Pena

Kakovost pene piva je še posebej zanimiva za potrošnike, saj je dobra pena na pivu znak svežine. Pena vpliva na čutno dojemanje piva, zato mora imeti fino strukturo, stabilnost, belo barvo in zadostno količino.

Slika 5: Prikaz obremenjenega vzorca med vzporednima ploščama in strižni profil ^[4]

Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva

23

Kakovostne lastnosti pene so določene s kombinacijo:

- stabilnosti in količine pene, - vezave pene (ang. lacing), - beline,

- kremnosti (majhni enakomerno dispergirani mehurčki), - trdnosti^[6][7].

Med pomembne reološke lastnosti pene spadajo: površinska napetost, viskoznost tekoče faze in površinska elastičnost, saj vplivajo na obstojnost pene in s tem tudi na njeno kakovost.

Površinska napetost: Pena se lažje oblikuje v tekočinah z nizko površinsko energijo, saj se za njeno oblikovanje porabi manj energije. Površinsko napetost lahko zmanjšamo s koncentracijo snovi z nizko površinsko napetostjo v steni mehurčkov.^[8]

Viskoznost: Glavni vzrok za dolgotrajno obstojnost pivske pene je visoka viskoznost tekoče faze. S časom se viskoznost povečuje, odvisno od tega, s kakšno hitrostjo se pojavijo površinske interakcije.^[8]

Površinska elastičnost: To je sposobnost vzdrževanja lokaliziranih ekstenzij in kompresij površinskega filma. Ekstenzije in kompresije filma povzročajo lokalizirano povečanje ali zmanjšanje površinske napetosti. Na elastičnost vplivata velikost in relativna hidrofobnost površinsko aktivnih molekul.^[8]

Določanje kakovostnih lastnosti pene:

- Oblikovanje pene:

Nastajanje pene (penjenje) piva je v veliki meri odvisno od vsebnosti plina v pivu ali plina, ki je v pivo vnesen ob točenju. Metode, s katero bi lahko natančno določili nastajanje in oblikovanje pivske pene, zaenkrat še ni. Veliko bolj je raziskano nastajanje pene v drugih sistemih, kot je na primer raztopina čistih beljakovin, kjer se običajno meri količina pene, ki nastane po standardnem režimu stresanja.^[8]

Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva

24

- Stabilnost pene (zadrževanje glave):

Stabilnost pene se lahko določi kot razmerje med prvotno količino piva v peni in količino piva, ki je ostala v peni po določenem času. Ugotovljeno je bilo, da pena razpada po kinetiki prvega reda (tj. logaritmično glede na čas). Zato se lahko stabilnost pene oceni na podlagi časa, v katerem se v tekoče pivo sesede polovica pene.^[8]

Danes se večinoma v večjih pivovarnah za merjenje stabilnosti pene uporablja NIBEM metoda, saj je priporočena s strani EBC. Stabilnost pene se oceni z merjenjem časa sesedanja pene na določeni razdalji (30 mm).^[9]

Za merjenje stabilnosti pene se v številnih pivovarnah in v laboratorijskih študijah še vedno uporablja nekoliko starejša Rudinova metoda. Metoda se uporablja zaradi enostavnosti, nizkih stroškov uporabe in dobre ponovljivosti.^[9]

Zasnovana je bila Rudibova merilna naprava (Slika 6), ki je sestavljena iz steklenega valja s sintranim steklenim diskom na dnu. Cev je kalibrirana na določenih višinah: 5,0, 7,5 10,0 in 32,5 cm nad diskom. V valj se do oznake 10 cm natoči vzorec razplinjenega piva, ki se nato v času 60 sekund speni s čistim ogljikovim dioksidom do oznake 32,5 cm. Čas, ki je potreben, da meja pivo-pena prečka oznaki 5,0 in 7,5 je sovpada z razpolovno dobo pene, ki imenuje tudi Rudin Head Retention Value (HRV).^[8][9]

Pojavljajo se številne modifikacije in izboljšave originalne Rudinove metode, primer je prikazan na Sliki 7. Ena izmed modifikacij je Foamscan®. Sestavljen je iz steklenega stoplca, ki je opremljen z več pari prevodnostnih sond in plašča, ki ohranja konstantno temperaturo vzorca. Takoj ko se v kolono nalije vzorec piva, se z razprševanjem ustvari pena. Meritev se neprekinjeno spremlja z videokamero.^[9]

Slika 5: Shema Rudinove naprave ^[9] Slika 4: Shema modificiranie Rudinove naprave ^[9]

Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva

25

- Vezanje (ang. lacing) (oprijemanje na steno kozarca):

Vezava piva (ang. lacing) je merilo sposobnosti pene, da se drži stene čistega stekla.^[1]

Metode za ocenjevanje oprijemanja pene na stene kozarca so lahko kvalitativne, kjer se obseg oprijemanja pene na steno kozarca določi fotografsko ali pa se uporabijo fotometrične naprave.

