Sensorische studies

Ter illustratie van een strategische smaakevaluatie-studie zijn de bieren uit de sectie ‘proces simulatie en optimalisatie’ sensorisch getest met een klein panel (n=6 testers). Ter referentie zijn twee double IPAs meegenomen, van commerciële brouwers ‘k’ en ‘l’. Smaak en afdronk werden gescoord op zoetheid, zuurheid, en bitterheid. Verder werd er gescoord op kruidig karakter, en op fruitigheid. Een schaal van 1-4 wordt gebruikt voor al deze eigenschappen, met de volgende criteria voor kwantificatie:

1. Niet aanwezig
2. Enigszins aanwezig
3. Duidelijk aanwezig
4. Sterk aanwezig

Meer bitterheid dan zoet, meer fruitig dan kruidig

De scores voor zoetheid, bitterheid, en zuurheid zijn weergegeven in de boxplots (links smaak, rechts afdronk). De scores voor de verschillende bieren overlappen, zoals te verwachten omdat de proces variaties relatief klein zijn (±30% van de nominale waardes). Referentie bier ‘k’ scoort relatief hoog op zoetheid, zowel in de smaak als in de afdronk. De scores voor bitterheid zijn hoger dan die voor zoetheid, zowel in de smaak als in de afdronk, ook vergeleken met de referentiebieren. Mogelijk komt die door de grote hoeveelheden hop die zijn gebruikt. Ook gaat het hier om relatief jong bier wat een intensere bitterheid kan geven. De scores voor zure perceptie zijn wat lager, zowel in de smaak als in de afdronk. De bieren worden klaarblijkelijk niet als zuur ervaren, mogelijk door het effect van dry-hops (zie sectie proces optimalisatie en simulatie). Ook kan het gebruik van relatief hoge fermentatietemperaturen zorgen voor een hogere pH en wat minder bitter/zure perceptie.

De boxplot voor fruitigheid en kruidigheid (Figuur 5) geven aan dat de bieren als meer fruitig worden ervaren dan kruidig. Referentiebier ‘k’ scoort hoog op fruitigheid, maar wat minder hoog op kruidigheid.

Om de effecten van de quality modulators op de smaak en aroma-eigenschappen van de bieren te evalueren is gebruikt gemaakt van een statistisch model. Vanwege de subjectiviteit van de test, de ruis op de data, en vanwege de te verwachten interactie tussen de verschillende proces variabelen is gekozen voor een meer verfijnd model dan in de sectie proces optimalisatie en simulatie, waarbij ook 2^e orde interacties zijn meegenomen (kwadratisch en kruistermen). De resulterende modellen hebben vaak een groot aantal termen, waarschijnlijk door over fitting (‘non-parsimonuous’ model). Om het aantal termen te reduceren is gebruik gemaakt van een step-wise routine. Dit resulteerde in alle gevallen in een model met statistisch significante termen, behalve voor de bittere afdronk. Een overzicht van de resultaten is gegeven in de tabel.

Sucrose adjunct geeft zoete perceptie, dry hop geeft minder zuurheid in de afdronk

Zoetheid in de smaak wordt gemoduleerd door de hoeveelheid sucrose adjunct in de huidige studie. Dit komt waarschijnlijk door restsuikers, dit idee wordt ondersteund door een correlatie met de RI van het jong bier (de ‘FG’). Bottle sugar geeft nadrukkelijk geen zoetheid, maar heeft juist een tegengesteld effect, waarschijnlijk door de hogere hoeveelheid koolzuur. In de afdronk wordt de perceptie van zoetheid gemoduleerd door de hoeveelheid dry-hop, en niet door de hoeveelheid sucrose. Dit kan een direct effect zijn, dus de dry hop aroma’s geven de perceptie van zoetheid, of het is een indirect effect dat de dryhop het bier minder zuur laat proeven in de afdronk. Het feit dat zoetheid in de afdronk negatief correleert met zure afdronk ondersteunt dit laatste idee, dus dat dry-hop een tegenhanger is van zure perceptie in de afdronk.

