universiteti i tiranËs fakulteti i shkencave tË natyrËs

i

UNIVERSITETI I TIRANËS

FAKULTETI I SHKENCAVE TË NATYRËS

DEPARTAMENTI I KIMISË INDUSTRIALE

PROGRAMI: “TEKNOLOGJIA DHE MIKROBIOLOGJIA E USHQIMEVE

DHE VLERËSIMI I CILËSISË DHE SIGURISË”

DISERTACION

TEMA: “HULUMTIMI I NDIKIMIT TË KUSHTEVE TË FERMENTIMIT

GJATË PRODHIMIT TË BIRRËS NË FORMIMIN E DIACETILIT DHE

ALKOOLEVE TË LARTA”

Kandidati: Udhëheqës shkencor:

M.Sc. Xhemë Lajçi Prof. Dr. Petrit Dodbiba

Tiranë, 2015

ii

UNIVERSITETI I TIRANËS

FAKULTETI I SHKENCAVE TË NATYRËS

DEPARTAMENTI I KIMISË INDUSTRIALE

Programi: “TEKNOLOGJIA DHE MIKROBIOLOGJIA E USHQIMEVE DHE

VLERËSIMI I CILËSISË DHE SIGURISË”

Disertacion

i

paraqitur nga:

M.Sc. Xhemë Lajçi

Për marrjen e gradës shkencore

DOKTOR

Tema: “HULUMTIMI I NDIKIMIT TË KUSHTEVE TË FERMENTIMIT GJATË

PRODHIMIT TË BIRRËS NË FORMIMIN E DIACETILIT DHE ALKOOLEVE

TË LARTA”

Udhëheqës shkencor: Prof. Dr. Petrit Dodbiba

Mbrohet më dt. ….. /….. /……. para jurisë:

1..…………………………………… Kryetar

2..…………………………………… Anëtar ( oponent )

3. …………………………………… Anëtar ( oponent )

4..…………………………………… Anëtar

5……….……..……………………… Anëtar

iii

FALËNDERIME

Unë do të doja të shpreh mirënjohjen time për të gjithë stafin e Fakultetit të

Shkencave te Natyrës, pranë Universitetit te Tiranës, që më dhanë mundësinë

për të përfunduar këtë tezë.

Dua të falënderoj udhëheqësin tim shkencor Prof. Dr. Petrit Dodbiba për

ndihmën, sugjerimet dhe inkurajimin gjatë gjithë kohës së shkrimit dhe

përfundimit të kësaj teze.

Sidomos, do të doja të falënderoj Prof. Dr. Rozana Troja për dhënien e

këshillave, udhëzimeve dhe mbështetjen e saj të vazhdueshme për përfundimin

e kësaj teze.

Shpreh falënderim veçantë për kolektivin ku punojë “Birra Peja”, ne Pejë, të

cilët më ofruan ndihmën e pakursyer dhe të çmueshme gjatë përfundimit të

kësaj teze.

Gjithashtu, shpreh falënderim të veçantë për motrën Prof. Dr. Nushe Lajçi për

ndihmën dhe përkrahjen e vazhdueshme për përfundimin e kësaj teze.

Së fundi, unë do të doja të shprehja falënderimet e mia të veçanta për

bashkëshorten Mevlydën për mbështetjen dhe kurajën që më kanë dhënë për

përfundimin e kësaj teze.

iv

PËRMBAJTJA

FALËNDERIME ..................................................................................................... iii

LISTA E FIGURAVE............................................................................................ viii

LISTA E TABELAVE ........................................................................................... xiii

SHKURTIME FJALËSH......................................................................................... xv

HYRJE ........................................................................................................................ xvi

Qëllimi i studimit ................................................................................................. xviii

PJESA TEORIKE .......................................................................................................... 1

KAPITULLI I ............................................................................................................... 1

HISTORIK I SHKURTËR I PRODHIMIT DHE PËRDORIMIT TË BIRRËS ....... 1

1. PROCESI I PRODHIMIT TË BIRRËS ..................................................................... 2

1.1 LËNDËT E PARA PËR PRODHIMIN E BIRRËS ............................................ 3

1.1.1 Uji për prodhimin e birrës ............................................................................. 3

1.1.2 Maltoja .......................................................................................................... 4

1.1.3 Humulus Lupulusi (HL) ................................................................................ 5

1.1.4 Majaja e birrës............................................................................................... 6

1.2 PRODHIMI I MUSHTIT ................................................................................... 10

1.3 FERMENTIMI ................................................................................................... 11

1.3.1 Fermentimi primar ...................................................................................... 11

1.3.2 Fermentimi sekondarë ................................................................................. 13

KAPITULLI II ............................................................................................................ 15

2. METABOLIZMI I MUSHTIT ME MAJA.............................................................. 15

2.1 METABOLIZMI I MAJASË ............................................................................. 15

2.1.1 Marrja dhe metabolizmi i lëndëve ushqyese nga mushti me maja ............. 16

2.2 FORMIMI I KOMPONIMEVE TË SHIJES DHE AROMËS NË BIRRË ....... 23

2.2.1 Faktorët që ndikojnë në prodhimin e komponimeve të shije dhe aromës ... 25

2.3 FORMIMI I ALKOOLEVE TË LARTA GJATË FERMENTIMIT TË

MUSHTIT ................................................................................................................ 29

2.4. FORMIMI I DIACETILIT DHE 2,3-PENTANEDIONIT GJATË

FERMENTIMIT TË MUSHTIT.............................................................................. 33

2.4.1 Formimi i diacetilit ..................................................................................... 35

2.4.2 Reduktimi i diacetilit................................................................................... 39

2.4.3 Faktorët që ndikojnë në formimin dhe reduktimin e diacetilit ................... 40

PJESA PRAKTIKE ..................................................................................................... 42

KAPITULLI III ........................................................................................................... 42

3. MATERIALI DHE METODA ................................................................................ 42

v

3.1 LËNDA E PARË ............................................................................................... 42

3.1.1 Uji ............................................................................................................... 42

3.1.2 Malti ............................................................................................................ 42

3.1.3 Majaja ......................................................................................................... 42

3.1.4 Lupulo (Humulus Lupolus) ......................................................................... 43

3.2 PËRGATITJA E MUSHTIT.............................................................................. 43

3.3 FERMENTIMI I MUSHTIT.............................................................................. 44

3.4. KROMATOGRAFIJA GAZTË ........................................................................ 44

3.4.1. Ndërtimi i aparaturës së gaz kromatografit ................................................ 45

3.4.2. Gazi bartës ................................................................................................. 46

3.4.3. Injektori ...................................................................................................... 46

3.4.4. Kolona dhe zgjedhja e kolonës në gazë kromatografi ............................... 47

3.4.5. Mbushësi për kollona ................................................................................. 47

3.4.6. Faza e lëngët jo lëvizshme ......................................................................... 48

3.4.7. Detektori .................................................................................................... 49

3.4.8. Madhësitë më të rëndësishme të kromatografit të gaztë ............................ 50

3.4.9. Teoria e pjatave .......................................................................................... 50

3.4.10. Lartësia ekuivalente pjatave teorike (h) ................................................... 51

3.4.11. Mbajtje relative (α) .................................................................................. 51

3.4.12. Ndarja (R) ................................................................................................ 51

3.4.13 Analiza cilësore ......................................................................................... 52

3.4.14 Vëllimi i mbajtjes ...................................................................................... 52

3.4.15. Vëllimi mbajtës i korrigjuar (V‟R ) ........................................................... 53

3.4.16. Vëllimi i vërtet mbajtës (VN) ................................................................... 53

3.4.17. Vëllimi specifik i mbajtjes (Vg) ............................................................... 53

3.5 METODA SPEKTROFOTOMETRIKE ........................................................... 54

3.5.1 Ligji i absorpsionit të rrezes ........................................................................ 56

3.5.2 Ndërtimi i aparatit të spektofotometrit ........................................................ 57

3.6 PROÇEDURAT E MATJEVE FIZIKO-KIMIKE ............................................ 59

3.6.1 Përcaktimi i ekstraktit të vërtet, dukshëm dhe shkallës së fermentimit ...... 59

3.6.2 Përcaktimi i CO2 (EBC Metoda: 9.28.3) .................................................... 60

3.6.3 Përcaktimi i ngjyrës me spektrofotometër (EBC Metoda : 9.6 dhe 8.5)..... 61

3.6.4 Përcaktimi substancave të hidhura në birrë me spektrofotometër (EBC

Metoda: 9.8) ......................................................................................................... 61

3.6.5. Përcaktimi i Polifenoleve përgjithshme në birrë me spektrofotometër (EBC

Metoda 9.11) ........................................................................................................ 62

3.6.6 Përcaktimi i diacetilit në birrë përmes kromatografit të gaztë (EBC Metoda:

9.24.2) .................................................................................................................. 62

vi

3.6.7 Përcaktimi i alkooleve te larta në birrë me anë të kromatografit të gaztë

(EBC Metoda: 9.39) ............................................................................................. 66

KAPITULLI IV .......................................................................................................... 72

NDIKIMIT I MUSHTIT ME EKSTRAKT THEMELOR TË LARTË NË

FORMIMIN E DIACETILIT DHE ALKOOLEVE TE LARTA NË BIRRË ............. 72

4.1 Hyrje .................................................................................................................. 72

4.2 MATERIALI DHE METODAT ........................................................................ 73

4.2.1 Përgatitja e mushtit ..................................................................................... 74

4.2.2 Kushtet e fermentimit ................................................................................. 75

4.3 REZULTATET DHE DISKUTIMI ................................................................... 75

4.3.1 Fermentimi i mushtit ................................................................................... 75

4.3.2 Alkoolet e larta dhe diacetili ....................................................................... 77

4.3.3 Analizat kimike të birës së re ...................................................................... 80

4.3.4. Degustimi i birrës finale............................................................................. 82

4.4 PËRFUNDIME .................................................................................................. 84

KAPITULLI I V ......................................................................................................... 87

NDIKIMI I TEMPERATURËS NË FORMIMIN ALKOOLEVE TË LARTA,

DIACETILIT DHE KARAKTERISTIKAT E BIRRËS ............................................. 87

5.1 Hyrje .................................................................................................................. 87

5.2 MATERIALET DHE METODAT .................................................................... 88

5.2.1 Përgatitja e mushtit ..................................................................................... 88

5.2.2 Kushtet e fermentimit ................................................................................. 90

5.3 REZULTATET DHE DISKUTIMI ................................................................... 90

5.3.1 Fermentimi i mushtit ................................................................................... 90

5.3.2 Alkoolet e larta dhe diacetili ....................................................................... 92

5.3.3 Analizat kimike dhe fizike të birrës përfundimtare .................................... 98

5.3.4 Degustimi i birrës ...................................................................................... 102

5.4. Përfundime ...................................................................................................... 104

KAPITULLI VI ........................................................................................................ 107

NDIKIMI I PRESIONIT TË CO2 GJATË PROCESIT TË FERMENTIMIT BIRRËS

NË FORMIMIN E KOMPONIMEVE AROMATIKE ............................................. 107

6.1. Hyrje ............................................................................................................... 107

6.2. MATERIALI DHE METODAT ..................................................................... 108

6.2.1. Përgatitja e mushtit .................................................................................. 109

6.2.2. Kushtet e fermentimit .............................................................................. 110

6.3. REZULTATET DHE DISKUTIMI ................................................................ 110

6.3.1 Fermentimi i mushtit ................................................................................. 110

6.3.2 Alkoolet e larta dhe diacetili ..................................................................... 112

vii

6.3.3 Analizat kimike të birrës së finale ............................................................ 115

6.3.4 Degustimi i birrës ...................................................................................... 119

6.4 Përfundimi........................................................................................................ 120

KAPITULLI VII ....................................................................................................... 122

PËRFUNDIMI I PËRGJITHSHËM .......................................................................... 122

REKOMANDIME ................................................................................................. 124

LITERATURA .......................................................................................................... 125

Përmbledhje ........................................................................................................... 133

Abstrakt .................................................................................................................. 133

viii

LISTA E FIGURAVE

Figura 1.1 Diagrami i procesit të maltimit dhe prodhimit të birrës........ 2

Figura 1.2 Boçet e Humulus Lupulusit para korrjes (a) dhe farat e

lupulinës (b)........................................................................... 5

Figura 1.3 Struktura e α-acidit (a) dhe -acidit (b) të Humulus

Lupulusit............................................................................... 6

Figura 1.4 Mikrografia elektronike e bulëzimit të qelizave së majasë... 7

Figura 1.5 Struktura e qelizës së majasë................................................. 7

Figura 1.6 Membrana e qelizës së majasë............................................... 9

Figura 1.7 Formimi i komponentëve nga metabolizmi i majasë gjatë

fermentimit të mushtit........................................................... 13

Figura 2.1 Reaksionet oksido/reduktuese gjatë metabolizmin të

majasë.................................................................................... 16

Figure 2.2 Marrja e sheqernave nga qelizat e majasë............................. 17

Figura 2.3 Rruga Embden-Meyerhof-Parnas (EMP, glikolizës)............. 18

Figure 2.4 Cikli i Krebit.......................................................................... 19

Figura 2.5 Reaksionet e formimit të etanolit dhe dyoksidit të karbonit

gjatë fermentimit.................................................................... 20

Figura 2.6 Lidhshmëria në mes të rrugëve kryesore metabolike që

kontribuojnë në komponimet shijes në birrë......................... 26

Figura 2.7 Formimi e cis- dhe trans-, izo-α-acideve nga prekursoret e

α-acideve të Humulus Lupulusit............................................ 28

Figura 2.8 Biosinteza e disa alkooleve të larta me rëndësi për shije dhe

aromë të birrës....................................................................... 30

Figura 2.9 Sinteza e alkooleve të larta në rrugën katabolike.................. 31

Figura 2.10 Rruga e përgjithshme e formimit të alkooleve të larta.......... 31

Figura 2.11 Formimi i alkooleve të larta nga metabolizmi i

karbohidrateve dhe biosinteza e aminoacideve..................... 32

Figura 2.12 Rruga e formimit dhe disimilimit të vicinal diketoneve,

diacetilit dhe 2,3- pentanedionit gjatë fermentimit të birrës.. 34

Figura 2.13 Rrugët e detajuara të biosintezës sëe izoleucinës, leucinës

dhe valinës............................................................................. 36

Figura 2.14 Rrugët biosintetike të aminoacideve izoleucine, valine,

leucine dhe produkteve metabolike....................................... 37

ix

Figura 2.15 Rruga e formimit të diacetilit nga rrjedhja e α-

acetolactateve jashtë nga qeliza a majasë.............................. 38

Figura 2.16 Ilustrimi i komponimeve të përfshira gjatë formimit dhe

reduktimit të diacetilit brenda dhe jashtë qelizës së majasë.. 39

Figura 3.1 Diagrami i përgatitjes së mushtit me dy dekokcione............. 44

Figura 3.2 Paraqitje skematike e aparatit të gaz kromatografit............... 45

Figura 3.3 Paraqitje skematike e injektorit............................................. 46

Figura 3.4 Detektori me jonizim me flakë.............................................. 49

Figura 3.5 Paraqet kromatogramin e gaztë me simbole.......................... 52

Figura 3.6 tR koha e mbajtjes, t'R koha mbajtjes e reduktuar, VR

vëllimi i mbajtur, V'R vëllimi mbajtur reduktuar.

𝑡𝑅 𝐴/𝐵koha mbajtjes relative (vëllimore), nëse substanca B

është marr si substancë standarde.......................................... 54

Figura 3.7. Marrëdhënia në mes gjatësisë valore, frekuencës dhe

numrit të valës....................................................................... 55

Figura 3.8. Spektri elektromagnetik......................................................... 55

Figura 3.9. Depërtimi i rrezes nëpër kivet............................................... 56

Figura 3.10 a) Llamba me fije të volframit, për matjen në zonën e

dukshme spektrale (Vis), b) Llamba-D2 për matjen në

zonën ultravjollce (UV) ........................................................ 58

Figura 3.11 Birrë-analizatori, Anton Paar DMA 8453 59

Figura 4.1. Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit me ekstrakt

themelor 10.5%...................................................................... 75


themelor 13%......................................................................... 76


themelor 15%......................................................................... 76

Figura 4.4. Grafiku i alkoolit Propan-1-ol të birra me ekstrakt themelor

10.5%, 13% dhe 15%............................................................ 77

Figura 4.5. Grafiku i alkoolit 2-metil-l-propanol të birra me ekstrakt

themelor 10.5%, 13% dhe 15%............................................ 78

Figura 4.6. Grafiku i alkoolit pentan-1-ol të birra me ekstrakt themelor

10.5%, 13% dhe 15%............................................................ 78

Figura 4.7 Grafiku i alkoolit 3-metil-1-butanol të birra me ekstrakt

themelor 10.5%, 13% dhe 15%............................................. 79

x

Figure 4.8 Grafiku i sasisë të butan-2,3-dione në birrë me ekstrakt

themelor 10.5%, 13%, 15% para dhe mbas t‟hollimit me

ujë të de-ajruar (a-pa holluar, b-e holluar) ............................ 80

Figura 4.9 Grafiku i vlerave mesatare të analizat kimike të birrës së re. 82

Figura 4.10 Grafiku degustimit të birrës finale të prodhuar me ekstrakt

10.5%, 13% dhe 15%............................................................ 84

Figura 5.1 Grafiku i zbritjes së ekstraktit në temperaturë të

fermentimit 10°C................................................................... 90


fermentimit 12°C................................................................... 91


fermentimit 14°C................................................................... 91

Figura 5.4 Grafiku i vlerave të propan-1-ol në birrë të gatshëm në

temperaturat 10, 12 dhe 14°C të fermentimit primar të

mushtit................................................................................... 92

Figura 5.5 Grafiku i vlerave mesatare për tri provat e bëra të propan-

1-ol në birrë të gatshëm në temperaturat 10, 12 dhe 14°C të

fermentimit primar të mushtit................................................ 93

Figura 5.6 Grafiku i vlerave për tri provat e bëra të alkoolit 2-

metilpropan-1-ol (izobutanolit) në birrë të gatshëm në

temperaturat 10, 12 dhe 14°C të fermentimit primar të

mushtit................................................................................... 93

Figura 5.7 Grafiku i vlerave mesatare për tri provat e bëra të 2-

metilpropan-1-ol në birrë të gatshëm në temperaturat të

fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit..................... 94

Figura 5.8 Grafiku i vlerave për tri provat e bëra të alkoolit 2-Metil-1-

butanol në birrë të gatshëm në temperaturat 10, 12 dhe

14°C të fermentimit primar të mushtit................................... 94

Figura 5.9 Grafiku i vlerave mesatare për tri provat e bëra të 2-Metil-

1-butanol në birrë të gatshëm në temperaturat të

fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të

mushtit................................................................................... 95

Figura 5.10 Grafiku i vlerave për tri provat e bëra të alkoolit 3-metil-1-

butanol në birrë të gatshëm në temperaturat 10, 12 dhe

14°C të fermentimit primar të mushtit................................... 96

Figura 5.11 Grafiku i vlerave mesatare për tri provat e bëra të 3-metil-

1-butanol gjetur në birrë të gatshëm në temperaturat të


Figura 5.12 Grafiku i vlerave për tri provat e bëra të butane-2,3-dione

të gjetur në birrë të gatshëm për temperaturat 10, 12 dhe 97

xi

14°C të fermentimit primar të mushtit...................................

Figura 5.13 Grafiku i vlerave mesatare për tri provat e bëra të Butan-

2,3-dione në birrë të gatshëm në temperaturat të


Figura 5.14 Grafiku i vlerave mesatare të ekstraktit themelor, dukshëm,

vërtet dhe alkoolit në birrë të gatshëm në temperaturat të


Figura 5.15 Grafiku i vlerave mesatare të shkallës dukshëm dhe vërtet

të fermentimit të birrës finale për temperaturat të


Figura 5.16 Grafiku i vlerave mesatare të ngjyrës, CO2 dhe hidhësisë

së birrës së gatshëm në temperaturat të fermentimit primar

10, 12 dhe 14°C të mushtit.................................................... 101

Figura 5.17 Grafiku i vlerave mesatare polifenoleve të birrës së

gatshëm.................................................................................. 102

Figura 5.18 Grafiku degustimit të birrës finale të prodhuar përmes

fermentimit në temperaturat 10, 12 dhe 14°C....................... 104

Figura 6.1 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit pranë shtypjes

0.25 bar.................................................................................. 110

Figura 6.2 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit pran shtypjes 0.5

bar.......................................................................................... 111

Figura 6.3 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit pran shtypjes

0.75 bar.................................................................................. 111

Figura 6.4 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit pran shtypjes 1.0

bar.......................................................................................... 112

Figura 6.5 Përqendrimi i alkoolit 3-Metil-1-butanol gjatë fermentimit

pran shtypjeve 0.25, 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar............................. 113

Figura 6.6 Përqendrimi i alkoolit 2-Metil-1-butanol gjatë fermentimit

pranë shtypjeve 0.25, 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar........................... 113

Figura 6.7 Përqendrimi i acetatit të etilit gjatë fermentimit primar pran

shtypjeve 0.25, 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar..................................... 114

Figura 6.8 Përqendrimi i acetatit izoamilik gjatë fermentimit pran

shtypjeve 0.25, 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar..................................... 115

Figura 6.9 Vlerat e ekstrakti dukshëm në birrën finale sipas shtypjes

së fermentimit primar............................................................ 115

Figura 6.10 Vlerat e shkallës së dukshme të fermentimit në birrën finale

sipas shtypjes së fermentimit primar..................................... 116

xii

Figura 6.11 Sasia e alkoolit në birrën finale sipas shtypjes së

fermentimit primar................................................................. 116

Figura 6.12 Sasia e dyoksidit të karbonit në birrën finale sipas shtypjes

së fermentimit primar............................................................ 117

Figura 6.13 Vlerat e ngjyrës në birrën finale sipas shtypjes së


Figura 6.14 Vlerat e hidhësisë në birrën finale sipas shtypjes së


Figura 6.15 Sasia e polifenoleve në birrën finale sipas shtypjes së


Figura 6.16 Grafiku degustimit të birrës finale të prodhuar përmes

fermentimit në temperaturë 15°C pran shtypjes së

fermentimit 0.25, 0.50, 0.75 dhe 1.0 bar............................... 119

xiii

LISTA E TABELAVE

Tabela 2.1 Aminoacideve e mushtit sipas radhës së asimilimit gjatë

fermentimit 21

Tabela 3.1 Analizat kimike-fizike të ujit Drini Bardh................................. 42

Tabela 3.2 Karakteristikat më të rëndësishme për kolonat me paketim dhe

kapilare....................................................................................... 47

Tabela 3.3 Faza e lëngët stacionare.............................................................. 48

Tabela 3.4 Balonat volumetrik reagjent për kalibrim.................................. 62

Tabela 3.5 Vialët e mostrave........................................................................ 64

Tabela 3.6 Përbërja e tretësirës standarde punuese...................................... 68

Tabela 4.1 Vetitë kimike-fizike të maltit për mostra 10.5%, 13% dhe 15% 74

Tabela 4.2 Analizat kimike të birrës së re në fund të maturimit për

ekstrakt 10.5%............................................................................ 80

Tabela 4.3 Analizat kimike të birrës në fund të maturimit për ekstrakt

13% ............................................................................................ 81

Tabela 4.4 Analizat kimike të birrës në fund të maturimit për ekstrakt

15%............................................................................................. 81

Tabela 4.5 Vlerësimi degustimit të birrës për tri provat M1, M2 dhe M3

me ekstrakt 10.5%...................................................................... 82


me ekstrakt 13% ........................................................................ 83


me ekstrakt 15% ........................................................................ 83

Tabela 5.1 Vetitë kimike-fizike të maltit..................................................... 89

Tabela 5.2 Analizat kimike-fizike të birrës finale e fermentuar në

temperaturë 10°C....................................................................... 98


temperaturë 12°C....................................................................... 99


temperaturë 14°C ...................................................................... 100

Tabela 5.5 Vlerësimi degustimit të birrës finale për tri provat P1, P2 dhe

P3 të birrës së fermentuar në 10°C............................................. 102



xiv



Tabela 6.1 Vetitë kimike-fizike të maltit për mostra A, B, C, D................. 109

Tabela 6.2 Vlerësimi degustimit të birrës finale të prodhuar përmes

fermentimit në temperaturë 15°C pran shtypjeve së

fermentimit 0.25, 0.50, 0.75 dhe 1.0 bar.................................... 119

xv

SHKURTIME FJALËSH

ADP Adenozinë difosfat

ATP Adenozin-tre-fosfat

DNA Acidi deoksiribonukleik

EMP Embden–Meyerhof–Parnas

FAN Amino azoti i lirë (Free Amino Nitrogen)

ILV Isoleucina-leucina-valina

NAD Nikotinamide adeine

NADH Nikotinamide adenine dinukleotide

NADP Nikotinamide adenine dinukleotide fosfate

RNA Acidi ribonukleik

TCA Cikli i acidit trikarboksilik

BU Njësi e hidhësisë për birrë (Bitterness Units in beer)

EBC Konventa Evropiane për birrë (European Brewing Convention)

ED Ekstrakti i dukshëm (apparent extrakt)

ER Ekstrakti i vërtetë (real extrakt)

FAN Amino azoti i lirë (free amino nitrogen)

FID Detektori me jonizim me flakë

FPD Detektori fotometrik me flak

HGB Pesha specifike lartë e birrës (High Gravity Brewing)

hl hektolitër

HL Humulus lupulus

OE Ekstrakti origjinal (Original Extract)

°P, Plato Njësi për matjen e dendësisë në përqindje të mushtit të birrës

Shdf Shkalla dukshme fermentimit

Shvf Shkalla vërtetë fermentimit

VDK Vicinal Diketone

ZIM Koleksion i kulturave të mikroorganizmave industriale, Sllovenia

(Culture Collection of Industrial Microorganisms, Registered Number

810 in WDCM, World Data Center for Microorganism)

xvi

HYRJE

Birra është një nga pijet më të njohura alkoolike dhe origjina e saj daton nga periudha

shumë të lashta, që nga Sumerianet, Egjiptianët, deri në ditët e sotme (Esslinger dhe

Narziss, 2009). Ajo përfitohet nga fermentimi i mushtit me maja, e cila është një

përzierje e maltit, Humulus-Lupulusi (HL) dhe ujit. Gjatë procesit të prodhimit të

birrës së pari kokrrat e maltos bluhen për përfitimin e grimcave relativisht të imta, të

cilat përbëhen kryesisht prej niseshtesë. Grimcat pastaj përzihen më ujë të nxehtë në

procesin e quajtur bërsim. Gjatë procesit të bërsimit ndodh konvertimi i niseshtesë në

sheqerna të fermentueshëm si rezultat i veprimit të enzimave të maltos. Këto

zhvillohen gjatë procesit maltimit, por fillojnë të veprojnë gjatë procesit të bërsimit.

Pas procesit të bërsimit ndahet tretësirë e lënget përmes kullimit e njohur si musht.

Pastaj bëhet zierja e mushtit me Humulus-Lupulusi. Qëllimi i zierjes është sterilizimin

i mushtit, largimi i komponimeve të avullueshme të padëshirueshme, inaktivizimi i

enzimave, precipitimi i proteinave, tretja dhe izomerizimi i komponimeve të hidhura

të HL të cilat i japin birrës shijen e hidhet. Pas kthjellimit të mushtit bëhet ndarja e

precipitatit të proteinave, HL të patretshëm dhe ftohja e mushtit në temperaturën e

fermentimit (Kunze, 1999; Lewis dhe Young, 1995).

Fermentimi fillon me shtimin e llojit të zgjedhur të majasë në musht të ftohur dhe të

ajrosur, pasi të transferohet në tankun e fermentimit. Gjatë fermentimi primar majaja

konsumon dhe konverton sheqernat e fermentueshëm të mushti në etanol dhe

dyoksidit të karbonit, deri përmbajtjen e dëshiruar të ekstraktit dhe etanolit. Përveç

etanolit dhe dyoksidit të karbonit, qelizat majasë gjatë procesit të fermentimit

prodhojnë edhe një gamë të gjerë të metabolitëve sekondare. Këto komponime edhe

pse prodhohen në përqendrime shumë të ulëta, ndikojnë shumë në aromën dhe shijen

e birrës përfundimtare (Verstrepen et al., 2004). Ky proces vazhdon me fermentin e

sekondar (maturimin) në temperatura të ulëta dhe në prani të sasisë shumë të ulët të

majasë. Qëllimi i maturimit është largimi i disa komponime padëshirueshme në birrë

dhe përmirësimin e profilit të shijes.

Birra është një nga pijet më të këndshme, shija dhe aroma e të cilës është rezultat i

komponimeve me shije-aktive të prodhuara gjatë çdo faze të prodhimit të birrës

Kobayashi et al., 2007. Megjithatë, shumica e këtyre komponimeve prodhohen gjatë

fazës së fermentimit dhe përbëhen nga nënprodukte metabolike të karakterit kryesor

të jetesës të majasë së birrës. Alkoolet e larta, esteret, vicinal diketonet (VDK) janë

komponime kryesore të prodhuara nga maja, të cilët përfundimisht e përcaktojnë

cilësinë e birrës finale. Alkoolet e larta dhe esteret janë komponoime të dëshirueshme

(në përqendrime më të ultë se vlerat e pragut të shijes) të një birrë të këndshme ndërsa

VDK janë me shije të padëshirueshme. Së bashku me këto, metabolizmi i majasë

kontribuon edhe me tre grupet e tjera të komponimeve: acide organike, komponimet e

squfurit dhe aldehidet (Bamforth, 2000). Të gjitha komponentët e shijes dhe aromës

në birrë duhet të mbahen brenda kufijve të caktuar, përndryshe, një komponim i

vetëm ose grup i komponimeve mund të dominojnë dhe shkatërroj ekuilibrin shijes

dhe aromës.

