ARPA, MALT ve B RADA -GLUKAN ÇER

Transkript

1 EGE ÜN VERS TES FEN B L MLER ENST TÜSÜ (YÜKSEK L SANS TEZ ) ARPA, MALT ve B RADA -GLUKAN ÇER ve B RA KAL TES ÜZER NE ETK LER Berkay CANDAN Tez Dan man : Prof. Dr. Ulgar GÜVENÇ G da Mühendisli i Anabilim Dal Bilim Dal Kodu : Sunu Tarihi : Bornova- ZM R 2009

2 x

3 v ÖZET ARPA, MALT VE B RADA -GLUKAN ÇER VE B RA KAL TES ÜZER NE ETK LER CANDAN, Berkay Yüksek Lisans Tezi, G da Mühendisli i Bölümü Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Ulgar GÜVENÇ Aral k, 2009, 55 sayfa Bu ara t rmada, birac l kta kullan lan 4 farkl biral k arpa çe idi kullan lm t r. Bu arpa örneklerininde, bu örneklerden üretilen maltlar nda ve bu maltlardan üretilen biralar nda -glukan içerikleri belirlenerek, bu de erler ile bira kalitesi aras ndaki ili kiler ara t r lm t r. Bu çal mada kullan lan analiz yöntemi, McCleary yöntemi olarak bilinen enzimatik -glukan analiz yönetimidir. Analizi yap lan arpa örneklerinde ortalama -glukan oranlar s ras yla Tokak (3.10 g/100g), Prestij (2.85 g/100g), Efes 28 (2.82 g/100g ve Vanessa (2.72 g/100g) bulunmu tur. Malt örneklerinde ortalama -glukan oranlar n n Tokak (0.172 g/100g), Vanessa (0.283 g/100g), Efes28 (0.305 g/100g), Prestij (0.128 g/100g) dolaylar nda oldu u belirlenmi tir. Bu sonuçlar incelendi inde analize al nan örneklerde -glukan miktar n n kaliteli maltlarla e de er oldu u görülmektedir. Analizi yap lan bira örneklerinde ortalama -glukan oranlar s ras yla Prestij ( g/100g), Tokak ( g/100g), Efes 28 ( g/100g) ve Vanessa ( g/100g) bulunmu tur. Biralar n -glukan miktarlar ile en yüksek korelasyonu 90 0 bulan kl k (0.841) ile polifenol (0.832) de erleri vermi tir bulan kl k ve polifenol de erlerinden sonra -glukan miktar ile en yüksek pozitif ili kiyi veren bira kalite kriterleri s ras ile protein hassasiyeti (0.674) ve dansite (0.612) olmu tur. Anahtar sözcükler: -glukan, arpa, malt, bira

4 vi

5 vii ABSTRACT -GLUCAN CONTENT OF BARLEY, MALT AND BEER AND ITS EFFECTS ON BEER QUALITY CANDAN, Berkay MSc in Food Engineering Supervisor: Prof.Dr. Ulgar GÜVENÇ December 2009, 55 pages In this research, 4 different types of brewing barley, used in brewing, have been provided. The amount of -glucan content were detected of these barley samples, malt samples have been produced from these barleys, and beer samples have been produced from these malt samples and the relationship with beer quality were investigated. Used analysis method was enzymatic analyze method was known McCleary method. Analyzed barley samples average -glucan contents were detected Tokak (3.10 g/100g), Prestij (2.85 g/100g), Efes 28 (2.82 g/100g) and Vanessa (2.72 g/100g) respectively. Analyzed malt samples average -glucan contents were detected Tokak (0.172 g/100g), Vanessa (0.283 g/100g), Efes28 (0.305 g/100g) and Prestij (0.128 g/100g) respectively. When these results are evaluated -glukan content of malts have seen as quality malts. Analyzed beer samples average -glucan contents were detected Prestij ( g/100g), Tokak ( g/100g), Efes 28 ( g/100g) and Vanessa ( g/100g) respectively Turbidity value(0.841) and polyphenol value (0.832) were calculated as the highest correlation with -glucan. Except 90 0 turbidity and polyphenol values other high correlation values with -glucan were calculated protein sensitivity (0.674) and density(0.612) respectively. Keywords : -glucan, barley, malt, beer

6 viii

7 ix TE EKKÜR Çal malar m süresince bana her türlü deste i veren, yol gösteren, her zaman k ymetli görü lerinden yararland m de erli dan man m Say n Prof. Dr. Ulgar GÜVENÇ e, analizlerimi gerçekle tirdi im Anadolu Efes Birac l k ve Malt San.A.. zmir Bira Fabrikas Teknik Müdürü Say n Ümit AYPAR a, Kalite Güvence efi Say n Ne e BAYRAÇ a, Üretim efi Say n Serhat ERYÜKSEL e, pek çok konuda bana k tutan ve bu çal mada kulland m örneklerin teminini sa layan Anadolu Efes Birac l k ve Malt San.A.. Çumra Malt Fabrikas Kalite Güvence efi Say n Recep ÖZKARA ya, analizlerimde kulland m baz kimyasal maddelerin temininde yard mc olan Say n Mehmet BATUM a ve tüm destekleri ile her zaman yan mda olan sevgili e ime te ekkürü bir borç bilirim.

8 x

9 xi Ç NDEK LER Sayfa ÖZET... v ABSTRACT...vii TE EKKÜR...ix EK LLER D Z N... xv Ç ZELGELER D Z N...xvii S MGELER VE KISALTMALAR D Z N...xix 1.G R L TARATÜR ÖZET Beta Glukan Nedir? Beta glukan analizleri Arpa Biral k arpa kalite kriterleri Malt Malt üretim a amalar Bira Bira üretim a amalar Bira kalite kriterleri MATERYAL VE METOTLAR Materyal... 28

10 xii Ç NDEK LER (devam) Sayfa 3.2Metotlar Malt üretimi Bira üretimi Analiz yöntemleri ANAL Z BULGULARI VE TARTI MA Arpa ve Malt Analiz Sonuçlar ra Analiz Sonuçlar Bira Analiz Sonuçlar SONUÇ...50 KAYNAKLAR D Z N...53 EKLER...57 Ek 1 Malt Üretim A amalar...59 Ek 2 Bira Üretim A amalar...60 Ek 2(a) ra Üretimi...60 Ek 2(b) Fermantasyon, Filtrasyon...61 Ek 3 Malt Enzimlerinin Optimum Çal ma S cakl k ve ph lar...62 Ek 4 Fermantasyonda Alkol Olu umu...63 Ek 5 Ara t rmada Kullan lan Maltlar n Kalite Kriterleri...64 Ek 6 Arpa ve Malt -Glukan Analizi Sonuçlar...65

11 xiii Ç NDEK LER (devam) Sayfa Ek 6(a) Tokak Çe idi Ek 6(b) Vanessa Çe idi Ek 6(c) Efes 28 Çe idi Ek 6(d) Prestij Çe idi Ek 7 ra -Glukan Analizi Sonuçlar Ek 7(a) Tokak çe idi Ek 7(b) Vanessa Çe idi Ek 7(c) Efes 28 Çe idi Ek 7(d) Prestij Çe idi Ek 8 ra Kalite Özellikleri Ek 9 Bira -Glukan Analizi Sonuçlar Ek 9(a) Tokak Çe idi Ek 9(b) Vanessa Çe idi Ek 9(c) Efes 28 Çe idi Ek 9(d) Prestij Çe idi Ek 10 Üretilen Biralar n Kalite Özellikleri Ek 11 Bira Kalite Özelikleri Aras ndaki Korelasyon Katsay lar ÖZGEÇM... 74

12 xiv

13 xv EK LLER D Z N ekil Sayfa 2.1 -Glikoz molekül dizili i Arpa kesiti glukanlar n parçalanmas Çimlendirmede enzimler Amiloz molekül yap s Amilopektin molekül yap s Arpadan malta -glukan azalmalar ra örneklerinde -glukan oranlar Bira örneklerinde -glukan oranlar... 45

14 xvi

15 xvii Ç ZELGELER D Z N Çizelge Sayfa 2.1 Glikozidik ba lar n pozisyonlar na göre -glukanlar Biral k arpa özellikleri Malt üretimi proses ko ullar Kullan lan maltlar n enzim aktiviteleri Bira üretimi s ras ndan uygulanan may eleme ko ullar... 31

