Derin Okuma — Bira Fermantasyonu

Tankın kapağı açıldığında

Bir bira fabrikasının paslanmaz çelik tankına baktığınızda gördüğünüz şey durgun, koyu bir sıvıdır. Oysa içeride, saniyede milyarlarca kez tekrarlanan bir kimyasal kavga sürer. Maya hücreleri şekeri parçalar, karbondioksit ve etanol üretir, ısı salar ve kendi atıkları içinde boğulmaya başlar. Kavganın gidişatını belirleyen üç değişken vardır. Sıcaklık, basınç ve zaman. Üçünü de yanlış ayarlarsanız, aynı arpadan, aynı şerbetçiotundan, aynı sudan çıkan şey bira değil, içilemez bir sıvı olur.

Asıl mesele şu. Üreticinin elindeki kaldıraçların çoğu, ilk 48 saat içinde tükenir. Maya hücreleri bu pencerede oksijen ve sterol stoklarını harcayıp çoğalır. Pencere kapanınca, artık sadece izleyicisiniz. Sıcaklık bir derece kayar, ester profili kayar, parti standarttan sapar.

Maya neden kendi zehrinde boğulur

Fermantasyonun özü tek bir cümleye sığar. Maya, şekeri yer ve karşılığında alkol ile gaz üretir. Günlük hayatta bunun en yakın benzeri, kapalı bir kavanoza konan hamurun kabarmasıdır. Hamur kabarırken ısınır, gaz salar, bir süre sonra da kendi ürettiği alkol ve asit yüzünden durur. Bira mayası da aynı şeyi yapar, ama çok daha hassas bir ölçekte.

İki farklı maya türü, iki farklı dünya yaratır. Ale mayası, yani Saccharomyces cerevisiae, sıcak sever. 18 ile 22 santigrat arasında çalışır, hızlı ürer ve yüzeyde köpük tabakası oluşturur. Lager mayası, yani Saccharomyces pastorianus, soğuk sever. 7 ile 13 santigrat arasında yavaş çalışır, dibe çöker ve temiz bir tat bırakır. Aynı şerbet, iki farklı sıcaklıkta iki farklı içkiye dönüşür.

Şekerin mayaya ulaşması da başlı başına bir iştir. Arpa nişastası tek başına fermente olmaz. Nişasta önce ezme kazanında 62 ile 66 santigrat arasında demlenir. Bantta beta-amilaz enzimi devreye girer ve nişastayı maltoza çevirir. 70 derecenin üstüne çıkarsanız, alfa-amilaz baskın olur, şeker profili değişir, mayanın yiyebileceği maltoz azalır. Yani fermantasyonun başarısı, daha maya devreye girmeden, kazan sıcaklığında yazılır.

Alkol seviyesi yükseldikçe maya kendi ürettiği etanolün altında ezilir. Yüzde 8 civarında çoğu suş yavaşlar, yüzde 12 civarında durur. Şampanya mayası gibi özel suşlar yüzde 18'e kadar dayanır, ama bunlar bile bir noktada pes eder. Üreticinin işi, mayayı tam o eşiğe yaklaştırıp durdurmaktır. Ne erken ne geç.

Sıcaklık kaç derece olmalı

Fermantasyon tankının sıcaklığı, ürünün karakterini belirleyen en güçlü koldur. Ale fermantasyonu 18 ile 22 santigrat arasında yürütülür. Bandın alt ucu, yani 18 derece, daha temiz ve meyvemsi bir profil verir. Üst ucu, yani 22 derece, ester adı verilen aromatik bileşikleri patlatır. Muz, armut, hatta sakız kokusu buradan gelir.

Sıcaklığın bir de görünmeyen yüzü vardır. Fermantasyon ekzotermik bir olaydır, yani ısı salar. Yoğun çalışan bir tank, kendi kendini 4 ile 6 derece ısıtabilir. Ceket suyuyla soğutma yapılmazsa, tank 18 derecede başlar, 24 derecede biter. Üretici bunu engellemek için ceket sıcaklığını hedefin 2-3 derece altında tutar. Termostat değil, önleyici soğutma çalışır.

Lager fermantasyonu bambaşka bir disiplindir. 7 ile 13 santigrat arasında, çoğu zaman 10 derecede yürütülür. Soğuklukta maya yavaş çalışır, yan ürün az üretir, sonuç temiz olur. Süre uzar. Ale 5 ile 7 günde biterken, lager 2 ile 3 hafta ister. Ardından gelen dinlendirme aşaması, yani lagering, 0 ile 4 santigrat arasında 3 ile 6 hafta daha sürer.