Alkoolet e larta (alkoolet me peshë molekulare më të lartë se etanoli) formohen gjatë

fazës fillestare dhe të mesme të fermentimit dhe arrijnë vlerën maksimale kur niveli i

amin azot të lirë (FAN) në musht bie në një përqendrim minimale. Alkoolet e larta

sintetizohen nga majaja gjatë fermentimit përmes rrugëve katabolike (Ehrlich) dhe

anabolike (metabolizmi të aminoacideve) (Ehrlich, 1907 dhe Chen, 1978). Në rrugën

xvii

katabolike, qelizat majasë përdorin aminoacidet nga mushti për të prodhuar α-keto

acide përkatëse nëpërmjet reaksionit të transaminimit. Okso acidet e tepërta pastaj

dekarboksilohen në aldehide dhe më tej reduktohen (nga alkool dehidrogjenaza) në

alkoole të larta. Në rrugën anabolike, alkoolet e larta sintetizohen nga α-keto acidet

gjatë sintezës së aminoacideve nga burimet e karbohidrateve (Oshita et al., 1995,

Hazelwood at al., 2008). Rruga e përftimit varet nga alkoolet e larta individuale dhe

nga niveli i aminoacideve të pranishme në musht. Alkoolet e larta janë të rëndësishme

edhe si prekursorë të menjëhershëm të estereve më shije-aktive, kështu që kontrolli i

formimit të alkooleve të larta duhet të rregullohet për të siguruar prodhimin të

kontrolluar të estereve.

Diacetili (2,3-butanedioni) dhe 2,3-pentanedioni, gjithashtu të njohura si vicinal

diketone (VDK), formohen si rezultat i metabolizmit majasë gjatë fermentimit të

mushtit si nënprodukte të sintezës së valinës dhe izoleucinës (Wainwright, 1973). Ai

rrjedh nga piruvati nëpërmjet ndërmjetësit të -acetolaktate, prekursor i biosintezës së

valinës. Në fakt, majaja nuk prodhojnë diacetilin, por prodhon prekursorin e tij (α-

acetolaktatin) gjatë sintezës aminoacideve. -Acetolaktati sekretohet në musht, ku

dekarboksilohet duke formuar diacetilin. Gjatë fazës së maturimit, ky i fundit

asimilohet nga majaja dhe reduktohet në metabolitet më pak shije-aktive, acetoin dhe

2,3-butanediol të cilët kanë pragun më të lartë të shijes. Dekarboksilimi spontan i -

acetolaktateve është hapi që përcakton shpejtësinë e formimit të diacetili. Diacetil ka

një shije të fortë buteri. Në birra lager e ka pragun e shije prej rreth 0.1-0.15 mg/l dhe

prania e tij konsiderohet e padëshirueshme. Përqendrimi i diacetilit është një nga

parametrat më të rëndësishme në industrinë e prodhimit të birrës si rezultat i pragut të

ulët të shijes (Wainwright, 1973; Yonezawa dhe Fushiki, 2002).

Faktorët kryesorë që ndikojnë në performancën e fermentimit dhe cilësinë e birrës

janë: zgjedhja e llojit të majasë, sasia e majës së shtuar në musht, pesha specifike e

mushtit, temperatura e fermentimi, presioni i dyoksidit të karbonit gjatë fermentimit,

ajrimi, madhësia dhe gjeometria e tankut të fermentimit (Hough et al, 1981).

xviii

Qëllimi i studimit

Qëllimi i këtij studimi ishte hulumtimi i ndikimit të kushteve të fermentimit të birrës

në formimin e alkooleve të larta, diacetilit dhe vetit kimike-fizike të birrës:

Ndikimi i peshës specifike të ekstraktit të mushtit gjatë fermentimit në

formimin e alkooleve të larta, diacetilit dhe vetit kimike-fizike të birrës.

Ndikimi i temperatura së fermentimit të mushtit në formimin e alkooleve të

larta, diacetilit dhe vetit kimike-fizike të birrës.

Ndikimi i presionit i dyoksidit të karbonit gjatë fermentimit të mushtit në

formimin e alkooleve të larta, diacetilit dhe vetit kimike-fizike të birrës.

1

PJESA TEORIKE

KAPITULLI I

HISTORIK I SHKURTËR I PRODHIMIT DHE PËRDORIMIT TË BIRRËS

Birra është prodhuar dhe konsumuar për mijëra vite, edhe pse origjina e saktë e birrës

është e panjohur. Origjina etimologjike e fjalës birrë mendohet që ka prejardhjen nga

beor, të huazuar prej manastireve të Gjermanisë Perëndimore nga gjuha Latine biber

“një pije, pije”, nga Latinishtja bibere, “për të pirë”.

Dëshmitë më të vjetra të prodhimit të birrës datojnë qysh 6000 viteve p.e.r. dhe iu

referohen qytetërimit Sumerian. Studimet arkeologjike të kryera në rajonin e

Mesopotamisë kanë gjetur dokumentime që përmban receta për prodhimin e birrës.

Interesi për birrë ishte zgjeruar, gjatë shekujve, kryesisht në gjithë Lindjen e Mesme.

Egjiptianët e konsideruan birrën jo vetëm si një pije, por edhe si produkt për qëllime

fetare dhe mjekësore. Mendohet së Egjiptianët i mësuan Grekëve dhe Romakëve artin

e prodhimit të birrës.

Edhe pse konsiderohej më pak e rëndësishme së sa vera, prodhimi i birrës evoluoj

gjatë periudhës së dominimit Romak, duke prodhuar birrë kryesisht në zonat e

jashtme të Perandorisë Romake nga Saksonët, Keltet, fiset Nordike dhe Gjermanike.

Gjatë Mesjetës, murgjit e Krishterë ruajtën procesin e prodhimit të birrës si një zeje

dhe arritën disa përparime në procesin e prodhimit, duke përfshirë teknikat më të mira

të ruajtjes dhe përdorimit të Humulus-Lupulusit.

Ngjarja më e njohur në historinë e prodhimit të birrës ishte krijimi i standardeve

Gjermane për prodhues të birrës. Në vitin 1516, Duka William IV i Bavarisë, miratoi

ligjin e pastërtisë (Reinheitsgebot), ndoshta rregullorja më e vjetër e cilësisë së

ushqimit ende në përdorim në shekullin 21, i cili lejonte prodhimin e birrës nga lëndët

e para: maltoja, uji, Humulus-Lupulusi dhe majaja.

Gjatë revolucionit industrial (shekulli i 18-të) prodhimi i birrës u zhvendos nga

prodhimin artizanal në prodhimin industrial. Zbulimi i hidrometrit, termometrit dhe

ftohjes artificiale bënë të mundur prodhuesve të birrës përmirësimin e kontrollit të

procesit të prodhimit.

Në vitin 1865, ideja për ruajtjen e ushqimit me metoda të pasterizimit ishte themeluar

nga Louis Pasteur. Në vitin 1881, Emil Hansen ishte shkencëtari i parë i prodhimit të

birrës që izoloi dhe klasifikoj majatë specifike të birrës në fermentimin fundem

(Saccharomyces uvarum) dhe fermentimi i sipërm (Saccharomyces cerevisiae),

zhvilloi metodat për rritjen e këtyre majave në kultura pa majaja të tjera dhe baktere.

Kjo teknologji e kulturës së pastër është përhap shumë shpejtë nga prodhuesit e

mëdhenj të birrës dhe kështu vendoset baza për prodhimin e birrës siç e njohim në sot.

Në shekullin e 21-të, industria e prodhimit të birrës është bërë një biznes i madh në

mbarë botën, ku konsumatori ka qindra llojeve të birrave për të zgjedhur, me

shqetësimet kryesore të prodhuesve të birrës duke u fokusuar në kontrollin e cilësisë

së birrës. Në vendet tona, birraritë më të rëndësishme janë Birra Tirana, Birra Korça,

Birra Peja, Birra Stela etj.

2

1. PROCESI I PRODHIMIT TË BIRRËS

Birra është një pije alkoolike e përftuar nga fermentimi i një përzierje të maltit,

Humulus-Lupulusi (HL) ujit dhe majaja. Ekstrakt i maltit përdoret si burim ushqyese

për prodhimin e alkoolit nga majaja. Procesi i prodhimit të birrës përbëhet prej tri

fazave kryesore të prodhimit: prodhimi i maltit, prodhimi i mushtit dhe fermentimit

siç shihet në figurën 1.1. Megjithatë, detajet e secilës fazë të procesit të prodhimit

varen nga natyra dhe karakteristikat e produktit përfundimtar dhe fabrikave përkatëse

të birrës (Boulton dhe Quain, 2003). Prodhuesit e birrës janë të interesuar në arritjen

më të lartë të alkoolit të mundshme dhe të gjitha atributet tjera të produktit të tyre si:

shkuma, kthjelltësia, ngjyra, aroma dhe shija (Bamforth, 2003).

Figura 1.1 Diagrami i procesit të maltimit dhe prodhimit të birrës.

Mbirja

Tharja

Malto

Bluarja

Bërsimi

Maltimi

Kullimi

Ftohja e mushtit

Fermentimi primar

Fermentimi sekondar

Zierja e mushtit

Filtrimi

Kthjellimi i mushtit nxehtë

Pasterizimi

Mushti

Karbonizimi-paketimi

Prodhimi i mushtit

Rrjedhja e

procesit përfundimtar

Fermentimi

Birra

Majaja

Surrogatet

Uji

Lupulo dhe

surrogate

Filtrimi

steril

3

1.1 LËNDËT E PARA PËR PRODHIMIN E BIRRËS

Lëndët e para kryesore që përdoren për prodhimin e birrës janë maltoja (elb i

përpunuar), uji, Humulus-Lupulusi (HL) dhe majaja. Si lëndë plotësuese të maltos,

mund të përdoren edhe vetë elbi, gruri, misri, sheqeri dhe shurupe për të i dhënë

karakteristikat të nevojshme produktit final dhe për të ulur koston e prodhimit

(Boulton dhe Quain, 2003). Shtesat plotësuese mund të zëvendësojnë një pjesë të

karbohidrateve të fermentueshëm me kusht që ato të mos kenë ndikojnë negativ në

cilësinë e produktit dhe në veçanti në shijen së tij (Bamforth, 2003). Edhe pse lista e

përbërësve themelor është mjaft e vogël, çdo përbërës luan një rol vendimtar në

prodhimin dhe cilësinë përfundimtare të birrës.

1.1.1 Uji për prodhimin e birrës

Uji është lëndë e parë më e rëndësishme që përdoret për prodhimin e birrës. Birra

përbën mesatarisht 90-94% ujë (Hornsey, 1999), kështu që birraritë shpesh e

theksojnë pastërtinë dhe origjinalitetin e ujit të përdorur në birraritë e tyre. Uji që

përdoret për prodhimin e birrës duhet të jetë i pijshëm, i pastër, dhe i lirë nga

patogjene dhe komponente të rrezikshme (Boulton dhe Quain, 2003). Përbërja kimike

dhe biologjike e ujit, ka një rëndësi të konsiderueshme në prodhimin e birrës, dhe nuk

ka asnjë fazë në procesin e prodhimit që nuk ndikohet prej përbërësve të ujit. Cilësia e

ujit bazohet në përmbajtjen mineraleve dhe pH. Jonet e pranishme në ujin për

prodhimin e birrës kanë rol të rëndësishme në fazat e ndryshme të procesit të

prodhimit si në formimin mushtit, ata kontribuojnë në ushqimin majasë dhe kanë

ndikim në shije të birrës. Jonet kryesore duhet të jenë të pranishme në përqendrime të

mjaftueshme për të shkaktuar efekte pozitive, por në përqendrime shumë të lartë

mund të shkaktojnë inhibim ose shije të padëshirueshme të birrës. Më rëndësi është që

jonet kyçe të janë të pranishëm në sasi të balancuar. Ekuilibri i mineraleve në ujë

ndikon në karakteristikat e shijes së maltit, HL dhe nënprodukteve të fermentimit. Uji

gjithashtu mund të ndikoj në performancën e majasë, e cila nga ana e saj ndikon në

shije dhe aromë të birrës. Në mënyrë tipike uji i birrarive duhet të këtë një fortësi të

mesme, me përmbajtje rreth 100 ppm të kripërave të kalciumit dhe magnezit dhe rreth

50 ppm ose më pak të karbonateve/bikarbonateve.

Kripërat në ujë ndodhen në gjendje të disocijuar në katione dhe anione. Jonet kryesore

të pranishme në shumicën e ujerave që përdoren për prodhimin e birrës janë:

bikarbonatet (HCO3-), karbonatet (CO3

2-), kloridet (Cl

-), sulfatet (SO4

2-), kaliumi (K

+),

natriumi (Na+), kalciumi (Ca

2+) dhe magneziumi (Mg

2+) (Hornsey, 1999). Sasia e

joneve Na+ dhe K

+ në ujë zakonisht është shumë e vogël. Në rastet kur prania e tyre

është e lartë këto lidhen me HCO3-, duke i dhënë ujit karakter bazik dhe duke e bërë

kështu të papërshtatshëm në zierjen e mushtit të birrës. Prania e gjurmëve të Na+ e

përmirëson shijen e birrës. Jonet Fe2+

dhe Fe3+

ndodhen në formë të kripërave të

HCO3, dhe në formë të komponimeve organike. Prania e tyre në sasi të mëdha ndikon

negativisht sepse depozitohet në tubacione, dobëson veprimin aktiv të majasë, si dhe

ndihmon oksidimin e lëndëve rrëshinore (Fix, 1999). Jonet e Mg2+

ndodhen në sasi

gjurmë dhe prania e tyre është e dobishme sepse merr pjesë në shkëmbimin e lëndës

në maja. Në sasi të mëdha është i dëmshëm, prandaj në pastrimin e ujit largohet së

bashku me hekurin. Prania e jonet SO42-

nuk është e dëshirueshme, sepse i jep birrës

shije të hidhur dhe gjatë fermentimit është burim i formimit të SO2 dhe H2S. Jonet e

4

Cl- ndikojnë në prishjen e shijes, duke e ulur nivelin e hidhësisë dhe freskisë së birrës.

Joni i NO3- pjesërisht reduktohet në nitrate, të cilat janë toksike për majanë. Në sasi

mbi 10 mg/l prishin shijen, dhe i japin birrës erën e ujit të ndenjur (Boulton dhe

Quain, 2003).

1.1.2 Maltoja

Maltoja është elb i përpunuar i cili i takon familjes së barishtes, Gramineae, dhe rritet

në klimë më ekstreme së çdo drithë tjetër (Bamforth, 2003). Për prodhim e maltos dhe

për prodhimin e birrës përdoren dy llojet të elbit; elbi me dy- dhe gjashtë-radhë. Elbi i

maltuar me gjashtë-radhë (Hordeum vulgare) përmban më pak niseshte, më shumë

proteina dhe nivel më të lartë të enzimave zbërthyese të niseshtesë së sa elbi dy-

radhësh (Hordeum distichon).

Malti prodhohet me anë të mbirjes së elbit për një periudhë të kufizuar kohore. Ky

pastaj thahet për të ndërpre procesin mbirjes fizike, dhe shoqërohet me procese

biokimike të modifikimit të enzimave (Hough, 1985). Qëllimi i procesit të maltimit

është për të aktivizuar dhe prodhuar enzimat të afta për zbërthimin e komponentëve të

endospermës të murit qelizor (kryesisht (1 → 3, 1 → 4)-β-glukanin) dhe ruajtjen e

proteinave. Ky veprim lejon lirimin e granulave të niseshtesë nga matrica e proteinave

të endospermës. Maltimi është gjithashtu i rëndësishme për të zhvilluar ngjyrën dhe

shijen e dëshiruar të maltit (Briggs, 1998).

Procesi i maltimit fillon me njomjen e elbit në ujë. Gjatë kësaj faze kokrrat e elbit

njomet në ujë në një periudhë të caktuar kohore duke iu ekspozuar ajrit (Boulton dhe

Quain, 2003). Gjatë njomes, uji, hyn përmes mikropyleve në kokrrën e elbit, hapje e

vogël në fund të embrionit të kokrrës, pastaj depërton nëpër cipën e kokrrës dhe

shpërndahet nëpër endospermë niseshteje, Qëllimi i zhytjes së elbit në ujë është për të

arritur një përmbajtje të mjaftueshme të lagështisë për të aktivizuar metabolizmin në

indet embrionale dhe aleurone, duke stimuluar prodhimin e enzimave. Gjatë kësaj

faze rritet përmbajtja lagështisë së elbit e cila duhet të jetë prej 11-12 % deri 42-46 %

brenda një periudhe prej dy ditëve, pasi kokrra nuk do të mbinë në qoftë së përmbajtja

lagështi është nën 32 % (Bamforth, 2003).

Qëllimi kryesor i procesit të mbirjes së elbit është për të zhvilluar aktivitetin e

enzimave, të hidrolizoj muret qelizore, proteinat, dhe niseshtenë e kokrrës dhe

veprojnë për të zbutur endospermën duke larguar muret qelizore dhe rreth gjysmën e

proteinave, duke e lënë prapa pjesën më e madhe e niseshtesë (Bamforth, 2003).

Enzimat më të rëndësishme që ndodhën në maltë janë: amilazat, citazat, proteazat dhe

fosfotazat. Këto enzimat difuziojnë në endospermë, duke filluar procesin e thyerjes së

mureve qelizore, hidrolizojnë niseshtenë në glukozë (C6H12O6) dhe proteinat rezervë

në aminoacide. Kokrrat e elbit në këtë fazë, quhen “malt i gjelbër”. Gjatë procesit të

mbirjes temperatura mbahet në mes 13-16 °C dhe lagështia mbahet në nivele të larta

për të iu shmangur tharjes së tepërt të elbit. Në një kohë të caktuar të mbirjes procesi

ndërpritet duke e aplikuar tharjen (Hornsey, 1999).

Procesi i tharjes së “maltit të gjelbër” bëhet deri në një nivel të ulët të lagështisë,

ndërsa rritja ndërpritet dhe zbërthimi enzimatik ndalet (Bamforth, 2003). Rritja e

temperaturës gjatë procesit të tharjes duhet të jetë graduale në mënyrë që enzimat e

pranishme në malt të mos dëmtohen pasi ato janë të nevojshme për të prodhimin e

5

sheqernave të fermentueshëm gjatë procesit të bërsimit. Gjatë tharjes, temperaturat

rriten ngadalë prej 25-30 °C deri 60-70 °C. Gjatë procesit të tharjes zhvillohen

reaksione të cilat ndikojnë në aromë, shije dhe ngjyrë të birrës (Narziss, 2005).

1.1.3 Humulus Lupulusi (HL)

Humulus Lupulusi është një bimë zvarritëse shumëvjeçare dhe bën pjesë në familjen

Cannabinaceae që rritet në rajonet e botës me klimë të butë (Boulton dhe Quain,

2003). Boçet e thara të HL (lule femërore të specieve Humulus Llupulus) (figura 1.2)

hedhen në kazanin e mushtit gjatë procesit të zierjes së mushtit. HL i jep birrës shijen

e hidhur tipike, aromë karakteristike, përmirëson vetit e shkumës, rrit veprimin e saj

freskues, shkakton precipitimin albuminave dhe shërben si lëndë natyrale konservuese

duke e rritur qëndrueshmërinë e sajë (Bamforth, 2003).

Figura 1.2 Boçet e Humulus Lupulusit para korrjes (a) dhe farat e lupulinës (b).

Në industrinë e birrës zakonisht përdoren boçet e HL në gjendje të tharë. HL përmban

një sërë komponentëve kimike si ujë, rrëshira, vajra, celulozë, proteina, aminoacide,

lipide dhe tanina. Megjithatë, komponentët më shije dhe aromë aktive të HL janë

rrëshirat dhe vajra (Boulton dhe Quain, 2003). Rrëshirat përbëjnë rreth 10-20% të

peshës së thatë HL dhe kjo pjesë përmban substancat e hidhësisë. Karakteri i hidhet

që jepet nga HL është në saje të komponimeve kimike të njohur si α-acide, nga të cilat

humuloni, kohumuloni dhe adhumuloni, përbejnë 2-15% të peshës së boçit të HL.

Mënyra dhe koha e hedhjes se HL kazanin e mushtit gjatë procesit të zierjes ndikojnë

shumë në shijen e sidomos në shkallën e shfrytëzimit të hidhësisë së HL (Hutkins,

2006). Gjatë procesit të zierjes së mushtit α-acidet izomerizohen në format cis- dhe

trans- duke i dhënë birrës shijen e hidhët (Boulton dhe Quain, 2003).

Iso-α-acidet e HL janë gjithashtu një nga faktorët më të rëndësishëm anti-mikrobial në

birrë. β-acidet e HL kanë një aktivitet më të lartë të përgjithshëm anti- bakterial së sa

iso-α-acidet, por më dobët treten në musht dhe kështu janë të pranishme në sasi të

ulëta në birrë. Në figuren 1.3 është dhënë struktura e alfa dhe beta acideve të HL.

Grupet R i -acideve për: humulone, cohumulone, adhumulone, janë përkatësisht

CH2CH(CH3)2, CH(CH3)2, CH(CH3)CH2CH3. Grupet R i -acideve për lupulone,

(a) (b)

6

kolupulone, adlupulone, janë përkatësisht CH2CH(CH3)2, CH(CH3)2,

CH(CH3)CH2CH3.

Figura 1.3 Struktura e α-acidit (a) dhe -acidit (b) të Humulus Lupulusit.

Birra njihet si një pije e sigurt që ka një nivel të lartë të stabilitetit mikrobik. Arsyeja

se birra është një medium pafavorshme për shumë mikroorganizmave është për shkak

të pranisë së etanolit (0.5-10%) , komponimeve e hidhëta të HL (~ 17-55 ppm të iso-

α-acideve), përmbajtje të lartë të dyoksidit të karbonit (~ 0.5% ), pH të ulët (3.8-4.7),

përmbajtja shumë e ulët oksigjenit (<0.1 ppm) dhe vetëm gjurmë të substancave

ushqyese si glukozë, maltozë dhe maltotrioz. Të dy bakteret Gram pozitive dhe Gram

negative janë ndotës në birrë. Acide e HL, veprojë si acide të dobëta të ruajtjes dhe si

inhibitor për shkak të aftësisë për të ulur vlerën e pH (Sakamoto et al., 2003).

1.1.4 Majaja e birrës

Majaja e birrës është një organizëm njëqelizor i takojnë gjinisë Saccharomyces

(kërpudhave) dhe specieve cerevisiae. Kanë forma afërsisht vezore, me diametër prej

5-10 μm. Në të ndodh shkëmbim i lëndëve ushqyese, ajo rritet dhe është e aftë të

shumëzohet sipas ndarjes qelizore (qeliza bijë rritet nga qeliza amë si një bulë përpara

së të ndahet si një qelizë e veçantë duke lënë pas një “gjurmë bule” në qelizën amë,

(figura 1.4). Qelizat e majasë ale nuk bulëzon më shumë se 30 herë gjatë jetës së saj,

ndërsa qelizat e majasë lager bulëzojnë vetëm 20 herë.( Fix, 1999; Bamforth, 2003).

Majat e birrës janë organizma heterotrofe, anaerobe fakultative që do të thotë se ato

mund të mbijetojnë dhe të rriten në të dy mjedise aerobe (në prani të oksigjenit) dhe

fermentim anaerobe (në mungesë të oksigjenit) (Walker, 2000). Në mjedisin aerob

majaja rritet dhe shumëzohet në numër me anë të degëzimit. Majaja e merr energji

nga dy rrugët metabolike: frymëmarrjes (në prani të oksigjenit) gjatë rritjes së majasë

dhe fermentimit (në mungesë të oksigjenit) që shkakton formimin e etanolit dhe

dyoksidit të karbonit nga sheqernat e mushtit. Procesi i rritjes aerob në birrari quhet

propagandim dhe është përgjegjës për rritjen e qelizave të majasë, (Müller dhe

Lösche, 2004).

(a)

(b)

7

Figura 1.4 Mikrografia elektronike e bulëzimit të qelizave të majasë.

Qeliza e majasë për prodhimin e birrës, njësoj si qelizat e majave tjera përbëhet nga

muri qelizor, membrana e qelizore, citoplazma, mitokondriumi, vakuola, bërthama

(figurën 1.5). Ashtu si qelizat e tjera të gjalla, maja është e përbërë kryesisht nga uji.

Karbohidratet, proteinat dhe acidet nukleike përbëhen nga gjashtë elementeve,

karbonit, hidrogjenit, oksigjenit, azotit, fosforit dhe sulfurit dhe formojnë pjesën më të

madhe të materialit të majasë me një gamë të madhe të komponimeve organike me

pesha molekulare të ulët dhe jone inorganike që përbëjnë pjesën e mbetur (Slaughter,

2003).

Figura 1.5 Struktura e qelizës së majasë.

Muri qelizorë ka një strukturë të fort me trashësi prej 250 nm dhe përbën përafërsisht

25% të peshës së tharë të qelizës (Stewart dhe Russell, 1998). Ai kryesisht përbëhet

nga karbohidrateve përafërsisht 90%, pjesa tjetër janë proteina. (Boulton dhe Quain,

8

2001). Fraksionit i karbohidrate prej 30-50% përbëhet prej glukaneve. Muri i qelizës

përshkohet vetëm nga molekulat të vogla, prandaj ushqimi i majasë mund te

sigurohet vetëm nga molekula e vogla, sikurse janë sheqernat dhe i papërshkueshëm

nga proteinat komplekse. Nga njëra anë, muri qelizor i majasë Saccharomyces është

përgjegjës për rezistencën e qelizës kundër forcave mekanike. Nga ana tjetër, ajo

mbron citoplazmën kundër efekteve të jashtme. Muri qelizor është ndërtuar në një

strukturë dy-shtresore. Shtresa e brendshme është përgjegjëse për stabilitetin dhe

elasticitetin, përbëhet kryesisht nga β-1-3-glukani. Shtresa e jashtme përbëhet prej

manoproteinave. Kjo e ul përshkueshmërinë dhe ndërton një pengesë për substanca të

tretura. Lidhja në mes të shtresës së brendshme dhe të jashtme përbëhen nga β-1-6-

glukani (Lipke dhe Ovalle, 1998).

Periplazma shtrihet ndërmjet murit qelizor dhe membranës qelizore. Ajo përbëhet prej

manoproteinave ku pjesa më e madhe e tyre janë të vendosura në pjesën e jashtme të

murit dhe shkalla e ndër-lidhjes rregullon madhësinë e molekulave që mund kalojnë

përmes murit. Periplazma është një pjesë funksionale e qelizës në atë që ajo përmban

disa enzima siç invertaza, acidi fosfataze dhe melibiaza. Për shembull, saharoza

zbërthehet në periplazmë nga enzima invertaze në fruktozë dhe glukozë. Përveç kësaj,

vetit xhelatinoze të saj mund të përballojë mbrojtje të membranës relativisht delikate

të qelizës (Arnold, 1991).

Membrana e qelizore është një shtresë dyfishe lipide gjysme lëshuese ndërmjet murit

qelizorë dhe pjesës së brendshme të qelizës (citoplazmës) me trashësi rreth 8 nm

(Figura 1.6). Kjo strukturë vitale është një barrierë që ndan brendinë e qelizës nga

mjedisi i saj. Membrana e qelizës kryen disa funksione të ndryshme të tilla si siguron

një barrierë për difuzion të lirë të substancave të tretura, katalizon reaksionet

specifike, ruan shpërndarje e energjisë, siguron vende për lidhjen e molekulave të

specifike të përfshira në rrugët metabolike të sinjalizimit dhe siguron një matricë

organizuar mbështetje për vende të rrugëve enzimatike të përfshira në biosintezën e

komponentëve të tjerë qelizorë (Hazel dhe Williams, 1990). Membrana qelizore është

mjaft fluide dhe fleksibile për shkak të përbërësve të saj prej fosfolipideve, steroleve

dhe proteinave. Përveç kësaj, këta përbërës mundësojnë krijimin e një qelize bijë.

Membrana e qelizore është gjithashtu një barrierë shumë selektive, duke i bërë të

mundur qelizës marrjen e lendeve ushqyesve dhe sekretimin e metabolitëve.

Membrana e qelizës përbehet prej fosfolipide dyshtresore ku acide yndyrore drejtohen

kah brendia ndaj njëri-tjetrit në një mjedis hidrofobik, dhe pjesët hidrofilike mbeten të

ekspozuar ndaj mjedisit të jashtëm ujorë (Figura 1.6). Formimi i lidhjeve të dyfishta të

acidet yndyrore kontrollon nivelin e tyre të ngopjes. Duke kontrolluar nivelin e

ngopjes në membranat e tyre lipide, qelizat majasë janë në gjendje për të ruajtur

rrjedhshmërinë e duhur në membranë në temperatura të ndryshme që është e

rëndësishme gjatë kohës së fermentimit. Pa ajrim të duhur qelizat majasë nuk janë në

gjendje për të kontrolluar rrjedhshmërinë në membranë deri në fund të fermentimit që

çon në ndërprerjen e fermentimit dhe formimin e komponimeve me shije të

padëshirueshme në produktin përfundimtar (White dhe Zainasheff, 2010).

9

Figura 1.6 Membrana e qelizës së majasë.

Citoplazma është ajo pjesë e qelizës e mbështjellur me membranën qelizore dhe e

rrethon bërthamën. Ajo është një tretje ujore koloidale që përmban një numër të

metaboliteve (Briggs at al., 2004). Citoplazmë përmban lëngun ndërqelizor të njohur

si citosol. Citosoli së bashku me pjesën tjetër të përmbajtjes së qelizave, përveç

bërthamë, përbën citoplazmë. Citosoli është vendi kryesor për sintezën e proteinave

dhe zbërthimin e tyre. Citosoli përmban enzima të cilat përfshihen në fermentimin

anaerob dhe ato i mundësojnë qelizës për të konvertuar glukozën në energji menjëherë

pas hyrës së saj në qelizë (White dhe Zainasheff, 2010). Kjo përbën më shumë se

gjysmën e vëllimit të qelizës dhe përbëhet nga ribozome dhe proteasome. Proteasomet

janë përgjegjëse për tretjen e proteinave që mund të jenë të dëmshme për qelizë.

Bërthama e qelizës është afërsisht sferike, me diametër rreth 2 mm dhe ndodhet

brenda protoplazmës. Bërthama përbëhet kryesisht nga acidi deoksiribonukleik

(DNA) dhe proteinat dhe rrethohet nga membrana e bërthamore. Ajo përmban

materialin gjenetik të qelizës. Membrana bërthamore, është e shpuar në intervale me

pore, mbetet paprekur gjatë gjithë ciklit qelizor. Bërthama luan një rol të rëndësishëm

në shumëzimin e majasë.

Mitokondriumi është një nga organele ku ndodh frymëmarrje aerobe. Ai përbëhet nga

një membranë dyfishe ku bëhet konvertimit i piruvates dhe cikli i acidit trikarboksilik.