16 xviii

17 Simgeler xix S MGELER ve KISALTMALAR D Z N Aç klama % (v/v) Yüzde hacimce % (w/w) Yüzde a rl kça 0 C Santigrat derece C 2 H 5 OH C 6 H 12 O 6 CO 2 Etil alkol Glikoz Karbondioksit cp g Santi poise Gram hl Hektolitre k.m. Kg Kuru madde Kilogram Mg Miligram ml Mililitre mm NaH 2 PO 4 2H 2 0 NaOH milimetre Sodyum dihidrojen orto fosfat dihidrat Sodyum hidroksit nm R Nanometre Koralasyon katsay s

18 xx S MGELER ve KISALTMALAR D Z N (devam) rpm Dakika devir Alfa Beta Standart sapma K saltmalar AACC ASBC DMS EBC GOPOD MEBAK NIR PVPP Amerikan Klinik Kimya Derne i Amerikan Bira Kimyac lar Derne i Dimetil sülfit Avrupa Bira Üreticileri Toplulu u Glikoz oksidaz/peroksidaz çözeltisi Orta Avrupa Birac l k Analiz Komisyonu Near nfared spektroskopy Poli vinil poli prolidon

19 1 1. G R Kaynaklar n nispi olarak k t, buna kar n ihtiyaçlar n sürekli olarak artt ve ekonomik problemlerin her dönemden daha çok tart ld günümüzde ekonomik ve sosyal alanlarda ortaya ç kan de i imler, i letmelerin yo un bir rekabet ortam nda üretim ve sat faaliyetlerini yerine getirmelerini zorunlu k lm t r. Bu yo un rekabet ortam nda i letmeler yerel ve küresel pazarlarda varl klar n devam ettirebilmek, rekabet güçlerini koruyabilmek, maliyet-zamanlama, kalite-teknoloji hedeflerini e zamanl ve en uygun düzeyde gerçekle tirebilmek için büyük çaba sarfetmektedirler. Yüksek kaliteli ve dü ük maliyetli ürün ve hizmet üretmek i letmelerin temel hedefi haline gelmi tir (Alagöz vd., 2005). Birac lar da hammaddeleri malttan sorunsuz bira üretimi yapmak isterler. Bira üretim sürecinde filitrasyon problemleri, bitmi ürün birada bulan kl k ve istenmeyen tortular olu turan glukanlar yönünden yeterli çözünmenin oldu u maltlar tercih ederler (Özkara, 1997). Ülkemizde biral k yönde slah edilmi arpa çe itleri olmamas nedeniyle, malt fabrikalar m z mevcut çe itlerden yap lan analizler ile sat n ald klar arpalar i lemektedirler. Malt ve bira sanayinin h zla geli mesi, biral k arpa ile ilgili çal malara h z kazand rm t r. Günümüzde malt ve bira sektöründe temel hammadde olarak kullan lan arpa çe itleri üzerindeki ara t rma ve kalite çal malar büyük önem kazanarak, i letmelerin anahtar durumuna gelmi tir. Malt iç tüketiminin yan nda, ihracat n n da günden güne artmas, dünya standartlar nda kaliteli biral k arpa çe itlerinin geli tirilmesi zorunlulu unu ortaya ç karm t r. Ülkemiz malt ve bira sektörünün en önemli sorunu, tar m yap lan arpa çe itlerimizde kalitenin istenilen düzeyde olmamas d r. Yurdumuzda arpa-malt-bira kalitesi ile -glukanlar n ili kisini inceleyen sadece iki çal ma bulunmaktad r ve bu çal malar arpa-malt düzeyinde kalm t r. Dünya malt ve bira ticaretinde önemli geli me gösteren Türkiye nin bu konuda daha iyi bir konuma gelebilmesi için, arpa, malt ve bira konular nda daha detayl

20 2 ara t rmalara gereksinimi duyulmaktad r. Bu çal mada arpa-malt-bira kalitesi ile -glukanlar n ili kisi ele al narak, malt ve bira üreticilerinin sorunlar na yönelik olarak malt-bira üretiminde kullan lacak çe itli arpalar n -glukan içerikleri saptan p bira kalitesi üzerine etkileri ara t r lm t r. Bu amaçla çal mada kullan lmak üzere Anadolu Birac l k Malt ve G da San. A.. Tar msal Ara t rma Bölümü'nden de i ik arpa çe itleri temin edilmi tir. Bu arpa örneklerinin, bu örneklerden üretilen maltlar n ve bu maltlardan üretilen biralar n -glukan içerikleri belirlenerek bira kalitesi aras ndaki ili kiler ara t r lm t r. Bu çal mada gerekli olan analizler ve bira üretimi Anadolu EFES Birac l k ve Malt San. A.. zmir Bira Fabrikas nda yap lm t r. Bu çal mada kullan lan analiz metotlar, birçok malt ve bira üreticisi taraf ndan kullan lan, Orta Avrupa Birac l k Teknolojileri Analiz Komisyonu (MEBAK) analiz metotlar d r.

21 2. L TARATÜR ÖZET Beta Glukan Nedir? Glukanlar, glikozidikk ba lar ile ba l D-glikoz polimerlerinden olu an uzun polisakkarit zincir yap s ndaki moleküllerdir. Molekül formülleri (C 6 H 10 O 5 ) n dir. Polisakkarit zincirinde D-glikoz birimlerinin ba tipine göre -glukanlar ve -- glukanlar olarak isimlendirilirler. -glukanlar polisakkarit zincirinde -1,4 ve -1,6 glikozidik ba lar ile ba lanm D-glikoz birimlerinden olu ur. En önemlileri ni asta ve glikojendir. -glukanlar ise polisakkarit zincirinde -1,3, olu ur. Molekül dizili indeki i -1,4 veya -1,6 glikozidikk ba lar ile ba lanm D-glikoz birimlerindenn farkl l klar beta-glukanlar n etkinli ini belirleyen faktörlerden biridir. Beta glukanlar, polisakkarit zincir yap s ndaki glikozidik ba lar n pozisyonlar na göre isimlendirilirlerr ( ekil 2.1, Çizelge 2. 1). ekil 2.1, -Glikoz molekül dizili i (Anon., 2009a).

22 4 Çizelge 2.1, Glikozidik ba lar n pozisyonlar na göre -glukanlar (Anon., 2009a). Molekül Ad Glikozidik Ba Molekül Dizili i Selüloz -1,4 Curdlan 1,3 Laminarin 1,3 ve 1,6 (1 3): (1 6) oran 3:1 Chrysolaminarin 1,3 ve 1,6 (1 3): (1 6) oran 11:1 Lentinan 1,6: 1,3 Lichenin 1,3 ve 1,4 Tah l -glukanlar 1,3 ve 1,4 (1 3): (1 4) oran 3:1veya 4:1 Pleuran 1,3 ve 1,6 Zimosan 1,3

23 5 Beta glukanlar, ekmek mayas hücre duvar, birçok tah l ve mantar gibi farkl kaynaklardan elde edilebilmektedir. Çözünebilen ve çözünmeyen formlar vard r. Ekmek mayas ndan elde edilen çözünmeyen bir beta glukan olan pleuran ( - 1,3 ve -1,6 glukan) ba kl güçlendirici özellikleriyle dikkat çekmektedir. Ba kl k sistemimizin ilk savunmas n yapan makrofajlar (beyaz kan hücreleri) üzerindeki özel yüzeylere ba lanarak, ba kl k sistemini aktive etmesinden dolay y llard r "güçlü bir ba kl k sistemi destekleyicisi" olarak ün yapm tamamen do al bir besin deste idir. Enfeksiyonlara kar savunmadan sorumlu hücrelerini aktive etti inden yabanc hücreleri sar p yok eden ve vücudun koruma mekanizmas n harekete geçiren bir seri etkiyi ba latt gözlenmi tir. Bunun sonucu da güçlü bir ba kl k sistemidir. Ayr ca, kolesterol ve kan ekeri düzeylerinin azalmas na katk da bulundu u, vücutta hasarl dokular n iyile mesine destek oldu u belirtilir (Yi it ve Benli, 2005). Tah l kökenli beta glukanlar çözünebilen beta glukanlar olup, arpa ve yulafta, çavdar ve bu daya göre daha yüksek oranlarda bulunurlar. Arpada glukan düzeyinin ortalama % 2-10 aras nda de i ti i belirtilmi tir. -glukan arpadaki ni asta d ndaki polisakkaritlerin büyük bir k sm n olu turur. Endosperm hücre duvarlar n n yakla k olarak % 70 oran nda yüksek molekül a rl kl 1,3-1,4 ba l -D-glukanlardan olu tu u, aleuron hücre duvarlar nda ise bu oran n % 10 dan az oldu u belirtilmektedir (Kuusela et al., 2004). Birac lar, hammaddeleri malttan sorunsuz bira üretimi yapmak isterler. Bira prosesinde filtrasyon problemleri, bitmi ürün birada bulan kl k ve istenmeyen tortular olu turan glukanlar yönünden yeterli çözünmenin oldu u maltlar tercih ederler. -glukanlar birac l kta alkol, enerji, ekstrakt verimi yönünden önemlidir. -glukanlar n malttaki çözünürlükleri tam gerçekle medi i zaman ekstrakt kayb na yol açarlar ve filtrasyonu olumsuz yönde etkilerler. Tam parçalanmayan ürünler olarak birada jel bulan kl yapmakta, viskozite artmas na neden olmaktad rlar (Özkara, 1997).