Sucrose geeft meer bitterheid, bitterhop geeft zure afdronk

Bitterheid is positief gecorreleerd met sucrose adjunct. Dit lijkt contra-intuïtief, maar uit sensorische studies met witte wijn is bekend dat ethanol de perceptie van bitterheid kan versterken (B.N. Cretin et al. / LWT – Food Science and Technology 87 (2018) 61-66). Alcohol percentages worden voornamelijk bepaald door de hoeveelheid adjunct, wat de positieve correlaties tussen sucrose en perceptie van bitterheid verklaart. De dichtheid van het wort correleert ook met de perceptie van bitterheid, maar dit is triviaal aangezien deze volledig wordt bepaald door de sucrose adjunct. Bittere afdronk gaf geen statistisch significant model, maar de bittere afdronk correleert wel met zure afdronk. Mogelijk zijn de iso-α-zuren verantwoordelijk voor zowel bitterheid, als zure perceptie in de afdronk.

Tot slot de zure perceptie, deze worden gemoduleerd door bitterhop – mogelijk door iso-α-zuren – en door dryhop, die de perceptie van zure afdronk vermindert. Mogelijk is dit een belangrijke rol van dry-hops, het verminderen van de perceptie van een zure of bittere afdronk in gedry-hopte bieren. Opmerkelijk zijn verder de negatieve correlaties tussen zoet en zuur in de afdronk. Blijkbaar wordt een bier wat een zure afdronk niet gescoord als zuur, en vice versa. Bittere afdronk correleert met zure afdronk, maar heeft geen negatieve correlatie met zoete afdronk.

Hogere fermentatie temperatuur geeft minder kruidigheid, bitterhop geeft fruitigheid

Kruidigheid wordt in de huidige studie negatief gemoduleerd door fermentatie temperatuur, mogelijk door precipitatie van hydrofobe aroma’s met gist, wat afhankelijk is van de hoeveelheid cellen. Dit is in lijn met de IPCs: een snelle celgroei en fermentatie zorgt voor een afname in kruidigheid. Hier rijst mogelijk de vraag waarom whirlpool en dry-hop niet worden geïdentificeerd als modulatoren van kruidigheid. Hier is het belangrijk om op te merken dat er geen effecten binnen gespecificeerde ranges worden gevonden. Anders gezegd, wanneer er een overmaat van whirlpool en dry-hop wordt gebruikt in de studie, dan worden deze niet ge-identificeerd als quality modulators. Omgekeerd is fruitig karakter positief gecorreleerd met snelle celgroei, mogelijk omdat snelle celgroei gepaard gaat met meer restsuikers die de perceptie van fruitigheid geven. Verder is ook bitterhop een modulator van fruitig aroma, en verrassend genoeg de whirlpool en dry-hops niet. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de terpenen uit de whirlpool en dryhop vervliegen. Van myrcene is bijvoorbeeld bekend dat het zonder verdere chemische modificatie vervliegt tijden het brouwproces. Ook is extractie efficiënter bij hogere temperatuur, mogelijk worden er fruitige aroma’s ge-extraheerd uit dry hop die tijdens de whirlpool en koude extractie in het hopmateriaal achterblijven. Tenslotte is het bekend dat sommige smaak en geur actieve stoffen als pre-cursors voorkomen in hops, die pas na thermische activatie in oplossingen komen. Mogelijk zijn deze worden deze stoffen wel vrijgemaakt uit de bitterhop, maar niet uit de whirlpool en dry-hops (Rettberg, N. JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY OF BREWING CHEMISTS,2018, VOL. 76, NO. 1, 1–20).

Samengevat lijkt het erop dat de bitterhop en de dryhop het meeste effect hebben op de smaakbeleving. Dryhop is belangrijk omdat het een tegenhanger vormt voor een bittere en zure afdronk, het correleert positief met de een zoete afdronk. Bitterheid kan worden gemoduleerd met sucrose adjunct, en waarschijnlijk met alcohol %. Zure afdronk wordt deels bepaald door bitterhop, en kan worden gebalanceerd met sucrose adjunct. Sucrose adjunct is een belangrijke parameter, te verwachten is dat dit ook sterk samenhangt door de interactie met gist- hoog of laag attenuerend. Tot slot de aroma’s, deze worden in de geteste range bepaald door onder andere de bitterhop. Echter het feit dat fermentatietemperatuur (en waarschijnlijk celgroei) een de kruidigheid moduleren suggereert dat er zeker smaak actieve componenten aanwezig zijn, mogelijk ook uit de whirlpool hop en dry-hop. Voor een finaal recept is het zaak om een goede balans te vinden tussen cel groei en fermentatie, bijvoorbeeld door de temperatuur wat te verlagen, en/of de dry-hop in een wat later stadium toe te voegen. Mogelijk loont om wat meer bitterhops toe te voegen voor een fruitig karakter.