Şerbetçiotunun Bira Üretimindeki Rolü

Evde bira üretmeye başladığım ilk günlerde, doğru işlemi yapabilmek için bir yandan fakültede tuttuğum biyokimya notlarımı tekrar ederken, bir yandan da dünyada neler olup bitiyor onu anlamaya gayret ediyordum. Elimde biriken derleme notlardan bir kez daha özet çıkarıp bu yazıyı kaleme aldım. Ev birası üretirken genellikle kendi reçetelerimi yazıyorum. Fotografta gördüğünüz Göbeklitepe Adaçayı Pale Ale, şerbetçiotunun yanında adaçayı kullanarak biraz yolun dışına çıkmaya çalıştığım bir reçete oldu. Şerbetçiotu bira üretiminde 9.yy’dan bu yana kullanılmakta. Muhtemelen daha öncesi de vardır ama ilk yazılı kaynaklar bu tarihe ait. Şerbetçiotu kullanılmaya başlamadan önce, başkaca otlarla biraya acılığı kazandırılırmış. Gruit adı verilen bu türü farklı bir yorumla ele almak istedim ve Göbekltepe adaçayı pale Ale reçetemde hem şerbetçiotları hem adaçayı kullandım. Bu biramı demlerken bu yazıdaki pek çok bilgiden çok faydalandım.

1986 yılında yayınlanan bir makalede: “Bira üretiminde kullanılan şerbetçiotu sanıldığından daha önemli bir role sahiptir, hatta bira endüstrisinin sandığından bile daha önemlidir” der. Son yıllarda Amerika Birleşik Devletleri’nden yükselen kraft bira (-ki ben kraft yerine zanaat demeyi seviyorum) devrimi, deneysel yenilikçi yaklaşımı ile şerbetçiotu kullanımına yeni bir boyut kazandırırken, şerbetçiotu üretimini de geliştirdi. Pek çok yeni çeşit şerbetçiotu, bira endüstrisinde kendisine yer bulmaya başladı.
Şerbetçiotu binlerce yıldır bira üretiminin ayrılmaz bir parçası olarak kullanılsa da, bira üretimindeki kimyasal etkileri görece yeni bir kavram. Yaklaşık 140 senedir şerbetçiotu ile yapılan bilimsel çalışmalar neticesinde bu harika bitkinin bira üzerindeki etkilerinin ancak bir kısmını anlayabilmiş durumdayız.