24 Beta glukan analizleri -glukan analizleri günümüzde; 1. Viskozimetrik, 2. Enzimatik, 3. Florimetrik, 4. NIR (Near Infrared Spectroscopy) analizler olarak dört farkl yöntemle gerçekle tirilmektedir. Vis and Lorenz (1996) Birac l kta -glukan n önemi ve analiz yöntemleri üzerine yapt klar çal mada vizkozimetrik yöntemde -glukanlar ile birlikte -glukan olmayan polisakkaritlerinde elde edildi ini ve bunun gerçek -glukan miktar n n tespitinde sorunlar olu turdu unu belirtmi lerdir. Calcoflour Floresans yöntemi olarakta bilinen florimetrik -glukan analiz yönetimi -glukanlar n floresans ço alt c taraf ndan boyanarak bulunmas esas na dayanmaktad r. Vis and Lorenz (1996), bu yöntemin ra ve birada bulunan glukanlar n bulunmas nda kullan labilece ini ve bu yöntem ile 5x10 4 ten dü ük molekül a rl na sahip -glukanlar n tespit edilemedi ini belirtmi lerdir. Bu çal mada kullan lacak analiz yöntemi, yap lan ara t rmalar sonucunda; 1. AACC (Amerikan Klinik Kimya Derne i), 2. ASBC (Amerikan Bira Kimyac lar Derne i), 3. EBC (Avrupa Bira Üreticileri Toplulu u), 4. MEBAK (Orta Avrupa Birac l k Analiz Komisyonu)

25 7 taraf ndan günümüz ko ullar nda arpa, malt ve birada uygulanabilen en ba ar l yöntem olarak kabul edilen enzimatik -glukan analiz yönetimidir. Bu yöntem McCleary yöntemi olarakta bilinmektedir Arpa Arpa, Hordeum familyas ndan y ll k bir bitkidir. Arpa tanesi yakla k 8-12 mm uzunlukta, 3-4 mm geni likte ve 2-3 mm kal nl ktad r. Ba aklar ortalama 8 15 cm boyunda olup 2, 4 ve 6 s ral çe itleri bulunmaktad r. Arpan n içeri inde %9 ile %13 aras nda ham protein ve %67 civar nda karbonhidrat bulunur. Bir arpa tanesi genel olarak bir karyopsis ile ona d tan yap k bulunan iç kavuz, kapç k ve ba akç k ekseni kal nt s ndan olu ur. Karyopsis en d ta meye kabu u (pericarp) ve onun alt nda tohum kabu u (testa) ile bunlar taraf ndan çepeçevre sar lan besi doku (endosperm) ve embriyoyu kapsar ( ekil 2.2). Endosperm, çimlenmede embriyoya besin sa layan depo organ d r. Endospermin d k sm nda, testan n hemen alt nda aleuron tabakas bulunur. Aleuron tabakas, tanede endospermin en d ndaki iri ve tek s ral hücrelerden meydana gelen kül ve proteince zengin olan tabakad r (Anon., 2009a). Arpa, dünyada oldu u gibi Türkiye de de ekim alan ve üretim yönünden bu daydan sonra 2. s ray alan tah ld r. Önceleri insan beslenmesinde kullan lan arpa, bugün hayvan beslenmesinde ve bira sanayinde olmak üzere ba l ca iki amaçla yeti tirilmektedir (Akdeniz vd., 2004).

26 8 ekil 2.2, Arpa kesiti (Hornsey, 1999) Türkiye de arpa üretimi 6 milyon tondur. Toplam arpa üretimi içerisinde ise biral k arpa üretim miktar 520 bin ton civar ndad r. Bu rakam ülkemizdeki malt kapasitesi için gerekli olan arpa ihtiyac n n sadece % 3.5'idir. Ancak kalitenin uygun olmamas nedeniyle, bu miktar n temininde zaman zaman güçlükler ya anmakta ve bu hammadde aç ithalat yoluyla kapat lmaktad r.

27 Biral k arpa kalite kriterleri Malt endüstrisi için arpa temel hammaddedir. Kavuz yap s, ni asta ve enzim zenginli i arpan n birac l k sektöründe vazgeçilmez hammadde olmas n sa lam t r (Özkara, 1997). Bira üretimi için gerekli olan malt, genellikle iki s ral beyaz arpalardan elde edilmektedir. Arpan n kullan m nedenleri; Arpa kavuzlu oldu u için depolama ve ta ma s ras nda taneyi korur. Malt üretimi s ras nda yüksek nem oranlar nda zarar görmez, da lmaz, nemi koruyarak çimlendirmeyi gerçekle tirir. Çimlenme s ras nda malt ve bira endüstrisinin temel enzimlerini olu turur. Bu enzimler ba l ca, ni asta, protein ve glukanlar parçalayan enzimlerdir. ra üretimi s ras nda kavuz, filtrasyonu kolayla t r r. Malt üreticileri uygun arpa ile kaliteli malt üretmek isterler. Bunun için hammadde (arpa) kalite standartlar geli tirmi lerdir. MEBAK a göre biral k arpa temel özellikleri Çizelge 2.2. de görülmektedir.

28 10 Çizelge 2.2, Biral k arpa özellikleri (MEBAK, 1984). Özellikler Standart 2,8 + 2,5 mm Elek Üzeri (1.kal) Minimum % 80 2,2 mm Elek Alt (Art k) Maksimum % 5,0 Çimlenme Yetene i (Canl l k) Minimum % 98 Protein Maksimum % 11,5 Nem Maksimum % 12,0 Kavuz nce, parlak, hasars z 2.3. Malt Türk G da Kodeksi Yönetmeli i 2006/33 no lu bira tebli inde (2006), malt, bira üretiminde kullan lan ba ta arpa olmak üzere di er tah l n kontrollü ko ullarda su ile çimlendirildikten sonra kurutulup kavrulmu hali olarak tan mlanmaktad r. Dünyadaki malt üretiminin %95 i bira üretiminde kullan l r. Malt ayr ca viski üretimininde, amilaz kayna olarak ekmek, bisküvi ve pasta sanayinde, un kar mlar nda, çikolata süt ve tekstil sanayinde de kullan lmaktad r (Özkara, 1997) Malt üretim a amalar Malt üretimi, haz rlama, yumu atma, çimlendirme, kurutulup kavrulma a amalar ndan olu maktad r (Bkz. Ek1).