Bërthama ruan DNA e qelizave dhe është e kufizuar nga një membranë lipide e cila

mbështjell bërthamën dhe është e ngjashme me membranën qelizore. Qeliza përdor

acidin ribonukleik (RNA) për të transferuar informacionet jashtë në citoplazmë për

sintezën e proteinave (White dhe Zainasheff, 2010).

Vakuolat kanë një strukturë të lidhur membranore që ruajnë lëndët ushqyese dhe

enzimat ku qeliza zbërthen proteinat. Vakuolat e majasë së birrës janë mjaft të mëdha

për t‟u parë me anë të mikroskopit të dritës (White dhe Zainasheff, 2010). Vendi

kryesor i proteolizës janë vakuolat qelizës. Pjesa më e madhe e rregullimit të

proteolizës specifike dhe jo-specifike të përfshira zbërthimin e proteinave në

polipeptide dhe aminoacide ndodh në vakuola ku ato janë të ekspozuar ndaj

proteinazes (Briggs at al., 2004). Retikulumi i endoplazmatikë është një rrjet i

membranave dhe është zakonisht ku qeliza prodhon proteina, lipidet dhe karbohidratet

për membrana dhe sekretimin (White dhe Zainasheff, 2010).

10

1.2 PRODHIMI I MUSHTIT

Procesi kryesore në prodhimin e birrës është fermentimi i sheqernave që përmban

mushti, në alkool dhe gaz karbonik. Maltoja dhe pjesa më e madhe e lëndëve

plotësuese janë të pa tretshme, pra për krijimin e kushteve të përshtatshme për

fermentimin alkoolik duhet që këto lëndë të kthehen në lëndë të tretshme dhe para së

gjithash në sheqerna të fermentueshëm. Qëllimi i përgatitjes së mushtit është tretja e

këtyre lëndëve që shërbejnë si lëndë ushqyese gjatë fermentimit të mushtit me majaja.

Përgatitja e mushtit përfshin disa faza të procesit të prodhimit: bluarja, bërsimi,

filtrimi, zierja e mushtit, kthjellimi ftohja dhe ajrimi.

Malti së pari bluhet në grimca relativisht të vogla të cilat përbehen kryesisht nga

niseshteja. Pas bluarjes, kokrrat e bluara i nënshtrohen procesit të ekstraktimi të

quajtur bërsim, në mënyrë që të prodhohet një lëng i fermentueshëm i njohur si musht.

Bërsimi përfshin përzierjen e maltit të bluar me ujë të ngrohet për të tretur materiet

ushqyese nga kokrra e maltit, duke rezultuar në një ekstrakt të maltit të njohur si

“musht i ëmbël”, i ëmbël, sepse ai përmban një sasi të madhe të sheqernave të pa

fermentueshëm (Priest dhe Stewart, 2006)

Bërsimi përfshin një profil temperaturave në të cilën së pari qëndrim në temperaturë

të ulët për aktivitetin maksimal të enzimave më të ndjeshme ndaj nxehtësisë (proteaza

dhe β-glukanaza). Kjo pasohet së dyti më një temperaturë të lartë të qëndrimit për

xhelatinimin e niseshtesë, ndërsa e fundi në një temperaturë edhe më e lartë qëndrimi

të shkurtër për të denatyruar enzimat të cilat shkaktojnë probleme gjatë proceseve të

mëtejshme të prodhimit te birrës. Temperaturat e ulëta të trajtimit (45-50°C), përdoren

për zbërthimin e proteinave dhe β-glukaneve, ndërsa temperatura e bërsimit në mes

64-68°C përdoret për të rrit zbërthimin e shpejt të niseshtesë në sheqerna të

fermentueshëm (Briggs et al., 2004).

Karbohidrate e maltit përbehen kryesisht prej niseshtesë. Kjo përbëhet kryesisht nga

amilaze dhe amilopektin, cilat paraqesin përafërsisht 58% të peshës së thatë.

Niseshteja e elbit të maltuar përbëhet prej 25% të α-1,4 amilaze dhe rreth 75% të α-

1,4 dhe α-1,6. Te dyja α-dhe β-amilaza mund të hidrolizojnë lidhjet α-1,4 (Uchida et

al., 1991; Hughes dhe Baxter, 2001). Enzimat kryesore të zbërthimit të niseshtesë në

elbin e maltuar janë α- dhe β-amilaza. Si rezultat i aktiviteteve të amilazes, niseshteja

reduktohet dhe një lëng shurupi të ëmbël, i quajtur musht ëmbël, i përbërë kryesisht

nga sheqerna të fermentueshëm (glukoz, maltoz, maltotrioz dhe sucroz) dhe një sasi te

vogla dekstrinës të pa fermentueshme. Hidroliza e proteinave ndodh gjithashtu gjatë

bërsimit, edhe pse në masë më të vogël, në krahasim me zbërthimin e niseshtesë.

Pas përfundimit të procesit të bërsimit. ndarja e mushtit rezultues nga mbetja, behët në

tankun e filtrimit, ose duke përdorur filtra. Për të lehtësuar marrjen e sheqernave të

fermentueshëm shtrati i bërsimit shpërlahet (spërkatet) me ujë të ngrohet (63-68°C).

Përdorimi i sasisë së madhe të ujit shkakton hollim të tepër të mushtit, ndërsa

temperaturat më të larta së 70°C ekstraktojnë substancat (β-glukanet) të cilat mund të

shkaktojnë probleme të mëtejshme gjatë procesit të prodhimit (Bamforth, 2003).

Pas ndarjes së mushtit, mushti i ëmbël zihet me HL në kazan prej bakri për një

periudhë kohore prej 1.5-2 orë, ose nganjëherë edhe më gjatë. Rëndësia e kësaj faze

është për të larguar ujin, dhe në këtë mënyrë për të përqendruar mushtin në shkallë të

dëshiruar për fermentimin me maja. Zierja e mushtit largon substancat e padëshiruara

të avullueshme, me origjinë nga malti dhe HL dhe sterilizon e mushtin, ose të paktën

11

shkatërron format „vegjetative‟ të mikrobeve gjatë 10-15 min të parë të procesit.

Nxehtësia e madhe gjatë zierjes së mushtit inaktivizon ndonjë nga enzimat që mund të

ketë mbijetuar bërsimin dhe ndarjen e mushtit. Përveç kësaj, gjatë këtij procesi

koagulojnë proteinat duke i lidhur me taninat, bëhet izomerizimi i α-acideve të HL në

komponime të hidhëta dhe rritet ngjyra e mushtit përmes reaksioneve të Maillardit

(Briggs et al., 2004; Bamforth, 2003).

Pas procesit te zierjes së mushti ndahet nga bërsia dhe grimca tjera të mbetura. Mushti

i rezultuar ftohet deri në temperature e fermentimit duke përdorur këmbyes të

nxehtësisë. Ajrimi i mushtit dhe kontrolli i nivelit të oksigjenit, veçanërisht gjatë

fazave të hershme të fermentimit, janë jashtëzakonisht të rëndësishme pasi ato

ndikojnë në masë të madhe rritjen majasë dhe rrjedhimisht në shijen e birrës (Hughes

dhe Baxter, 2001; Priest dhe Stewart, 2006).

1.3 FERMENTIMI

Fermentimi është procesi më i komplikuar biokimikë i përfshirë gjatë prodhimit të

birrës. Mushti është një medium i kompleks dhe siguron një medium të plotë me

lëndë ushqyese për rritjen e majasë (Briggs et al., 2004). Fermentimi fillon me hedhen

e majasë në përqendrim prej 1.5-2.0 x 106

qeliza/ml në musht të ftohur dhe të ajruar.

Dy lloje kryesore të fermentimit më maja janë: fermentimi sipërm dhe fermentimi

fundor ose i fundem. Maja për fermentimin e sipërm, Saccharomyces cerevisiae,

përdoret në prodhimin e birrës ale, ku fermentimi bëhet në temperatura prej 16-25 ºC,

ndërsa për fermentimin e fundem, Saccharomyces carlsbergensis (e njohur edhe si

pastorianus ose S. uvarum), përdoret në prodhimi i birrës lager, e cila fermentohet në

temperatura rreth 8-15 ºC dhe për periudha të gjata kohore. Këto dy lloje të majave

dallohen në bazë të sjelljes së flokulimit (Lodolo, et al., 2008). Majaja Saccharomyces

cerevisiae pas shumëzimit dhe mbarimit të fermentimit për shkak të natyrës së tyre

hidrofobike shkaktojnë flok ngjiten me flluskat e dyoksidit të karbonit dhe

grumbullohen në sipërfaqe të tankut, ndërsa majaja Saccharomyces uvarum dekanton

në fund të tankut të fermentimit. Majaja ka aftësinë për të rregulluar metabolizmin e

saj për kushte aerobe si dhe anaerobe, edhe pse reaksionet anaerobe në birrë ndodhin

në shkallën më të gjerë (Narziss, 2005).

Gjatë fermentimit të birrës, maja merr nga mushti aminoacidet (përdor për rritjen e

qelizave) dhe sheqerna (kryesisht metabolizohen për të prodhuar energji me formimin

e etanolit dhe dyoksidit të karbonit, në kushte anaerobe). Gjatë metabolizmit të majasë

gjithashtu prodhohen disa komponime sekondare me shije-aktive, kryesisht alkoole të

të endeve të larta alifatike dhe aromatike, estere, acide organike, komponime

karbonile, komponime që përmbajnë squfur dhe alkoole polihidrike, të gjithë këto

janë të rëndësishme për vetitë dhe cilësitë e birrës përfundimtare (Hughes dhe Baxter,

2001).

1.3.1 Fermentimi primar

Fermentimi primar mund të ndahet në dy faza: periudha fillestare, “faza lag”,

që zgjat vetëm disa orë pas shtimit të majasë dhe Embden-Meyerhof-Parnes (EMP)

ose faza glikolizës (Fix, 1999). Gjatë disa orëve të para pas shtimit të majës asgjë

12

dukshëm nuk ndodh në tankun e fermentimit. Kjo është faza lag e rritjes, e cilat mund

të zgjas prej 6 deri 15 orë, dhe është një pjesë integrale e ciklit të rritjes së majasë të

inokuluar në musht. Gjatë fazës lag të rritjes, edhe pse nuk ka manifestime të

dukshme të aktivitetit metabolik, ndodhin disa ndërrime të rëndësishme fiziologjike

dhe biokimike. Maja i përshtatet mjedisit në musht, veçanërisht presionit të lartë

osmotik të sheqernave të tretur, dhe aktivizon disa sisteme enzimatike si sintezën e

bartësve që do të lejojnë për të hyrë maltozën dhe maltotriozën në qelizë, (Hornsey,

1999). Ajo gjithashtu përgatit murit qelizor për marrjen e oksigjenit, azotit,

sheqernave, vitaminave dhe joneve inorganike. Sasia e mjaftueshme e oksigjenit të

tretur në musht lejon sintezën e steroleve dhe acideve yndyrore të membranës që

çojnë në rritjen e shpejtë qelizore (Bamforth, 2003).

Faza fillestare apo lag faza e fermentimit është e dukshme nga rritja e majës, si

rezultat i ndarjes qelizore nëpërmjet bulëzimit dhe akumulimit të rezervave të

energjisë. Pasi membranat qelizore përgatiten, qelizat e majës fillojnë të marrin

aminoacidet, peptidet, dhe sheqerna varësisht nga madhësia e molekulave,

përqendrimi i sheqerneve, dhe mundësisë së sigurimit të enzimave të nevojshme për

metabolizëm (Hornsey, 1999). Temperatura në këtë fazë të fermentimit është

vendimtare për shëndetin dhe performancën e majasë pasi që ajo ende nuk filluar për

të prodhuar të nxehësin e vetë.

Pasi që të vendosen kushtet anaerobe në fermentues, fillon fermentimi i vërtetë.

Majaja konverton sheqernat e fermentueshëm në glukozë (C6H12O6), respektivisht në

produktet kryesore të procesit të fermentimit, etanol (C2H5OH), dyoksidit të karboni

(CO2) dhe energji përmes rrugës EMP (Bamforth, 2003).

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + energji

Pas fazës lag vijon faza e shkurtër e përshpejtimit të rritjes e cila çon në fazën e rritjes

eksponenciale ose logaritmike. Gjatë kësaj periudhe, densiteti i majasë rritet prej katër

deri në gjashtë herë. Prandaj, në këtë fazë rritja e qelizave është në nivelin më të lartë,

me qelizat e shumëzuar me ne anë të bulëzimit dhe duke prodhuar shumë shpejtë

etanol dhe dyoksid të karbonit (Hornsey, 1999). Rritja e logaritmike normalisht

vazhdon për 48-60 orë, pas së cilës vijon faza e ngadalësuar e rritjes para se qelizat të

arrijnë fazën stacionare. Kjo e fundit tregon fundin e fermentimit primar. Gjatë fazës

stacionare të rritjes prodhohen vetëm një numër i vogël i qelizave të reja, përafërsisht

i barabartë me numrin e qelizave të vdekura. Megjithatë, majaja e nevojshme për

ripërdorim të fermentimit duhet të grumbullohet në fund të fazës eksponenciale. Pasi

sheqerna fermentueshëm janë shfrytëzuar majaja ndahet nga mushti i fermentuar

(birrë e gjelbër), me anë të flokulimit.

Reaksioni i mësipërm tregon vetëm komponentët fillestare dhe përfundimtare të

fermentimit alkoolik. Fermentimi i sheqernave të mushtit përbëhet nga disa hapa, të

cilat rezultojnë në produkte të ndërmjetme apo sekondare. Figura 1.7 tregon një skicë

të thjeshtuar të grupeve kryesore të produkteve të fermentimit.

13

Figura 1.7 Formimi i komponentëve nga metabolizmi i majasë gjatë fermentimit të

mushtit (Lewis, at al., 1995 dhe Branyik, at al., 2008).

Sheqerna të fermentueshëm të mushtit (maltoza, maltotrioza dhe surkroza)

hidrolizohen në glukozë. Gjatë rrugës së glikolizës, glukoza konvertohet në piruvate.

Në hapin e ardhshëm, piruvate dekarbolizohet, duke rezultuar në dyoksid karboni dhe

acetaldehyde. Më pas, acetaldehydet reduktohen në etanol siç shihet në figurën 1.7

(Lewis dhe Young, 1995; Branyik at al., 2008). Etanoli ndikon direkt shije të birrë,

duke i dhënë një ndjesi të ngrohjes dhe bashkëvepron me komponimet e tjera të dhijes

dhe aromës, duke ndikuar në kontributin e tyre në shije e birrës. Dyoksidi i karbonit

gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në cilësinë e birrës, duke kontribuar në

formimin e shkumës, e bën birrën më të plotë dhe ndikon në komponimeve tjera të

aromës.

Shtimi i majasë në nivelin e duhur do të garantojë një fillim të shpejtë në fermentimi.

Shtimi i sasisë së ulet të majasë në musht mund të çojë në rritjen e niveleve të

diacetilit, alkooleve të larta, estereve, komponimeve të squfurit, ngecje të fermentimit

dhe do të rrisë rrezikun e kontaminimit. Ndërsa shtimi i sasisë së lart të majasë në

musht mund të çojë në prodhimin e niveleve shumë të ulëta të etereve, fermentim

shumë të shpejtë dh trup jo të plot të birrës.

1.3.2 Fermentimi sekondarë

Pasi që fermentimi primar është i plotë birrës duhet të i jepet një formë e përshtatshme

për konsumim. Prandaj birra i nënshtrohet procesit të fermentimi sekondar

(maturimit), për prodhimin e një produkti të qëndrueshëm përfundimtar (Boulton dhe

Quain, 2003). Maturimi përfshin qëndrimin në dy temperatura të ndryshme (të

ngrohtë dhe të ftohtë), filtrimit dhe pasterizimin/filtrimit steril. “Kondicionimi i

14

ngrohtë” përfshin largimin e disa nënproduktet të padëshirueshme të fermentimit

primar si komponimet e squfurit, acetaldehydet, dhe vicinal diketonet (VDK) diacetili

dhe 2,3-pentanedioni nga ana e majasë. Ky proces kryhet në temperatura të larta në

krahasim me temperaturën e fermentimit, zhvillohet ngadalë, dhe qelizat a majasë

duhet të jenë në një gjendje relativisht të mirë metabolike. Gjatë kondicionimit të

ngrohtë bëhet dekarbolizimi i -acetolaktateve në diacetil dhe reduktimi i diacetilit në

produkte më pak shije-aktive si acetoini dhe 2,3-butanedioli (Lodolo et al., 2008). Më

pas, birra ftohet në temperatura prej 0-1°C për të siguruar stabilitetin e duhur koloidal

të birrës i ashtuquajtur “kondicionim i ftohtë”.

Pas një periudhe prej tre ditësh dhe “kondicionimit të ftohtë” birrë filtrohet, për të

larguar grimcat e suspenduara, dhe pastaj pasterizohet/filtrimi steril. Pas pasterizimit/

filtrimit steril rregullohen gazrat në birrë (O2, CO2). Më konkretisht, O2 mund të

largohet me gaz inert (p.sh. N2) kurse CO2 mund të futet me injektim. Pas kësaj, birra

paketohet dhe ruhet deri në shpërndarje (Bamforth, 2003).

15

KAPITULLI II

2. METABOLIZMI I MUSHTIT ME MAJA

Reaksionet biokimike që ndodhin gjatë fermentimit të birrës përfaqësojnë efektet

kumulative të rritjen së majasë në musht. Konsumimi i lëndëve ushqyese dhe

formimin e etanolit, dyoksidit të karbonit dhe metabolitëve të tjera, të cilat së bashku

kontribuojnë në cilësinë e birrë, janë të gjitha nënproduktet të rritjes së majasë. Përveç

etanolit dhe dyoksidit të karbonit, gjatë procesit të fermentimit formohen edhe një

numër i madh i produkteve të tjera të vogla nga metabolizmi i majasë. Shumë nga

këto kontribuojnë në shije dhe aromë të birrës. Megjithëse duhet me kujdes të

kontrollohen kushtet fermentimi për të siguruar që këto nënprodukte metabolike të

sintetizohen në sasi të dëshiruar dhe të qëndrueshme.

2.1 METABOLIZMI I MAJASË

Metabolizmi është shuma e të gjitha proceseve kimike që ndodhin në qelizën e

majasë. Gjatë metabolizmit të majasë konsumohen lëndët ushqyese nga mediumi

fermentues dhe përftohen nën-produkte, nxehtësi, rritja dhe shumëzimi i qelizave.

Këto procese kryhen me sekuenca të reaksioneve individuale kimike, të cilat së

bashku formojnë rrugët. Çdo reaksion katalizohet nga proteinat funksionale, të

quajtura enzima. Metabolizmi përbehet nga katabolizmi dhe anabolizmi. Katabolizmi

përfshin ato rrugë në të cilat molekulat organike zbërthehen me çlirim të energjisë.

Anabolizmi është ajo pjesë e metabolizmit ku energjia formuar nga rrugët katabolike

shfrytëzohet për sintentizimin e reaksioneve sintetike të nevojshme për rritjen qelizore

të majasë dhe shumëzimin e sajë.

Karbohidratet janë burimet e preferuara të karbonit dhe energjisë në maja. Oksidimi i

karbohidrateve shoqërohet me lirim energjisë dhe formimin e komponimeve të

ndërmjetme të karbonit. Disa komponime të ndërmjetme të karbonit, së bashku me

lëndë tjera ushqyesve jo-karbohidrate, shfrytëzohen në metabolizmin anabolik për

gjenerimin e biomasës qelizore dhe nën-produkteve. Energjia pjesërisht ruhet në

formë të lidhjeve fosfate më energji të lartë të metaboliteve, kryesisht adensozine

trifosfate (ATP). Shkëputja e këtyre lidhjeve shoqërohet me lirim të energjisë dhe kjo

përdoret për të zhvilluar procese të tilla si transportin aktiv, metabolizmin anabolik

dhe për të gjeneruar nxehtësi (Briggs at al., 2004).

Reduktimi i fuqisë transferohet duke përdorur koenzimën piridine dinukleotide,

nikotinamide adenine dinukleotide (NAD+) dhe në një masë më të vogël nikotinamide

adenine dinukleotide fosfate (NADP). Këto komponime funksionojë si akceptor të

elektroneve në reaksionet me enzimat oksidoreductaze. Në këto reaksione, dy atome

hidrogjeni largohen nga substratit. Njëri lirohet si jon i hidrogjenit dhe i dyti

transferohet si jon hidride në pjesën nikotinamide të koenzimës. Reduktimi i

koenzimës (NAD(P)H) rezultuese pastaj është e gatshme për të reduktuar substratin

dhe rigjenerohet forma oksiduar e koenzimës (Briggs at al., 2004).

Për metabolizmin qelizor thelbësor është kërkesa për të mbajtur ekuilibrin redoks.

Reaksionet e oksiduese të disimilimit të karbohidrateve gjenerojnë reduktimin e

nukleotide piridine. Qelizë ka rezervë të nukleotide piridine. Në mënyrë që të mbajë

aktivitetin e rrugëve glikolitike qeliza duhet të sigurojë një furnizim me nukleotide

16

piridine të oksiduara. Mënyrat në të cilën kjo realizohet duhet shumë për të shpjeguar

përse disa produkte të metabolizmit grumbullohen (figura 2.1). Kështu, në rritje të

plotësisht aerobe oksidative, NADH rioksidohet nëpërmjet zinxhirit të transportit të

elektronit, i cila në mënyrë indirekte drejton fosforilimin oksidativ. Në këtë rast

pranuesi i elektron është oksigjeni dhe formohet uji. Gjatë rritjes fermentuese, rrugët

oksiduese janë të paefektshëm dhe NAD+ rigjenerohet nga reduktimi i acetaldehideve

në etanol (Briggs at al., 2004; Boulton dhe Quain, 2001).

Figura 2.1 Reaksionet oksido/reduktuese gjatë metabolizmin të majasë (Briggs at al.,

2004).

Metabolizmi është shumë i rregulluar. Kontrolli ushtrohet nga rregullimi i enzimave,

sintezës së proteinave dhe aktiviteti enzimatikë. Rrugët individuale metabolike janë

zakonisht të lokalizuara në ndarje të veçanta dhe të lidhura brendaqelizore. Transport i

substratit në dhe nga këto ndarje qelizore mund të kontrollojë aktivitetin e këtyre

rrugëve (Briggs at al., 2004).

2.1.1 Marrja dhe metabolizmi i lëndëve ushqyese nga mushti me maja

Kur majaja hedhet në musht, ajo futet në një mjedis jashtëzakonisht kompleks për

shkak të faktit së mushti është një medium i përbërë nga sheqerna të thjeshta,

dekstrina, aminoacidet, peptide, proteina, vitamina, jone, acidet nukleike dhe shumë

përbërës të tjerë. Një nga përparimet më të mëdha në shkencën e prodhimit te birrës

gjatë viteve të fundit ka qenë sqarim i mekanizmave me të cilat qelizat e majasë, në

kushte normale, përdor në një mënyrë të rregullt, shumë lëndë ushqyese të mushtit.

17

2.1.1.1 Sheqernat dhe karbohidratet

Mushti përmban sheqerna sakarozë, fruktozë, glukozë, maltozë dhe maltotriozë së

bashku me materialin dekstrinë. Në kushtet normale të prodhimit të birrës qelizat e

majasë janë të aftë për të shfrytëzuar sakarozën, glukozën, fruktozën, maltozën dhe

maltotriozën në këtë sekuencë ose prioritetit të përafërt (figura 2.2), edhe pse disa

shkallë të mbivendosjes mund të ndodhin. Shumica e majave nuk e fermentojnë

malto-tetraozën dhe dekstrinat, por Saccharomyces diastaticus është në gjendje të

shfrytëzojë materiale e dekstrinës. Hapi i fillestar i përdorimin të secilit sheqer nga

maja është zakonisht kalimi i tij i paprekur nëpër membranën qelizore ose hidroliza e

tij jashtë membranës qelizore dhe pastaj hyrja në qelizë me disa ose të gjitha

produktet të hidrolizës (Stewart dhe Russell, 1998).

Figure 2.2 Marrja e sheqernave nga qelizat e majasë (Stewart dhe Russell, 1998).

Maltoza dhe maltotrioza janë shembuj të sheqernave që kalojnë paprekur nëpër

membranën qelizore, ndërsa sakaroza (dhe dekstrina me Saccharomyces diastaticus)

hidrolizojnë nga një enzimë jashtë qelizore, dhe produktet i hidrolizuar merret nga

qeliza. Maltoza dhe maltotrioza janë sheqerna kryesore në musht dhe si rrjedhojë,

aftësia e majasë së birrës për të përdorur këto dy sheqerna është jetike dhe varet nga

kompletimi i saktë gjenetik. Është e mundshme që majaja posedojnë mekanizma të

pavarura të asimilimit (maltoza dhe maltotrioza permeaze), për të transportuar këto dy

sheqerna nëpër membranën qelizore në qelizë.

Pasi sheqernat hyjnë brenda në qelizë, ata konvertohen nëpërmjet rrugës glikolitike (e

njohur edhe si Embden-Meyerhof-Pamas, PMP, glikolizë) në piruvate. Figura 2.3

tregon hapat themelore në rrugën glikolitike. Ky konvertim në piruvate gjeneron një

total neto prej 2 molekula ATP (adenozine trifosfate) që furnizojnë qeliza e majasë

me energji.

18

Figura 2.3 Rruga Embden-Meyerhof-Parnas (EMP, glikolizës) (Briggs at al., 2004).

Në figurën 2.3 kofaktori i enzimës i quajtur NAD+ (nikotinamid adenine

dinukleotide), një kofactor për enzima dehidrogjenaze kontrollon reaksionet

oksiduese të katabolizmit. NAD+ i reduktuar (ose FADH2) formohet kur elektronet

transferohen në NAD+ si jon hidrid [H]:

NAD+ + [2H] → NADH + H

+ (ose NADH2)

19

Kur maja merr frymë në një mjedis aerob, cikli i Krebsit (i njohur gjithashtu si ciklit i

acid trikarboksilik (TCA)) dhe fosforilimi oksidues (i quajtur gjithashtu zinxhir i

transferimit të elektronit) ndodh. Ky sistem i transferimit masiv të elektroneve

prodhon sasi të mëdha të energjisë në formën e ATP.

Sinteza citrate, izocitrate dhe 2-oksoglutarate për acidin nukleik dhe sinteza e

aminoacidive gjithashtu ndodhin gjatë ciklit të Kreb-sit dhe këto acideve organike do

të kalojnë në birrën e fermentuar. Substrate shtesë që rrjedhin nga cikli i Kreb-sit

mund të përdoren për të furnizuar substrate shtesë për biosintezë (Figura 2.4). Në

frymëmarrjen e qelizave, oksigjeni molekular përdoret si akceptor final H+ dhe

glukoza oksidohet tërësisht. Në fund të fosforilimit oksidues, një molekulë glukoze

jep 2 ATP nga rruga glikolitike, 2 ATP nga cikli i Kreb-sit, dhe 24 ATP nga

fosforilimit oksidues. Kështu, frymëmarrja e 1 molekulë glukozë jep gjithsejtë 28

molekula ATP. Gjatë frymëmarrje së majasë, NAD+ rigjenerohet duke përdorur

fosforilimin oksidues dhe ciklin e Kreb-sit.

Figure 2.4 Cikli i Kreb-it (Briggs at al., 2004)

Në kushte anaerobe, cikli i Krebsit mund të veprojë pjesërisht, por shtrirja e operimit

ka ende për t‟u përcaktuar. Kur majatë janë në gjendjen fermentuese, NAD+

rigjenerohet duke përdorur një sërë akceptor të hidrogjenit. Majatë nuk janë tolerantë

në mjedise shumë acide, dhe për këtë arsye acid piruvik konvertohet në dyoksid

karboni dhe acetaldehide dhe më në fund në etanol (Figura 2.5).

20

Figura 2.5 Reaksionet e formimit të etanolit dhe dyoksidit të karbonit gjatë

fermentimit.

Kjo shërben për dy qëllime, molekulat e kofaktorit NAD+ të cilat janë konsumuar

gjatë glikolizës rigjenerohen, dhe qeliza e majasë detoksifikohen me konvertimin e

acidit piruvik në dyoksid karboni dhe etanol. Këto janë arsyet kryesore që etanoli

prodhohet gjatë fermentimit.

2.1.1.2 Komponimet e azotit

Mushti i ofron majasë një përzierje komplekse të komponimeve të azotit, me rreth 4-

5% të materieve të ngurta të tretura (Boulton dhe Quain, 2001). Sipas Ingledew

(1975) spektri i komponimeve të azotit përbëhet nga proteina, 20%; polipeptideve,

30-40%; aminoacideve, 30-40% dhe nukleotide, 10%. Fraksion i aminoacideve është

shumë më rëndësi për zhvillimin e procesit të fermentimit dhe cilësinë e birrës.

Format kryesore të komponimeve të azotit në musht janë aminoacidet, jonet e

amoniumit dhe në sasi më të vogël dy- dhe tri-peptideve, të cilat janë të njohur së

bashku si amin azot i lirë (FAN). Shumica e FAN shfrytëzohen për formimin e

proteinave në qelizat e majasë dhe janë të nevojshme për rritjen majasë, metabolizmin

dhe fermentimin (Pugh, et al., 2005, Stewart, 2009). Si rrjedhim, niveli dhe përbërja e

FAN ka një ndikim të rëndësishëm në fiziologjinë e majasë, si dhe prodhimin e

komponimeve të shijes dhe aromës gjatë fermentimit të birrës (Lei, et al., 2012).

Marrja e lëndëve ushqyese të azotit me maja është një proces i rregulluar dhe

aminoacidet mund të ndahen në katër grupe (Tabela 2.1) sipas radhës së asimilimit të

tyre nga mushti me maja (Pierce, 1987). Aminoacidet që i përkasin klasave A dhe B

janë të nevojshme kryesisht për sintezën e proteinave në kushte të metabolizmit

anabolik.

21

Tabela 2.1 Amino acideve e mushtit sipas radhës së asimilimit gjatë

fermentimit (Pierce,1987).

Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D

Arginina Histidina Alanina Prolina

Asparagina Isoleucina Ammonia

Aspartati Leucina Glicerina

Glutamati Metionina fenilalanina

Glutamina Valina Tirozina

Lizina Triptofani

Serina

Trionina

Klasa A e aminoacideve asimilohen menjëherë pas futjes së majasë në mushtë. Klasa

B asimilohet më ngadalë së klasa A, ndërsa klasa C pengohet nga prania e klasës A

dhe janë të pashfrytëzuara deri sa acidet e klasës A asimilohen plotësisht. Prolina

është i vetmi anëtar i klasës D dhe sipas disa hulumtimeve nuk disimilohet meqenëse

për disimilimin e sajë kërkohet prania e mitokondriale oksidazes që nuk është e

pranishme në kushtet anaerobe të fermentimit (Wang dhe Brandriss, 1987).

Megjithatë, studimet e kohëve të fundit duke përdorur fermentimin në kushte

industrialë kanë gjetur se asimilimi i prolinës mund të ndodhë në rrethana të caktuara,

që besohet së varen nga kushtet e fermentimit dhe lloji i majasë (Gibson, et al., 2009).

2.1.1.3 Lipidet

Majaja përdor lipidet të tilla si acide yndyrore dhe sterolet. Këto mund të përdoren për

përfshirjen e drejtpërdrejtë në strukturat qelizore, si burime të ndërmjetme metabolike

për të dy rrugët katabolike dhe anabolike apo për të përmbushur rolet në sistemet

sinjalizimit qelizor. Në përqendrime të larta, acide yndyrore merren nga difuzionit i

thjeshtë, një proces i ndihmuar nga natyra lipofilike e membranës plazmatike (van der

Rest et al., 1995). Në fermentimin anaerobe, majaja nuk mund të i të sintetizon acide

yndyrore të pangopura. Këto komponime duhet sintetizuar gjatë fazës së fermentimit

aerob. Disa prej kërkesave të majasë mund te plotësohet duke i marr lipidet

drejtpërdrejtë nga mushti.

Majaja i absorbon acidet yndyrore në përqendrime të ulëta me anë të difuzionit të

shpejt dhe në përqendrime të larta me difuzion të thjeshtë. Sipas van der Rest et al.,

(1995), supozohet së difuzioni i lipideve në qeliza të majasë varet nga përmbajtja e

lipideve në membrana qelizore. Sterolet asimilohen në mënyrë pasive nga maja në

kushte aerobe (Lorenz et al.,1986), mirëpo rezultatet nuk tregojnë asimilimin e tyre në

fazën stacionare në kushte anaerobe. Ky fenomen është quajtur përjashtimin aerobik i

steroleve (Lewis et al.,1988).

22

2.1.1.4 Oksigjeni

Fermentimi i birrës është kryesisht proces anaerob, por kur mushti inokulohet me

maja një sasi e oksigjenit të tretur duhet të jetë i pranishëm në mediumin fermentues.

Oksigjeni kërkohet nga maja në kohën e inokulimit për rritje në mënyrë efikase.

Megjithatë, oksigjen i pranishëm në fazat e mëvonshme të fermentimit është e

padëshirueshme nga që, ai ndikon negativisht në spektrin e kompozimeve të shije në

birrën përfundimtare. Oksigjen në musht gjatë fazave të hershme të fermentimit është

e dobishme për qelizat e majasë pasi që ai përfshihet në sintezën e acideve të

pangopura yndyrore dhe steroleve, të cilat janë komponentet kryesore dhe të

domosdoshme të membranave qelizore. Me ndarjen qelizore gjatë zhvillimit të

fermentimit, sasia e acideve të pangopura yndyrore dhe steroleve bie në të gjitha

qelizat e majasë dhe mund të arrijnë nivelin e ulët kufizues të rritjes (Priest, dhe

Stewart, 2006). Prandaj, është i nevojshme ajrimi i mediumin të fermentimi përpara

inokulimit të majasë për sintetizimin e acidet yndyrore të pangopura të mjaftueshme

të në fillim të fermentimit. Majaja konsumon gjithë oksigjeni e pranishëm gjatë 6-10

orëve fillestare të fermentimit.

2.1.2.5 Vitaminat

Mushti është një burim i pasur me vitamina dhe përmban biotin, tiamin (B), kalcium

pantotenate, acid nikotinik, riboflavin, inozitol, piridoksin, piridoksal dhe

piridoksamine. Pothuajse të gjitha vitaminat (përveç mezoinozitolit) janë të

nevojshme për funksionin e majasë si pjesë e koenzimes, duke shërbyer në funksion

katalitik në metabolizmin e majasë. Shumica e majave të birrës kanë nevoja absolute

për biotin dhe shumë prej tyre kërkojnë pantotenate. Inozitoli dhe nganjëherë edhe

piridoksina dhe tiamina janë nevojshëm vetëm nga majaja ale. Edhe pse mushti është

një burim i pasur me shumicën e këtyre faktorëve të rritjes dhe mungesa e vitaminave

janë të rralla, në disa raste paraqiten probleme të fermentimit për shkak të mungesës

së biotinës dhe inozitolit në musht.

2.1.1.6 Jonet inorganike

Maja kërkon një numër të joneve inorganike për rritje optimale të qelizave të majasë

dhe fermentim. Asimilimi i joneve metalike është i rëndësishme për qelizat majasë në

radhë të parë sepse, ato janë të nevojshme për qelizat a majasë si lëndë ushqyese dhe

së dyti, ato shërbejnë si kofaktor i enzimave të ndryshme në qelizat e majasë.

Përqendrimet e përshtatshme të këtyre elementeve lejojnë përshpejtimin e rritjes dhe

rritjen e rendimentit të biomasës, përmirësimin e prodhimit të etanolit. Një mungesë

ekuilibri të lëndëve ushqyese inorganike reflektohet në ndryshimet komplekse, dhe

shpesh delikate, të metabolizmit dhe karakteristikave të rritjes së qelizave (për

shembull, morfologjinë qelizore, tolerancën ndaj mjedisit dhe formimin e

nënprodukteve). Roli që luajnë këto specie jonike janë enzimatike dhe strukturore

(Lodolo, et al., 2008). Një numër i joneve funksionojnë si qendër katalitike të një

enzime, si një aktivator ose stabilizator të funksionit enzimave, ose për të ruajtur

kontrollin fiziologjik nga antagonizmi i aktivatorëve dhe deaktivatorëve. Zn2+

, Co2+

,

Mn2+

dhe Cu2+

përbejnë qendra të përbashkëta katalitike ndërsa Mg2+

vepron si një

nga aktivatoret më të zakonshme të aktivitetit enzimatik (Walker et al., 1996).

23

Zinku, magnezi dhe kalciumi janë më dominante në procesin e prodhimit të birrës

(Lentini et al., 1990). Jonet, të tilla si kalcium, bakër, hekur, magnez dhe zink,

shfrytëzohen nga majaja për funksione të shumta të përqendruar rreth rritjes së majasë

dhe fermentimi. Për shembull, nivelet gjurmë të zinkut janë të nevojshme për

funksionimin e shumë enzimave përfshirë alkool dehidrogjenazes e cila luan një rol të

rëndësishëm në metabolizmit e fermentimit (Lodolo, et al., 2008). Mungesa e joneve

metalike mund të shkaktojnë mangësi metabolike në qelizat majasë. Qelizat e majasë

mund të përqendrojnë jonet metalike të cilat janë nuk janë të dobishme për funksionin

e tyre fiziologjik. Duke krijuar kështu një mjedis toksik për qelizat maja.

2.2 FORMIMI I KOMPONIMEVE TË SHIJES DHE AROMËS NË BIRRË

Etanoli dhe dyoksidit të karbonit janë produktet kryesore të fermentimit dhe si

rezultat, ata janë përveç ujit përbërësit kryesorë të birrës. Megjithatë, gjatë

fermentimit të birrës qelizat e majasë prodhojnë gjithashtu edhe metabolitete

sekondare. Edhe pse këto komponime prodhohen në përqendrime shumë të ulëta, ata

përcaktojnë shijen dhe aromën komplekse të birrës (Verstrepen et al., 2004).

Fraksioni i komponenteve të avullueshme përbëhet nga më shumë së 800 komponime

të ndryshme, por vetëm disa dhjetëra prej tyre mund të jenë aromë-aktive (përfshihen

direkt në prodhimin e një ndjesi në aromë dhe shije kur produkti konsumohet)

(Palamand dhe Aldenhoff, 1973). Niveli i komponimeve individuale, si dhe nivelet

relative me njëri-tjetrin janë të rëndësishme për të përcaktuar se a kanë apo jo aromë

dhe shije të këndshme. Shpesh, komponimet e aromës dhe shijes janë esenciale në

përqendrime shumë të ulëta, por konsiderohen me shije të pakëndshme kur nivelet e

tyre rriten.

Ndikimi i kushteve të mjedisit gjatë fermentimit në fiziologji e majasë ka një ndikim

të madh në shijen përfundimtare të birrës (Berry dhe Watson, 1987; Hammond,

1993). Komponimet kryesore më shije aktive mund të rrjedhin nga katër grupe

përkatësisht (i) përbërësit të tillë si elbi dhe HL, ( ii) nënproduktet e metabolizmit të

majasë, ( iii ) mikroorganizmat kontaminues, dhe ( iv) nga stabiliteti i komponimeve

të shijes gjatë ruajtjes (magazinimit) të produktit (Kobayashi et al., 2007). Natyra

komplekse e shijes së birrës ende nuk është kuptuar tërësisht. Kompomimeve që

formohet gjatë fermentimit kryesor dhe maturimit mund të klasifikohen në këto

grupe: alkoolet, komponimet karbonile, esteret dhe komponimet e squfurit.

Etanoli është alkooli ma më rëndësi, i cili është i pranishëm në shumicën e birrave në

nivele prej 25-50 g/l. Prodhimi i tij është i lidhura ngushtë me glikolizën, rruga

primare e metabolizmit të lëndëve ushqyese të mushtit me maja. Etanoli kontribuon

direkt në shije të birrës, duke i dhënë një karakter të ngrohet alkoolik. Etanoli

gjithashtu luan një rol në perceptimin e shijes së komponentëve të tjerë të birrës. Ai

mund të ndikojnë në ndarjen e komponentëve shije midis birrës lëngshme, shkumës

dhe hapësirë ndarëse mbi birrën e lëngshme. Kështu prodhimi i birrës me sasi të ulet

ose jo-alkoolike nuk është thjesht një çështje e largimit, ose parandalimin të formimit,

të sasisë së konsiderueshme të etanolit, por kërkon një formë të modifikimit për të

rregulluar mungesën e etanolit.

Alkoolet e larta (d.m.th alkoolet me peshë molekulare më të lartë se sa etanoli) janë të

rëndësishme si prekursorë i menjëhershëm të estereve më shije-aktive, kështu që

kontrolli i formimit të alkooleve të larta duhet të rregullohet për të siguruar prodhimin

24

e kontrolluar të estereve. Alkoolet e larta prodhohen nga majaja si metabolite

sekondare nga metabolizmi i aminoacideve, prandaj faktorët që ndikojnë në rritjen e

majasë janë të rëndësishëm. Oksigjeni, temperaturat e larta, azot i tretshëm, dhe

sheqerna e fermentueshëm do të rrisin nivelin e alkooleve të larta. Ndërsa, nivelet e

FAN në musht ndikojnë në formimin e niveleve të alkooleve të larta. Situata është e

komplikuar nga fakti se qelizat majasë janë të afta për të sintetizuar alkoolet e tyre të

larta nga rrugë të tjera më shumë se sa nga aminoacidet. Prodhimi i alkooleve të lartë

rritet në të dy nivelet tepër të larta dhe mjaft të ulëta të azotit tretshëm në dispozicion

të majasë nga mushti. Kushtet e cila favorizojnë rritjen maja, të tilla si ajrimi i tepruar

ose oksigjenimi, ndikon në rritjen e formimit të alkooleve larta, por kjo mund të

përmirësohet me aplikimin e një presioni të lartë gjatë fermentimit.

Komponimet karbonile (aldehidet dhe ketonet) kanë një grup funksional që përbëhet

nga një atom karboni i lidhur me lidhje dyfishe me atom të oksigjenit. Përqendrimet e

komponimeve karbonile në birrë janë relativisht të ulëta. Edhe acetaldehidet, janë

komponime mbizotëruese karbonile në birrë, janë të pranishëm jo më shumë se 10

mg/l (Kobayashi et al., 2008). Aldehide formohen gjatë përgatitjes mushtit (nga

proceset, të tilla si reaksionet e Maillardit dhe oksidimit të lipideve) dhe si funksion i

rrugëve anabolike dhe katabolike të formimit të alkooleve të lartë gjatë procesit

fermentimit. Acetaldehidi formohen nga metabolizmi i majasë në rrugën e prodhimit

të alkoolit nga glukoza dhe ka aromë freskët molle të gjelbër. Acetaldehidi është

aldehid kryesor për shkak të rëndësisë së tij si një intermedier në formimin e etanolit

dhe acetateve. Acetaldehidi e ka pragun e shije prej 10-20 mg/l dhe prania e tij në

birrë në sasi më të lart së pragu i shijes ka shije të padëshiruar të barojave (Meilgaard,

1975). Gjatë procesit të fermentimit, shumica aldehideve të pranishme në musht

reduktohen në alkoole të larta, dhe për këtë arsye nuk do të luajnë një rol të

rëndësishëm. Komponime të tjera karbonike të rëndësishme janë vicinal diketonet

(VDK) diacetili dhe 2,3-pentanedioni, duke i dhënë birrës një shije butëri. Këto

komponime formohen gjatë shkëmbimit të lëndëve ushqyese të mushtit në maja. Gjatë

fermentimit primar arrijnë vlerën maksimale dhe ndihet shija e pakëndshme e

diacetilit. Në fazën e dytë të fermentimit (maturimit) diacetili zbërthyet nëpërmjet

acetonit dhe reduktohet në butanediol. Ky në birrë ndikon vetëm ku ndodhet në sasi të

mëdha. Shpejtësia e procesit të reduktimit është aq më e madhe sa më e madhtë jetë

shpejtësia e shumëzimit të majasë dhe sa më shume qeliza të majasë të ndodhen

pezull në musht.

Esteret përbëjnë grupin më të rëndësishëm të komponimeve me shije-aktive që

formohen nga majaja gjatë fermentimit të mushtit. Më shumë se 100 estere janë

zbuluar në birrë (Milgard, 1975; Engan, 1981). Esteret kanë shije dhe aromë frute dhe

tretësi. Në përqendrim më të lartë është etil acetati prej 10-20 ppm. Përqendrimet e

estereve tjera zakonisht janë me të vogla se 1 ppm. Në përqendrime më të larta së

vlerat e pragut të shijes ata kontribuojnë në aromë dhe shije të padëshirueshme duke i

dhënë birrës një aromë dhe shije të pakëndshme. Gjatë fermentimit të birrës formohen

dy grupe kryesore të estereve. Grupi i parë përmban acetat ester (ku grupi acid është

acetat dhe grup alkool është etanol ose një alkool kompleks që rrjedh nga

metabolizëmi i aminoacideve), të tilla si etil acetatit (aromë tretësit), izoamil acetati

(aroma banane), dhe fenil etil acetati (aromë trëndafili, mjaltë). Grupi i dytë përben

është etil esteri (në të cilën grupi i alkoolit është etanol dhe grupi acid është një acid

yndyror zinxhirorë-mesëm) dhe përfshin etil heksanoatin (aroma molle), etil

oktanoatin (aroma molle të thartë), dhe etil dekanoatin (aroma lulesh) (Saerens et al.,

2008a). Nga këto estere, zakonisht etil acetati është i pranishëm në përqendrimin më

25

të lartë (Kobayashi et al., 2008) dhe përfaqëson rreth një të tretën e të gjithë estereve

në birrë. Esteret më të rëndësishme gjenden në birrë janë: etil acetati, izoamil acetati,

izobutil acetati dhe 2-2-feniletil acetati (Stewart, 2005). Rrugët kryesore për formimin

e etereve janë nëpërmjet esterifikimit të etanolit apo alkooleve të larta dhe një esteri

yndyror acil-CoA. Gjatë formimit të tyre përfshihen dy enzima, acil-CoA sintetaza

dhe alkool acil transferaze. Acetil-CoA dhe esteri acil-CoA me zinxhir të gjata

rrjedhin nëpërmjet veprimit të piruvate dehidrogjenazes ose sintetazës së acil-CoA

(Verstrepen at al., 2003).

Komponimet e sulfurit edhe pse janë të pranishëm në birrë në përqendrime të ulëta, i

japin birrës një shije dhe aromë shumë të keqe për shkak të pragut të tyre të ulët të

shijes. Sulfuri i hidrogjeni është një komponim i squfurit që rezulton nga metabolizmi

i majasë, nga aminoacidet që përmbajnë squfur. Për shkak të avullueshmërisë së lart,

H2S pjesërisht largohet nga mushti gjatë fermentimit me lirimin e CO2. Nivelet me të

larta se pragu i shijes i H2S shkaktojnë aromë të vezëve të prishura. Dimetilsulfidi

është një komponim tjetër i squfurit, i cili mund të rezultojë nga përgatitjen mushtit,

për shkak së prekursori i tij është i pranishëm në malt. Dimetilsulfidi pothuajse

tërësisht largohet gjatë zierjes së mushtit. Kur prekursorët kalojë në fermentim, ata

konvertohen në dimetilsulfid, të cilët largohen me gazrat e birrës, duke mbetur vetëm

në nivele të vogla në birrë përfundimtare (Briggs at al., 2004).

2.2.1 Faktorët që ndikojnë në prodhimin e komponimeve të shije dhe aromës

2.2.1.1 Metabolizmi i majasë

Gjatë fermentimit të mushtit metabolizmi i majës, përveç etanoli dhe dyoksidit i

karbonit formon edhe produkte sekondare, të cilët janë të pranishme në birrën

përfundimtar në përqendrime të ulëta dhe kanë një ndikim të madh në profilin e

aromës dhe shijes së birrës. Etanoli ndikon drejtpërdrejt në shijen e birrës, duke i

dhënë një ndjenjë të ngrohet dhe bashkëvepron me komponimet e tjera të aromës,

duke ndikuar në kontributin e tyre në shijen birrës. Dyoksidi i karbonit gjithashtu luan

një rol të rëndësishëm në cilësinë e birrës, duke kontribuar në formimin shkumës, në

trupin e birrës dhe me perceptimin e komponimeve të tjera të aromës (Kunze, 1999;

Bamforth, 2005). Produktet sekondare të fermentimit mund të ndahen në dy kategori:

komponime të birrës së pa maturuar dhe komponimet të birrës së maturaur.

Komponimet e shijes të birrës së pa maturuar përfshijnë komponimet aromës nga

grupet kimike të vicinal diketoneve, aldehideve dhe komponimeve të squfurit. Këto

komponime ndikojnë në aromën e birrës së pa maturuar dhe në përqendrime të larta

ata mund të dëmtojnë aromën dhe shijen birrës. Gjatë fermentimit sekondar ose

maturimit, ato mund të konvertohen në komponimet të tjera. Komponimet e shijes të

birrës së maturuar janë karakteristike për birrë përfundimtare dhe përfshijnë alkoolet e

larta dhe esteret. Përqendrimi i tyre rritet gjatë maturimit të birrës. Përqendrimi i

alkooleve të larta dhe estereve, brenda një gamë të caktuar të vlerave, është thelbësore

për një cilësi më të lartë të birrës (Kunze, 1999; Esslinger at al., 2009, Bamforth,

2005).

Profilet e komponimeve të shijes së birrës janë kryesisht rezultat i aktiviteteve

biokimike gjatë fermentimit brenda qelizës së majasë. Sheqerna në musht

konvertohen në etanol dhe komponime të avullueshme të tilla si alkoole të larta dhe

26

estere, të cilat formohen njëkohësisht si nënprodukte të metabolizmit të majasë

(Figura 2.6). Këto komponime janë të veçanta nga komponimet aromatike të maltit

dhe HL dhe kanë një ndikim të rëndësishëm në aromë dhe shije të birrës (Kobayashi

et al., 2006).

Figura 2.6 Lidhshmëria në mes të rrugëve kryesore metabolike që kontribuojnë në

komponimet shijes në birrë (Hammond, 1993).

Komponimet e shijes dhe aromës janë komponime të ndërmjetme në rrugët kryesore

nga katabolizmi i komponentëve të mushtit (sheqernat, komponimet e azotit dhe

komponimet e squfurit) për sintezën e komponentëve të nevojshme për rritjen e

majasë (aminoacidet, proteinat, acidet nukleike, lipidet, etj). Komponimet shije-aktive

që rrjedhin nga majaja janë si etanoli, CO2, karbontile (aldehidet/ketonet), alkoolet e

larta /fusel, esteret, VDK (diacetili dhe pentanedioni), acidet yndyrore, acidet

organike dhe komponimet e squfurit. Etanoli dhe CO2 janë nënprodukteve primare të

formuara gjatë fermentimit siç shihet në Figurën 2.6 (Lodolo et al., 2008).

Dy grupet kryesore të lëndë ushqyese që ndikojnë në performancën majasë për

prodhimin e birrës janë karbohidratet dhe komponimet azotit. Asimilimi i këtyre

lëndëve ushqyese varet nga reagimi i majasë me komponime të ndryshme. Majaja

mund të përdor një numër të karbohidrateve (glukozë, sukrozë, fruktozë, maltozë,

galaktozë, rafinozë dhe maltotriozë) (Bamforth, 2000). Në përgjithësi marrja sheqerit

fillon me sukroze, e cili hidrolizohet, duke rezultuar në rritjen e përqendrimeve të

glukozës dhe fruktozës. Kjo pasohet nga marrjen e sheqernave të thjeshta

(monosakarideve, glukozës dhe fruktozës) dhe në rritjen e rendit të kompleksitetit nga

disakaridet (maltozës) dhe trisakaridet (maltotriozës) (Stewart, 2006).

Grupi i dytë kryesorë i materieve ushqyese janë komponimet e azotit. Funksioni

kryesor i maltit është që të i sigurojë majasë burime të tretshme të azotit. Burimet

kryesore të azotit në musht janë aminoacidet, jonet e amonit dhe disa di- dhe tri

peptide. Pjesa më e madhe e FAN në musht shfrytëzohet nga majaja me qëllim të

formimit të proteinave të cilat janë të nevojshme për rritjen sajë dhe funksione të tjera

27

të tilla si osmo rregullimi (Hohmann, 2002). Niveli dhe përbërja e mushtit më FAN ka

një ndikim të rëndësishëm në formimin e alkoolet të larta, estereve, VDK dhe H2S për

shkak të funksionit të metabolizmit të aminoacideve në formimin e këtyre

komponimeve të shijes (Pierce, 1987; O‟Connor-Cox dhe Ingledew, 1989). Kushtet

që nxisin rritjen e shpejtë të majasë (temperaturat të lartë dhe përqendrimi i lartë i

oksigjeni të tretur do të rezultojnë në një shfrytëzim të lartë të FAN, që çon në një

çekuilibër të shijes së birrës (Lodolo et al., 2008).

2.2.1.2 Malti i elbit

Komponimet e shijes të maltit mund të ndahen në katër grupe: ato që përfitohen nga

oksidimi i prekursorëve të lipideve, ato të formuar me reaksionet Maillardit gjatë

zierjes së mushtit, komponimet e ndryshme alifatike të squfurit dhe fenolet. Lipidet e

elbit oksidohen nga lipoksigjenaza gjatë procesit të mbirjes në hidroperokside

ndërmjetme të cilat janë përgjegjëse për zbërthim gjat fazae të mëvonshme të

prodhimit (Bamforth, 2000). Nëse reduktazat janë aktive atëherë do të prodhohen

alkoolet përkatëse. Aldehidet janë përgjegjës për shije barishteje, shije të

padëshirueshme në malt të gjelbër dhe mushtit të maltit gjelbër, por ato janë të

pranishëm në nivele shumë më të ulëta në malt të tharë ku ndodhin disa çaktivizime

të lipoksigjenazave. Majaja ka aftësinë për të larguar këto aldehidet gjatë fermentimit

me reduktimin e tyre në alkool të ngopura. Është e njohur mirë, megjithatë, shija

barishteje, si bizele nuk zhduken plotësisht dhe dominonë shijen e maltit të gjelbër të

birrës, i cili përmban nivele të larta të l-heksanolit (nga reduktimi i heksanalit dhe 2-

heksenal (Moir, 1992).

Mushti i gjelbër përmban një seri alkenoleve të formuar nga veprimi i reduktazes

termo-labile, të cilat mund të ndikoj në zvogëlimin e aldehideve të alkenoleve. Majaja

nuk është në gjendje për të reduktuar këto alkoole më tej dhe ato mbeten në birrën

përfunduar. Kur sheqernat e reduktuar (si glukoza ose maltoza) nxehen me sasi të

vogla të komponimeve të azotit (amine, aminoacidet apo kripërat e amoni) prodhohen

reduktonet dhe dyhidroreduktonet nga një seri e ri rregullimit dhe dehidratimit. Këto

reduktone më pas polimerizohen në pigment të verdhë, ngjyrë kafe dhe pigment të zi

melanoidini. Këto janë reaksione të rëndësishme të karamelizimit të sheqerit. Për fat

të mirë, sa i përket komponimeve të shijes shumë më tepër zhvillohen reaksione e

Maillardit se sa këto. Shumë komponimeve të avullueshme heterociklike formohen

nga zbërthimi i reduktoneve me ose pa përfshirjen e azotit ose squfurit nga aminat ose

sulfurit i hidrogjenit. Këto përbëjnë një burim të pasur në shije karakteri i të cilave

varet nga përbërja dhe përqendrimin fillestar i sheqernave, komponimeve të azotit etj,

dhe nga kushtet e ngrohjes. Kjo është arsyeja pse, për shembull, malti i kristalt me një

nivel më të lartë të sheqernave të reduktuar të pranishëm gjatë pjekjes është mjaft i

ndryshëm më shije nga malti i pjekur (Moir, 1992).

2.2.1.3 Humulus Lupulusi dhe produktet e tij të zbërthimit

Në përgjithësi, birra prodhohet me shtimin Humulus lupulusit në kazanin e mushtit

gjatë procesit të zierjes së mushtit për prodhimin e birrës. Shtimi i HL përmirëson më

tej cilësinë e birrës, duke i dhënë shije karakteristike të hidhur, e cila është një shije e

preferuar nga konsumatorët. HL përmbajnë shumë grupe të ndryshme të

28

komponimeve organike. Me rendësi të veçantë janë rrëshira që përmbajnë kryesisht

acide të HL, vajra të HL dhe polifenole. Këto tri grupe të komponimeve biokimike

janë të rëndësishme dhe varen nga varieteti HL. Acidet e HL, pjesë e fraksionit të

rrëshirës së butë, përbëhen prej: α-acideve (humulone, kohumulone dhe adhumulone)

dhe β-acide (lupulone, kolupulone dhe adlupulone) (Nord et al., 2003). β-acide

kontribuojnë pak në hidhëti të birrës

Këto komponime janë acide të dobëta, kanë tretshmëri shumë të ulet në ujë dhe nuk

kanë pothuajse asnjë shije të hidhur. α-acidet janë pa shije, por, gjatë procesit te

zierjes së mushtit, isomerizohen në izo-α-acide me shije të hidhur ose izohumulone

(acidet e hidhura të birrës). Në figuren 2.7 është dhënë formimi i cis- dhe trans-, izo-

α-acideve nga prekursorët e α-acideve të Humulus Lupulusit. Gupi R është izobutil

(humulone), sec-butil-(adhumulone) dhe izopropil (kohumulone). Meqenëse,

efikasitetit i izomerizimit është i rendit prej 30%, industritë e prodhimit të birrës kanë

zhvilluar prodhimin e izo-α-acideve në sasi kuantitative nga α-acideve e HL

(Cortacero-Ramırez et al., 2003).

Izo-α-acidet janë komponime që përfitohen nga HL, të pranishme në përqendrimet të

ulëta në birrë (≈ 100 mg/l), dhe janë përbërës kryesore të shijes, pran etanolit dhe

dyoksidit të karbonit. Vlera e pragut të shijes së hidhur të izo-α-acideve në ujë është

prej 6 mg/l. Përqendrimi i izo-α-acideve në birrë është prej 10-100 mg/l. Tretshmëria

e iso-α-acideve në birrë është shumë më e lartë se α-acideve. Përveç dhënies së shijes

të hidhur birrës, izo-α-acidet shfaqin karakteristika të tjera të rëndësishme: ato kanë

veti tensionactive, duke stabilizuar shkumën e birrës, dhe pengojnë rritjen e baktereve

Gram-pozitive, duke mbrojtur birrën kundër këtyre mikroorganizmave (Royle et al.,

2001).

Figura 2.7 Formimi e cis- dhe trans-, izo-α-acideve nga prekursoret e α-acideve të

Humulus Lupulusit.

Izo-α-acidet janë burimi kryesor i shijes së hidhur në birrë dhe janë të përqendruar në

shkumë të birrës. Izokohumulonet janë në përqendrime më të vogla se sa homologet e

tyre më pak polare izohumulonet dhe izoadhumulonet. Përqendrim i trans-

izoadhumuloneve në shkumë birrë janë shume më të larta në krahasim me birrë

mbetur të lëngshme. Kjo nënkupton së vetit hidrofobe të acideve të HL ndikon në

ndarjen e tyre në shkumë të birrës (De Keukeleire, 2000).

29

2.3 FORMIMI I ALKOOLEVE TË LARTA GJATË FERMENTIMIT TË

MUSHTIT

Përveç etanolit qelizat e majasë gjatë fermentimit të mushtit prodhojnë gjithashtu

edhe alkoole të larta, të ashtuquajtura alkoole fusel. Alkoolet e larta janë alkoole me

peshë molekulare të lartë se etanoli. Përqendrimi i alkooleve të larta brenda një gamë

të caktuar të vlerave, është thelbësore për një cilësi më të mirë të birrës (Lewis dhe

Young, 1995). Këto komponime mund të ketë ndikime pozitive dhe negative në

aromë dhe shije të birrës. Përqendrimi i tyre më i lartë se pragu i shijes ndikojnë

negativisht në aromë dhe shije të birrës ndërsa nivelet optimale i japin shije të

dëshirueshme. Përqendrimi i lartë i alkooleve të larta (> 300 mg/l) në birrë mund japin

një aromë dhe shije të rendë (të ithët, tretësit ose luleve). Edhe pse alkoolet

individuale zakonisht ndodhin në nivele nën pragun e tyre, alkoolet e larta mund të

kontribuojnë në aromën dhe shijen e përgjithshëm të birrës për shkak të efekteve

sinergistik. Alkoolet e larta kanë edhe një rol të rëndësishëm sekondar për sigurimin e

prekursorëve për sintezën e estereve. Faktorët që ndikojnë në rritjen e përmbajtjes së

alkooleve të larta janë përmbajtja e lartë e oksigjenit në musht dhe rritja e

temperaturës së fermentimit, të dy këta faktorë favorizojnë edhe rritjen e majasë

((Boulton and Quain, 2001; Coghe et al., 2005).