Şerbetçiotunun biranın aroması üzerindeki etkisi
Şerbetçiotunu her nekadar esasen biraya acılık vermesi ve mayşelenmiş maltın görece tatlı lezzetlerini dengelemesi için kullansak da her şerbetçiotu türünün ayrıca kendine has bir aroma lezzet profili mevcut. Bazıları daha floral, limoni ve topraksı lezzetler sunarken bir kısmı turunçgil ve nanemsi lezzetlerin ön plana çıktığı türler olarak biliniyor. Bu lezzet farklılığı şerbetçiotunun içindeki esansiyel yağların çeşitliliğine göre değişmekte. Şerbetçiotunun kaynatılması ile açığan çıkan yağlar, kullanılan türün kendine özeldir. Şerbetçiotundan elde edilebilecek esansiyel yağların bir kısmı ilk kez 1819 yılında buhar distilasyonu yöntemi ile ayrıştırılmış. Öte yandan 19. yüzyılın sonunda sadece 6 farklı şerbetçiotu yağı tanımlanabilmiş. 1966 yılında Tressel ve arkadaşları 100 civarı şerbetçiotu yağını kimyasal olarak isimlendirip tanımlayabilmişler. 1980’lerin sonunda yapılan çalışmalarda, biranın ihtiva ettiği bilinen 110 farklı aromatik bileşen içerisinde 47 tanesinin şerbetçiotu türevi kimyasallarından oluştuğu belirlenebilmiş.
Şerbetçiotu yağlarını temel olarak 3 ana grup altında toparlamak mümkün. Hidrokarbon türevleri, oksijene olmuş bileşikler ve sülfür içeren bileşenler. Şerbetçiotunun yetiştiği bölgenin iklimsel özelliklerinden, kullanım şekline ve kullanım anındaki fiziksel ve kimyasal şartlara kadar geniş bir yelpaze içinde ele alınabilecek pek çok faktör, açığa çıkabilecek aromatik karakteri olumlu ya da olumsuz olarak etkileyebilmekte. Şerbetçiotlarının her bir türü için tam anlamıyla tanımlayıcı kimyasal analizler yapılabilmiş değil. Şerbetçiotu yağlarının %0.5 ile %3’ünün uçucu olduğunu, polifenolik uçucu olmayan yağlarının ise %3 ila %6 arasında değiştiğini biliyoruz. Biranın gerçek lezzetini veren bu bileşenlerin farklı konsantrasyonlarda kullanılması ile oluşacak farklı aromatik lezzet profilleri üzerine yapılmış çalışmalar çok yetersiz olduğu için, bugünün bilimsel verileri ışığında, şerbetçiotu tam anlamıyla anlaşılabilmiş bir bitki değildir. Öte yandan açıklayıcı olması adına bir örnek vermek gerekirse, şerbetçiotu esansiyel yağlarından en sık karşılaşılanlardan bazıları da linalool ve geraniol’dür. Parfümeri sanayinde çok iyi bilinen ve kullanılan bu iki esansiyel yağdan linalool lavanta kokusu, geraniol ise gül yağı kokusu verir. Her iki esansiyel yağı barındıran Cascade türü şerbetçiotu ile yapılmış detaylı analizlerde; linalool ve geraniol’ün kaynatılma sonrası biraya çok yüksek oranda, olması beklenen alt sınırın yaklaşık 8 katı, nüfuz ettiği gösterilmiş. Sadece analizlerle kanıtlanmış türlere ait genel aroma profili belirtilebilmesine rağmen, hasat yılı, hasadın yapıldığı bölgenin iklimi, şerbetçiotunun işlenmesi için kullanılan yöntemler ve saklama koşulları gibi faktörler aroma profilini değiştirebilir.


Şerbetçiotunun acılık (bitterness) üzerindeki etkisi
Tüm bunlara rağmen şerbetçiotunun acılık veren yapısı kimyasal olarak daha iyi anlaşabilmiş bir konudur. Biraya acılığı veren şerbetçiotu asitleridir ki bu asitler iki ana gruba ayrılır: Alfa asitler (humulonlar) ve beta asitler (lupulonlar). Şerbetçiotu bu asitleri çok yüksek oranda ihtiva eder. Bir şerbetçiotu kozalağının ağırlık olarak %25 hatta bazı türlerde daha yüksek oranı, alfa ve beta asitlerden oluşur.
Alfa asitler (humulonlar), maltın belli bir sıcaklıkta mayşelenmesi sonrası oluşan şerbetin (wort) kaynatılması esnasında çok önemli bir kimyasal tepkimeye girer. Humulonlar termal izomerizasyon tepkimesi neticesinde izo-alfa asitlere (izo-humulon) dönüşürler. Her bir humulon girdiği bu izomerizasyon reaksiyonundan iki farklı bileşen ile ayrılır: cis-izohumulon ve trans-izohumulon. Aşağıdaki resimde göreceğiniz üzere temel olarak 3 farklı humulon grubundan oluşan alfa asitlerin izomerizasyonu neticesinde kaynama sonrası şerbetin içinde 6 farklı alfa asit izomeri bulunur. Bunların üçü cis diğer üçü ise trans izomerler olarak şerbette yer alır.