29 Haz rlama Malt üretiminin ilk a amas arpalar n temizlenip, s n fland r larak malt üretimi için haz r hale getirilmesidir. Arpa tarladan hasat edildi i gibi sat n al nd ndan içinde yabanc maddeler içerir. Bu yabanc maddeler malt kalitesinin bozulmas yan nda, makinelerde de ar zalara yol açabilirler. Arpalar ta, toprak, metal ve di er yabanc maddelerinden temizlenir. Temizlenen arpalar triyörlerden geçirilerek k r k daneler ay l r. Daha sonra eleme i lemi yap larak arpalar iriliklerine göre s n fland r l r Yumu atma Arpan n nem içeri i ancak daneyi canl tutabilecek düzeydedir (% 9-13). Arpalar n çimlenebilmesi için nem, s cakl k ve oksijene ihtiyaç vard r. Yumu atman n amac arpan n h zl bir ekilde su almas n sa lamak (%40-45), çimlendirmede meydana gelecek enzimatik faaliyetlerin temelini olu turmakt r. Yumu atmada kullan lan suyun s cakl o C dir. A a daki formülden görülece i gibi arpa danesi yumu atma esnas nda solunum yapar ve oksijene ihtiyaç duyar C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + ENERJ Su alt nda kalan arpa tanelerinin havalanmalar n sa lamak gereklidir. Ayn zamanda kavuz üzerinde bulunan yabanc maddelerde su üzerinde toplan r. Bu nedenlerden dolay zaman zaman su bo alt l r. Bu bo altma i lemiyle arpa içindeki bos dane ve kavuz parçalar da su üzerinden ta r larak uzakla t r l r. Yumu atma sonunda danede ula lmas gereken % 45 neme yakla k 15 0 C s cakl kta saatte ula l r.

30 Çimlendirme Çimlendirmenin amac, danede en az besin maddesi kayb yla, may eleme için gerekli enzimlerin aktivitesinin artt r lmas besin maddelerinin may elemede hidroliz için uygun hale getirilmesidir. Çimlenme ile arpa bünyesinde enzim olu umu geli ir. Enzimler arpa bünyesinde bulunan polisakkaritleri ve polipeptitleri, maltoz, glikoz ve aminoasit gibi küçük moleküllü bile iklere indirgerler. Bu bile ikler birac l k için ekstrakt ve fermente olabilen ürünlerdir (Hoseney 1994; Özkara dan 1997). Çimlendirmede esas, mümkün olan en k sa yaprakç k uzunlu unda en iyi erimeyi elde etmektir. Çimlenmenin meydana gelebilmesi için nem, s cakl k ve oksijenin istenen düzeyde olmas gerekir. Bunu sa lamak için kar t rma, nemlendirme, havaland rma ve so utma gibi çe itli önlemler al n r. Çimlendirme esnas nda arpan n nemi % ye ula r, çimlendirme sonunda ise nemin % 45, s cakl n ise 15 0 C olmas uygundur. Çimlendirmede görsel olarak kökçük ve yaprakç k uzar, hücre duvar erir. Ni asta ve protein parçalanarak suda çözünür hale gelir. En önemli morfolojik geli me endospermde meydan gelir. Endosperm hücre duvar n n ba l ca maddesi glukanlar, glukanaz, sellobiaz enzim kompleksleri ile glikoza kadar parçalan rlar. glukanlar n parçalanmas ekil 2.3 te görülmektedir. Küçük polisakkaritler -1,4 ba lar -Glukan -1,3 ba lar Endo-1,3(4)- -glukanaz -1,4 ba lar Sellobihidrolaz -1,3 ba lar Endo-1,4- -glukanaz -Gliksidaz Glikoz Oligosakkaritler ekil 2.3, glukanlar n parçalanmas

31 13 Malt kalitesi bu enzime s k s k ya ba l d r. Hücre duvarlar bu enzimlee parçalan r ve di er enzim gruplar bu a amadan sonra hücre içerisine girerlerr ( ekil 2.4.). Bunun tam olmamas kaliteyi ve verimlili i etkiler. ekil 2.4. Çimlendirmede enzimler (Anon., 2009b) Kurutma ve kavurmaa Kurutma ve kavurman n amac, çimlenmeyi ve erimeyi durdurmak ve yap lacak bira tipine göre malta karakteristik aroma ve renk kazand rmakt r. Kurutma ve kavurma s ras nda s cakl k 45 0 C tan, 85 0 C a kadar kademe kademee yükseltilir. Danenin nem oran % 45 ten % 4 civar na kadar dü ürülür.

32 2.4. Bira 14 Bira, Türk G da Kodeksi Yönetmeli i 2006/33 no lu bira tebli inde; sadece malt n veya malt ve ekstrakt maddelerinin ö ütülüp, s cak su ile belirli yöntemlerle i lenmesi sonucunda elde edilen ran n; erbetçiotu ile kaynat lmas ve so utulmas, bira mayas ile fermente edilmesi ve dinlendirilmesinden sonra, filtre edilerek veya edilmeyerek, pastörize edilerek veya edilmeyerek üretilen içinde çözünmü halde karbondioksit bulunan bulan k veya berrak içki olarak tan mlanmaktad r. Di er bir deyi le bira malt, eker, erbetçiotu, bira mayas ve sudan olu an çe itli tipte ve özelliklerde üretilebilen, içinde CO 2 ve dü ük oranda alkol bulunduran besleyici ve ferahlat c bir içecektir. Bira üretimi basit olarak; malt n ö ütülmesi, may eleme, ran n süzülmesi, ran n erbetçi otu ile kaynat lmas, ran n so utulmas, fermantasyon, dinlendirme (2. Fermantasyon), filtrasyon, dolum a amalar ndan olu maktad r (Bkz; Ek 2) Bira üretim a amalar Malt n ö ütülmesi Malt n bira üretiminde kullan labilmesi için ilk olarak ö ütülmesi gerekmektedir. Ö ütme i leminin amac endospermin tamamen un haline gelmesi, fakat kavuzun iri parçalar halinde kalmas n sa lamakt r. Kavuzun fazla parçalanmamas sadece kavuzdan biraya istenmeyen tat maddelerinin geçmesini engellemek için de il, ayn zamanda may enin süzülmesinde de gereklidir. Ö ütme i lemi kuru ve slak ö ütme olarak iki farkl ekilde gerçekle tirilebilir. Günümüzde birçok bira fabrikas nda slak ö ütme i lemi

33 15 uygulanmaktad r. Islatma ile kavuzun su alarak yumu amas gerçekle ir. Böylece de irmende daha az parçalanmas sa lan r May eleme May eleme malt n bile imindeki maddelerin enzimler ile parçalanarak suya geçirilmesi i lemidir. Maltta bulunan birçok madde, özellikle ni asta, selüloz, yüksek molekül a rl kl proteinler vb. suda çözünmezler (Kunze, 1996). Malt ö ütüldükten sonra yakla k 3 4 kat su ile kar t r l r. May elemede su ile kar t r lan ö ütülmü malt n çe itli s cakl klarda tutularak maltta bulunan suda çözünmeyen maddelerin özellikle ni asta ve proteinlerin enzimler yard m ile parçalan p suda erir duruma gelmeleri sa lan r. Yüksek nicelik ve istenilen nitelikte ekstrakt olu umu enzimlerin uygun s cakl k ve ph ortam nda ve uygun sürelerde çal t r lmas ile gerçekle ir. Bira maliyetini dü ürmek için may elemede ni astal katk maddeleri, özellikle m s r veya pirinç ilave edilir. Yurdumuzda üretilen biralarda pirinç kullan lmaktad r. M s r ve pirinç ni astas n n çiri lenme s cakl klar C yi bulmakta, hatta baz pirinç cinslerinde 90 0 C yi geçmektedir. Malt enzimleri bu s cakl klarda tamamen etkisiz kald ndan, böyle durumlarda s v la madan kalan ni asta malt üzerine aktar ld nda, kaynama s cakl ndan aniden C ye so uma sonucu retrogradasyona u rayarak kristalize olabilir. Bu ni asta kristalleri bundan sonra hiçbir de i ikli e u ramadan fermantasyona ta n rlar ve sorun yarat rlar. Bu tür tehlikeleri önlemenin tek yolu 90 0 C üzerinde çal abilen amilaz enzimlerinin kullan lmas d r. Enzim aktiviteleri dü ük maltlarla çal ld nda bu durum daha da belirgin olmaktad r. Bu tip maltlarda, malt may esinin de ekerlendirme gücü yüksek bir amilaz enzimi ile takviyesi gerekmektedir. Bundan sonraki i lemler tamamen enzimlerin çal mas için gerekli artlar n sa land bir diyagrama göre devam eder. Pilsen tipi biralar için standart bir

34 16 may elemee i lemi malttan gelen farkl enzimlerin aktivitelerine uygun s cakl k ad mlar ndan olu ur. May elemede enzimlerin optimumm çal ma s cakl klar Ek 3 te görülmektedir. May elemede ni astan n özellikle maltoza parçalanmas parçalanmas büyük önem ta r (Lewis and Young, 2006). ile proteinlerin Ni asta, amiloz ve amilopektin isimli iki polimerik karbonhidrat n (polisakkaritin) birle imidir. Amiloz, glikoz monomer birimlerinin -1,4 ba lant l larla uçuca eklenmesinden olu ur. ekil 2.5 ve ekil 2..6 da görüldü ü gibi amilozdan farkl olarak amilopektinde dallanma vard r. Ni asta suda çözünmez. Parçalanmas hidroliz yoluyla olur, bu reaksiyonu katalizleyen amilaz enzimleri glikozlar aras ndaki ba lar keserler. - amilaz ve -amilaz -1,4 ba lar n hidroliz ederler. ekil 2.5, Amiloz molekül yap s (Anon., 2009a).

