Reinheitsgebot: gerstmout, hop, water en gist
• 19de eeuw
- diastase: versuikerend moutenzym
- koelmachine: lage gisting
- Pasteur:
* gistcellen (+ Hansen)
* verschillende gisten
* pasteurisatie
• - 1900: 3200 brouwerijen in België, 185000
herbergen
- lage gisting neemt bovenhand: behalve
België en vooral Engeland
BIER
WIJN
Gerst: zetmeel eerst
omvormen tot suiker
Druiven: suiker aanwezig
-
- Persen
Mouten: enzymfabriek
Brouwen: suikerfabriek
Gisten
Lageren
Filteren
Vullen
4-10% alc.
-
Gisten
Lageren
Filteren
Vullen
10-13% alc.
Water
• Meeste bieren voor 90%
water
• Veel brouwerijen gebruiken
putwater
• Opgeloste mineralen kunnen
invloed hebben op de smaak
• Waterbehandeling
Voorbeelden van mineralen in bier
Mg/l
Burton
Pilsen
München
Ca2+
268
7
76
Mg2+
62
2
18
HCO3-
280
14
152
SO42-
638
5
10
Mouten
•
•
•
•
Gerst (zomer – winter): vermouten
Weken: 36 uur watergehalte van 15% naar 45%
Kiemen: 5 dagen, vorming van enzymen
Eesten:
-
drogen tot 5%
ventileren en verwarmen
eesten tot 85°C: pilsmout
eesten tot 110°C: kleurmout
eesten tot 180°C: karamelmout
eesten tot 260°C: geroosterd mout
• Mouterij is enzymenfabriek: amylasen, proteasen en
cytolytische enzymen
• Mout = melig
Gerst
40-43%
vocht
Inductie
kieming
Groei
gerstplant
Enzym
vorming
Groenmout
Statisch
a) drogen
b) afeesten
Tot 120°C
Pils en
kleurmout
Dynamisch
Tot 240°C
Caramel en
geroosterd
mout
Brouwen (50 tot 1000 hl)
- Malen = schroten van melig mout
- Beslag met warm water in beslagkuip
- 45°C= cytolytische enzymen (celwand-afbraak)
- 52°C: proteolytische enzymen: afbraak van eiwitten
tot aminozuren
- 63°C: β-amylase: afbraak van zetmeel tot
maltosesuiker en dextrinen
- 72°C: α-amylase: afbraak van zetmeel tot
eenvoudige suikers en dextrinen
zetmeel
proteine
Sturing van de brouwzaal
Alpha Amylase
Beta Amylase
Niet fermenteerbaar
Fermenteerbaar
Filteren
-
Opwarmen tot 78°C
Filteren: in filterkuip of wortfilter
Wassen van de draf
Wort naar kookketel
Draf naar silo (voor veevoeder)
Koken
-
Zoete wort in kookketel
200 g hop per hectoliter
Humulonen omzetten tot bittere isohumulonen
Verschillende hop: sterk verschillende flavours
Mouten: bepalen kleur en smaak van wort
Overmaat eiwitten slaan neer
Hoprestanten en eiwitten vormen trub: wordt
neergeslagen en verwijderd
- Wort: koelen en lucht toevoegen
Kruiden
Koriander
zoethout
Kardamon
Kruidnagel
Kaneel
Anijs
Bepaling van densiteit
- Voor 1 hl wort voor pilsbier: 16 kg mout
- Mout bevat 75% extraheerbare bestanddelen:
hoofdzakelijk zetmeel, ook andere koolhydraten,
eiwitten en kleine hoeveelheden lipiden, mineralen en
vitamines
- Dus 12 g extract (opgeloste bestanddelen) per 100 g
wort = 12° Plato = oorspronkelijk extract
- Van 12° Plato is 2/3 vergistbaar (glucose, fructose,
sacharose en zeer veel maltose en maltotriose)
Gisting
- Aan belucht wort gist toevoegen
- Gisting: batchproces
- Van open rechthoekige kuipen tot grote gesloten
cylindroconische tanks
- C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2
suiker alcohol
koolzuurgas
- Ook vrijzetting van warmte: koeling nodig
- Eerste fase: vermenigvuldiging van de gist
van 2 . 107 tot 108 cellen per ml
= 0.5 l papgist/hl wort
Gist
-
Gist: 7 u
Alle brouwerijen hebben eigen giststammen
Op het einde van de gisting flocculeert de gist
Hoge gist: stijgt naar boven op einde van de gisting
en gist bij 23°C: Saccharomyces cerevisiae
- Lage gist: zakt naar de bodem op einde van de gisting
en gist bij 10°C: Saccharomyces carlsbergensis
- Spontane gisting: menging van verschillende gisten
en bacteriën: geuze en zure bieren
Foto cellen
Gisting en lagering
- Gist neemt de eenvoudige vergistbare suikers op
- Ook aminozuren neemt de gist op; kan zelf alle
nodige aminozuren vormen
- Gist doet talloze omzettingen: de belangrijkste
gistflavours zijn hogere alcoholen en fruitige
esters, die vooral aan hoge gistingsbieren
typische eigen karakters geven
DS08
apparent extract
cell counting
8,00E+07
14
7,00E+07
12
6,00E+07
10
5,00E+07
8
4,00E+07
6
3,00E+07
4
2,00E+07
2
1,00E+07
0
0,00E+00
0,00
4,00
20,00
44,00
68,00
Time (hours)
140,00
164,00
188,00
Cell Count
° Plato (apparent)
16
Cilindroconische tank
Ckt’s
Moderne gistingen
- cylindroconische tanks: Daling van het estergehalte