Lager üreticilerinin en kritik hamlesi, diasetil dinlendirmesidir. Diasetil, tereyağımsı bir aromadır ve soğukta maya onu geri ememez. O yüzden fermantasyon bitiminde sıcaklık 12 ile 14 dereceye çıkarılır, iki gün beklenir, maya diasetili temizler, sonra tekrar soğutulur. İki günlük pencereyi atlarsanız, biranız tereyağı kokar.

Sıcaklık kontrolü kaybedildiğinde ne olur? Tank birkaç derece ısınırsa, maya hızlanır, ester ve yüksek alkol üretimi artar. Sonuç, baş ağrıtan, ağır bir içki olur. Tank birkaç derece soğursa, maya uykuya yatar, fermantasyon durur, tankta şeker kalır. Şişeye dolum yapılırsa, o artık şeker şişede yeniden fermente olur ve şişeyi patlatır.

Basınç ve karbondioksit nereye gider

Fermantasyon sırasında açığa çıkan karbondioksit, hacim olarak üretilen alkolden kat kat fazladır. Bir litre şerbette kabaca 50 gram şeker fermente olduğunda, yaklaşık 25 gram etanol ve 24 gram karbondioksit çıkar. Gaz, açık tankta atmosfere kaçar. Kapalı tankta ise basınç yükselir.

Basınç, mayanın üzerinde bir yük oluşturur. Yüksek basınç altında maya daha az ester üretir, daha temiz çalışır. Alman alt fermantasyon biralarının temiz karakteri kısmen buradan gelir. Basınç çok yükselirse, maya tamamen durur ve fermantasyon yarıda kalır. O yüzden tankların üzerinde bir tahliye valfi bulunur. Valf, fazla gazı kontrollü biçimde dışarı salar.

Basıncın ölçüsü kritik bir sayıdır. Tanklarda kullanılan standart ölçü birimi bar değil, inç su sütunudur. Ale tankları tipik olarak 5 ile 15 inç su sütunu arasında çalışır. Basınçlı tanklarda bu değer 1 bar civarına, yani kabaca 400 inç su sütununa çıkar. Her 1 bar basınç, karbondioksitin çözünürlüğünü yaklaşık iki kat artırır. Yani basınç, hem maya davranışını hem de son üründeki gaz miktarını aynı anda yönetir.

Karbondioksitin bir kısmı, ürünün içinde çözünmüş halde kalır. Bira içindeki kabarcıklar buradan gelir. Şişe fermantasyonu yapan üreticiler, bir miktar şeker ekleyip şişeyi kapatır. Maya, şişe içinde kalan şekeri yer, gazı şişede hapseder. Yöntem, Belçika lambik biralarının ve şampanya yönteminin temelidir.

Şişeye eklenecek şeker miktarı da bir hesap işidir. Standart 330 mililitrelik bir şişede 2,2 ile 2,7 hacim karbondioksit hedeflenir. Bunun için litrede 6 ile 8 gram arası ek şeker yeter. Sayıyı ikiye katlarsanız, basınç şişe camının dayanma sınırını aşar ve şişe patlar. Belçikalı üreticiler bu yüzden kalın cam ve tel kafes kullanır.

Şerbetçiotu ve fermantasyonun kesişimi

Şerbetçiotu, fermantasyondan önce kaynatma kazanında eklenir. Acılık veren alfa asitleri, kaynama sırasında izomerleşir ve suda çözünür hale gelir. Aroma veren uçucu yağlar ise kaynama sonunda, hatta fermantasyon sırasında eklenir. İkinci eklemeye kuru şerbetçiotlama denir.

Kuru şerbetçiotlama, fermantasyonun son günlerinde yapılır. Amaç, uçucu yağları kaybetmeden biraya geçirmektir. Yağlar, maya hücrelerinin yüzeyine tutunur ve zamanla dibe çöker. O yüzden kuru şerbetçiotlama süresi kritiktir. 2 ile 4 gün arası idealdir. Daha uzun süre kalırsa, bitkisel ve çimensi istenmeyen tatlar açığa çıkar.

Kuru şerbetçiotlamanın bir de kimyasal yan etkisi vardır. Şerbetçiotundaki polifenoller, biradaki proteinlerle bağlanır ve bulanıklık yaratır. Modern üreticiler bunu engellemek için kuru şerbetçiotlamayı fermantasyonun sonuna, soğuk çökelme aşamasına kaydırır. Sıcaklık 2 dereceye indiğinde, polifenol-protein kompleksleri dibe çöker, üstte berrak bira kalır.