35 17 ekil 2.6, Amilopektin molekül yap s (Anon., 2009a). Ni asta asitlerle do rudan do ruya glikoza, amilaz enzimleri ile de a rl kl olarak maltoz ve dekstrinlere parçalan r. Ni astan n parçalanmas çiri lenme, sulanma, ekerlenme a amalar ndan geçerek gerçekle ir. Ni astan nn parçalanmas olay kademeli bir olayd r. Parçalanma ürünleri ilk a amada iyotla mavi renk veren amilodekstrin, ikinci a amada iyotla k rm z renk veren eritrodekstrin, üçüncü a ama ise iyotla renk vermeyen akrodekstrindir. tee may elemede bu son a amaya ula mak artt r. Akrodekstrinlerden de maltoz olu ur. May elemede proteinlerin parçalanmas ni astaya nazaran daha azd r. Malttaki proteinlerin yakla k %35 i parçalanma ürünü olarak raya geçer. Malttaki azotlu maddelerin en çok %42 si raya geçer, di er k sm raya geçmez, küspede kal r. Di er taraftan biran n kalitesine iyi etki yapmad ndan ran n çok fazlaa azotlu madde içermesi istenmez. Zaten bir k s m protein de kaynatmada a koagule olur ya da tamamen çöker.

36 18 Proteinleri proteolitik enzimler parçalar. Proteolitik enzimlerin say lar çoktur. Fakat bunlar genellikle proteinazlar ve peptidazlar olarak ikiye ayr l rlar. Proteinazlar proteinleri albumozlara, peptonlara, polipeptitlere parçalarlar. Peptidazlar ise proteinleri aminoasit birimlerine kadar parçalarlar. May elemedeki uygun olmayan ph da ve yükselen s cakl kta inaktif hale geçerler. Bu nedenle may elemede peptidazlar pek faaliyette bulunamazlar ve formal nitrojen olu umuna neden olurlar. Ayr ca fitaz enzimi organik fosfat bile iklerini inozit ve inorganik fosfata çevirirler (Türker, 1977). -glukanlar parçalayan -glukanaz enzimi için en uygun s cakl k 45 0 C dir. Hem arpa hem malt önemli ölçüde -glukanaz enzimi içerirler. May elemede glukanlar, ni astan n çiri lenme s cakl na (55 0 C) kadar çözünememektedir (Kühbeck et al., 2005). Fakat yüksek moleküllü -glukan polimerlerini parçalayarak etkisiz hale getiren malt -glukanaz enzimi s cakl k yükseldikçe h zla bozunur. Az çözünmü maltlar kullan ld nda bu sorun çok ciddi boyutlara, süzme sorunlar na ve verim kayb na neden olabilmektedir (Kanauchi and Bamforth, 2008). Kühbeck et al.,(2005), -glukan slubiaz enziminin aktivitesinin 50 0 C den itibaren artt n ve 65 0 C de en yüksek konuma gelerek 72 0 C de tamamen aktivitesini kaybetti ini belirtmektedir. Bu sorun göz önüne al narak geli tirilen -glukan slubiaz enzim kar mlar kullan larak -glukan sorunu önlenmeye çal lmaktad r. Bu enzim kar mlar 65 0 C de en yüksek aktivite de erlerine ula makta ve kat fazda bulunan beta-glukanlar yüksek molekül a rl kl may ede erimi beta-glukanlara çevirmektedir. Arpa % 0.2 oran nda suda erir hemiselüloz ( a rl kla ksilanlar ) içerir. Bu oran, çimlenme s ras nda üç misli artarak maltta % 0.7 civar na ula r. Bu maddeler hem viskoziteyi hem de küspenin su tutmas n artt r rlar. Kullan lan enzim kar mlar içerdikleri hemiselülaz ve ksilanaz enzimleri sayesinde bunlar önleyerek hem süzmeyi kolayla t r r, hem de ekstrakt verimini artt rlar (Orba Biyokimya, 2009). Ayr ca bu enzim kar mlar kullan ld nda; May e viskozitesi dü er, süzme h z artar, Ekstrakt verimi % 1-2 artar,

37 19 Bira süzmesi kolayla r, filtre kapasitesi artar, Kieselghur, i çilik ve zaman tasarrufu sa lan r, Bira stabilitesi artar May enin süzülmesi May eleme i lemi tamamland ktan sonra, süzme i lemi gerçekle tirilir. May elemede elde edilen ran n süzülmesi i lemi iki a amal yap l r. Önce ra süzülür, daha sonra kalan küspe s cak su ile y kanarak bütün ekstrakt al nmaya çal l r. Kat -s v kar m halinde bulunan ra, süzme kazan içinde süzülerek küspesinden ar nd r l r ve ra elde edilir Kaynatma ray kaynatman n sebebi ran n bile imini dengeli hale getirmek ve ayn zamanda erbetçiotundan biran n karakteristi i olan ho koku ve lezzet maddelerini raya geçirmektir. Kaynatma i leminin yap lma nedenleri a a da listelenmi tir (Denk et al.,2000). 1. Yüksek s cakl klarda mikroorganizmalar n ölmesi ile ran n sterilizasyonu sa lan r. 2. Kaynatma esnas nda proteinlerin 1/5-1/6 s n n çökmesi ile ileriki a amalarda bulan kl k olu maz. 3. Enzimler de protein yap s nda olduklar ndan s cakl kla denature olurlar. Kontrol d reaksiyonlar önlenir.

38 20 4. erbetçiotundaki ekstrakt maddeleri raya geçer. Yüksek s cakl k sayesinde bitter erbetçi otlar nda bulunan maddelerin izomerizasyonu sa lan r. Böylece biran n kendine has tat ve aromas olu ur. 5. May e süzülmesi s ras nda kat lan y kama sular n n fazlas buharla t r larak uygun ekstraktta ra elde edilir. 6. Uçucu maddelerin radan ayr lmas sa lan r. 7. Baz reaksiyonlarda (Karamelizasyon vb.) renk olu umu sa lan r. May enin süzülmesi sonucunda elde edilen ra kaynatma kazan na al narak kaynat l r. Kaynatma i lemi yakla k 2 saat sürer. Kaynatma s ras nda raya erbetçi otu ilave edilir. raya ilave edilen erbetçi otunun 1/2 si kaynatman n ba lang c nda, 1/4 ü 1 saat sonra ve geri kalan 1/4 ü de kaynatma i leminin bitmesine dakika kala ilave edilir. Böylece ba lang çta bulunan reçinelerin izomerize olarak rada çözünmeleri sa lan rken son bölümde uçucu ya lar n biran n aromas n iyile tirmesi sa lan r. Kaynatmada ayr ca eker ve uruplar n ilavesi ile de daha fazla bira elde edilir ve eker fiyat ekstrakttan daha ucuz oldu u için biran n maliyetini dü ürür. Kaynatma sonunda ise erbetçiotunun radan hemen ayr lmas gerekir. Aksi halde erbetçiotu raya ho olmayan tat verir. Kaynatmas biten ralar erbetçiotu süzgecine pompalan r So utma erbetçiotu ve di er tortu olu turan maddeler ayr ld ktan sonra ran n so uklu u 8 12 ºC ye dü ürülür. So utman n amac fermantasyonda mayalar n