- Nu: dikwijls lagere en bredere tanks
- Brouwen aan hoge densiteit (18° Plato) van Pils:
- Gisting bij hogere temperatuur
- Verdunning tot 12° Plato
- Gevolg: disproportionele verhoging van esters
- Productiviteitsverhogingen: moeilijke
procesaanpassingen om smaakveranderingen te
vermijden
Diacetyl
- Tijdens gistgroei: nood aan aminozuren
- Threonine belemmert opname van valine
- Gist maakt zelf valine, maar …
- Vorming voorloper van diacetyl: α-acetolactaat
Diacetyl
- α-acetolactaat wordt in gistend bier omgezet
tot diacetyl: geeft botersmaak bij 80 ppb
- Diacetyl wordt door gist omgevormd tot
butaandiol: niet waarneembaar
- Vroeger: 3 maanden lagering
- Moderne systemen: 10 dagen
Lagering
- Diacetylreductie
- Rijping van het bier
- Natuurlijke verzadiging met koolzuur door
vergisting van laatste vergistbare suikers
- Afzetten van overbodige eiwittroebels
Filtratie en afvullen
- Na lagering wordt bier gefilterd om gist en
eiwittroebels te weerhouden
- Bier: eventueel gepasteuriseerd om
microbiologische troebels te voorkomen
- Bier: afgevuld in flessen, blikken of vaten
Hergisting
Bieren kunnen snel verouderen
- Kleine hoeveelheden zuurstof
- Voor hergisting: kleine hoeveelheden gist en
suiker
- Zuurstof wordt deels opgenomen door gist
- Gist zorgt voor verjonging van het bier
- Het bier wordt ronder en evenwichtiger
- CO2-gehalte wordt opgedreven
Densiteit
- Pils: oorspronkelijk extract van 12° Plato
- 12° P = 12 g extract / 100 g wort
- Tijdens brouwen: Afbraak macromoleculen
- 12 g oplosbare bestanddelen:
- 8 g vergistbare suikers (glucose, fructose, sacharose, maltose,
maltotriose)
- 4 g niet-vergistbare dextrinen
- Andere niet-vergistbare componenten
-
1 g vergistbare suikers: 0,5 g ethanol + 0,5 g CO2
Soortelijk gewicht van ethanol: 0,8 kg/m³
Pils: ±5 %v/v alcohol
Oorspronkelijk extract = resterend extract + gewichtsprocent
ethanol x 2
Sensorische eigenschappen van mens
- Sensorische input van bier: interactie met deel in onze
hersenen, geassocieerd met emoties en geheugen
- Aangename smaken: gevoelens van blijheid en
nostalgie
- In mond en neus: proteïnen-receptoren van geur- en
smaakmoleculen
- Genetische aspecten, maar ook psychologische,
culturele en ervaringsfactoren
- Zwarte Amerikanen: veel meer functioneel
gecodeerde receptoren dan anderen
Sensorische aspecten van bier
- Smaak: zuur, zout, bitter, zoet en umami
- Geur:
- vierhonderd receptoren
- genen: 2% van genoom
- toch duizenden geurcomponenten te onderscheiden
- Saccharomyces cerevisiae: ook
proteïnegebonden receptoren: modelsysteem
voor mens
Toekomst van brouwen:
technologische aspecten
- Bier: harmonieuze mix van natuur, koken, kunst en
wetenschap
- Traditie vs. Innovatie
- Geglobaliseerde grootindustrie vs. Kleinschalige
brouwerijen
- Bier vs. Wijn: verschillende veroudering
- weinig R&D-investeringen
- gericht naar grondstoffen en stabiliteit
- Gerst: wintergerst minder goed dan 2-rijïge wintergerst,
maar meer opbrengst, prijsdruk door bioethanol
- Hop: veel nieuwe producten, hoge prijs zet aan tot
innovatie
Technische uitrusting en
automatisering
- Toegenomen kennis laat automatisering toe:
productiviteit op paar decennia vertienvoudigd
- Brouwzalen: van 4 naar 12 brouwsels/dag
- Grote cylindroconische tanks vervangen rectangulaire
kuipen:
- betere hygiëne, sturing en productiviteit
- dikwijls smaakverandering
- Productontwikkeling:
- nieuwe producten in kleine brouwerijen
- automatisering vraagt grote hoeveelheden
Biotechnologie
- Omvormen grondstoffen tot producten door levende
organismen
- Brood, wijn en bier: 10.000 jaar oud
- Nieuwe: genetische modificatie
-
1953: DNA dubbele helix
25 jaar geleden: moleculaire genetica
genomen: gist eerst
klonen
veel toepassingen in farmacie
risico’s: horrorverhalen
Europa: indien meer dan 0.9% genetisch gewijzigd materiaal
aanwezig: etiket
- VS: aantonen van geen bijkomend gevaar: voldoende
Toepassingen in granen
- Beter afbreken van zetmeel
- Veroudering van bier tegengaan
- Granen bestand maken tegen insecten:
toegepast in VS. Europese brouwerijen eisen
certificaat: GMO-vrij
Toepassingen in brouwerij
- Algemene anti-GMO-gevoelens
- Omzeggens geen additieven toegelaten
- Brouwers willen imago van natuurlijke drank
behouden
- Voorspellingen ?