Në birrë ka më shumë së 40 alkoolet të larta (Engan, 1981), nga të cilat më të

rëndësishmet që ndikojnë në shijen dhe aromën e saj janë: n-propanoli, izo-butanoli,

2-metil butanoli (amil alkool) dhe 3-metil butanoli (izoamil alkooli), të cilat kanë

rëndësi organoleptike për shkak së ato ndodhin në përqendrime më larta së pragu i

lejuar i shijes. Këto alkoole kontribuojnë në shije të birrës nga një intensifikim i

aromës alkoolike dhe një ndjesi të ngrohtë të shijes. Alkooli izoamil kontribuon me

një shije frute të ëmbël (Branyik at al., 2008; Van Laere at al., 2008). Propanoli

(pragu i tij në birrë është 800 mg/l) është i pranishëm në birrë në përqendrime prej 7

deri 14 mg/l ndërsa izobutanoli (pragu në birrë është 200 mg/l) ka një përqendrim prej

8 deri 57 mg/l. Amil alkoolet (2-metilbutanoli, pragu në birrë është 70 mg/l dhe 3-

metilbutanoli, pragu në birrë është 65 mg/l) janë alkoolet të larta në përqendrim më të

lartë në birrës prej 27 deri 122 mg/l (Meilgaard, 1975). Shuma e alkooleve të larta

është e lidhur me sasinë e alkoolit. Birrat me përqindje të ulët të alkoolit kanë

përmbajtje më të ulet të alkooleve të larta dhe mund të jetë më e këndshëm dhe me një

shije më të mirë.

Me rëndësi është lidhshmëria në mes të formimit të alkoolit të larta dhe marrja e

vazhdueshme e aminoacideve. Alkoolet alifatike, izobutanoli, izoamil alkooli dhe

amil alkool, janë nënproduktet e aminoacidet të grupore B (valinës, leucinës dhe

izoleucinës), ndërsa alkooleve aromatike 2-feniletanoli, tirozoli dhe triptofoli rrjedhin

nga grupi C i aminoacideve (fenilalanina, tirozina dhe triptofani). Formimi i alkoolit

izoamil dhe izobutanolit varet shumë nga lloji maltit të përdorur. Formimi i alkooleve

aromatike, megjithatë, rritet në mënyrë të konsiderueshme më varfërimin e FAN në

musht (Inoue and Kashihara, 1995; Coghe et al., 2005).

Alkoolet e larta formohen gjatë fazës fillestare dhe të mesme të fermentimit dhe

arrijnë vlerën maksimale kur niveli si amin azot i lirë (FAN) në musht bie në një

përqendrim minimale. Në fazat e mëvonshme të fermentimit, një pjesë e alkooleve të

larta përdoren si substrat për sintezën e etereve. Përqendrimi i tyre rritet edhe gjatë

procesit të maturimit. Biosintezës i këtyre komponimeve të shije është shumë

komplekse pasi ato mund të sintetizohen nga majaja gjatë fermentimit të mushtit

30

përmes rrugëve katabolike (Ehrlich) dhe anabolike (metabolizmit të aminoacideve)

(Ehrlich, 1907; Chen, 1978; Hazelwood at al., 2008). Rruga anabolike arrihet nga

sinteza e karbohidrateve të mushtit nëpërmjet piruvati, ndërsa rruga katabolike

sintetizohet si produkte përcjellëse të asimilimit të aminoacideve (leucina, izoleucina

dhe valina) (Ayrapaa, 1967b; Bamforth, 2005; Van Laere at al., 2008). Përveç kësaj,

alkoolet e larta mund të rezultojë nga reduktimi i disa aldehideve të pranishme në

musht. Kjo është unike për katabolizmin e aminoacideve përmes ciklit të acidit

trikarboksilik (TCA) (Dickinson, 2003, Hammond, 1993). Figura 2.8 paraqet rrugët

metabolike të alkooleve të larta të cilat janë të rëndësishme për shijen e birrës.

Figura 2.8 Biosinteza e disa alkooleve të lata me rëndësi për shije dhe aromë të birrës

(Boulton dhe Quain, 2001).

Në të dy rastet, prekursorë të menjëhershme janë 2-okso (α-keto) acidet. Në rrugë

anabolike 2-okso acidet, që formohen nga metabolizmit i karbohidrate,

dekarboksilohen për të formuar aldehide, të cilat reduktohen në alkoole përkatëse.

Rëndësisë e rrugës anabolike zvogëlohet meqenëse numri i atomeve të karbonit në

alkool rritet në fazën mëvonshme të fermentimit meqenëse aminoacide e mushtit

varfërohen (Oshita et al., 1995; Branyik, at al., 2008). Në rrugën katabolike, majaja

gjatë fermentimit merr aminoacidet në mushti për të prodhuar α-keto acidet (okso-

acidet) përkatëse përmes reaksionit të transaminimit (transferimit të amino grupit nga

një aminoacid në keto acid) të cilat dekarboksilohen duke rezultuar në aldehide të

cilat reduktohen (nga alkohool dehidrogjenaza) në larta alkoolet (Ayrapaa, 1967b;

Bamforth, 2005; Van Laere at al., 2008). Rruga e sintezës është e drejtuar nga

përqendrim i amineve të azotit në musht ndërsa nivelet më të ulëta të përqendrimeve

të aminoacideve favorizojnë rrugën anabolike. Fillimisht, rruga katabolike mbizotëron

31

për shkak të përqendrimeve të larta të aminoacideve dhe përputhet me rrugën

anabolike për shkak të reduktimi të përqendrimeve të aminoacideve. Një përjashtim

në këtë rrugë bënë propanoli, i cili rrjedh nga trionina përmes deaminimit oksidues.

Në figurën 2.9 është dhënë sinteza e alkooleve të larta në nga metabolizmin i

aminoacideve, ku [NH2] përfaqëson grupin e transferuar më enzimë transaminaza.

Figura 2.9 Sinteza e alkooleve të larta në rrugën katabolike, (Lewis at al., 1995; Van

Laereat at al., 2008).

Alkoolet e larta mund të sintetizohet përmes dy rrugëve. Prekursor janë 2-okso-acidet

që dekarboksilohen për të formuar aldehide përkatëse dhe pastaj reduktohen në

alkoole të larta me anë të NAD+ - alkool dehidrogjenaza. Okso-acidet formohen ose

nga aminoacideve përmes transferimit të amino grupeve ose nga piruvati i përftuar

nga katabolizmi i karbohidrateve. I pari është i ashtuquajtur rruga Ehrlich dhe i fundit

rruga anabolike. I gjithë n-propanoli prodhohet nëpërmjet rrugës anabolike meqënse

nuk ka aminoacide përkatëse.

Figura 2.10. Rruga e përgjithshme e formimit të alkooleve të larta (Lewis dhe Young,

2002)

Këto alkoole prodhohen nga majaja me largimin e grupeve amine nga aminoacidet

dhe zëvendësimi me grupin -OH. Prandaj, përqendrimi i aminoacideve luan një rol

shumë të rëndësishëm për sintezën e alkooleve të larta. Në mënyrë të përgjithësuar

rruga e formimi të alkooleve të larta, vargu anësor R mund të jetë aminoacid. Kjo

rrugë vlen edhe për aldehide.

Kontributi relativ nga secila rrugë sintetike varet nga mundësia e sigurimit të

substratit për prekursor. Në përgjithësi, rruga katabolike pason në fazat e hershme të

fermentimit të mushtit, kur nivelet e azotit asimilueshëm nga majaja është ende i lartë.

Në fazat e mëvonshme të fermentimit, rruga anabolike merr një rëndësi më të madhe

për formimin e alkooleve të larta, meqenëse burimet e azotit varfërohet (Lewis dhe

Young, 1995). Prodhimi i alkooleve të larta në birrë varet shume edhe nga shpejtësia e

rritjes së majasë. Prodhimi i dy alkoolet shumë të rëndësishme, izobutanolit dhe

izoamil alkoolit, është i lidhur me marrjen e valinës dhe leucinës, respektivisht. Këto

dy alkoole të larta nuk prodhohen vetëm kur inkorporohen aminoacidet e valinës dhe

leucinës nëpërmjet rrugës Ehrlich, por prodhimi i tyre është më shumë i lidhur me

32

shfrytëzimin e të lëndëve të totale të azotit (Takahashi et al., 1997). Në figurën 2.11

është dhënë formimi i alkooleve të larta nga metabolizëmi i karbohidrateve dhe

biosinteza e aminoacideve (Hough et al., 1982).

Figura 2.11 Formimi i alkooleve të larta nga metabolizmi i karbohidrateve dhe

biosinteza e aminoacideve (Hough et al., 1982)

Përbërja e parashikueshme e mushtit dhe faktorët e rritjes që ndikojnë në rritjen e

majasë ushtrojnë kontroll mbi përqendrimet e fundit të alkooleve të larta që

prodhohen në birrë. Nivelet të larta të FAN në musht dhe kushte që favorizojnë rritjen

e majasë të tilla si shtimi i majasë dhe nivele të larta të oksigjenimit në musht të gjitha

favorizojnë nivele të larta të alkooleve të larta (Takahashi et al., 1997). Përdorimi i

temperaturës së lartë të fermentimit gjithashtu favorizon nivele më të larta të

alkooleve të larta. Megjithatë, parametri kyç është zgjedhja e llojit të majasë. Majaja

ale prodhojnë më shumë në krahasim me majanë larger, edhe pse ka shumë

ndryshueshmëri individuale.

33

Kontrolli i formimit të alkooleve të larta gjatë fermentimit mund të realizohet në tri

mënyra. Së pari, nga zgjedhja e llojit të përshtatshëm të majasë, pastaj, duke

ndryshuar përbërjen e mushtit, dhe, së fundi, me manipulimin e kushteve operative të

fermentimit. Engan (1978) dhe Romano et al., (1992) kanë hulumtuar faktorët kryesor

që ndikon në përqendrimet e alkooleve të larta të duke aplikuar lloje të ndryshme

majasë në kushte e njëjta punuese, këta autorë kanë ardhur në përfundimin së zgjedhja

e llojit maja është faktor dominues në prodhimin e alkooleve të larta. Sipas Hudson

dhe Stevens (1960) lloji ale (S cerevisiae var diastaticus) prodhojnë një

shumëllojshmëri më të madhe të alkooleve të larta në krahasim me llojin majasë lager

(S cerevisiae var uvarium). Përqendrimi i alkooleve të larta mund të manipulohet

edhe me modifikimin gjenetik të majasë (Rous dhe Snow, 1983).

Oksigjen më i lartë në musht dhe rritja e temperaturës ndikojnë në rritjen e majasë dhe

kështu favorizojnë prodhimin më të lartë alkoolit. Sipas Quain et al., (2001)

temperatura ndikon në shpejtësinë e rritjes së majasë jo në masën e saj prandaj ajo

nuk duhet të ndikojë në rendimentet e metabolitëve që janë të lidhura me rritje. Peddie

(1990) ka sugjeruar që duke ndryshuar rrjedhshmërinë në membranën qelizore dhe

shpejtësinë e difuzionit mund të ketë implikime të mira në rritjen e metaboliteve. Një

lidhje e anasjelltë ekziston në mes të alkooleve të larta, dhe komponimeve tjera të

shijes, rritjes së majasë dhe presionit të aplikuar. Sipas Rice et al., (1976) në mënyrë

që të kontrollohet spektri i alkooleve të larta, duhet të aplikohet presion në musht

gjatë fermentimit.

2.4. FORMIMI I DIACETILIT DHE 2,3-PENTANEDIONIT GJATË

FERMENTIMIT TË MUSHTIT

Diacetili (CH3·CO·CO·CH3) dhe 2,3-pentanedioni (CH2·CH3·CO·CO·CH3) janë

komponime të rëndësishme me shije aktive të cilat formohen gjatë fermentimit të

mushtit Përqendrimet e dy vicinal diketoneve (VDK), diacetilit (2, 3-butanedione) dhe

2, 3-pentanedione janë me rëndësi kritike në fermentim e birrës. Të dy këto

komponime kanë aromë dhe shije të keqe të buterit. Prania e tyre në përqendrime më

të larta së sa pragu i tyre i shije prej 0.1-0.15 mg/l dhe 0.9 mg/l përkatësisht, shkakton

një defekt apo shije të pakëndshëm (Meilgaard, 1975). Diacetili është me më rëndësi

meqenëse pragu i shijes së tij është përafërsisht 0.1 mg/L, dhe është dhjete herë me i

ulet se sa e 2,3-pentanedionit. Prandaj qëllimi kryesor i menaxhimit të procesit të

fermentimit është për të siguruar së përqendrimi i tyre në produktin përfundimtar të

jetë më i ulet se pragu i shijes. Formimi i diacetilit dhe 2,3-pentanedione janë rezultat

i indirekt i metabolizmit të majasë. Shumë prodhues të birrës në të kaluarën besonin

se diacetil ishte një produkt i ndotjes (Shimwell dhe Kirkpatrick, 1939), megjithatë,

tani është pranuar së diacetili është një produkt i aktivitetit të majasë. Figura 2.12

paraqet rrugët e formimit dhe disimilimit të VDK.

34

Figura 2.12 Rruga e formimit dhe disimilimit të diacetilit dhe 2,3 pentanedionit gjatë

fermentimit të birrës (Boulton et al., 2001).

Tani është pranuar se rruga e përfitimit të vicinal diketoneve si produkt sekondar të

sintezës së valinës dhe izoleucinës (Fig. 2.12). Një pjesë e acetohidroksi acideve, -

acetolaktate dhe -acetohidroksibutyrate sekretohet në mushtin fermentues. Aty ato i

nënshtrohen dekarboksilimit spontan oksidues për formimin e diacetilit dhe 2,3-

pentanedionit. Në fund të fermentimit, ose gjatë fazës maturimit, vicinal diketonet ri-

asimilohen nga majaja dhe reduktohen duke formuar acetoin dhe 2, 3-butanediol nga

diacetili dhe 2, 3-pentanedioni (Bamforth dhe Kanauchi, 2004).

Përqendrimi i FAN në musht dhe spektri i aminoacideve ndikojnë në formimin e

acetohidroksi acideve. Nakatani et al., (1984a, b) e ka dhënë lidhshmërinë në mes

përqendrimit totale të VDK të formuara (T-VDKmax) dhe përqendrimit minimal të

FAN arritur gjatë fermentimit:

max

min

0.161T-VDK = +0.415

FAN -3.87

Kjo marrëdhënie është marrë për të nënkuptuar se përbërja e mushtit dhe kushtet e

fermentimi duhet të manipulohen për të siguruar një përqendrim të kontrolluara të

FAN të mbetur në fund të fermentimit. Kjo procedurë do të minimizoj përmasat e

pikut të VDK. Në mënyrë të ngjashme, mushti me përqendrime të larta të valinës dhe

izoleucinës pengon formimin e tepërt të VDK. Përveç përdorimit të mushtit me

përqendrime shumë të larta të FAN, është e vështirë për të parë se si spektri i

aminoacideve individuale mund të manipulohen lehtësisht.

35

Hapi që përcakton formimin e VDK është dekarboksilimi oksidues spontan i

acetohidroksi acideve. Reaksioni zhvillohet relativisht shpejt në kushte aerobe. Në

kushte anaerobe, jonet metalike të tilla si Cu2+, Al3

+ dhe Fe3

+ mund të veprojnë si

akceptor alternative të elektroneve. Procesi favorizohet në kushte acidike (Inoue et al.,

1968). Ngrohja e -acetolactate në kushtet anaerobe rezulton në dekarboksilimin jo-

oksidativ direkt në acetoin. Kjo mund të ndodhë edhe në temperatura mesatare duke

siguruar që të mbahen kushtet redoks mjaft të ulëta (Inoue et al., 1991).

Reduktimi i VDK ndodh në fund të fermentim ose gjatë maturimit dhe kjo kërkon

praninë e majasë të shëndetshme. Në shumicën e rrethanave, majaja asimilon dhe

redukton diacetilin e lirë shumë shpejt. Prandaj, VDK që mund të detektohen në

musht gjatë fermentimit është kryesisht prekursori acetohidroksi acidi. Para se të

analizohen VDK në mostrat e marra gjatë fermentimit, ato së pari duhet të nxehen për

të siguruar që i gjithë acetohidroksi acidi është konvertuar në VDK. Në shumicën e

birrarive analiza VDK përfaqësojnë shumën e diacetilit të lirë dhe -acetolaktateve.

Kjo është e kuptueshme që nga -acetolaktatet janë të pa qëndrueshme dhe në

mungesë të majasë mund të konsiderohet si „diacetil potencijal‟. Një aspekt thelbësor

i menaxhimit të fermentimit është për të siguruar që majaja nuk është ndarë nga birra

e gjelbër para së VDK e lira dhe prekursori acetohidroksi acidi të jenë ulur në një

përqendrim të pranueshëm.

2.4.1 Formimi i diacetilit

Prekursoret metabolike të formimit të diacetil mund të gjenden në rrugën ILV (leucina

izoleucina dhe valina) (Figurat 2.13 dhe 2.14), që është rruga e biosintezës së

aminoacideve që çojnë në sintezën e leucinës izoleucinës dhe valinës (Dillemans et

al., 1987). Ruga ILV1 katalizon deaminim e treoninës në fillim të rrugës së

isoleucinës (figurën 2.13) (Holmberg dhe Petersen, 1988). α-acetohidroksiacid sintaze

(ILV2), katalizon formimin acetolaktate nga piruvati ka edhe një nën-njësi

rregullatorë (ILV6). ILV2 katalizon prodhimin e α-acetolaktatit ndërsa acetolaktat

reduktoizomeraze (ILV5) redukton atë në acidin di-hidroksi-izovalerik (Dillemans et

al., 1987). Dihydroksiacid dehidrataze (ILV3) gjendet nën ILV5, katalizon

dehidratimin e acidit 2,3-dihidroksi-izovalerik në acidin 2-keto-izovalerik.

36

Figura 2.13 Rrugët e detajuara të biosintezës së izoleucinës, leucinës dhe valinës.

Për të kuptuar së ku fillon prodhimi diacetilt, duhet të shikohet formimin i

prekursorve α-acetolactate, një ndërmjetës në biosintezën e valinës. Në figurën 2.14

janë dhënë rrugët biosintetike të degëzuar-zinxhir të aminoacideve izoleucina, leucina

dhe valina. Është e qartë së rrugët e biosintezës ILV kanë shumë gjëra të përbashkëta.

Jo vetëm që ata ndajnë enzimat në disa hapa, por edhe komponimet e shijes të

diacetilit dhe homologu i tij, pentanedionit, formohet në mënyrë të ngjashme (Hansen

dhe Kiell, 1996).

37

Figura 2.14 Rrugët biosintetike të aminoacideve izoleucine, valine, leucine dhe

produkteve metabolike (Cyr et al., 2007)

Shpejtësia e konsumimit të valinës ka një lidhshmëri të ngushtë me formimin

acetolaktateve, përkusor i formimit të diacetilit (Inoue dhe Kashihara, 1995). Kur disa

nga α-acetolactate rrjedhin jashtë nga qeliza majasë ato i nënshtrohet një oksidimi të

ngadaltë dhe diacetili formohet si rezultat i dekarboksilimit (Hansen dhe Kielldhe-

Brdhet, 1996). Kushtet fermentimi që mund të nxisin rritjen e biomasës qelizore

gjithashtu stimulojnë rritjen e biosintezës së aminoacideve për të përmbush nevojat e

qelizave për azot të tretshëm për aktivitetet e tyre metabolik. Kjo do të rezultojë në

prodhimin e nivele të larta të diacetilit dhe homologut të tij 2,3-pentanedionit (Barton

dhe Slaughter, 1992). Kështu, përqendrimi i fundit i diacetilit në birrë është rezultat

neto i tre hapave të veçantë: (i) sintezës dhe sekretimit të -acetohidroksi acidit nga

majaja; (ii) dekarboksilimi oksidues i -acetohidroksi acideve në diacetil; dhe (iii)

reduktimi i diacetilit nga majaja në 2,3-butanediol. Në figurën 2.15, është treguar

formimi jashtë qelizor i diacetilit.

38

Figura 2.15 Rruga e formimit të diacetilit nga rrjedhja e α-acetolactateve jashtë nga

qeliza a majasë (Hughes and Baxter, 2001)

Mushti me përmbajtjes të lart të FAN rezulton me rritjen e prodhimit të diacetilit,

kohës së maturimit dhe mbetjeve të larta të azotit në birrë. Në anën tjetër, mushti me

përmbajtje shumë të ulët të FAN rezulton në fermentim të ngadalshëm, reduktimin e

prodhimin të majasë dhe diacetilit. Në mënyrë ideale, mushti duhet të përmbajë

nivelin më të ulet të FAN të nevojshme për rritjen normale të majasë dhe një sasi

minimale për prodhimit e diacetilit. Kjo do të rezultojë në kohë më të shkurtër

maturimit meqenëse më pak diacetil prodhohet dhe shpejtësia e reduktimit të diacetilit

është më e shpejtë për shkak të pH më të ulët në birrë (Pugh et al. 1997). Kështu,

mund të definohet se valina do të mund të përdoret për optimizimin e përmbajtjes së

FAN. Pika e përdorimit të valinës së mushtit tregon fillimin e prodhimit të diacetilit .

Sipas Lundblad (1995) arsyeja e mundshme e majasë që të sekretojë α-acetolaktate

jashtë qelizave të majasë është për të ruajtur shëndetin qelizor. Diacetili dhe 2,3-

pentanedioni janë komponime dikarbonile shumë reaktive dhe, në qoftë së formohen

brenda qelizës, mund të reagojë me mbetje të tjera të aminoacideve duke shkaktuar

ndërlidhjen e proteinave. Kjo dukuri është shoqëruar me një numër të sëmundjeve në

qelizat e majasë ku diacetili ka treguar së luan një rol në përkeqësimin dhe plakjen e

qelizave. Megjithatë, arsyet e reale qelizore dhe mekanizmat për prodhimin e

diacetilit nuk janë ende të njohura.

39

2.4.2 Reduktimi i diacetilit

Gjatë periudhës së maturimit (fermentimit sekondar), shumë komponime të

padëshiruara organoleptike reduktohen në nivele të pranueshme. Në mesin e këtyre

komponimeve më të padëshiruara, diacetili është nga më shqetësues për prodhimin e

birrës. Edhe pranishëm i në përqendrime të ulëta, ai ka një ndikim të madh duke

shkaktuar një shije buteri në birrë (Kobayashi et al., 2005). Reduktimi i diacetitl në

prodhimin birrës larger kërkon proces më të gjatë të maturimit i cili mund të zgjas nga

një deri tre javë.

Reduktimi i diacetilit ndodh brenda qelizës së majasë, siç shihet në figurën 2.15 dhe

figurën 2.16, ku diacetili ri-absorbohet nga qelizat e majasë dhe konvertohet në

acetoin me anë të aktiviteti enzimatik. Asimilimi është selektiv për diacetilin por jo

për α-acetolactate. Hapi i asimilimi mund të jetë hapi kufizues i shpejtësisë së

reduktimin të diacetilit. Pasi ri-absorbohet brenda qelizës së majasë, diacetili

reduktohet në dy hapa nga dy enzima të ndryshme. Reduktaza redukton diacetilin në

acetoin i cili më tej reduktohet në butan-2,3-diol nga alkool deghidrogjenaza. Të dytë

acetoini dhe butan-2,3-dioli mund të dalin nga qeliza por kanë pragun e shijes shumë

më të larta në krahasim me diacetili dhe për këtë arsye nuk shkaktojnë ndonjë

kërcënim për shijen e birrës së prodhuar (Yamauchi et al. 1995).

CH3COCOCH3 + NADH + H+ → CH3CH(OH)COCH3 + NAD

+

Diacetili Acetoini

CH3CH(OH)COCH3+NADH+H+ → CH3CH(OH)CH(OH)CH3+NAD

+

Acetoini Butanedioli

Reduktimi i diacetilit gjatë procesit të maturimit të birrës të gjelbër, ka nevojë për

praninë e biomasës së mjaftueshme për majanë në suspenzion. Nëse majaja largohet

nga birra e gjelbër para kohe pastaj reduktim i diacetilit adekuat nuk mund të ndodhë,

duke rezultuar në nivele të larta të padëshirueshme në birrën përfundimtare (Barton

dhe Slaughter, 1992).

Figura 2.16 Ilustrimi i komponimeve të përfshira gjatë formimit dhe reduktimit të

diacetilit brenda dhe jashtë qelizës së majasë (Stueven, 2003).

40

Prania e diacetil në birrë në nivele më larta se pragu i shijes ndodh kur -acetolaktatet

zbërthehen për të dhënë diacetilin, në një kohë kur qelizat e majasë mungon ose e

kanë humbur aftësinë e tyre për të reduktuar diacetilin në acetoin. Nivelet e diacetilit

mund të kontrollohen duke u siguruar se ka majaja të mjaftueshme aktive në kontakt

me birrë në fund të fermentimit për të reduktuar diacetil në acetoin. Reduktimi i

diacetilit në nivelin e lejuar tregon se procesi i maturimit është përfunduar.

2.4.3 Faktorët që ndikojnë në formimin dhe reduktimin e diacetilit

Prodhimi i prekursorëve të diacetilit varet nga shpejtësia e fermentimit. Prandaj, sa më

e lartë që është temperatura, shtimi i majasë, përmbajtja fillestar e oksigjenit, më herët

do të prodhohen prekursorët e diacetilit gjatë fermentimit (Nakatani et al., 1984,

Portno, 1965). Shpejtësia e dekarboksilimit oksidues e prekursorëve në musht dhe

shkalla e reduktimit të diacetilit nga majaja varen nga temperatura e fermentimit, sasia

e majasë në musht, niveli i oksigjenit në musht, dhe niveli aciditetit të mushtit

(Boulton et al., 2001, Haukeli dhe Lie, 1978; Inoue and Yamamoto, 1970).

Disa faktorë që ndikojnë në formimin dhe reduktimin e diacetilit janë: kushtet e

fermentimit, sasia e aminoacideve të lira në musht, lloji i majasë dhe gjendja

fiziologjike e majës së shtuar. Formimi diacetilit varet nga përqendrimi i -

acetolactateve, vlera e pH, temperatura, praninë e oksigjenit, shpejtësia e fermentimit

dhe nga disa jone metalike të caktuara. Gjatë fermentimit të shpejt prodhohen më

shumë acetohidroksi acide, por edhe zbërthimi i acetohidroksi acideve në diacetyl

është edhe më i shpejtë. Përveç kësaj, meqenëse diacetil është formuar më herët gjatë

fermentim, ka më shumë kohë për reduktimin diacetilit nga ana e majës (Petersen et

al., 2004).

Temperatura gjatë fermentimit të birrës lager është zakonisht mjaft e ulët, ndërmjet 9-

14 °C. Oksidimi i -acetolaktateve në diacetili rritet me rritjen e temperaturës dhe kur

piku i diacetilit krahasohet gjatë studimit në temperatura të ndryshme të fermentimit

ishte e qartë së temperaturat e larta japin pikë më të larta të diacetilit. Megjithatë, i

njëjti studim tregoi së temperaturat më të larta të fermentimit gjithashtu rezultojnë në

shpejtësi më të lartë të reduktimit, duke treguar rolin e temperaturës në aftësinë e

majës për të zvogëluar komponimet karbonile (Mudura et al., 2006). Arsyeja për

mbajtjen e temperaturës së fermentimit mjaft të ulët gjatë prodhimit të birrës lager

është së një sasi e tepërt e estereve dhe komponimeve të tjera të shijes dhe aromës së

prodhuara nga majaja mund të shkaktojë karakter të padëshiruar në birrë.

Llojet e ndryshme të majasë ndryshojnë në aftësinë e tyre për të reduktuar diacetilin.

Në një studim të kryer nga Fix (1993) janë testuar tri lloje të ndryshme majasë lager

në lidhje me mundësin e tyre në reduktimin e diacetilin. Rezultatet tregojnë së dy nga

tre llojet kanë dhënë vetëm një të gjashtën e shumës së llojit të tretë. Po ashtu, studimi

tregoi së reduktuesi i fort ka prodhuar shumë më pak diacetil në krahasim me llojin e

tretë. Në të vërtetë gjenetika prapa kapacitetit të reduktimin luan një rol të madh dhe

është e rëndësishme për prodhuesit e birrës të përdorin atë më të fuqishme.

Meqenëse reduktimi i diacetilit është një aktivitet që kryhet nga majaja gjatë

fermentimit është e mundshme që ai do të rritet nga qelizat me vitalitet të lartë. Ashtu

sikurse kapaciteti i fermentimit të alkoolit është për shkak të aktivitetit metabolik të

qelizave edhe reduktimi i diacetilit mund të jetë aktivitet i ngjashëm. Nëse majaja

41

shumëzohet në temperaturë të lartë dhe viabiliteti i saj rritet, mund të jetë e

mundshme që rritja e vitalitetit tregohet me reduktim më të shpejtë diacetilit (Guido et

al., 2004).

Mushti përmban aminoacidet të lira si rezultat të bërsimit. Në varësi të temperaturës

së bërsimit pak apo shumë enzima mbesin për ndarjen e proteinave në fragmente të

vogla të tilla si aminoacidet. Nëse mushti përmban një sasi të lartë të valinës, majaja

nuk është e detyruar të prodhojë atë vetë dhe si rezultat sasia e α-acetolactateve të

prodhuara është shumë më e ulët. Sa më e ulët që është sasia e α-acetolactate të

prodhuar nga majaja, aq më i ulët do të jetë formimi i diacetilit jashtë qelizës (Guido

et al., 2004).