39 21 çal abilece i uygun bir ortam yaratmakt r. Günümüzde ra so utma i leminde kapal sistem plakal so utucular kullan l r. radaki koagüle olabilir proteinlerin (so uk tortunun) ayr lmas ve ran n fermantasyon için bir miktar oksijen almas gereklidir (Türker, 1977). Bundan dolay so utulan ra sedimantasyon tank na al narak 2 3 saat bekletilir. Bekletme sonras nda çökelen tortular ndan ar nan ra fermantasyon tank na al n r Fermantasyon ra, istenen so uklu a ula t zaman içine maya ve hava dozlanarak fermantasyon tank na al n r ve bira üretiminin en önemli a amas olan fermantasyon ba lat lm olur. Birac l kta iki farkl fermantasyon sistemi bulunmaktad r. 1. Alt fermantasyon 2. Üst fermantasyon Alt fermantasyon yönteminde mayalama s cakl genellikle 8 12 ºC civar ndad r. Fermantasyon sona erdikten sonra maya dibe çöker. Mayalama süresi üst fermantasyon yöntemine göre daha uzun süreli ve yava olur. Bu süre ortalama 8 10 gündür. Alt fermantasyon yönteminde Saccharomyces uvarum maya olarak kullan l r (Priest and Stewart, 2006). Üst fermantasyon yönteminde mayalama s cakl ºC aras nda gerçekle ir ve mayalama sonunda maya üstte toplan r. Üst fermantasyon yönteminde biran n olu umu 3 6 gün aras nda gerçekle ir. Üst fermantasyon yönteminde Saccharomyces cerevisiae maya olarak kullan l r (Priest and Stewart, 2006). Fermantasyon ba lang c nda maya, tank n içinde kendisini ço altmas ve rayla gerekli reaksiyona girebilmesi için oksijene ihtiyaç duyar. radaki oksijen tamamen kullan ld nda anaerobik ortam olu ur ve maya ra ekerini etil alkol

40 22 ve karbondioksite dönü türür. Mayan n bu etkile imi ayn zamanda biran n olu mas n sa lar (Bkz. Ek 4). C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH (aq) + 2CO 2 + ENERJ Fermantasyon i lemi ekzotermik bir reaksiyondur ve olu an s n n fermantasyon tank ndan uzakla t r lmas gerekir. Bu amaçla fermantasyon tank n n çeperleri so utucu glikol ak kanlar ile so utularak s cakl k sabit tutulur. Fermantasyon boyunca her gün ekstrakt de erleri ölçülür. Maya taraf ndan ekstraktt belirli bir dereceye dü ürülmü olan ra fermantasyon i leminin ilk a amas n tamamlam olur. Bu arada yan ürün olarak da yüksek alkoller, esterler, aldehitler, diasetil, gliserin ve asitler olu ur (Priest and Stewart, 2006) Dinlendirme Dinlendirme bira üretiminde son a amad r. Birac l kta dinlendirme a amas na ikinci fermantasyonda denilir. Dinlendirmenin amaçlar ; 1. Esas fermantasyon sonunda bira içinde kalan %1-2 lik ekeri fermente etmek, 2. Tortular n ve kalan mayan n dibe çökmesini sa lamak, 3. Biraya karbondioksit vermek ve bas nç yaparak karbondioksitin bira içinde kalmas n sa lamak, 4. Bira tad n n tam olarak olgunla mas n sa lamak, olarak s ralanabilir(briggs et al., 2004). Fermantasyonu tamamlanan genç biran n s cakl saat içerisinde 3 5º C ye dü ürülür. Bu so utma i lemi

41 23 s ras nda maya alt k s mda toplan r. Alta toplanan maya al n r. Genç biran n s cakl -1 0º C ye dü ürülerek tanklarda dinlendirilir Fermantasyon ve dinlendirilmenin sonland r lmas Fermantasyon ve dinlendirme a amas günde tamamlanm olur. Fermantasyon ünitesi bira üretim basamaklar ndan en çok kayb n verildi i yerdir. Bu kay p % 4 lere kadar ula abilir. Fermantasyonun sonland r lmas için karbondioksit miktar, berrakl k, tat ve koku gibi özelliklerde kontrol edilir. Dinlendirmeden sonra bira süzme i lemi için filtrasyon ünitesine gönderilir Filtrasyon Dinlendirme sonunda tortu maddeleri her ne kadar dibe çökse de bira yine hafif bulan k ve tortuludur. Filtrasyon, biradaki maya ve di er bulan kl k kayna maddelerin ayr lmas i lemidir (Kunze, 1996). Filtrasyon i lemi üretimin dolumdan önceki son basama oldu u için büyük önem ta r. Filtrasyonda baz noktalara dikkat etmek gerekir. yi filtrasyon, biran n filtre içindeki s cakl n n yükselmesine engel olarak tortular n ayr t r lmas d r (Priest and Stewart, 2006). Biradaki karbondioksit kayb önlenmelidir. Ayr ca biran n hava ile temas etmesi ve okside olmas engellenmelidir. Filtre i leminden iyi bir sonuç elde etmek için biray mümkün oldu unca so utmak gerekmektedir. Biran n so utulmas n n nedenleri (E linger,2009);

42 24 Bira içindeki ay rmak istedi imiz maddelerin çözünürlü ünü azaltmak, Mayalar tortu haline getirerek ayr lmalar n kolayla t rmak, Karbondioksitin çözünürlü ünü artt rarak biraya karbondioksit verilmesine karbondioksitin bira içinde kalmas n sa lamak, Filtrasyon s ras nda biran n köpürmesini engellemek, olarak s ralanabilir. So utulan biraya belirli miktarda karbondioksit verilir. Karbondioksit biraya tat veren bir gazd r. Biraya bas nç sa lamakta kullan l r. Karbondioksitin oksijenden daha fazla çözünme yetene i oldu undan oksijeni uzakla t rmakta kullan l r. Karbonize edilen bira s ras yla Kieselguhr Filtresi, PVPP (Poli Vinil Poli Prolidon) filtresi ve Trap filtreden geçirilir. Kieselguhr filtrelerde maya, ra kal nt lar, büyük moleküllü partiküller ile kolloidal baz yap lar tutulur. Bu filtrelerde fiziksel bir ay rma ve adsorbsiyon kanunlar rol oynar (Hornsey, 1999). PVPP, beyaz renkli yapay bir proteindir. Birada erimez filtre arac olarak kullan l r. PVPP filtresi içinde bu madde polifenollerle birle erek bir kompleks olu turur ve böylece polifenoller biradan ayr l r. Polifenoller bulan kl a ve renkte koyula maya yol açt klar için uzakla t r lmak istenmektedir. PVPP kullan m n n di er bir amac da filtre sonras biran n raf ömrünü artt rmakt r (Hornsey, 1999). Trap filtre filtrasyonda güvenli in tam sa lanmas için gereklidir. E er filtrelerde tutulamayan maddeler varsa bunlar Trap filtrede tutulur. Böylece oldukça berrak bir bira elde edilir. Filtre edilen bira çekme tank denilen tanklara doldurulur ve dolum a amas na haz r hale gelir.

43 Bira dolum i lemleri Filtre edilmi bira dolum tanklar na al narak, i e, kutu ve f ç lara özel dolum sistemleriyle doldurulur. i eler, i e y kama hatlar na al n r. i e y kama hatt na giren i eler ters çevrilerek s cak kostik ve s cak suyla y kan r. En son olarak so uk suyla y kanarak temizleme i lemi tamamlan r. Y kama makinesinden ç kan i eler kontrol sisteminden geçerek kirli veya hasarl olup olmad klar otomatik olarak kontrol edilir. Kirli i eler yeniden y kamaya gönderilirken, hasarl i eler imha edilir. Kontrolleri gerçekle en i elerin içerisindeki hava vakumlanarak, karbondioksit kar bas nc alt nda bira doldurulur. Dolum s ras nda dikkat edilmesi gereken noktalar unlard r; a) Biran n O 2 ile temas n n engellenmesi b) Karbondioksit kayb n n olmamas Doldurulup kapat lan i eler, biyolojik raf ömürlerini uzatmak için pastörizasyon i leminden geçirilir. Pastörizasyon tüneli içerisinde üzerlerine s cak su püskürtmesi yoluyla 63 ila 65 ºC ye kadar s t lan i eler, pastörize olduktan sonra yeniden kademe kademe so utulur. Pastörizasyon i lemi biran n kolloidal stabilitesinde, renginde ve tad nda de i ikliklere neden olabilir. Bundan dolay pastörizasyon i leminin süresi ve s cakl önem ta maktad r. Pastörizasyon i leminden sonra i elerin etiketleme i lemi gerçekle ir Bira kalite kriterleri tarih say l resmi gazetede yay nlanan 2006/33 say l bira tebli ine göre bira ürünü alkol ve renk de erlerine göre s n fland r lm t r.