- DNA-technologie wel gebruikt in onderzoek
van planten en gist
Toepassingen in gist
• Nieuwe efficiëntere gisten creëren is mogelijk
– Biergisting en –lagering: paar dagen
- diacetyl
- beter suikerverbruik
- uitvlokking van de gist
- beheersing bierflavour
– Brouwers: geen GMO-gisten
Continue gisting en gistimmobilisatie
• Nog steeds batchproces
• Continu proces: veel voordelen (tijd, reiniging,
…)
• Continu proces geeft andere verhouding van
flavours
• Gistcellen immobiliseren: vandaag alleen voor
lagering en bieren zonder alcohol
• Nog veel onderzoek nodig
Sociale en Economische aspecten
• Van 1900 tot 1987
• In 1900 had men in België 3200 brouwerijen
• Grote diversiteit van bieren van hoge gisting in onze
streken, relatief laag in densiteit (9° P), witbier,
seefbier, peeterman, …
• Doorbraak van bieren van lage gisting vanaf 1920:
koeling en zware investeringen nodig: doorbraak van
enkele grote brouwerijen
Mede door invloed van oorlogen: nog slechts 126
brouwerijen in 1987
De laatste 20 jaar (1987 – 2007)
- 1987: officiële fusie van Artois en Piedboeuf:
Interbrew + overname Hoegaarden en Belle-Vue
- 1995: Interbrew neemt Labatt over
- Overname Whitbread, Bass, Oost-Europese
brouwerijen, …
- Scottish & Newcastle neemt Kronenbourg over (w.o.
Alken-Maes)
- 1970: pils gestegen tot 90% in België, maar daalt terug
tot 70% in 2000
- Minder bittere pils
De laatste 20 jaar (1987 – 2007)
- Na Duitse, Engelse, Deense bieren maken eigen
speciale bieren opgang in België: amber-, wit-,
trappisten-, abdij-, streek-, kriek- Lightbieren en bieren zonder alcohol: geen
succes
- Belgische consumptie daalt van 130 naar 90
liter/hoofd/jaar
- Export van Belgisch bier stijgt tot 10 miljoen
hl/jaar, meer dan de eigen consumptie
Uitdagingen en opportuniteiten in
bierindustrie
Bevindingen van CEO’s van de grootste brouwerijconcerns:
- Meest opvallende veranderingen in biersector
-
globalisering van de economie en bedrijven
veel meer wetgeving in Europa
meer druk van de aandeelhouders
bezorgdheid voor overmatig alcoholverbruik van bepaalde bierdrinkers
- Oplossingen van overheden:
- restricties i.v.m. communicatie en producten
- hogere heffingen
- Problemen zo niet op te lossen
- Brouwindustrie wil meewerken: innovatie + dragen van
verantwoordelijkheid
Vergrijzing
Invloed van de vrouw
Nieuwe levensstijl = Genieten
Positieve reacties
•
•
•
•
•
•
•
Minder defensief denken: minder verontschuldigen
‘s werelds favoriete alcoholische drank
Met mate drinken: gezond, genotvol, verfrissend
gezellig, democratisch, sociale café’s (vs. eenzaam)
levert vele directe en indirecte jobs
rijk aan cultuur en traditie
veel inkomsten voor de staat (hoge accijnzen), veel
kleine nevenbedrijven
• Bier niet laten behandelen als tabak: met mate
drinken is gezond
Sociale elementen
- In westerse landen is bierconsumptie de laatste 30 jaar
gedaald
- Dit heeft economische en sociale gevolgen
- Internationale maatschappijen krijgen meer macht, de
regeringen minder
- Bierindustrie moet op sociaal vlak verantwoordelijkheid
opnemen
- Drinkgewoonten van sommige jongeren: brouwers
moeten hen inlichten over voordelen van gematigde
consumptie en risico van onveilige consumptie
- Europese en nationale organisaties werken hard aan
zelfregulatie
Verwachtingen van grootindustrie:
schaal van 1 tot 4
• 3.57: in verzadigde markten resulteren innovaties in