42

PJESA PRAKTIKE

KAPITULLI III

3. MATERIALI DHE METODA

Puna eksperimentale është bërë në fabrikën e birrës Sh.A. “Birra Peja” në Pejë, në

repartin e zierjes, në repartin e fermentimit dhe maturimit. Analizat kimike janë kryer

në laboratorin e analizave kimike të fabrikës. Ndërsa, një pjesë e analizave është bërë

në laboratorin e fabrikës së birrës “Pivovarna Union‟' në Lubjanë.

3.1 LËNDA E PARË

3.1.1 Uji

Uji për prodhimin e birrës në fabrikën e birrës Sh.A. “Birra Peja” është përdorur nga

burimi i Drinit të Bardhë. Rezultatet e analizave kimike-fizike të ujit janë paparaqitur

në tabelën 3.1.

Tabela 3.1 Analizat kimike-fizike e ujit të Drinit Bardh

Parametrat Njësia Normativi Rezultati Metoda

pH 6.5-9.5 7.7 ISO 10523

Përçueshmëria elektrike µS/cm 2500 230 EN 27888

Kloridet mg/l Cl 250 0.7 ISO 10304-1

Mangani µg/l Mn 50 1 ISO 17294-2

Hekuri µg/l Fe 200 ˂100 ISO 17294-2

Fortësia e përgjithshme ⁰Gj 7.4 ISO 6059

m-Alkaliteti Mval/l 2.76 DIN 38409-H7

p-Alkaliteti Mval/l 0 DIN 38409-H7

3.1.2 Malti

Malti i përdorur për prodhimin e mushtit është prodhuar nga elbi dyradhësh i tipit

Scarlet në Nova Gradishka të Kroacisë.

3.1.3 Majaja

Gjatë procesit të fermentimit është përdorur majaja Saccharomyces carlbergensis,

koleksion kulturave të mikroorganizmave industriale (ZIM), Lubjanë, Slloveni.

43

3.1.4 Lupulo (Humulus Lupolus)

Gjatë procesit të zierjes së mushtit është përdorur Humulus Lupolus:

a) Lupulo e hidhur, varieteti Styrian Aurora.

b) Lupulo aromatikë, varieteti Styrian Savinjski Golding.

3.2 PËRGATITJA E MUSHTIT

Për prodhimin e mushtit është përdorur malto dhe miell misri në raport 70:30%. Malti

është bluar me bluarje të njomë në raport: malto me ujë, 1:3. Për rregullimin e ngjyrës

është përdorur malt i zi në sasi 18 g/hl musht.

Bluarja e maltit është bërë në temperaturë 45⁰C, ndërsa purja e miellit është përgatitur

në temperaturë 55⁰C. Procesi i prodhimit të mushtit është bërë me anë të dy

dekokcione, figura 3.1. Purja e miellit është trajtuar në temperaturë 55⁰C për

zbërthimin e proteinave, në pauzë 10 minuta, pastaj është ngroh në temperaturë 68⁰C

duke mbajt pauzë 15 minuta për sheqerim. Mbas pauzës, masa është ngrohë deri në

temperaturë 100⁰C dhe është zier për 10 minuta. Në vazhdim, purja e zier është

bashkuar masës së maltit të bluar duke u ngritur temperatura e tërë masës në 52⁰C.

Mbas pauzës prej 10 minutave të tërë masës, ndahet 1/3 e puresë së maltit dhe miellit

të misrit në enën për trajtim, duke nxehur në 72⁰C dhe qëndrim 25 minuta në ketë

temperaturë. Pas kësaj pauze, përpjesa nxehet deri në 100⁰C dhe zihet për 10 minuta.

Përzierja e puresë 1/3 bashkohet me masën tjetër, duke arritur masa e plotë

temperaturën 72⁰C. Masa e plotë është mbajtur në pauzë 20 minuta. Në vazhdim tërë

masa është ngrohur deri në 76⁰C dhe është mbajtur në pauzë 5 minuta. Në përfundim

të trajtimit termik, tërë masa është bartë në kullojsë për tërheqjen e filtratit. Pas

tërheqjes së tërë mushtit dhe largimit të bërsisë, mushti i fituar është zier për 90

minuta duke kulperuar me Lupulon lupulus në tri doza. Doza e parë prej 50%, doza

dytë prej 30% dhe doza e tretë prej 20%.

44

Figura 3.1 Diagrami i përgatitjes së mushtit me dy dekokcione

3.3 FERMENTIMI I MUSHTIT

Mushti mbas përfundimit procesit të zierjes është vendosur në rezervarin për

dekantim. Është lënë të qëndroj 30 minuta, pastaj tërë masa është transportuar në

bioreaktor duke ftohur përmes këmbyesit pllakor të nxehtësisë në temperaturë prej 6-

8°C.

E para sharzh e tretësirë ëmbël (mushtit) e dërguar në bioreaktor është ftohur në 8°C,

e dyta në 8.5°C, e treta në 9°C dhe kështu me radhë dhe fundit (shtata) në temperaturë

11°C. Në sharzhin e parë të mushtit është dozuar nga 700 ml enzima Maturex dhe

Fungamyl. Në sharzhin e parë është bërë dozimi i plotë i majasë Saccharomyces

carlbergensis në sasi prej një litër/hl musht. Ajrimi, përkatësisht dozimi i ajrit është

bërë në sasinë 1Nm3 (8-10 mg/l) për çdo sharzh, e rregulluar përmes KROHNE H250

me përjashtim sharzhës së fundit (shtatë) nuk është ajrosë. Mbyllja e biorektorit është

bërë pranë temperaturës së fermentimit 15°C dhe shtypjes 0.20 bar.

Në bioreaktor kur ka zbritur ekstrakti në 5% është ngritur shtypja në bioreaktor në

0.70 bar. Me zbritjen e ekstraktit ne 3%, është filluar ftohja me 0.6 °C/h deri në

temperaturën 1°C dhe me CO2 në 0.50 bar me zbritje 0.15 bar/h. Me arritjen e

temperaturës ne 1°C, dhe me uljen e ekstraktit në 2.0-2,3% është bërë largimi i majasë

nga biorektori për tri dite me radhë. Birra e re është dërguar në staxhionim në

temperaturë 1°C dhe shtypje 0.25 bar dhe mbas ardhjes për 21 ditë birra është filtruar.

3.4. KROMATOGRAFIJA GAZTË

Kromatografija është metodë bashkëkohore kimisë instrumentale të analizës, e cila

është shumë efikase, gjerësisht përdoret në kimi, biologji, farmaci, bio-mjekësi dhe

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

Tem

pe

ratu

ra (

⁰C)

Koha (min)

2/3 e purës së maltit 1/3 e purës së maltit

Zbërtimsheqernave

Zbërthim proteinave

45

teknologji. Me termin kromatografi nënkupton teknikën e ndarjes të përmbajtjes së

përzierjes në sistemin me dy faza te relativisht të lëvizshme. Karakteristikë e

kromatografisë është që njëra fazë është lëvizshme dhe tjetra palëvizshme. Faza e

lëvizshme mund të jetë lëngë ose gazë, ndërsa faza e palëvizshme mund të jetë lëngë,

në ndonjë bartës të ngurtë, shtresë adsorbuese (vetit adsorbuese e trupave ngurtë

poroze që në sipërfaqe të tyre lidhin substanca të gazta ose të tretura) në sipërfaqe të

fazës së ngurtë ose jonë-këmbyes. Lëvizja e përmbajtjes, mostrës mundët në princip të

bëhet në dy mënyra: me shpejtësi të ndryshme (kromatografija e eluentit) dhe me

shpejtësi të njëjtë (kromatografija e nxjerrjes).

Gaz kromatografija është një teknikë që përdoret gjerësisht për analizën e birrës në të

gjithë botën. Kjo teknikë përdoret zakonisht për kontrollin e cilësisë, për identifikimin

e probleme ose ndryshimet që ndodhin në procesin e prodhimit të birrës dhe procesit

të fermentimit i cili ndikon formimin e koponimeve të aromës e shije dhe cilësinë e

produktit përfundimtar. Kromatografija e gaztë është teknikë e ndarjes së gazeve dhe

substancave të avullueshme në sistemin e rrjedhjes fazës së lëvizshme të gazit nëpër

kollonë të ngurtë të palëvizshme ose fazë të lëngët në ndonjë bartës të ngurtë. Në

varësi të natyrës së fazës së palëvizshme, përkatësisht prej mekanizmit në të cilin

është bazuar ndarja, dallojmë dy sisteme, kur faza e palëvizshme është ngurtë,

proceset e shpërndarjes bazohen në ekuilibrat ndajthithjes (adsorbsionit), kur faza e

palëvizshme është një lëngë (që bartet nga një lëndë e ngurtë inerte) proceset

shpërndarjes bazohen në ekuilibrat gazë-lëngë dhe mbi këtë bazohet metoda e

kromatografisë së gaztë. Në figurën 3.2 është dhënë paraqitje skematike e aparatit të

gaz kromatografit.

Figura 3.2 Paraqitje skematike e aparatit të kromatografit gaztë

3.4.1. Ndërtimi i aparaturës së gaz kromatografit

Aparati i gaz kromatografit përbëhet nga këto pjesë kryesore: gazit mbartës, injektorit

të mostrës, kolonës kapilare, furrës, detektorit dhe sistemi i përpunimit të dhënave.

46

3.4.2. Gazi bartës

Gazi bartës, bartë mostrën nëpër kolonë deri tek detektori i sistemit. Gazi bartës duhet

të jetë i pastërtisë së lartë dhe të mos ndikoj detektorin e sistemit. Zgjedhja e gazit

bartës varet prej zgjedhjes së detektorit të sistemit. Më së shpeshti si gazë bartës

shfrytëzohet azoti, heliumi, argoni, ose përzierjet helium-hidrogjen, argon-metan, etj.

Kur përdoret detektori me përçueshmëri termike, si gazë-bartës shfrytëzohet heliumi

ose hidrogjeni sepse këto gazra kanë përçueshmëri termike më të mirë. Tek detektori

jonizues me flakë mundet si gazë bartës me efikasitet të njëjtë të përdorën azoti,

heliumi, argoni. Shpejtësia e analizës dhe koha e mbajtjes së substancës në kolonë

varët prej shpejtësisë së rrjedhjes së gazit bartës nëpër kolonë, si dhe difuzionit të

mostrës në gazin bartës.

3.4.3. Injektori

Në figurën 3.3 është dhen paraqitja skematike e injektorit. Një port mostre është e

nevojshme për futjen e mostrës në krye të kolonës. Teknikat moderne të injeksionit

shpesh përdorin porte mostre të nxehtë nëpërmes të cilës mostra mund të injektohet

dhe avullohet në mënyrë të njëkohshme. Mikroshiringu i kalibruar përdoret për të

dhënien e një vëllim të mostrës prej disa mikro litrave nëpërmjet septum gome dhe në

dhomën avullimit. Shumica e ndarjeve kërkojnë vetëm një pjesë të vogël të vëllimit

fillestar të mostrës dhe ndarësi i mostrës përdoret për të drejtuar mostrën e tepërt në

mbeturina. Kromatografet e gaztë komerciale shpesh lejojnë të dy injektimet e

ndarësit dhe ndarësit të pakët kur punojmë me kolonave të paketuara dhe kolona

kapilare. Dhomëza e avullimit zakonisht e nxehet 50°C mbi pikën më të ulët vlimi të

mostrës dhe më pas përzihet me gazin mbartës për të te transportuar mostrën në

kolonën.

Figura 3.3 Paraqitja skematike e injektorit

47

3.4.4. Kolona dhe zgjedhja e kolonës në gazë kromatografi

Karakteristikat kryesore që përshkruajnë një kolonë zakonisht janë:

- Karakteristika e tubit të kolonës (gjatësia, diametri i brendshëm, përbërja).

- Faza stacionare (përbërja kimike, trashësia).

- Mbushësi (lloji, madhësia).

- Trajtimi (aktivizimi, trajtimi, deaktivizimi).

Tabela 3.2 Karakteristikat më të rëndësishme për kolonat me paketim dhe kapilare

Parametër Paketuar WCOT (tubë i

hapur me mure-

veshur)

SCOT (mbështetja-veshur

e tubit të hapur)

Gjatësia (m) 1-6 10-100 10-100

Diametri brendshëm

(mm)

1-4 0.2-0.75 0.5

Efikasiteti (N/m) 500-1000 1000 – 4000 600 – 1200

Kapaciteti (ng/piku) 10 10 – 1000 10 – 1000

Në kromatografin e gaztë shfrytëzohen tri tipe të ndryshme të kolonave:

- kolona të mbushura,

- kolona kapilare,

- kolona mbi muret e të cilit është vendosur bartësi dhe faza palëvizshme.

Kolonat mund të jenë të ndërtuara prej materialeve të ndryshme: aluminit, çelik jo

korrodues, bakrit dhe qelqit. Kolonat e paketuar që përdorën për qëllime analitike janë

dimensioneve prej 1-3 m dhe diametri brendshëm prej 3 deri 6 mm. Kolonat kapilare

janë të gjatësisë prej 10-100 m dhe diametër të brendshëm prej 0. 25 mm.

3.4.5. Mbushësi për kollona

Në kromatografin e gaztë ku bëhet ndarja, mbushësi i kolonës është lëngë jo i

avullueshëm (faza e lëngët) e vendosur në bartësin e ngurtë. Si bartës më së shpeshti

përdoret dheu diatomik, teflon, sfera qelqit, oksid-aluminit, karboni aktivë dhe silika-

gel. Numri më madh i materialeve të punuar posaçërisht dhe grimcave me

dimensioneve të caktuara janë në treg me emra të ndryshëm si: Chromosorb G,

Chromosorb W, Celit dhe etj. Si bartës shfrytëzohen edhe polimere të ndryshme me

shenjë komerciale si Poropak Q ose Poropak R, S, T.

Bartësi ngutë nuk bënë të ndikoj shpërndarje. Bartësi duhet të jetë inert,

kompakt dhe të mos zbërthehet gjatë trajtimit dhe mbushjes së kolonës, me sipërfaqe

48

aktive sa më të madhe që në vete të lidhë sasi matë të fazës së lëngët dhe duhet të ketë

uniforme madhësinë e grimcave.

3.4.6. Faza e lëngët jo lëvizshme

Ekziston një spektër i gjerë substancave që shfrytëzohen si fazë e lëngët e

palëvizshme. Këto substanca duhet të jenë jo të avullueshme në temperaturën në të

cilën bëhet kromatografimi, kimikisht qëndrueshme, nuk i nënshtrohen procesit të

oksidimit, mirë të tretshme dhe formojnë mbështjellë të hollë për rreth bartësit.

Faza jo e lëvizshme mund të ndahet në jo polare dhe polare. Për kromatografimin e

substanca jo polare zgjidhet jo polare edhe faza e lëngët, ndërsa për substanca polare

zgjidhet polare faza e palëvizshme.

Disa faza stacionare të lëngshme të cilat më së shpeshti përdorën në kromatografin e

gaztë dhe vijën në treg me shenja të veçanta janë paraqitur në tabelën 3.3.

Tabela 3.3 Faza e lëngët stacionare

Emri dhe shenja Struktura kimike

Jo-p

ola

re

Vaj silikoni

DC-200

SE-30

Apiezon L Karbohidratet me peshë molekulare të lartë

Pola

re

Carbowax 20 M

Polietilenglikol

Acidit adipinik

XE – 60

Në faqet e brendshme të kolonës, faza e lëngët shpërndahet në një shtresë të hollë në

trajtën e një filmi. Diametri i brendshëm i kolonave sillet rreth 0.25-1.0 mm. Ekuilibri

midis fazës së lëngët dhe të gaztë vendosën shumë shpejtë duke pasur parasysh

n

N N

b

B

B

49

shtresën e hollë të lëngut. Në kolonë futet një vëllim i vogël i mostrës, rreth 1

mikrolitër, që të mos arrihet ngopje e fazës së palëvizshme.

3.4.7. Detektori

Pajisja e cila, në bartësin e gazit , regjistron substancat me daljen e tyre nga kolona i

quajnë detektor. Në parim ekzistojnë dy lloje të detektorëve:

- Detektorët të cilët regjistrojnë ndryshimet në karakteristika fizike në mes vet

gazit bartës në cilin është e pranishme mostra, siç është rasti tek detektorët me

përçueshmëri nxehtësisë (termike).

- Detektorët të cilët masin vetëm vetit e mostrës, sikur është grupi detektorëve

me karakteristika jonizuese.

Detektorët më të rëndësishëm janë: detektor përçueshmëri termike(TCD), detektori

me jonizim me flakë (FID ), detektori fotometrik me flak (FPD), detektori i kapjes

elektroneve (ECD).

3.4.7.1. FID-Detektor me jonizim me flakë

Tek detektori plazme jonizuese, substancat që dalin prej kolonës me gazin bartës

përzihen me hidrogjenin dhe ajrin dhe digjet në plazmë (flakë). Me rastin e djegies së

substancës vije deri te formimi i joneve dhe rrjedhjes së shpejtë të rrymës elektrike, e

cila regjistrohet si sinjal kromatografik në momentin kur substanca e ka lëshuar

kolonën. Kur prej kolonës del vetëm gazi bartës, ekziston rrjedhje e vogël rrymës

elektrike.

H2 + O2 + substanca organike → CO2 +H2O + e- + jon

- + jon

+

Figura 3.4 Detektori me jonizim me flakë

50

Detektori plazme-jonizues është shumë i ndjeshëm në substanca organike dhe jo i

ndjeshëm në substanca joorganike. Ndjeshmëria e detektorit plazmë jonizues shprehet

me barazimin:

hh WS

m

(3.1)

ku (h) është lartësia e sinjali (pikut), (Wh) është gjerësia e sinjalit (pikut) në gjysmë

lartësinë e pikut dhe (m) është pesha e mostrës iniciuar që i përgjigjet sinjalit përkatës.

3.4.8. Madhësitë më të rëndësishme të kromatografit të gaztë

Kur mostra shpërndahet midis dy fazave nën kushte të caktuara, të temperaturës dhe

presionit, marrëdhënia e shpërndarjes është dhënë përmes koeficientit të shpërndarjes

(K)

s

m

CK

C (3.2)

ku Cs është përqendrimi i komponimeve në fazën e palëvizshme dhe Cm është

përqendrimi i komponimeve në fazën e lëvizshme.

Në kromatografin e gaztë, mostra konvertohet në gjendje të gaztë dhe kalon nëpër

kolonën kromatografike duke u bartur përmes gazit bartës, ku me ketë rast bëhet

ndarja. Në dalje të kolonës gjendet një detektor i cili bënë regjistrimin e pranisë së

substancës në mostër dhe mënyrë automatike pajisja regjistron rezultatet në formë të

një kromatogramit të gaztë.

3.4.9. Teoria e pjatave

Sipas kësaj teorie, procesi në kolon kromatografike është ngjashëm sikur në kolonën

distiluese, zhvillohet në numër të madh shkallësh veçanta të baraspeshës (ekuilibrit),

me ç‟rast gjithsecila zhvillohet në pjesë të vogël të kolonës. Ajo pjesë e vogël e

kolonës, në të cilën vendoset baraspesha e substancës së dhënë ndërmjet fazës së

lëvizshme dhe palëvizshme, para se vëllimi i vogël e fazës së lëvizshme me pjesën e

saj të substancës së tretur të kaloj në pjesën ngjitur, ku procesi përsëritët, quhet pjatat

teorike.

Efikasiteti i ndarjes për secilin lloj të kolonës varet nga disa faktorë:

Numri i pjatave teorike (n), të cilat mund të përcaktohen nga kromatogrami duke

përdorur shprehjen në vijim:

2 2

R R

b h

T tn= =5.54

W W

(3.3)

51

Ku tR është koha e mbajtjes, Wb është gjerësia e pikut dhe Wh është gjerësia e pikut në

gjysmën e lartësisë.

3.4.10. Lartësia ekuivalente pjatave teorike (h)

Lartësia ekuivalente është gjatësia e cila përgjigjet një pjate teorike dhe mund të

llogaritet nga gjatësia e kolona (L) dhe numri i pjatave teorike (n)

h=L/n (3.4)

ku (L) është gjatësia e kolonës dhe (n) është numri i pjatave teorike.

3.4.11. Mbajtje relative (α)

Mbajtje relative paraqet pozicionin relativ të dy pikave të ngjitur, ose marrëdhënien e

dy kohë reduktuar të mbajtjes ose raportin ndarjes. Raporti i ndarje (K) është raporti i

kohës së reduktuar të mbajtjes dhe kohës së mbajtjes të substancë që nuk ruhen:

'1R R

M M

t tK

t t dhe

2 2

2 1

2

1

'R R

R R

t tK

t K t (3.5)

ku t‟R është koha e reduktuar e mbajtjes dhe tM është koha e mbajtjes së mostrës e cila

nuk ruhen.

3.4.12. Ndarja (R)

Ndarja paraqet vlerën e cila tregon se sa dy pikë ngjitur janë të ndara . Kjo është

distanca ndërmjet dy maksimumeve të pikut të kromatografit, Δt dhe gjerësisë

mesatare të pikut në linjën bazë, e cila mund të paraqitet :

R=Δt/Wb2

(3.6)

1 2b bW W , ∆𝑡 = 𝑡𝑅2

, − 𝑡𝑅1

, (3.7)

marrëdhënia në mesë këtyre katër madhësive është dhënë me shprehjen:

2 2

2 1=n=16R

1

L K

h K

(3.8)

ku, h, n, dhe K në lidhje me pikun e dytë. Nëse i përdorim këto shprehje mund të

zgjedhim kolonën me efikasitet të caktuar.

52

Figura 3.5 Paraqet kromatogramin e gaztë me simbole

Mbajtja relative (α) është e lidhur me fazën e lëngët dhe temperaturën në të cilën

regjistrohet kromatogrami. Madhësitë K dhe h janë karakteristike për çdo kolon të

veçantë. Madhësia R zgjidhet para eksperimentit dhe paraqet ndarjen e dëshiruar.

3.4.13 Analiza cilësore

Detektorë e lartpërmendura nuk janë instrumente që direkt identifikojnë përbërësit e

përzierjes. Ato vetëm regjistrojnë ndryshimin e përqendrimit të përbërësve të ndarë të

përzierjes, pas daljes së tyre nga kolona dhe i regjistrojnë ato. Ky shkrim grafik,

kromatogram, tregon se në çfarë varësie prej vëllimit të fazës së gaztë të lëvizshme

eulorojnë përbërësit e përzierjes. Vëllimi i gazit bartës që euloron substancë të

caktuar, vëllimi mbajtur, është i lidhur me koeficientin e ndarjes, përkatësisht me

shpërndarjen termodinamike të asaj substance në mes fazës të gazit lëvizshme dhe të

fazës së palëvizshme të lëngut apo të fazës së ngurtë. Kështu, vëllimi mbajtjes i

substancës të dhënë, në një sistem të caktuar, ka vlera karakteristike të përcaktuara në

bazë të cilave ata mund të identifikohen.

3.4.14 Vëllimi i mbajtjes

Vëllimi i mbajtjes është vëllimi i fazës së gaztë të lëvizshme, gjegjësisht gazit bartës e

nevojshme që substanca e dhënë të eulroi në kolonën kromatografike. Ai vëllim është

karakteristik për atë substancë, ngase është i varur prej madhësisë koeficientit të

ndarjes në mes fazës së lëngtë ose ngurtë të palëvizshme dhe fazës së gaztë të

lëvizshme.

Dallojmë vëllim të mbajtjes: jo i korrigjueshëm, korrigjueshëm, vërtetë, specifik, dhe

vëllimi relativ të mbajtjes.

Numri i pjatave teorike shprehet sipas formulës:

VR=F·tR (3.9)

53

ku tR është koha në sekonda nga momenti i dërgimit të kampionit në kolonë (t = 0)

deri shfaqja e maksimumit të kurbës së eulorimit të substancës së dhënë dhe F është

rrjedha e gazit bartës , cm3s

-1pranë shtypjes ndalje dhe temperaturës së kolonës.

3.4.15. Vëllimi mbajtës i korrigjuar (V’R )

Është dhënë me shprehjen:

V‟R = VR − VM = F ∙ tR − F ∙ t1 = F (tR − t1) = F ∙ t‟R (3.10)

ku (tR-t1) është koha në sekonda, prej momentit të shfaqjes së maksimumit të kurbës,

disa mbështjellës të substancës jo mbajtës, psh. ajrit ose ndonjë gazi inert, deri shfaqja

e maksimumit të kurbës së eulorimit të substancë së dhënë.

3.4.16. Vëllimi i vërtet mbajtës (VN)

Është dhënë me shprehjen:

VN=V‟R∙j=(tR-t1)F∙j=t‟R∙F∙j (3.11)

Ku j është faktor i korrigjimit për vëllim, për shkak të ngjeshmërisë së gazit mbajtës

në kolonë, dhe është:

2

0

2

0

3[( / ) 1]

2[( / ) 1]

i

i

p pj

p p

(3.12)

ku pi është shtypja e gazit bartës në hyrje të kolonës dhe p0 është shtypja e gazit në

dalje të kolonës.

3.4.17. Vëllimi specifik i mbajtjes (Vg)

Është vëllimi i vërtetë i mbajtjes së substancës për gram të fazës së palëvizshme, në

temperaturën 273.15°K, dhe jepet me shprehjen:

N

s

273.15jV V

T m

(3.13)

ku T është temperatura e kolonës në Kelvin dhe ms është masa e fazës së palëvizshme

në kolonë e shprehur në gram.

Vëllimi relativ i mbajtjes, fitohet duke krahasuar vëllimet e mbajtjes V‟R, VN ose Vg

të substancës së dhënë me vëllimin e caktuar të mbajtjes të komponimit referent të

përshtatshëm, i cili është i fituar në kushte të njëjta të kolonës. Vëllimi relativ i

mbajtjes, vëllimi dhe koha, janë të barabartë sipas raporteve në vijim:

gR R

R g R

(standardit)' (standardit) ' (standardit)

' (substancës) (substancës) ' (substancës)

VV t

V V t (3.14)

54

Madhësia e vërtetë, specifik, dhe relativ e vëllimit të mbajtjes mund të shfrytëzohet

për identifikimin e substancave.

Ne figuren 3.6 është dhënë koha e mbajtjes, koha mbajtjes e reduktuar, VR vëllimi i

mbajtur dhe V'R vëllimi mbajtur reduktuar.

Figura 3.6 Koha e mbajtjes, tR; koha mbajtjes e reduktuar, t'R, vëllimi i mbajtur, VR‟

dhe vëllimi mbajtur reduktuar, V'R. R R Bt (V ) është koha mbajtjes relative (vëllimore),

nëse substanca B është marr si substancë standarde.

Lidhja në mesë vëllimit vërtet të mbajtjes të substancës së dhënë (VN), koeficientit të

ndarjes të saj (k) dhe vëllimit fazës së lëngët (VL) në kolonë është dhënë me

barazimin:

VN=k∙VL (3.15)

Në bazë të cilit përmes rrugës kromatografike të caktohet koeficienti i ndarjes së

substancës në sistemin e dhënë.

Në kohën e mbajtjes mund të ndikojnë shumë faktorë, si përqendrimi i mostrës,

ndryshimi i temperaturës, ndryshimi i rrjedhjes së gazit mbartës, injektimi i dobët i

mostrës, etj.

3.5 METODA SPEKTROFOTOMETRIKE

Sipas shumicës së definicioneve të metodës spektrofotometrike të analizës

konsiderohen ato metoda analitike tek te cilat matja e ndërveprimit (interakcionit) të

energjisë (më së shpeshti në formë të rrezeve elektromagnetike) dhe materieve

(atomeve, molekulave ose agregateve më të mëdha) mundësojnë përcaktimin

kualitativë dhe kuantitativë të substancave.

Parimisht, baza për metodën optike të analizës është definicioni i dhënë për energjinë

e rrezeve elektromagnetike të dhënë sipas ligjit të Plankut.

55

∆𝐸 = ℎ ∙𝑐

𝜆 (3.16)

∆𝐸 = ℎ ∙ 𝜈 (3.17)

ku h-është konstanta e Pllankut=6.62606957(29)×10−34

[J·s] dhe c-është-shpejtësia e

dritës =299792458 [m/s].

ν është frekuenca [s-1

], numër i oscilimeve të valës elektromagnetike në sekondë dhe

shprehet me hercë (1Hz=1cikël/s), figura 3.7. Frekuenca është e lidhur me λ me

barazimin λ·ν = c. Megjithatë, frekuenca ka vlera të larta numerike në fushën

dukshme (4 deri 7.5·1014

) për ketë arsye është shumë më përshtatshme të përdoret i

ashtuquajturi numri i valës (σ) që paraqet numrin e valëve për një centimetër

udhëtimit në vakum.

- λ-gjatësia valore [m], largësia ndërmjet dy funksioneve valore të njëpasnjëshme

minimume ose maksimume (figura 3.7) të shprehura në metra (m), centimetra

(cm) ose nanometra (nm).

Figura 3.7 Marrëdhënia në mes gjatësisë valore, frekuencës dhe numrit të valës

Frekuenca, shpejtësia dhe gjatësia valore e rrezatimit elektromagnetik varen prej

natyrës së ambientit ku bëhet përhapja e rrezatimit. Spektri elektromagnetik (spektri

EM) paraqet vargun e rrezatimit (radiovalët, mikrovalët, rreze infra e kuqe (IR), rreze

dukshme, rreze ultraviolete (UV), rrezet-X dhe rrezet-), të renditura sipas gjatësive

valore ose frekuencave, figura 3.8. Çdo vije spektrale i përgjigjet një kalimi të dhënë

energjetik. Rrezja që shihet është vetëm një pjesë e vogël e spektrit EM dhe i vetmi

rrezatim që mund të shihet me sy.

Figura 3.8 Spektri elektromagnetik

Analiza spektrofotometrike nënkupton analizën spektrofotmetrike të rrezeve

monokromatike në fushën spektrit ultra violet dhe dukshëm prej 190 deri 1000 mn.

56

3.5.1 Ligji i absorpsionit të rrezes

J.H. Lambert në vitin 1760 e ka dhënë barazimin e njohur për zvogëlimin e intensitetit

të rrezatimit gjatë kalimit të shtresës me trashësi të caktuar të substancës:

Ligji i Lambertit I=Ioe- α,b

(3.18)

ku I, Io intensiteti rënës dhe dalës i rrezes pas kalimit nëpër shtresën me trashësi b dhe

α-koeficient i absorpsionit (konstant), cila është përcaktuar nga gjatësia valore e

rrezes rënëse (λ), temperaturës dhe varet prej natyrës së substancës absorbuese.