44 26 Bira hacmen alkol miktarlar na göre dörde ayr l r (%v/v) 1. Alkolsüz bira < 0.5 % 2. Dü ük Alkollü Bira % 3. Bira 3 6 % 4. Yüksek Alkollü Bira 6 10 % Biralar renklerine göre üçe ayr l r 1. Aç k Renkli Bira <15 EBC 2. Koyu Renkli Bira EBC 3. Siyah Bira 3 6 EBC Ayr ca bira tebli ine göre; Karbondioksit miktar en az a rl kça % 0.3 olmal d r. ph de eri >3.8 - < 4.8 olmal d r. Aromal biralarda ph de eri >2 ->4.8 aras nda olmal d r. Bu Tebli de yer alan ürünlerde hammadde olarak kullan lan malt n oran en az %60 olmal d r. Orta Avrupa Birac l k Analiz Komisyonu birada ac l k, alkol, görünür ekstrakt, gerçek ekstrakt, orijinal ekstrakt bulan kl k, CO 2, toplam oksijen, diasetil, iyot, fan, köpük, son fermantasyon derecesi, fermantasyon

45 27 derecesi, fermantasyon derecesi fark, ph, polifenol, protein hassasiyeti, so uk bulan kl k, pastör efekti, stabilite ( 7 gün, forcier), renk, SO 2 gibi özelliklerin kalite parametresi olarak ele al nabilece ini belirtmektedir.

46 28 3. MATERYAL VE METOTLAR 3.1.Materyal Bu çal mada kullan lmak üzere Anadolu Birac l k Malt ve G da San. A.. Tar msal Ara t rma Bölümü'nden bira üretiminde kullan lan; 1. EFES 28 ( Güney Do u Anadolu ) 2. Tokak ( ç Anadolu ) 3. Vanessa (Almanya) 4. Prestij ( ngiltere) arpa çe itleri temin edilmi tir. Bu arpa örneklerinin, bu örneklerden üretilen maltlar n ve bu maltlardan üretilen biralar n -glukan içerikleri belirlenerek bira kalitesi aras ndaki ili kiler ara t r lm t r. Bu çal mada gerekli olan analizler Anadolu EFES Birac l k ve Malt San. A.. zmir Bira Fabrikas laboratuarlar nda yap lm t r. 3.2.Metotlar Malt üretimi Çal mada kullan lan arpalar Anadolu Efes Birac l k ve Malt San.A.. Çumra malt fabrikas nda Çizelge 3.1 de görülen proses ko ullar nda malta i lenmi tir. Ara t rmada kullan lan maltlar n kalite kriterleri Ek 5 te görülmektedir.

47 29 Çizelge 3.1.Malt üretimi proses ko ullar Tokak Efes 28 Vanessa Prestij Yumu atma Süre (Saat) S cakl k ( 0 C) Nem (%) Gün S cakl k ( 0 C) Nem (%) Çimlendirme 2. Gün 3. Gün S cakl k ( 0 C) Nem (%) S cakl k ( 0 C) Nem (%) Gün S cakl k ( 0 C) Nem (%) saat 55 6 saat saat 55 6 saat saat saat saat saat Kurutma Kavurma S cakl k ( 0 C) 55 6 saat 70 4 saat 65 5 saat 70 4 saat saat saat saat saat 65 7 saat 84 2 saat 85 2 saat 86 2 saat saat 76 2 saat Biti Nemi (%) 4.3 4,0 4,4 3,8

48 Kullan lan maltlar n enzim aktiviteleri Orba Biyokimya firmas laboratuarlar nda yap lan analizler sonucunda maltlar n -amilaz ve -glukanaz enzim aktiviteleri belirlenmi tir (Çizelge 3.2). Çizelge 3.2, Kullan lan maltlar n enzim aktivitileri. Malt cinsi Alfa-amilaz, u/g * Beta-glukanaz, u/g ** Tokak Vanessa Efes Prestij Bira üretimi Çal mada kullan lan maltlar ile Anadolu Efes Birac l k ve Malt San.A.. zmir Bira fabrikas nda bira üretilmi tir. Fabrikasyon ko ullar nda kullan lan kaynatma tanklar n n büyüklü ü 630 hl ve 730 hl dir. Fakat fermantasyonun gerçekle ece i tanklar n büyüklü ü 2700 hl, 3100 hl ve 4100 hl büyüklü ündedir. Bundan dolay bir fermantasyon tank n n doldurulmas için 5 ile 7 aras nda ra üretimi gerekmektedir. Bu çal mada 3100 hl lik fermantasyon tanklar kullan larak, her çe it için 6 adet ra üretilmi tir. Bira üretimi s ras nda uygulanan may eleme s cakl klar ve kullan lan enzim miktarlar Çizelge 3.3 te görülmektedir. * Alfa amilaz enzim aktivitesi için optimum ph aral , optimum s cakl k aral C dir. * * Beta glukanaz enzim aktivitesi için optimum ph aral , optimum s cakl k aral C dir.

49 31 Çizelge 3.3, Bira üretimi s ras ndan uygulanan may eleme ko ullar ra 1 ra 2 ra 3 ra 4 ra 5 ra 6 Ön May e 48 0 C 48 0 C 48 0 C 48 0 C 48 0 C 48 0 C 63 0 C 5 dk 63 0 C 5 dk 63 0 C 5 dk 63 0 C 5 dk 63 0 C 5 dk 63 0 C 5 dk May e 65 0 C 0 dk 65 0 C 0 dk 65 0 C 0 dk 65 0 C 0 dk 65 0 C 0 dk 65 0 C 0 dk 68 0 C 15 dk 68 0 C 15 dk 68 0 C 15 dk 68 0 C 15 dk 68 0 C 15 dk 68 0 C 15 dk 72 0 C 45 dk 72 0 C 45 dk 72 0 C 45 dk 72 0 C 45 dk 72 0 C 45 dk 72 0 C 45 dk Orbamil T 500 ml 500 ml 500 ml 500 ml 600 ml 600 ml Malt Orba flow 1100 ml 1100 ml 1100 ml 1100 ml 2000 ml 2000 ml Pirinç Termamyl 500 ml 500 ml 500 ml 500 ml 600 ml 600 ml Kullan lan enzimler Bira üretiminin may eleme a amas nda ni astan n ve -glukanlar n parçalanmas n n daha verimli olmas aç s ndan Orbamyl T, Orbaflow ve Termamyl isimli ticari enzimler kullan lm t r. Orbamil T, Orba Biyokimya firmas taraf ndan geli tirilmi tir. Bira sanayine özel, yüksek s cakl klara dayan kl alfa-amilaz (EC ) enzimidir. May e uygulamalar için özel olarak geli tirilmi olan bu enzim çok yüksek ni asta parçalama ve ekerlendirme etkisini hiçbir ph ayarlamas na gerek kalmaks z n do al may e ph de erlerinde gösterebilmektedir. Orba Flow enzimi de Orba Biyokimya firmas taraf ndan geli tirilen, bira sanayine özel maltta bulunan beta-glukan, ksilan ve hemiselüloz türü yap sal

50 32 polisakkaritleri parçalayan sitolitik enzim kar m d r. ( EC , EC , EC ) Uygulama s cakl k aral C, optimum uygulama s cakl k aral ise C dir. Bu enzim kar mlar 65 0 C de en yüksek aktivite de erlerine ula maktad r. Kat fazda bulunan beta-glukanlar yüksek molekül a rl kl may ede erimi beta-glukanlara çevirmektedir. Termamyl, Novozyme firmas taraf ndan geli trilen, yüksek s cakl klara dayan kl alfa-amilaz enzimidir. Ni asta ve ni asta türevlerini parçalamak için pirinç may esinde kullan l r Analiz yöntemleri Arpa ve maltta uygulanan enzimatik -glukan analiz yönetimi arpa ve maltta bulunan -glukanlar n glikoza parçalamak için likenaz ve -glukosidaz enzimi ile i leme al nmas ve elde edilen glukoz birimlerinin glukoz oksidaz ve glukoz peroksidaz ile parçalanmas yla olu an quinoneimine boya maddesinin 510 nm dalga boyundaki absorbans spektrofotometrede okunmas prensibine dayanmaktad r. ra ve birada uygulanan enzimatik -glukan analiz yönetimi ise ra ve birada bulunan -glukanlar n amonyum sülfat ile çöktürülüp arpa ve malt örneklerindeki gibi likenaz ve -glukosidaz enzimi ile i leme al nmas ile elde edilen glikoz birimlerinin glikoz oksidaz ve glikoz peroksidaz ile parçalanmas yla olu an quinoneimine boya maddesinin 510 nm dalga boyundaki absorbans spektrofotometrede okunmas prensibine dayanmaktad r. Enzimatik metotla -glukan analizi için Megazyme firmas taraf ndan üretilen -glukan analiz kitleri kullan lm t r. Bu kitler -glukan analizinin gerçekle tirilebilmesi için analizler s ras nda kullan lacak likenaz, -glukasidaz, ve GOPOD (glikoz oksidaz/peroksidaz) enzimlerinden olu maktad r. Bu kitler kullan larak analizler için gerekli çözeltiler haz rlanm t r.