Oprijemanje pene na stene kozarca se razdeli na primarno in sekundarno. Primarno oprijemanje je tisto, kjer se pena sprime na steno v sveže napolnjenem kozarcu, medtem ko je sekundarno oprijemanje posledica občasnega pitja iz kozarca. Popolnoma zadovoljiva metoda mora upoštevati oba dejavnika, vendar večina znanih metod upošteva le primarno oprijemanje.^[8]

Sekundarno oprijemanje se določi s pomočjo metode refleksije. Pri tej metodi se uporabi radiometrični merilnik meglice, kjer se povprečijo odčitki svetlobe, ki se je razpršila na različne točke kozarca. Natančnost te metode je zelo slaba, poleg tega pa je metoda tudi zamudna.^[8]

Kvantitativni postopek za merjenje celotnega oprijemanja pene na steno kozarca, ki je ponovljiv, hiter in vključuje cenovno dostopne aparate, poteka tako, da se znano količino razplinjenega piva vnese v preprosto stekleno napravo, pri čemer se 2 cm pene ustvari z nadzorovanim vbrizgavanjem CO2. Pivo se nato postopoma odvaja, kar simulira pitje.

Ostala pena se pridobi kot vodna raztopina. Skupna količina raztopljene pene se izmeri na podlagi optične absorbance raztopine pri 230 nm. Iz te vrednosti se izračuna indeks vezanja (ang. Lacing index), ki je v tesni povezavi s količino pene, ki je obkrožila kozarec.^[8]

- Trdnost pene:

Trdnost pene je merilo sposobnosti pivske pene, da se ob prisotnosti inhibitorjev ohrani oblika pene in oprime sten kozarca. Pred točenjem piva se v ločene kozarce najprej nalije večja količina inhibitorja (npr. detergent). Vrednost trdnosti pene je ocenjena kot največji odmerek inhibitorja, ki ga pena prenese brez očitnih škodljivih učinkov. Ta metoda je uporabna, če se uporablja skupaj s kvantitativnimi postopki za določanje stabilnosti pene in oprijemanje. Lahko služi tudi osnova za tehniko ocenjevanja različnih stabilizatorjev pene, kot je na primer propilen alginat, ter za določanje najprimernejših detergentov in sredstev za izpiranje v potrošnji.^[8]

Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva

26

- Belina:

Barva piva in belina pene sta obratno sorazmerna, belino pene pa se oceni z ustreznim reflektometrom. Pri pivih, ki so si podobni po barvi, bo pivo z večjo belino barve s strani potrošnikov poželo večje odobravanje.^[8]

- Velikost mehurčkov:

Boljše razumevanje stabilnosti pene se doseže s podrobnejšim proučevanjem dogodkov takoj po točenju, predvsem z opazovanjem sprememb v velikosti mehurčkov. Grobe, mehurjaste pene imajo velike mehurčke, medtem ko so debelejše in bolj kremaste pene tiste z manjšimi, privlačnejšimi mehurčki. Velikost mehurčkov se oceni s kamero, ki je povezana z monokularnim mikroskopom in vključuje lestvico za merjenje mehurčkov.

Pena, ki ima drobno strukturo, je sestavljena iz mehurčkov s premerom približno 0-2 mm, medtem ko je premer mehurčkov v penah z bolj grobo teksturo okoli 2 mm. Manjši kot so mehurčki, bolj je pena bela.^[8]

Za oceno velikosti mehurčkov in napovedovanje stabilnosti pene daje bolj zadovoljive rezultate skeniranje z elektronsko mikroskopijo liofilizirane pene.^[8]

- Gostota pene:

Gostota pene je prostornina piva v določeni prostornini pene in višja kot je gostota pene, boljši je občutek v ustih. Pivo se nalije v merilni valj in najprej se izmerita skupna prostornina pene in piva (VT) ter nato še prostornina tekočega piva (VB). Ko se pena sesede se izmeri še skupna prostornina piva (VBT). Izračun gostote je prikazan z Enačbo 5:

Metoda, ki se je razvila za merjenje viskoznosti, vključuje merjenje časa, ki ga majhne steklene kroglice s premerom 5 mm potrebujejo, da se spustijo skozi peno znane globine.

Dobljena hitrost se vstavi v Stokesovo enačbo, preko katere se nato izračuna viskoznost pene. Ugotovljeno je bilo, da se viskoznost po 4 do 5 min po nalitju poveča, razlog za to pa je odtekanje tekočine in strjevanje sten mehurčkov, ki pa je odvisno od izo-kislin in

Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva

27

kovinskih ionov. Posledica tega je sposobnost pene, da se začne vezati, tvoriti čipka. Ko se viskoznost zmanjšuje, mehurčki koalescirajo, se povečujejo in razpadajo.^[8]