succes en winst, grootste innovaties verwacht in
de verpakkingen
• 3.14: overnames en allianties behoren tot de 3
succesfactoren van de toekomst, SAB-Miller en
Inbev: op 10 jaar x 5
• 3.14: marketing is belangrijker dan brouwexpertise:
95% van de markt is Pils (geautomatiseerd)
• 2.90: sterke merken zijn belangrijk, maar meer dan
één nodig
• 2.57: brouwen in de originele brouwerijen wordt
minder belangrijk
Top 10 Februari 2008
Wereldproductie: 1.76 miljard hl
Eerste 6 producenten: 54%
250
231,7 225,6
200
Eerste 10 producenten: 64%
164
150,7
150
120
50,4
Modelo
Tsingtao
50
41,1
39,5
Femsa
50,9
Yanjing
58,4
Molson Coors
100
Carlsberg
Anheuser-Bush
Heineken
Inbev
SAB Miller
0
miljoen hl
Globalisering
- In bijna alle landen: oligopolisering: 3 brouwerijen
hebben 80-90% van de markt
- Wereld: enkele brouwerij-groepen hebben samen meer
dan 50%
- Val van de muur van Berlijn: start van zeer snelle
globalisering
- Traditionele sector in België dient als voorbeeld
- Vrije markt wordt wilde markt: geen rem meer op
fusies
- Grote maatschappijen: verschuiving van productie naar
marketinginvesteringen
- Automatisering: slechts betaalbaar voor grote volumes
Globalisering (vervolg)
- Winstmarges steeds opdrijven:
winstmaximalisatie
- Belangen van personeel en R&D ?
- sluitingen van hoofdkwartieren bij fusies
- onderzoek: leveranciers en outsourcing
- Bierwereld: enorme paradox
- bier = globalisering
- bier = lokaal en streekgebonden
- Bieren worden aangestuurd door
hoofdkwartier: meer en meer gelijkenis
Globalisering: reactie
- Westerse wereld: bierverbruik dalend
- Pils verliest marktaandeel
- VS:
- enorme bierplas met eenvoudige smaak
- verschillende culturen, genetische verschillen vragen
verandering
- 20 jaar geleden: 40 brouwerijen
- vandaag: 1400 (kleine) brouwerijen met
- slechts 4% van de markt
- jaarlijkse groei van 20%
- consument is bereid hogere prijs te betalen voor
ambachtelijke producten
- ambacht vs. reclame
België
-
270.000 mensen: in bierindustrie = 8% van werkgelegenheid
Slechts 5000 werknemers in brouwerijen
Belgische biercultuur: zelfs gekloond in VS
Kleine brouwerijen kunnen overleven door speciale biersmaken
Kostprijs hl Pils: € 105
-
grondstoffen
accijns
personeel
promotie en verkoop
afschrijvingen
€ 15
€ 20
€ 25
€ 25
€ 20
- KMO’s: rijkdom in België
- wetgeving hier niet op ingesteld
- wetgeving: papierberg
België (vervolg)
-
70% pils: vnl. 3 brouwerijen
30% speciale bieren: ook kleinere brouwerijen
20.000 café’s (afname van 20.000 in 30 jaar)
Arnoldus groep
- verantwoord matig biergebruik
- bier met liefde gebrouwen drink je met verstand
- Belgische Brouwers: mede-oprichter van BOB
Slot
– Steeds meer interesse in speciale bieren met goede
kwaliteit in de hele wereld met VS op kop
– Uitdagingen van de Vlaamse brouwerijen:
• Moderniseren productieapparaat (kwaliteit en kwantiteit
maximaliseren)
• Productdiversiteit behouden en uitbreiden
= INNOVATIE EN VERNIEUWING
= INNOVATIE EN TRADITIE SAMEN
Slotbemerkingen
- Brouwindustrie sterk geautomatiseerd: zeer
kapitaalintensief
- Megagroepen
- Reactie tegen egalisering van de smaak: voorbeelden
zijn bierland België en VS
- Beweging tegen alcohol dreigt bier in verdomhoekje
te duwen: reglementering en etikettering
- Jacht naar goederen, veel eenzaamheid
- Matige consumptie is positief voor gezondheid en
goed voor sociaal leven