İzomerizasyon reaksiyonu sonrası, reaksiyonun gerçekleştiği koşullara bağlı olarak, cis ve trans izomerleri aşağı yukarı 68:32 oranında bulunur. Daha yüksek oranda bulunan cis izomerleri trans izomerlerine kıyasla daha kararlıdırlar ve yarılanma süreleri aşağı yukarı 5 senedir. Trans izomerler için yarılanma süresi yaklaşık 1 sene civarındadır. Bu bakımdan biranın uzun süre beklemesi durumunda trans izomerler yarılanacağı için lezzet ve tat profili de değişecektir. Uzun süre beklese de aynı tat profilini koruyan bira için mümkünse cis izomerlerinin oranının daha yüksek olması gerekir. İzo-alfa asitler lezzet olarak kinin’e benzer yoğunlukta acılık içerir ki acılık (bitterness) için referans alınan lezzet kinin lezzetidir. Biranın gerçek lezzetini kazanmasında çok önemli role sahip olan alfa asitler anti-bakteriyel özelliğe de sahiptirler. Böylece gram-pozitif bakterilerin üremesini engelleyerek biranın sterilizasyonunu da yardımcı olurlar. Biranın gram-pozitif bakterilerden kurtulmasını sağlayan asıl önemli bileşen prenil grubu kimyasallardır ki bu grup kimyasalların üç farklı türü beta-asitlerin içinde yer alır. Beta-asitler yani lupulonlar da bu sebeple yüksek anti-bakteriyel özellik gösterir.
Beta asitlerin en önemli özelliklerinden birisi de oksidatif bozunmaya karşı oldukça duyarlı olmalarıdır. Oksidasyon reaksiyonların büyük bölümü, organoleptik olarak (koku ve tat açısından) kötü ürünler açığa çıkmasına neden olur. Beta asitlerin birayı oksidasyona karşı koruyamaması istenen bir özellik olmadığı için, serbetçiotunun alfa asit oranının yüksek, beta asit oranının düşük olması arzu edilir.
Şerbetçiotu içinde bulunan alfa asitlerin izomerizasyon reaksiyonu genellikle düşük verimlilikte gerçekleşir. İzomerizasyon reaksiyonuna giren alfa asitlerin izo-alfa asitlere dönüşme oranı aşağı yukarı %30 civarındadır. Kaynattığımız şerbetin pH değerinin 5–5.5 aralığında olması bu verimlilik için çok önemlidir. Ev biracılığında kaynamaya girecek olan şerbetin mayşeleme aşamasında bu pH aralığına getirilmesini sağlamak bu bakımdan önemlidir. Ev biracıları olarak genellikle kullanmayı tercih ettiğimiz doğal mineralli suların bu düzeyde pH seviyesinde olmadığını biliyoruz.
İzo-alfa asitler ve fenolik bileşenler biranın lezzet profilinin kararlı halde kalmasına da destek olurlar. Ayrıca tansiyoaktif özellikleri nedeni ile bira köpüğünün kalıcılığını da sağlarlar. Tüm bu olumlu özelliklerine rağmen izo-alfa asitler gün ışığı altında kırılganlardır. Gün ışığı ve görülebilir ışık kaynakları, izo-alfa asitlerin temel olarak iki radikal çift olarak parçalanmasına ve bunun neticesinde “kokarca” kokusunun aynısını veren thiol kökünün açığa çıkmasına neden olur.

Norrish Tip 1 Reaksiyonu — Birada Işık Çarpması
İşte bu reaksiyonun oluşmasını önlemek amacıyla, bira şişeleri genellikle kahverengi ya da yeşil renkli olarak üretilmektedir. Böylece UV ışık geçirgenliği düşürülmektedir. Bazı bira şişelerinin şeffaf olması durumunda (örneğin: New Castle Brown Ale) şişenin üzerinde UV koruyucu bir tabaka bulunduğundan emin olabilirsiniz.