Figura 3.9 Depërtimi i rrezes nëpër kivet

Kjo varshmëri eksponenciale tregon se procesi i nënshtrohet çdo herë e njëjta pjesë e

të gjitha qendrave të absorpsionit (atomeve, joneve, molekulave) të cilat gjendën në

rrugën e rrezes rënëse. Në vitin 1852 A. August Beer dhe Felix Bernard të pa varur

njëri prej tjetrit duke studiuar absorpsionin rrezes në tretjet ngjyrosura, kanë arrit deri

te ligjet e ngjashme. Kanë gjetur se ndryshimi i intensitetit të rrezes gjatë kalimit

nëpër tretje ngjyrosura varet, prej shtresës së tretjes ngjyrosur si dhe përqendrimit të

substancës ngjyrosur.

dIb dc

I (3.19)

ku dc-ndryshimi përqendrimit e cila pranë vlerës konstante trashësisë të shtresës b,

shkakton ndryshimin e intensitetit të rrezes rënëse (I) për madhësinë (dI).

Zgjedhja këtij barazimit jep:

bc

oI I e (3.20)

Nëse ky barazim transformohet në bazën dekande: α=2.303 a

ku a-është koeficienti absorpsionit linear dekand në njësi SI, m-1

Kemi:

-αbc

o10I I (3.21)

Pas logaritmimit fitohet:

57

olog Ib c

I (3.22)

Marrëdhënia në mes intensitetit të rrezes rënëse dhe dalëse quhet transparencë (T):

o

IT

I (3.23)

shpesh shprehet në përqindje:

o

% 100I

TI

(3.24)

Logaritmi negativ i transparencës quhet absorbancë (A)

A = -logT (3.25)

Nga barazimet 3.22 dhe 3.25 fitohet varësia lineare absorbancës prej përqendrimit

substancës kimike e cila absorbon dhe shprehet sipas ligjit të Beer-it:

A=εbc (3.26)

ε-koficient i absorpsionit dhe karakterizon substancën absorbuese.

Kur përqendrimi jepet c = mol m-3

, kemi ε koeficient molar i absorpsionit, m3 mol

-1

3.5.2 Ndërtimi i aparatit të spektofotometrit

Komponentët kryesore:

a) Burimi i rrezatimit kontinual, vazhdueshëm

b) Monokromatoret apo seria filtrave optik

c) Detektori i rrezatimit së bashku me sistemin për përforcim

d) Regjistruesi i cili madhësinë e detektuar e shprehin në madhësitë absorpsionit ose

transparencës në njësi mikroapermetra, shkruese apo përmes sistemit të shkrimi në

letër.

3.5.2.1 Burimi i rrezatimit

Kushti kryesor i një burim rrezatimi që duhet të plotësoj është që të ketë në fushën e

gjerë të spektrit aftësi rrezatimi dhe intensitet i saj shumë pak të ndryshoj me

ndryshimin gjatësisë valore. Llamba e volframit me fije hollë nxehës, fuqisë së dobët,

përdoret në fushë të gjerë të spektrit në ultraviolet, në fushën e dukshme dhe infra-

kuqe. Intensiteti llambës është më fortë më afër fushës infra-kuqe, ndërsa diçka më

dobët në fushën e dukshme të spektrit.

Për fushën e spektri infra-kuqe përdorën të ashtuquajtura llamba hidrogjenore dhe

deuteriumit. Këto janë tuba për shkarkim të cilat punojnë nën presion hidrogjenit 20-

58

1300 Pa dhe tension 3000 V deri 5000V dhe rrjedhin disa qindra miliapera, ose pran

tensionit ultë prej 60 V deri 80V dhe rrjedhin disa ampera. Llambat me tension të ultë

japin rrezatim kontinual në fushën ultraviolete dhe shërbejnë si burim rrezatimit për

ketë fushë.

Figura 3.10 Burim i rrezatimit: a) llamba me fije të volframit, për matjen në zonën e

dukshme spektrale (Vis), b) llamba-D2 për matjen në zonën ultravjollce (UV)

Llamba me fije të volframit është shumë e ngjashme me poçin e zakonshëm, emitojnë

dritë në fushë të dukshme spektrale prej 400-800 nm.

Llamba-D2 ose UV-llamba përdoren për matjen në zonë ultravjollcë prej 200-400 nm,

mundëson përfitimin e spektrit të kontinual me eksitim elektrik të deuteriumit (izotop

i hidrogjenit) nën shtypje të ulët.

3.5.2.2 Monokromatori

Varësia lineare e absorbancës (A) prej përqendrimit të substancës absorbuese (c) vlen

për rrezatim monokromatik. Prej spektrit të vazhdueshëm të rrezatimit ndahen shirita

monokromatik të ngushtë me ndihmën e rrjetave difraksionit, prizmave qelqit ose

kuarcit dhe filtrave selektues absorbimit.

Si filtra mund të përdorën substanca të ngurta ngjyrosura, lëngjet dhe tretjet. Filtrat

komercial janë të ndërtuar prej qelqeve të ngjyrosur, thjesht lëshojnë shirita spektral të

gjerësisë 150-200 mn. Për ndarjen e shiritave 30-50 nm mjaft janë të përshtatshëm

filtrat interferencues. Për ndarjen e shiritave të spektrit 1-5 mn shfrytëzohen rrjetat ose

prizmat. Përveç prizmave dhe rrjetave, aparatin monokromatik e përbëjnë edhe një

numër lentash dhe pasqyrash, si dhe pengesa (çarja) në hyrje dhe në dalje në

spektrofotometër. Prizmat prej qelqit optik përdorën për fushën e dukshme të spektrit,

ndërsa prizmat prej kuarcit për fushën ultraviolete, dukshme dhe afër fushë infra-

kuqe. Format e prizmave janë të ndryshme, kryesisht prej 60° ose 30°, varësisht prej

konstruksionit të sistemit monokromatik. Rrjetat përdorën për fushën 200-2000 nm,

aftësia e zbërthimit është më lartë krahasuar me atë të prizmave.

Tërë sistemi i monokromatorit mund të jetë me një rreze optike ose me dy rreze

optike. Në rastin e parë në daljen (çarjen) e parë rrezja monokromatike me radhë

kalon së pari nëpër tretje për krahasim, pastaj nëpër tretje të cilën matim. Në aparatin

me dy rrezesh optike ekzistojnë dy pengesa (çarje) daljes, ashtu që dy rreze

59

monokromatike paralele në të njëjtën kohë kalojnë edhe nëpër tretje për krahasim dhe

nëpër tretje që studiohet.

3.5.2.3 Detektorët e rrezatimit

Rrezja e cila kalon nëpër substancën e studiuar mund të regjistrohet rrugës

fotoelektrike, fotografike ose thjesht vizuale. Teknika e detektimit fotoelektrik, duke

falënderuar zhvillimit, shpejtësisë dhe ndjeshmërisë, ka mbetur metoda e vetëm e

detektimit në spektrofotometrin e absorbimit. Fotoelementet të cilët përdorën si

detektor janë fotoqelijat dhe fotomultiplikatorët.

3.6 PROÇEDURAT E MATJEVE FIZIKO-KIMIKE

3.6.1 Përcaktimi i ekstraktit të vërtet, dukshëm dhe shkallës së fermentimit

Me birrë-analizator janë përcaktuar këta parametra të birrës: ekstrakti në mushtin

themelor të shprehur në përqindje (%), ekstrakti i vërtetë dhe i dukshëm (relativë) në

birrë, shkalla e vërtetë e fermentimit (Shvf), shkalla e dukshme e fermentimit (Shdf),

alkooli në përqindje vëllimore (v/v) dhe peshore (m/m) në birrë.

Janë përdorur këto pajisje: Alkoolizerbeer, Anton Paar DMA 4500, densitymeter, Sp-

1m Sample changer (Anton Paar GmbH, Germany) dhe kiveta.

Në birrë-analizator, kivetat janë vendosur me këtë renditje: kiveta e parë me ujë të

distiluar, kiveta e dytë me alkool, kiveta e tretë me birrë, kiveta e katërt me NaOH dhe

katër kivetat tjera janë të mbushura me ujë të distiluar të nxehur në 60°C, ndërsa

numri i kivetave është marr sipas numrit të mostrave të cilat kemi analizuar.

Mostrat me birrë iu është larguar dyoksidi i karbonit duke i tundur, pastaj është bërë

filtrim nëpër letër filtruese. Birra e filtruar është hedhur nëpër kiveta, janë vendosur

në birrë-analizator dhe janë bërë matjet. Në figurën e mëposhtme është paraqitur

pamja e birrë-analizatorit.

Figura. 3.11 Birrë-analizatori, Anton Paar DMA 8453

60

Sipas Balling-ut ekstrakti themelor ose Original Extract (OE) llogaritet sipas

formulës:

R(2.0665 A) EOE(%) 100

100 (1.0665 A)

(3.27)

ku është: OE = ekstrakti themelor (original extract) i musht në përqindje, Plato, A =

alkooli sipas masës (% m/m), ER = ekstrakti i vërtetë (real extrakt) i birrës në

përqindje, Plato.

Shkalla e dukshme fermentimit shprehet:

D-(%) 100

OE EShdf

OE (3.28)

Shkalla e vërtetë e fermentimit (Shvf) njësohet si vijon:

R

2.0665(%) 100

2.0665

AShvf

A E

(3.29)

ku është A = alkooli sipas masës (% m/m), ER = ekstrakti i vërtetë (real extrakt) i

birrës në përqindje, Plato dhe ED = ekstrakti i dukshëm (apparent extrakt) i birrës në

përqindje, Plato.

0.81Shvf Shdf (3.30)

3.6.2 Përcaktimi i CO2 (EBC Metoda: 9.28.3)

Mostra e birrës është tundur pesë minuta. Shishja e mbushur me birrë e mbyllur

hermetikisht që në fillim është matur sasia e dyoksidit të karbonit, sepse pasi të hapet

nuk mundemi t‟ia përcaktojmë saktë sasinë e tij në birrë, për arsye se ndikon dyoksidi

i karbonit i ajrit në analizë. Për përcaktimin e CO2 në birrë është përdor manometri i

shkallëzuar prej 0.0-2.5 bar dhe termometri prej 0-50˚C. Në fillim me manometër

është matur shtypja, duke vepruar me një forcë është shpuar kapaku, pasi është shpuar

kapaku, shishja tundur tundet për pak kohë dhe pastaj kemi pritur derisa vlera nuk

ndryshon dhe kemi lexuar shtypjen në manometër. Mbas matjes së shtypjes kemi

zhytur termometrin në tretësirën e birrës. Është lënë të qëndrojë një kohë brenda saj,

pastaj kemi nxjerr termometrin nga shishja dhe është lexuar vlera e temperaturës.

Në bazë të temperaturës dhe shtypjes së matur në birre sipas formulës se Haffmans-it

është bërë llogaritja e sasisë së CO2 në birrë.

Formula se Haffmans–it:

o 273.15

2 atm%

DC

t Cm

CO A p bar p bar em

(3.31)

ku është A-faktor i kompensimit, p - presioni ekuilibër i gazit (bar), patm - presioni

atmosferik (bar), C = (-10.74)=faktor i varur nga produkti, D = (2617.25) faktor i

varur nga produkti dhe t-temperatura e produktit në ˚C.

61

3.6.3 Përcaktimi i ngjyrës me spektrofotometër (EBC Metoda : 9.6 dhe 8.5)

Absorbanca e birrës është matur në gjatësinë valore 430 nm. Ngjyra në njësit të EBC

është fituar duke shumëzuar absorbancen me faktor hollimit. Për matjen ngjyrës është

përdorur spektofotometri Agilent 8453 (Agilent Technologies, Santa Clara,

California), kivetë dimensione 10 mm, mbajtës i filtrave membranë, filtra membranor

me porozitet prej 0.45 mikron. Spektrofotometri është rregulluar në gjatësinë valore

430 nm, që ka një precizitet prej ±0.5 nm . Nuk është bërë hollimi i mostrës ashtu qe

të kemi absorbancë në 430 nm, brenda linearitetit te spektofotometrit. Matjet janë bërë

në dhomën prej 10 mm. Është filtruar mostra nëpër filtër membranë në të cilin është

shtuar 1 g/litër kiselgur për qartësim të mostrës. Kalibrimi i spektrofotometri

është bërë duke vendosur në gjatësinë valore 430 nm. Janë mbushur kiveta me ujë

distiluar dhe është bërë kalibrimi i aparati në absorbancën 0,00. Kemi liruar kvetën

dhe është mbushur me birre nga mostra, pastaj është lexuar absorbanca.

Kalkulimi i i ngjyrës së birrës pa hollim është bërë duke përdorur formulën:

Ngjyra (njësi EBC) = A x f x 25 (3.32)

ku është A = absorbanca në 430 nm në kyvetë 10 mm, f = faktori i hollimit dhe e

shprehim rezultatin në njësi EBC në dy shifra domethënëse.

3.6.4 Përcaktimi substancave të hidhura në birrë me spektrofotometër (EBC

Metoda: 9.8)

Substancat me shije të hidhet, kryesisht izo-α-acidet janë ekstraktuar me anën të izo-

oktanit nga mostra e acedifikuar. Përqendrimi i substancës së hidhët në ketë ekstrakt

pastaj është caktuar me anën e spektrofotometrit në gjatësi valore 275 nm përkundrejt

izo-oktanit të pastër referent. Për përcaktimin e hidhësisë janë përdorur këto pajisje:

Spektrofotometër Agilent 8453, tubi i centrifugës, tubi cilindrik me kapak të qelqit

tundës rrotullues, centrifugë, kivetë kuarci me gjatësi 1 cm dhe reagjentët, acid

klorhidrik (HCl), 6 N, Izo-oktan (2.2.4-trimetil pentan) për UV spektroskopi.

Më së pari është bërë dekarbonizimi i mostrës së birrës pa humbur shkumën dhe është

temperuar në temperaturën 20oC para fillimit te analizës. Është pipetuar saktësisht 10

ml birrë te degazuar në gypin prej 35 ml të centrifugës. Pastaj, janë shtuar 0.5 ml acid

klorhidrik dhe 20 ml izo-oktan. Kampioni i përgatitur është tundur në pozitë

horizontale për 15 minuta. Pastaj është lënë të qëndroj për 30 minuta. Kiveta prej

kuarcit është mbushur me mostër dhe vendosur në spekrtofotometer, pastaj është

lexuar rezultatin të cilën e bene programi softuerik i spektrofotometrit. Është bërë

matja e absorbancës së shtresës së izo-oktanit në kivetën prej 1 cm në 275 nm duke

përdorur izo-oktan të pastër në kivet referente.

Njehsimi i vlerës së substancave të hidhura në birrë të shprehura në BU është bërë:

Hidhësia (BU) = 50·E275 (3.33)

ku është 1BU = 1 miligram izo-alfo acide/litër birrë dhe A275 = Absorpcioni në 275

nm e matur përkundrejt izo-oktanit te pastër referent.

62

3.6.5. Përcaktimi i Polifenoleve përgjithshme në birrë me spektrofotometër (EBC

Metoda 9.11)

Polifenolet reagojnë me jone Fe(III) në tretësirën alkalike duke formuar komplekse të

hekurit të ngjyrosura. Ngjyra matët me anë të spektrofotometrit. Për përcaktimin e

hidhësisë janë përdorur këto pajisje: Centrifuga, spektrofotometër, 600 nm, kiveta me

gjatësi 1 cm, balona volumetrike të graduar me kapakë qelqi, 25 ml, 50 ml, 100 ml,

1000 ml, pipeta të graduara, 0,5 ml, 1ml, 10 ml, 25 ml, pipeta, 1 ml, 10 ml.

Reagjentët e përdorur: celulozë karboksimetil (CMC) /EDTA, 10 g/litër dhe amoni

hekurit (III) citrat, 3.5%. Tretja (CMC) /EDTA është përgatitur duke i tretur 10 g

CMC dhe 2 g EDTA në 500 ml ujë, pastaj është mbushur deri në 1000 ml me ujë.

Tretja amon i hekurit (III) citrat (3.5%) është përgatitur duke tretur 3.5 g citrat të

hekurit te amonit(III), (16 % hekur) i gjelbër në 100 ml ujë. Pastaj reagjenti

amoniakut, hollojmë 100 ml të amoniakut përqendruar (d = 0,92 g/ml) deri në 300 ml

me ujë.

Mostra e birrës është degazuar duke tundur, pastaj është kthjelluar me anë të filtrimit

nëpër letër filtruese dhe është temepruar në temperaturë 20⁰C. Në bocë volumetrike

prej 25 ml është përgatitur 10 ml mostër dhe 8 ml tretësirë CMC-EDTA duke përzier

mirë, pastaj është shtuar 0.5 ml tretësirë të hekurit (III) e cila përsëri është përzier

mirë. Në vazhdim, kësaj tretje kemi shtuar edhe 0.5 ml amoniak të tëholluar. Mostra e

përgatitur është mbushur 25 ml me ujë dhe është përzier mirë. Mbas qëndrimit 10

minuta është matë absorbanca përmes spektrofometrit në 600 nm, përkundrejt mostrës

së verbët. Ndërsa mostra verbët është pregatitur duke përzier 10 ml birrë dhe 8 ml

CMC/EDTA në një balon volumetrik 25 ml, pastaj është shtuar 0,5 ml reagjent

amoniak dhe përsëri është përzier mirë. Është quar në vëllimin deri në 25 ml me ujë.

Mostrën e verbët e kemi lënë të qëndrojë për 10 min dhe është matur absorbanca.

Njehsimi i vlerës së polifenoleve në birrë është bërë sipas formulës:

Polifenolët e përgjithshme (mg/l) = A x 820 x F (3.34)

Ku A = Absorbanca në 600 nm, F = Faktori i hollimit (2 n.q.s. është balon 50 ml) dhe

rezultatet paraqitur në mg/litër pa decimale.

3.6.6 Përcaktimi i diacetilit në birrë përmes kromatografit të gaztë (EBC

Metoda: 9.24.2)

Principi

− Mostra (aliquot) saturohet me amonium sulphate ne vial dhe i shtohet një

standard internacional i 2,3 hexanedione. Vial-i mbahet ne 35oC për 40 min për te

u formuar ekuilibri ndërmjet mostrës dhe hapësirës se epërme (headspace).

− Mostra nga pjesa e epërme injektohet në kromatografin e gazet i pajisur me

kolonën kapilare dhe një detektor elektronik.

− Diacetyl-i dhe 2,3-pentanedione ndahen dhe përqendrimet e tyre përkatëse te

llogaritura nga raporti i sipërfaqeve te pikeve te tyre me standardin internal, 2,3-

hexanedione, duke respektuar standardin e kalibruar. Teknikat standarde shtesë

përdoren për kalibrim.

63

− Precursorët te pranishëm ne mostër mund te transformohen ne diketone përkatës

me ajrim dhe trajtimin ne 60oC për 90 min dhe përqendrimet e tyre caktohen ne

mënyrë te ngjashme.

Reagjentët

− Diacetil (2,3-butanedione), pastërtia minimale 99 %.

− 2,3-Pentanedione, pastërtia minimale 97 %.

− 2, 3-Hexanedione, pastërtia minimale 90 %.

− Etanol, absolut.

− Aminium sulphate.

− 2,3-Hexanedione tretësirë rezervë. Është matur 0,250 g te 2,3-hexanedione dhe

është mbushur deri 100 ml me etanol absolut ne balonin vullumetrik. Tretësira

2,3-Hexanedione është lënë të qëndrojë në temperaturë 0 deri 2oC. Kjo tretësirë

është qëndrueshme për 1 javë.

− 2,3-Hexanedione tretësira standarde internale. Është holluar 5.0 ml te 2,3-

hexanedione tretësirë rezervë në 250 ml me ujë në balonin volumetrik. Mostra

është përgatitur për çdo dite.

− Tretësira e diacetilit rezervë (10000 mg/liter). Është matur 1,000 g diacetil dhe

mbushë deri 100 ml me etanol absolut në balonin volumetrik. Është ruajtur

temperaturë 0 deri 1oC. Kjo tretësirë është qëndrueshme për 1 javë.

− Tretësira punuese e diacetilit (100 mg/litër). Është holluar 10,0 ml të tretësirës

rezervë te diacetilit deri ne 1 litër me ujë në balon volumetrik. Mostra është

përgatitur për çdo dite.

− 2,3-Pentanedione tretësirë rezervë (10000 mg/liter). Është matur 1,000 g 2,3-

pentanedioene dhe mbushë me ethanol absolut deri në 100 ml në balonin

volumetrik. Është ruajtur temperaturë 0 deri 2oC. Kjo tretësirë është qëndrueshme

për 1 javë.

− 2,3-pentanedione tretësirë punuese (100 mg/litër). Është holluar 10,0 ml te 2,3-

pentanedione tretësirë rezervë deri 1 litër me ujë në balonin volumetrik. Mostra

është përgatitur për çdo dite.

− Birra Larger. Birra e Lager me përbërje te etanol përafërsisht 4,0 % V/V dhe

vicinal dicetone me përqendrim me pak se 0,05 mg/litër.

Aparatura

− Kromatografi i gazet i pajisur me detektor elektronik.

− Auto mostëruesi për kromatograf të gazet

− Integratori llogaritës

− Kolona e kromatografit, 60m x 0.25 mm i.d., ngjitës silica, CP-WAX57CB,

trashësia e filmit 0.4 mikron, efikasiteti i veshjes me i madh se sa 80 %

(Chrompack).

− Banja ujore, për temperimin (attemperation) të mostrës në 35oC

− Enë qelqore, vials, me kapacitet 20 ml.

− Mbyllës për enë qelqore vials, veshur me shtrese prej PTFE.

− Banje ujore për mostër para inkubacionit në 60oC.

− Balon volumetrik, 100 ml, 250 ml, 1 litër.

− Pipeta 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml, 25 ml.

− Auto pipeta. me lëvizje pozitive prej 50 mikrolitër

64

Kushtet e punës së kromatografit: temperatura e injektonit 105oC, detektorit 110

oC

dhe kolonës 55oC, rrjedhja e bartësit të azotit të gaztë 0.7 ml/min, shkalla e thyerjes

(split ratio) 15:1, rrjedhja gazit të detektorit 60 ml/min.

Kushtet e punës së auto-mostëruesti: temperatura e mostrës 35oC, gjilpërës 60

oC,

temperatura e transferimit 60oC, koha e termostatit 40 min, koha e presimit 0.5 min,

koha e injektimit 0.2 min dhe koha e tërheqjes 0.1 min

Përgatitja e mostres

Nga mostra është larguar majaja duke mbajtur ne temperaturë më ultë se 10oC dhe

është centrifuguar. Në vazhdim, mostra prej 100 ml është de-karbonizuar me tundje

në gotë laboratori prej 400 ml. Përgatitja auto-mostrës vial në enën e qelqit është bërë

me 3,5 g sulfat amoniumit, 5,0 ml të mostrës të larguar nga majaja e de-karbonizuar,

50 mikrolitra 2,3-hexanedione standard internal, në fund është mbyllur viali duke

përdorur ngjitës PTFE dhe vendosur në përzierëse për 5 min duke përzier. Viali është

vendosur në auto-moster.

Kalibrimi është bërë duke marr gjashtë balona volumetrik prej 100 ml dhe është

shtuar sasia e tretësirave (ml) sipas tabelës në vijim:

Tabela 3.4 Balonat volumetrik dhe reagjent për kalibrim

Numri i balonave 1 2 3 4 5 6

Diketone fqinjë

konc. mg/litre nil 5 10 15 20 25

Hexandione, standard 2 2 2 2 2 2

Diacetil, standard, 0 5 10 15 20 25

2,3-pentanedione, standard 0 5 10 15 20 25

Të gjithë balonat janë mbushur me ujë. Në vazhdim janë përgatitur 12 auto-mostra si

vijon:

Tabela 3.5 Vialët e mostrave

Numri vial 1+7 2+8 3+9 4+10 5+11 6+12

Shkalla e shtimit (mg/litr) 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Sulfat amoniumit (g) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5

Lager (ml) 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0

Shtimi i standardit:

amonium (µl) 50 50 50 50 50 50

Nr. balonave 1 2 3 4 5 6

65

Vialët e 12 auto-mostrave janë vendosur në përzierëse për 15 min duke përzier. Është

vendosur vial-in në auto-moster. Matjet janë bërë duke vendosur auto-mostra vial të

mostrës së përgatitur dhe auto-mostrën vial standarde për kalibrim në kromatografin e

gaztë.

Parimi i klkulimit

− Bëhet llogaritja e sipërfaqes relative të pikut (RPA) për diacetil dhe pentanedion

me atë te 2,3-hexanedion standard ineternal për secilin standard dhe për secilën

mostër si vijon:

d

sipërfaqja e pikut të diacetilitRPA =

sipërfaqja e pikut të 2,3-heksanedionit (3.35)

p

sipërfaqja e pikut të pentanedionitRPA =

sipërfaqja e pikut të 2,3-heksanedionit (3.36)

− Përcaktohet faktori i kalibrimit për diacetil dhe pentanedion nga analiza e

tretësirës se kalibruar si vijon:

Vizatuar grafiku i RPAd (boshtin x).

Përdor të gjitha 12 pikat, duke mos i nxjerr mesatare e dublikateve.

Kalkuluar koeficienti i korrelacionit (r) dhe pjerrtësinë e lakores.

Me kusht qe r > 0,99, atëherë:

Pjerrtësia = Fd.

Vizatuar grafiku RPAp (boshti x) përkundër shtimit te pentanediene (boshti y)

Përdorë të gjitha 12 pikat, duke mos i nxjerr mesataret për dublikate.

− Kalkulo koeficientin e korrelacionit (r) dhe pjeteshin e lakores.

Me kusht qe r > 0,99, atëherë:

Pjerrtësia = Fp.

Kalkulo përqendrimin e diacetilit dhe pentanedione ne mostër si vijon:

Diacetyl (mg/l) = RPAd·Fd 3.37

Pentanedione (mg/l) = RPAp·Fp 3.38

ku Fd dhe Fp janë faktorët e kalibrimit për diacetyl dhe pentanedione respektivisht.

66

RPAd dhe RPAp janë sipërfaqet relative te pik-ve për diacetyl dhe pentanedione,

respektivisht siç janë llogaritur në mostra.

Rezultatet janë shprehë në mg/litër me dy decimale.

3.6.7 Përcaktimi i alkooleve te larta në birrë me anë të kromatografit të gaztë

(EBC Metoda: 9.39)

Principi

Avulli ekuilibërues i komponimeve të avullueshme në birrë, që gjendet i mbyllur në

enën "hypo-vial'', mostrohet dhe analizohet me anë të komatogafit të gaztë për të

zbërthye përzierjen e komponimeve individuale të cilat matën me anë të detektorit

jonizues flakor. Sipërfaqja e pikut të eluentit mund të krahasohen me sipërfaqen e

pikut standard dhe përqendrimi i komponentëve te avullueshme në birrë mund të

llogariten duke përdorur faktorin kalibrues të përfituar nga analiza e përzierjes me

përqendrim të njohur.

Reagjentët

− Ethanol 99,9 % (EtOH), Merk 983.

− Acetaldehyde anhydous (CH3CHO), Fluka 00070.

− Dimethyl sulphite (DMS), Fluka 41624.

− Ethyl acetate, Merck 9623.

− Propanol (1-propanol), Merck 2024.

− Isobutanol (2-metyl-1-propanol), Fluka 58450.

− Isoamyl acetate (3-methyl-1-butyl acetate), Carlo Erba 417781.

− Isoamyl alcohol (3-metil-1-butanol=iso-pentanol), Merck 979

− Ethyl methyl sulfite (EMS) = Internal Standard, Aldrich 23,831-7.

− n-butanol = Internal Standard, Fluka 19420.

− Silicone kundër shkumës, Fisons SO820 (1).

− Birre e Larger standarde [3 shishe nga i njëjti pako (batch) dhe i njëjti kuti

(crate)].

Aparaturat

Instrumentet e kromatografit të gaztë:

− Kromatografit i gaztë Perkin Elmer Sgma 8500, Perkin Elmer, USA.

− Auto mostruesi HS 100.

− Kolona kapilare Chrompack 7773, me gjatësi 50 m, diametri i brendshëm 0,32

mm, diametri i jashtëm 0,45 mm, faza e lënget CP WAX 52 CB, trashësia e filmit

1,11 µm.

− Detektori FID (detektori jonizues me flak).

− Integratori, rekorduesi, kompjuteri.

− Gazet, Hidrogjeni, Azoti, Ajri i ngjeshur (kompresuar).

− Ena e qelqit (vials) për mostër standarde (23 x 75 mm) me kapacitet prej 20 ml për

automostër HS 100.

− Kapaku i teflonit me dimensione 13 x 20 mm ose i ngjashëm.

67

− Kapaku i aluminit, me dimension 20 mm.

− Pajisje për heqjen e kapakut te shisheve

Procedurat

Vendos tretësirën e koncentruar dhe të holluar në flaskë të shtupuar në frigorifer. Para

përdorimit lë tretësirën që të ngrohet deri në 20oC. Përgatite tretësirën duke përdorur

alkoolin etilik ne 20oC dhe ki kujdes special kur të shtosh reagjentin. Mënjano

kontaktin e reagjentit me fytin e flaskes (enës). Shto reagjentin direkt në akolinë

etilik. Mbaj shënim që jetëgjatësia e tretësirës së përgatitu varet nga kompleksiteti i

përzierjes dhe gjendja e hollimit. Tretësira e përgatitur sipas 7.4 dhe 7.6 nuk duhet që

të ruhet me shume se një javë, ndërsa standardi primar i përgatitur sipas 7.2 (flaska1)

është stabil deri një vit.

Tretësira rezervë

Është shtuar rreth 20 ml EtOH (etanol) në tri balona volumetrik prej 50 ml. Janë

matur me saktësi, sasitë e përafërta të komponimeve në vijim dhe mbushur balonat

deri në vijë me EtOH në 20oC.

Baloni nr.1.

3-metil-1-butanol (Isoamyl alcohol) 2.50 g (3,09 ml)

Isobutanol 1,25 g (1,56 ml)

Propanol 1,25 g (1,56 ml)

Baloni nr.2.