Şerbetçiotu aynı zamanda doğal bir antibakteriyeldir. Alfa asitleri, laktik asit bakterilerinin çoğalmasını engeller. Özellik, birayı yüzyıllar boyunca bozulmadan korumuştur. Şerbetçiotu eklenmemiş bira, birkaç gün içinde ekşir. Şerbetçiotlu bira, doğru koşullarda aylarca dayanır.

Oksijen nereye kadar dost, nereye kadar düşman

Fermantasyonun başında oksijen şarttır. Maya bu gazı kullanarak hücre zarını güçlendirir ve çoğalır. Şerbete kabaca 8 ile 10 ppm çözünmüş oksijen verilir. Sayının altında kalan parti, yavaş başlar ve fermantasyonu bitiremez.

Fermantasyon bittiğinde ise oksijen baş düşman olur. Bira oksijenle temas ederse, aldehitler oluşur ve karton, ıslak kağıt kokusu belirir. Üreticiler bu yüzden dolum hattında tankı karbondioksit ile doldurur, transfer hatlarını kısa tutar. Paketlenmiş birada toplam oksijen 100 ppb'nin altında tutulmaya çalışılır. Eşiğin üstü, raf ömrünü haftalar değil günlerle ölçer.

Denge şuradadır. Başlangıçta oksijen, sonda oksijensizlik. İki kural birbirinin zıttıdır ve aynı tankta, birkaç gün arayla uygulanır.

Piyasa Hafızası

2019 yılının Ağustos ayında, ABD'li üretici Dogfish Head, 120 Minute IPA adlı ürününün bir partisini piyasadan çekti. Sorun, fermantasyonun kontrolden çıkmasıydı. Hedeflenen alkol seviyesi yüzde 15 ile 20 arasındaydı, ama bir partide maya beklenenden fazla çalıştı ve şişelerde aşırı basınç oluştu. Bazı şişeler patladı, bazıları açıldığında köpük taşması yaptı. Şirket, partiyi geri çağırdı ve fermantasyon kontrol protokollerini sıkılaştırdı. Olay, yüksek alkollü biralarda fermantasyonun ne kadar dar bir aralıkta yürütülmesi gerektiğini gösterdi. Maya, hedefin üstüne çıktığında ürün sadece bozulmaz, tüketici için fiziksel risk haline gelir.

Küçük Bir Hesap

Aşağıdaki tablo, 20 hektolitrelik bir ale partisinin temsili ekonomisini gösterir. Sayılar temsili, mantık gerçektir.

Duyarlılık burada başlar. Fermantasyon bir gün uzarsa, tank bir gün daha meşgul kalır. Aylık üretim kapasitesi düşer. Maya bir derece fazla ısınırsa, ester artar, ürün standarttan sapar, raf ömrü kısalır. Şerbetçiotu fiyatı yüzde 20 artarsa, litre başı maliyet 0,70 dolara çıkar, kar marjı daralır. Girdi maliyetinin yüzde 25'i maya ve şerbetçiotu gibi küçük kalemlerden gelir, ama bu kalemler ürünün kimliğini belirler.

Asıl kaldıraç zaman değil, kapasitedir. Aynı tankta yılda 22 parti yerine 20 parti dönerseniz, kayıp iki partinin brüt karıdır. Litre başı maliyet düşse bile toplam ciro düşer. Fermantasyon süresi bir gün kısalsa, yıllık kapasite yüzde 6 civarı artar. O yüzden üreticiler maya suşunu ve sıcaklık profilini, kaliteyi bozmadan süreyi kısaltacak şekilde seçer.

Okuma çerçevesi

Bir bira tankının içinde olan şey, aslında bir zamanlama oyunudur. Maya, sıcaklık ve basınç üçlüsü, aynı hammaddeden bambaşka sonuçlar çıkarır. Üreticinin işi, bu üç değişkeni dar bir bantta tutmaktır.

Üç ders çıkarılabilir. Birincisi, fermantasyon bir doğa olayı değil, kontrol edilen bir süreçtir. Sıcaklık bir derece saparsa, ürün karakteri değişir. İkincisi, maya canlı bir organizmadır, kendi atığında boğulur, bu yüzden alkol seviyesi ve süre birlikte yönetilmelidir. Üçüncüsü, küçük girdiler büyük sonuçlar doğurur. İki kilogram maya, yirmi bin litrelik bir partinin kaderini belirler.

Tankın kapağı açıldığında görünen durgun sıvı, aslında milyarlarca hücrenin verdiği kararın sonucudur.