Son Söz: Şerbetçiotunu kaynattığında neler olacağını tahmin edemezsin!
Şerbetçiotunu kaynattığımızda gerçekleşen izomerizasyon reaksiyonu ile açığa çıkan izo-alfa ve izo-beta asitler acılık ve anti bakteriyel özellikleri ile biramıza olumlu katkıda bulunuyor. İzomerizasyon reaksiyonu ne kadar uzun sürerse o kadar yüksek acılık elde edeceğimizi söyleyebiliriz. Bu sebeple bira yapımında kaynamanın başında kullanılan şerbetçiotları aroma değil, acılık veriyor. Kaynamanın sonuna doğru eklenen şerbetçiotları ise bu izomerleşme reaksiyonunu uzun süre vermediği için daha ziyade aroma amaçlı kullanılmış oluyor.
Şerbetçiotunun sahip olduğu aroma içeriğindeki esansiyel yağlardan geliyor ancak bu yağların birbirinden farklı kaynama noktaları olduğu için bir ev biracısı için hangi şerbetçiotu ne zaman kaynamaya eklenirse hangi aromayı verir? sorusunun cevabı çok kolay alınabilecek bir cevap olmaktan çıkar. Örneğin kaynama derecesi 129 C olan bir esansiyel yağın sahip olduğu aromayı, şerbetçiotunu kaynamanın son beş dakikasına ya da flame out aşamasına ekleyerek almak mümkün olamayacaktır.
Ev biracıları olarak sıklıkla kullandığımız bazı şerbetçiotlarının içerdiği önemli esansiyel yağların özellikleri şu şekilde:
Myrcene (63.9 C kaynama derecesi) Özellikle Amerikan menşeine sahip pek çok şerbetçiotu %40-60 arasında Myrcene içerir. Cascade türü için bu oran %50-60 aralığındadır. Kaynama derecesi çok düşük olduğu için, kaynatılırsa uçar. Bu sebeple dry hop tekniği ile ya da şerbet soğumaya başladığında 64Cnin altında eklenmesi uygun olur. Myrcene genel olarak yeşil yapraklı bitkilerin kokusunu taşır. Balzamik ve selülozik kokuları ile karakterizedir. Doğru sıcaklıkta çok küçük oranlarda kullanılması bile bu rayihanın biraya aktarılmasına yardımcı olur.
Humulene (99 C kaynama derecesi) Humulene özellikle Saaz ve Nugget türü şerbetçiotunda yer alan, yeşil yapraklı ve nebati kokular veren bir esansiyel yağ. Uzun süre kaynamada kaldığında baharatlı aromalar vermeye eğimli. Kaynama derecesi 99 C olduğu için kaynamanın sonlarına doğru dahil edildiğinde gerçek karakterini verebilen bu esansiyel yağ, çok uzun süre kaynamada kaldığında tüm özelliğini kaybediyor.
Caryophellene (129 C kaynama derecesi) Caryophellene baharatlı, limoni, topraksı ve odunsu rayiha ve aroma profiline sahip bir esansiyel yağ. Karabiber ve karanfilin bu yağı yüksek oranda ihtiva ettiğini söylemek mümkün. Özellikle İngiliz menşeine sahip Goldings ve Northdown türlerinde bulunan bu esansiyel yağ, bazı Amerikan menşeili şerbetçiotlarında da mevcut. Hızlıca oksidize olabilen bu esansiyel yağın taze şerbetçiotlarında bulunduğunu, son kullanma tarihi yaklaşan ürünlerde büyük ihtimal oksidize olmuş olabileceğini de akılda tutmakta fayda var.
Farnesene (95–125C arası kaynama derecesi) Pek çok meyvenin ama özellikle elmanın kabuğunda bol miktarda bulunan bu esansiyel yağ, yeşil elma rayihasını biramıza eklememizi sağlar. Meyvemsi, çiçeksi, limoni ve odunsu rayihalar ile karakterizedir. Farnesene şerbetçiotu içinde de yaklaşık %1 oranında bulunur. Hızlı okside olduğu için kaynamanın son dönemlerinde eklenmesi daha doğru olur.

Kaynakça

  • De Keukeleire, D. (2000), Fundamentals of Beer and Hop Chemistry, Quimica Nova 23(1)
  • Verzele, M. (1986), Centenary Review 100 Years of Hop Chemistry and Its Relevance to Brewing, J.Inst. Brew. Vol.92, pp.32–48
  • Schönberger, C and Kostelecky, T. (2011), 125th Anniversary Review: The Role of Hops in Brewing, Journal of The Institute of Brewing, Vol.117, No:3
  • Nickerson, B.G. (1992), Hop Aroma Component Profile and The Aroma Unit, Journal of American Society of Brewing Chemists, Vol.50, No:3, pp: 77–82
  • Mikyska, A et al. (2002), The Role of Malt and Hop Polyphenols in Beer Quality, Flavour and Haze Stability, Journal of Inst. Brew., 108(1), pp:78–85
  • Smith, B. (2018), Late Hop Additions and Hop Oils in Beer Brewing, BeerSmith, Home Brewing Blog
  • Peacock, V.E. (1981), Floral Hop Aroma in Beer, Journal of Agriculture Food Chemistry, Vol:29, pp: 1265–1269