51 Haz rlanan çözeltiler Sodyum Fosfat Tampon Çözeltisi: (20mM, ph 6.50), 3.12gr NaH 2 PO 4 2H 2 O tart larak 900 ml steril saf suda çözülmü tür. 1M NaOH ile ph 6.50 ye ayarlanarak steril saf su ile 1000 ml ye tamamlanm t r. Sodyum Asetat Tampon Çözelti: (50mM, ph 4.00), 2.9 ml Glacial asetik asit 900 ml steril saf suda çözülerek 1M NaOH ilavesi ile ph 4.00 e ayarlanm t r. Steril saf su ile 1000 ml ye tamamlanm t r. %50 Etanol: 520 ml % 96 etanol 1000 ml ye saf su ile tamamlanm t r Enzim çözeltileri Likenaz çözeltisi :. Likenaz süspansiyonu, Sodyum Fosfat Tampon (20mM ph:6.5) çözeltisi ile 20 ml ye tamamlanm t r. -Glukosidaz Çözeltisi : Glukosidaz süspansiyonu, Sodyum Asetat Tampon çözeltisi (50mM ph 4.0) ile 20ml ye tamamlanm t r. GOPOD (Glikoz Oksidaz/Peroksidaz) Tampon çözelti: Steril saf su ile 1000 ml ye tamamlanm t r. Bu kar mdan 20 ml al n p GOPOD Reagent Enzyme i esinin içerisine al n p kar t r larak erimesini sa lanm t r. Eritilmi olan 20 ml temiz bir behere al nm t r. GOPOD Reagent Tampon çözelti ile i e bir iki kez çalkalan p behere ilave edilmi tir. Geri kalan tampon beher içerisine aktar l p kar t r lm t r.

52 Arpa örneklerinde -glukan analizleri 1. Arpa örnekleri 0.5 mm gözenekli de irmende ö ütülüp 0.5 gram tart larak analize al nm t r. Tart lan örnekler tüplere al narak l ml etanol %50 (v/v) ve 5 ml. fosfat tamponu ilave edilerek Vortex mikserde kar t r lm t r. 2. Kaynayan su banyosunda 2 dakika tutulup, ç kar l p kar t r ld ktan sonra 3 dakika tekrar kaynayan suda tutulmu tur. 3. Tüpler 40 0 C ye so utulup üzerlerine 0.2 ml likenaz çözeltisi ilave edilerek 40 0 C de 1 saat bekletilmi tir saat sonunda 30 ml saf su ile seyreltilip kar t r lan örnekler 10 dakika 1000 rpm h zda santrifüj edilmi tir. 5. Filtrattan üç tüpe 0.1 ml al n p tüplerden birine 0.1ml asetat tamponu ilave edilerek kör haz rlanm t r. Di er iki tübe 0.1 ml -glukozidaz enzimi ilave edilerek 40 0 C de 15 dakika bekletilmi tir. 6. Daha sonra üç tübe glikoz oksidaz / peroksidaz çözeltisinden (GOPOD) 3 ml ilave edilerek 20 dakika 40 0 C de bekletilmi tir. 7. Bu i lemden sonra olu an glikoz miktar n n tespiti için GOPOD çözeltisi ilave edilen örnek tüplerinde önce glikoz oksidaz enzimi ile glukanatlar ve hidrojen peroksit olu makta daha sonra olu an hidrojen peroksit peroksidaz enzimi ile parçalanmaktad r. Bu s rada olu an quinoneimine boya maddesinin 510 nm dalga boyundaki absorbans spektrofotometrede okunmu tur.

53 Malt örneklerinde -glukan analizleri 1. Malt örnekleri 0.5 mm gözenekli de irmende ö ütülüp 1.0 gram tart larak analize al nm t r. 2. Ö ütülmü malt örne inden örnek tüplerine 1.0 gram tart larak 5.0 ml etanol %50 (v/v) ilave edilerek 5 dakika kaynayan suda inkübe edilmi tir. 3. Tekrar 5.0 ml etanol ilave edilip kar t r larak 10 dakika 1000 rpm h zda santrifüj edilmi tir. 4. Elde edilen s v k s m uzakla t r larak tüp içinde kalan çökelti analiz için kullan lm t r. Kullan mdan önce birönceki ad mda oldu u gibi tekrar 10 ml etanol ile y kama yap lm t r ml sodyum fosfat tamponu ilave edilmi tir. 6. Örnekler kaynayan su banyosunda 2 dakika tutulup ç kar l p kar t r ld ktan sonra 3 dakika tekrar kaynayan suda tutulmu tur. 7. Tüpler 40 0 C ye so utulup üzerlerine 0.2 ml likenaz çözeltisi ilave edilerek 40 0 C de 1 saat bekletilmi tir saat sonunda 30 ml saf su ile seyreltilip kar t r lan örnekler 10 dakika 1000 rpm h zda santrifüj edilmi tir. 9. Filtrattan üç tüpe 0.1 ml al n p tüplerden birine 0.1ml asetat tamponu ilave edilerek kör haz rlanm t r. Di er iki tübe 0.1 ml -glukozidaz enzimi ilave edilerek 40 0 C de 15 dakika bekletilmi tir. 10. Daha sonra üç tübe glikoz oksidaz / peroksidaz çözeltisinden (GOPOD) 3 ml ilave edilerek 20 dakika 40 0 C de bekletilmi tir.

54 Bu i lemden sonra olu an glikoz miktar n n tespiti için GOPOD çözeltisi ilave edilen örnek tüplerinde önce glikoz oksidaz enzimi ile glukanatlar ve hidrojen peroksit olu makta daha sonra olu an hidrojen peroksit peroksidaz enzimi ile parçalanmaktad r. Bu s rada olu an quinoneimine boya maddesinin 510 nm dalga boyundaki absorbans spektrofotometrede okunmu tur ra ve bira örneklerinde -glukan analizleri 1. Bira örneklerinin gaz ç kart larak kaynayan su banyosunda 80 0 C ye s t lm t r. 2. Daha sonra so utularak daras al nm santrifüj tüplerine 5 ml al narak 2.5 g ö ütülmü amonyum sülfat eklenmi tir. Amonyum sülfat n tam inversyonu için tüpler parafilm ile kaplanarak 4 0 C de 20 saat bekletildikten sonra 10 dakika 1000 rpm h zda santrifüj edilerek elde edilen s v k s m uzakla t r lm t r ml etanol (%50 v/v) ilave edilerek Vortex mikserde kar t r l p tüpün içerisine 10 ml etanol (%50 v/v) ilave edilerek kar t r lm t r. 4. Örnekler 5 dakika 1000 rpm h zda santrifüj edilerek elde edilen s v k s m uzakla t r lm t r. Bu i lem bir kere daha tekrarlanm t r. 5. Bira örneklerine 1.8 ml ra örneklerine ise 4.8 ml sodyum fosfat tamponu ilave edilmi tir ml likenaz enzimi eklenerek 40 0 C de 5 dakika inkübe edilen örnekler 10 dakika 1000 rpm h zda santrifüj edilmi tir. 7. Arpa ve malt örneklerinde oldu u gibi filtrattan üç tüpe 0.1 ml al n p tüplerden birine 0.1ml asetat tamponu ilave edilerek kör haz rlanm t r.