Isoamyl acetate 0,25 g (0,29 ml)

Ethyl acetate 5,00 g (5,56 ml)

Tretësira e holluar

Janë pipetuar volumet në vijim:

Balonat:

Baloni nr.1. 10 ml

Baloni nr.2. 10 ml

Dhe hedhur në balonin volumetrik prej 200 ml (baloni volumetrik nr.3) dhe plotësuar

me EtOH deri ne vijë në 20oC

Tretësira punuese

Është holluar 1 ml, 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml dhe 10 ml (për nivelim me te lart) te

përbërjes se balonit nr. 4 deri 10 ml me EtOH në balona volumetrik.

68

Janë përdorur këto seri te standardeve për të gjeneruar (prodhuar) standarde

kalibruese.

Tretësirat e standardeve internale (e brendshme)

n-Butanol, standard për përcaktimin e alkooleve, estereve dhe aldehidi acetik;

Është matur përafërsisht 1.60 g (2 ml) të n-butanolit në balonin volumetrik prej 50 ml

që përmban rreth 20 ml EtOH.

Është mbush deri ne vijë me EtOH ne 20 oC.

Është holluar 2.5 ml në 100 ml me EtOH për të fituar tretësirën standarde te

brendshme.

Përqendrimi i n-butanolit në tretësirën finale është 1.6 mg/litër.

Kalibrimi tretësirës

Janë shtuar 4 ml të tretësirës standarde punuese në serinë e gjashtë baloneve

volumetrike (100 ml) që përmbajnë përafërsisht 50 ml ujë.

Është përzier duke e tundur.

Është mbushur me ujë deri në vijë.

Këto tretësira përmbajnë përafërsisht këto përbërje:

Tabela 3.6 Përbërja e tretësirës standarde punuese

3-metil-1-butanol 10-100 mg/litre

Izobutanol 5 - 50 mg/litre

Propanon 5 - 50 mg/litre

Izoamyl acetate 0.5-5.0 mg/litre

Ethyl acetate 10-100 mg/litre

Janë shtuar 100 µg/litër te EMS = IS dhe 1.6 mg/litër të n-butanolit = IS në secilën

tretësirë te kalibruar dhe përzije mirë.

Është llogaritur përqendrimi duke përdorur formulën:

Përqendrimi (mg/litër) = pesha e komponimit (g) · F · V 3.39

ku:

F = 4 për komponimet ne balonin nr.1

F = 2 për komponimet ne balonin nr.2

V = Volumi (ml) i marrur nga tretësira punuese.

69

Analiza

Janë mbushur 4 vials, secila me 6 standardet e kalibruara te përgatitura sipas

kalibrimit të tretësirë dhe procedurës përgatitjes së mostrës.

Birra standarde:

Është shtuar 100 µg/litër te SI = EMS dhe 1.6 mg/litër te IS = n-butanol ne secilën

bocë të birrës.

Standarde (a, s, c). Janë 2 pika te silicone kundër shkumës dhe përzieje me kujdes.

Janë mbushur 3 vials secilin me 3 mostra te birrës standarde.

Është analizuar sipas renditjes ne vijim:

6 matje (vazhdimësi) në vials.

Përgatitja e mostrës

Materiali

Frigoriferi në 0 oC±0.5

oC.

Sifoni metalik formohet me dy stema, një i gjatë dhe tjetri i shkurt. Lidhe stemin e

shkurt me furnizim te gazit. Stemi i gjatë zhytet ne birr ne një far thellësie për

largimin birrën e tepërt në vial dhe për të garantuar vëllimin e tepërt të nevojshëm në

vial (5 ml për vials prej 20 ml).

Gaz inert nën presion, N2 ose CO2.

Vials për analize

Mostrat

Është ftohur mostrat e birrës në 0 ne 5oC.

Është shtuar 100 µg/litër te IS =EMS dhe 1,6 mg/litër te IS = n-butanol ne secilën

mostër të birrës.

Është shtuar 2 pika te silicone kundër shkumës dhe është përzier me kujdes.

Përgatitja e vialeve për analizë

Është mbushur shishja vial deri ne kufi dhe është larguar teprica e gazit inert.

Është mbyllur me tapë viali, është shënuar menjëherë dhe është ruajtur në frigorifer

deri sa është përdor për analizë.

Kushtet analitike

Automostruesi

Temperatura e mostrës 60oC

70

Temperatura e gjilpërës 110oC

Temperatura e transferimit 110oC

Temperature e injektimit 110oC

Koha e thermostatisation 20 min

Koha e presimit 30 s

Koha e injektimit 0,08 min

Kromatografi i gazet

Temperatura e furrës 75oC

Koha e qetësimit 6 min

Shpejtësia e rritjes se temperaturës 25oC/min

Temperatura maksimale e furrës 110oC

Koha e qetësimit ne 110 oC 3 min

Temperatura e Detektor-it (FID) 250oC

Shtypja e gazit –azotit 20 psi

hidrogjenit 20 psi

ajrit te kompresuar 20 psi

Koha e eksperimentit (Run time) 10,4 min

Pasqyrimi (shprehja) e rezultateve

Llogaritjet

Faktori i kalibrimit

Është llogaritur raporti i sipërfaqes së pikut për secilin komponent në secilin

kromatogram për secilin përzieje standarde.

sipërfaqja e pikut të komponentesRaporti i sipërfaqes së pikut=

sipërfaqja e pikut të standardit internal(3.40)

Është llogaritur raporti i përqendrimit për secilën komponent në secilën përzieje

standarde.

përqendrimi i komponentësRaporti i përqendrimit

përqendrimi i standardit internal (3.41)

71

Është paraqitur grafiku i raportit të sipërfaqes së pikut përkundrejt raportit te

përqendrimit për secilën komponent. Është përcaktuar regjionin linear për secilin

grafik.

Është përcaktuar pjerrtësia e grafikut për përfitimin e faktorit te kalibrimit për secilën

komponent.

raporti i sipërfaqes së pikutFaktori i kalibrimit

raporti i përqendrimit (3.42)

Ky është termi “b” ne ekuacionin e regresionit Y = a + bx

Përqendrimi ne birrën standarde dhe mostrat e birrës

Përqendrimi i secilës komponent llogaritet nga raporti i sipërfaqes se pikut te tij duke

përdorur faktori e kalibrimit.

raporti i sipërfaqes së pikutPërqendrimi përqendrimi i standardit

faktori i kalibrimit (3.43)

Është shprehur rezultatet e të gjitha komponimeve tjera të avullueshme në mg/litër ne

numa të plot të përafërt përveç për vlera nën 10, të cilët jepen me një decimale.

72

KAPITULLI IV

NDIKIMIT I MUSHTIT ME EKSTRAKT THEMELOR TË LARTË

NË FORMIMIN E DIACETILIT DHE ALKOOLEVE TE LARTA

NË BIRRË

Përmbledhje

Prodhimi i birrës me peshë specifike të lartë është futur në mënyrë progresive gjatë 30

viteve të fundit në shumicën e birrarive të botës. Duke aplikuar këtë teknologji të

avancuar, kapaciteti i prodhimit të birrës rritet 20-30% në krahasim me prodhimin

konvencional. Qëllimi i këtij punimi ishte hulumtimi i ndikimit të mushtit me peshë

specifike të lartë në formimin e alkooleve të larta dhe diacetilit. Metodat materiale dhe

eksperimentale të përdorura në këtë hulumtim janë kryer sipas normave EBC

(European Brewery Convention). Gjatë fermentimi primar është përdorur mushti me

ekstrakt origjinal të lart prej 10.5, 13 dhe 15%, dhënia majasë një litër/hl musht,

temperatura e fermentimit 15°C, ftohja në maturim -1°C. Rezultatet e fituara tregojnë

së mushti me peshë specifike të lartë rezulton në fermentimi të ngadalshëm dhe jo të

plotë, rritjen e nivelit të alkooleve të larta dhe diacetilit, të cilat ndikojnë në

karakteristikat e shijes dhe aromës të birrës së gatshme.

Fjalët kyçe: Fermentimi, Saccharomyces carlbergensis, mushti me përqendrim të

lartë, alkoolet e larta, diacetili.

4.1 Hyrje

Përkundër faktit se prodhimi i birrës është një proces tradicional, tani ekziston tregu

konkurrues me kërkesë përhershme për përmirësimin e mëtejshëm të procesit të

prodhimit. Një nga objektivat kryesore për përmirësimin e procesit të fermentimit

është shkurtimi i kohës së fermentimit, efikasiteti i fermentimit, prodhimi i etanolit,

shfrytëzimi i pajisjeve dhe ulja e shpenzimeve të punës. Fermentimi i mushtit me

peshë specifike të lartë për prodhimin e birrës në kohë të fundit iu ka tërhequr

vëmendjen prodhuesve të birrës për shkak të përparësive si kursimit të energjisë,

zvogëlimi i numrit të punëtorëve dhe shfrytëzimi i hapësirës (Blieck at al., 2007).

Prodhimi i birrës me peshë specifike të lartë mund të përshkruhet si një procedurë e

cila përdor mushtin me ekstrakt më të lartë se ekstrakti normal. Në mënyrë

tradicionale, mushti prej 12°P fermentohet për të prodhuar birra prej 5% etanol. Për

prodhimi i birrës me peshë specifike të lartë, pesha specifike e mushtit mund të arrijnë

deri në 16-18 oP (Casey at al., 1984) duke rezultuar në përqendrim më të lartë të

etanolit në birrë të gjelbër. Pas fermentimit, produkti hollohet, zakonisht me ujit pa

pranin e oksigjenit, në mënyrë që të përfitohet birra me përmbajtje të rregullt të

etanolit (5%) ose përmbajtje të dëshiruar të alkoolit. Procesi i hollimit bëhet në një

fazë të mëvonshme të përpunimit dhe para paketimit (Erten at al., 2007).

Prodhimi i birrës me peshë specifike të lartë është zhvilluar shumë gjatë disa viteve të

fundit për shkak të një sërë përfitimesh: rritje e kapacitet të prodhimit, pra përdorimin

më efikas të objekteve ekzistuese të fabrikës; reduktimi i energjisë, fuqisë punëtore,

shpenzimeve të pastrimit; përmirëson stabilitetin fizike dhe shijen e birrës; më shumë

alkool për njësi të ekstrakt fermentueshëm për shkak të reduktimit të rritjes së majasë

(Erten at al., 2007). Për shembull, me përdorimin e mushtit prej 15 oP, konsumi i

73

energjisë mund të ulët për 14%, produktivitet fuqi punëtore mund të rritet prej 25-

30% dhe kapacitet i prodhimit të birrës mund të rritet 50% për mushtin prej 18 °P

(Blieck at al., 2007).

Megjithatë, kjo teknologji ka disa probleme: jo stabiliteti i shkumës, një efekt negativ

në performancën e majasë për shkak të presionit të lartë osmotikë, prodhimin e

niveleve të larta të metanolit dhe mungesës së lendeve ushqyese (Stewart, 2010) duke

çuar në shpejtësi më të ulet të fermentimi si dhe kohë më të gjatë fermentimi.

Fermentimi i musht me peshë specifike të lartë është i lidhur me shpejtësi të

reduktuara të fermentimit, prodhim disproporcional të lartë të etereve, kohëzgjatjen e

lag fazës (Piddocke at al., 2009 ), rritja e përqendrimeve të sheqernave të mbetura në

birrë dhe prodhimin e kulturave të maja me potencial fermentimi të dobët.

Karbohidratet me përqendrime të larta fillimisht në mushtin me peshë specifike të

lartë mund të sjellë presion osmotik të qelizave, inhibim, shpejtësinë specifike të

rritjes dhe aktivitetin e prodhimit (Devantier at al., 2005b). Përveç kësaj, rritja

graduale e përqendrimit të etanolit gjatë fermentimit ndikon në rritjen e qelizave të

majasë (Gibson at al., 2007).

Përqendrimet relativisht të larta të etanolit që janë formuar gjatë fermentimit

shkaktojnë fundërrim më të lartë të polifenoleve dhe proteinave, për pasojë, birra e

prodhuar në ketë mënyrë ka stabilitet më të larët fizik dhe shije më stabile, se sa birra

e prodhuar me peshë specifike normale (Giuliano Dragone, Solange I. Mussatto, João

B. Almeida e Silva, 2007)

Qëllimi i kësaj punimi ishte hulumtimi i ndikimit të mushtit me peshë specifike të

lartë në procesin e fermentimit, në formimin e alkooleve të larta, diacetilit dhe në

vetitë kimike-fizike të birrës

4.2 MATERIALI DHE METODAT

Hulumtimi i ndikimit të mushtit me peshë specifike të lartë në procesin e fermentimit

dhe në vetitë kimike-fizike të birrës është bërë gjatë procesit normal i prodhimit të

birrës në Fabrikën e birrës Sh. A. "Birra Peja".

Janë bërë nga tri prova, në të gjitha rastet është përdorur metoda me dy dekokcione

për përfitimin e mushtit dhe kushte të njëjta të fermentimit. Është prodhuar birrë me

ekstrakt themelor të lartë, të ashtuquajtur birrë me peshë specifike të latë (High

Gravity Brewing, HGB), me ekstrakt 10.5%, 13% dhe 15%, ndërsa në fazën finale

para mbushjes është blenduar në 10.5%.

Pajisjet laboratorike të përdorura: Birrë analizatori i tipit ANTON PAAR. DMA

4500. Sp-1m. Alkolyzer plus. Spektrofotometri AGILENT 8453. UV-Visible. Gas

Chromatografi. Perkin Elmer Sigma 8500.

Analizat kimike dhe fizike të mushtit dhe birrës janë bërë sipas konventës evropiane

për birrë EBC 2004. (European Brewery Convention. 2004. Analytica-EBC).

Përcaktimi i parametrave të birrës: ekstrakti në mushtin themelor të shprehur në

përqindje, ekstrakti në mushtin e vërtetë, ekstrakti i dukshëm (relativë), shkalla e

vërtetë e fermentimit (SHVF), shkalla e dukshme e fermentimit (SHDF), alkoolet në

përqindje vëllimore (V/V) janë përshkruar në kapitullin 3.6.1.

74

Përcaktimi i ngjyrës së birrës me Spektrofotometër është bërë siç është përshkruar në

kapitullin 3.6.3.

Përcaktimi hidhërimes dhe polifenoleve të birrës me Spektrofotometër është bërë siç

është përshkruar në kapitullin 3.6.4. dhe 3.6.5.

Përcaktimi i alkooleve te larta dhe diacetilit në birrë është bërë siç është përshkruar në

kapitullin 3.6.6 dhe 3.6.7.

4.2.1 Përgatitja e mushtit

Procesit i prodhimit të mushtit është udhëhequr sipas përshkrimit në kapitullin 3.2 të

zierjes me dy dekokcione.

Lëndë e parë për prodhimin e mushtit me ekstrakt themelor 10.5%, 13% dhe 15%

është përdorë:

− Malti nga elbi dy radhësh i tipit Scarlet, i prodhuar në Nova Gradishka të

Kroacisë, me veti kimike-fizike të paraqitur në tabelën nr. 4.1.

− Majaja Saccharomyces carlbergensis, gjenerata tretë, koleksion i kulturave të

mikroorganizmave industriale (ZIM) Lubjanës, ndërsa dhënia e majasë në sasinë

prej një litër/hl musht.

Tabela 4.1 Vetitë kimike-fizike të maltit për mostra 10.5%, 13% dhe 15%

Parametri Njësia 10,5% 13% 15%

Pesha Hektolitrike P.H 56.14 56.65 57.72

Pesha apsolute P.A 35.88 34.63 36.17

Kokrra të thyera

me mbetje pluhuri

% 0.97 0.97 0.98

Lagështia % 4.55 4.58 4.70

Koha sheqerimit min 9.00 9.00 9.00

Koha e filtrimit min 31.33 32.83 32.00

Vlera e pH

5.84 5.78 5.72

Ngjyra EBC 4.88 5.02 5.10

Peshore % 8.82 8.80 8.75

Ekstrakti, tharë natyrë (%) 77.83 77.60 77.22

Ekstrakti, materie e thatë % 81.58 81.37 81.03

Nr. i Hartongut në 45⁰C

36.33 35.67 37.38

Ndryshimi i ekstraktit të bluarjes

së imtë dhe trashë

1.47 1.37 1.37

Fundosja kokrrave

1.00 1.83 1.83

Përmbatja e proteinave % 10.8 11 11.1

Azoti i tretshëm në musht mg/l 675 690 682

Përpjesa e kokrrave të klasës

së parë (2.5-2.8 mm)

% ˃ 85 ˃ 85 ˃ 85

Kokrra të pambira % ˂ 5 ˂ 5 ˂ 5

75

- Lupulo e përdorur për prodhimin e mushtit është me këto karakteristika:

a) Lupulo e hidhur, varieteti Aurora me përmbajtje të alfa acideve 7.9 %.

b) Lupulo aromatikë, varieteti Styrian Golding me përmbajtje të alfa acideve

4.5%.

Mënyra e hedhjes së Lupulos është bërë si vijon:

- Për mushtin me ekstrakt themelor 10.5% dozimi i Lupulos është bërë: dozimi i parë

10 kg Lupulo hidhur Aurora, dozimi i dytë 7 kg Lupulo hidhur Aurora, dozimi i tretë

13 kg Lupulo aromatikë Styrian Golding.

- Për mushtin me ekstrakt themelor 13 % dozimi i Lupulos është bërë: dozimi i parë



- Për mushtin me ekstrakt themelor 15 % dozimi i Lupulos është bërë: dozimi i parë



4.2.2 Kushtet e fermentimit

Fermentimi është bërë në temperaturë 15°C, ndërsa kushtet dhe mënyra e udhëheqjes

së procesit të fermentimit sipas përshkrimit në kapitullin 3.3.

4.3 REZULTATET DHE DISKUTIMI

4.3.1 Fermentimi i mushtit

Në figurën e mëposhtme për tri mostrat është paraqitur grafiku i fermentimit primar të

musht të kulperuar me ekstrakt themelor 10.5%.

Figura 4.1 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit me ekstrakt themelor 10.5%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 12 24 36 48 60 72 84 96 108

Tem

pe

ratu

ra [

°C]

Ekst

rakt

i [%

]

Koha [orë]

M1(E)

M1(T)

M2(E)

M2(T)

M3(E)

M3(T)

76

Për kohën prej 24 orë është arrit temperatura 15°C në fermentor, ndërsa ekstrakti i

dukshëm ka zbritur në 3% për kohën prej 48 orëve. Në tri rastet, procesi i fermentimit

ka rrjedhur me intensitet të njëjtë: ngritja temperaturës dhe zbritja e ekstraktit.

Fermentimi primar ka qenë mjaftë intensivë dhe është përfunduar për 72 orë.

Në figurën e mëposhtme është paraqitur grafiku i fermentimit të musht të kulperuar

me ekstrakt themelor 13%.

Figura 4.2 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit me ekstrakt themelor 13%

Nga figura vërejmë se temperatura fillestare e fermentimit ka qenë 12°C dhe është

arrit temperatura 15°C për kohën 24 orë, ndërsa për kohën 60 orë ekstrakti i dukshëm

ka zbritur në 3%. Procesi i fermentimit është më spontan dhe ka përfunduar për 96

orë. Në të tri mostrat, procesi i fermentimit ka rrjedhur përafërsisht njëjtë; ngritja e

temperaturës dhe zbritja e ekstraktit. Procesi i fermentimit ka përfunduar për 96 orë.

Në figurën e mëposhtme është paraqitur grafiku i fermentimit të musht të kuperuar me

ekstrakt themelor 15%.

Figura 4.3 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit me ekstrakt themelor 15%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132

Tem

pe

ratu

ra [

°C]

Ekst

rakt

i [%

]

Koha [orë]

M1(E)

M1(T)

M2(E)

M2(T)

M3(E)

M3(T)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144

Tem

pe

ratu

ra [

°C]

Ekst

rakt

i [%

]

Koha [orë]

M1(T)

M1(E)

M2(T)

M2(E)

M3(T)

M3(E)

77

Siç vërehet nga grafiku i fermentimit, temperatura fillestare e fermentimit ishte 12°C

dhe temperatura e fermentimit 15°C është arrit për kohën prej 24 orëve, ndërsa

ekstrakti dukshëm ka zbritur në 3% për kohën prej 80 orë. Procesi fermentimit në të

tri mostrat ka rrjedhur me intensitet përafërsisht njëjtë dhe fermentimi ka qenë shumë

më i ngadalshëm, duke pasur parasysh shpejtësinë e zbritjes së ekstraktit dhe kohën e

përfundimit të fermentimit primar prej 108 orë.

4.3.2 Alkoolet e larta dhe diacetili

Në figurën e mëposhtme është paraqitur vlerat e fituara të alkoolit propan-1-ol në

birrën e re (a) dhe në birrën finale (b) me ekstrakt themelor 10.5%, 13% dhe 15% për

tri mostrat M1, M2 dhe M3.

Figura 4.4 Grafiku i alkoolit Propan-1-ol të birra me ekstrakt themelor

10.5%, 13% dhe 15%

Nga figura më sipërme vërejmë se me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor

për prodhimin e birrës kemi rritje të formimit të alkoolit propan-1-ol. Vlera e alkoolit

propan-1-ol për mostrat M2, M3 në birrën e re të prodhuar me ekstrakt 13% dhe 15%

të cilat janë paraqitur në diagram nën shtyllat "a'' janë shumë më të larta se vlera e

lejuar 3-17 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981). Ndërsa, në birrën

përfundimtare e cila është holluar me ujë të de-ajruar është ulur në vlerat e lejuara, të

paraqitura në diagramin nën shtyllën "b''. Duke pasur parasysh pragun shijes prej 600

mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981), kjo sasi e alkoolit propan-1-ol në birrë

nuk ndikon në shijen dhe aromën e birrës finale.

Në figurën e mëposhtme është paraqitur vlerat e fituara të alkoolit 2-metil-l-propanol

në birrën e re (a) dhe në birrën finale (b) me ekstrakt themelor 10.5%, 13% dhe 15%

për tri mostrat M1, M2 dhe M3.

a b a b a b

M1 M2 M3

10.5% 19.00 18.50 18.00

13% 20.50 16.40 20.20 16.16 19.60 15.68

15% 24.60 16.97 24.10 16.62 22.80 15.72

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

mg/

l

78

Figura 4.5 Grafiku i alkoolit 2-metil-l-propanol të birra me ekstrakt themelor

10.5%, 13% dhe 15%

Nga vlerat e paraqitur në formë grafiku në figurën e mësipërme vërejmë se me rritjen

e peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kemi ulje të formimit të

alkoolit 2-metil-1-propanol, Nga figura vërejmë se vlerat e alkoolit 2-metil-l-propanol

në birrën e re e prodhuar me ekstrakt themelor 10.5% të cilat janë paraqitur në

diagram nën shtyllën "a'' janë mjaft të larta krahasuar me vlerat e gjetur në birrë, 4-57

mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981). Ndërsa në birrën e re të prodhuar me

ekstrakt themelor 13 dhe 15% vlerat e alkoolit 2-metil-l-propanol janë në mes vlerave

të lejuara në birrë. Në birrën përfundimtare me ekstrakt themelor 13 dhe 15% e cila

është holluar me ujë të de-ajruar është ulur mjaftë duke pasur parasysh pragun shijes,

100 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Në figurën e mëposhtme është paraqitur vlerat e përqendrimit të alkoolit pentan-1-ol

të gjetur në birrën e re (a) dhe në birrën finale (b) me ekstrakt themelor 10.5%, 13%

dhe 15% për tri mostrat M1, M2 dhe M3.

Figura 4.6 Grafiku i alkoolit pentan-1-ol të birra me ekstrakt themelor

10.5%, 13% dhe 15%

a b a b a b

M1 M2 M3

10.5% 70.3 68.8 72.1

13% 47.3 37.84 47 37.60 47.5 38.00

15% 35.7 24.62 35.4 24.41 38 26.21

01020304050607080

mg/

l

a b a b a b

M1 M2 M3

10.5% 19.78 19.74 19.68

13% 20.57 16.46 20.3 16.24 20.22 16.18

15% 21.2 14.62 21 14.48 21.1 14.55

0

5

10

15

20

25

mg/

l

79

Nga vlerat e paraqitur në formë grafiku në figurën 4.6, vërejmë me rritjen e peshës

specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kemi një rritje të vogël të

formimit të alkoolit pentan-1-ol, Vlera e alkoolit pentan-1-ol në birrën e re e prodhuar

me ekstrakt 13 dhe 15% është paraqitur në diagram nën shtyllën "a'' është në mes

vlerave të vlerave të lejuar 7-34 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981), ndërsa

në birrën përfundimtare e cila është holluar me ujë të de-ajruar është ulur mjaftë duke

pasur parasysh pragun shijes, 50-70 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Në figurën e mëposhtme është paraqitur vlerat e fituara të alkoolit 3-metil-1-butanol

në birrën e re (a) dhe në birrën finale (b) me ekstrakt themelor 10.5%, 13% dhe 15%

për tri mostrat M1, M2 dhe M3.

Figura 4.7 Grafiku i alkoolit 3-metil-1-butanol të birra me ekstrakt themelor

10.5%, 13% dhe 15%

Nga figura vërejmë se me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin

e birrës kemi rritje të formimit të alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën e re. Këto vlera

të alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën e re të prodhuar me ekstrakt 13% dhe 15% të

paraqitura në diagram nën shtyllën (a) nuk janë më të larta se vlera e lejuar prej 25-

123 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981). Ndërsa në birrën përfundimtare e

cila është holluar me ujë të de-ajruar dhe janë të paraqitura në diagram nën shtyllën

(b) janë ulur mjaftë duke pasur parasysh pragun shijes prej 50-65 mg/l (Meilgaard

1975b; Engan 1974, 1981).

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e fituara të butan-2,3-dione (diacetilit)

në birrën e re (a) dhe në birrën finale (b) me ekstrakt themelor prej 10.5%, 13% dhe

15% për tri mostrat M1, M2 dhe M3

a b a b a b

M1 M2 M3

10.5% 59.35 59.15 59.35

13% 61.72 49.38 61.2 48.96 61 48.80

15% 63.61 43.87 63.3 43.66 62.8 43.31

0

10

20

30

40

50

60

70

mg/

l

80

Figure 4.8 Grafiku i sasisë të butan-2,3-dione në birrë me ekstrakt themelor 10.5%,

13%, 15% para dhe mbas t‟hollimit me ujë të de-ajruar (a-pa holluar, b-e holluar)

Nga vlerat e paraqitura në formë grafiku në figurën 4.8, vërejmë se me rritjen e peshës

specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kemi një rritje të theksuar të

formimit të butan-2,3-dione, Vlera e butan-2,3-dione në birrën e re e prodhuar me

ekstrakt themelor 13% për dallim me birrën me ekstrakt themelor 10.5% ka një rritje

rreth 30%, ndërsa vlera e butan-2,3-dione në birrën e re e prodhuar me ekstrakt

themelor 15% për dallim me birrën me ekstrakt themelor 13% ka një rritje rreth 60%,

siç është paraqitur në figurën 4.8. Vlerat e fituar janë shumë më të larta se sa vlerat e

sjelljes në birrë prej 0.01-0.2 mg/1 (Nykänen & Suomalainen, 1983). Ndërsa në birrën

përfundimtare të prodhuar me ekstrakt themelor 13% dhe 15% e cila është holluar me

ujë të de-ajruar nuk është ulur mjaftë, duke pasur parasysh pragun shijes, 0.1–0.15

mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

4.3.3 Analizat kimike të birës së re

Në tabelën e mëposhtme janë paraqitur analizat kimike të birrës së gjelbër me

ekstrakt themelor 10.5% për tri mostrat në përfundim të fazës së maturimit.

Tabela 4.2 Analizat kimike të birrës së re në fund të maturimit për ekstrakt 10.5%

Mostra M1 M2 M3 Vlera

mesatare

Ekstrakti dukshëm [%] 1.80 1.90 1.75 1.82

Sh.d.f. [%] 82.39 81.50 82.00 81.96

Alkooli [%v/v] 4.98 4.80 4.91 4.90

Ngjyra [EBC] 7.80 8.50 7.20 7.83

a b a b a b

M1 M2 M3

10.5% 0.0735 0.073 0.0735

13% 0.22 0.176 0.222 0.178 0.22 0.176

15% 0.33 0.228 0.335 0.231 0.33 0.228

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

mg/

l

81

Nga rezultatet e fituara në tabelën 4.2 të analizave kimike të birrës së re për tri mostra

nuk vërejmë dallime të theksuara, përkatësisht procesi i fermentimit për tri rastet ka

qenë i ngjashëm.


ekstrakt themelor 13% për tri mostrat në përfundim të fazës së maturimit.

Tabela 4.3 Analizat kimike të birrës në fund të maturimit për ekstrakt 13%

Mostra M1 M2 M3 Vlera mesatare


Sh.d.f. [%] 81.08 81.40 80.00 80.83

Alkooli [%v/v] 5.58 5.60 5.40 5.53

Ngjyra [EBC] 9.75 10.63 9.00 9.79

Nga rezultatet e fituara për tri mostrat e birrës së re me ekstrakt 13%, tabela 4.3, nuk

vërejmë ndryshime të mëdha të parametrave të birrës në mes mostrave dhe procesi

fermentimit ka rrjedhur në kushte normale. Alkooli, ngjyra dhe ekstrakti i dukshëm

kanë vlera më të larta në përfundim të maturimit tek birra me ekstrakt themelor 13%

krahasuar birrën me ekstrakt themelor 10.5% dhe shkallë dukshme të fermentimit më

të ultë.


ekstrakt themelor 15% për tri mostrat në përfundim të fazës së maturimit.

Tabela 4.4 Analizat kimike të birrës në fund të maturimit për ekstrakt 15%

Mostra M1 M2 M3 Vlera mesatare

Ekstrakti

dukshëm [%] 2.98 2.60 2.95 2.84

Sh.d.f. [%] 80.03 81.50 79.80 80.44

Alkooli [%v/v] 6.38 7.20 6.35 6.64

Ngjyra [EBC] 11.31 12.33 10.44 11.36

Nga rezultatet e fituara të analizave kimike për tri mostrat, vlerat e parametrave të

birrës nuk kanë ndryshime të mëdha. Alkooli, ngjyra dhe ekstrakti i dukshëm kanë

vlera shumë më të larta në përfundim të maturimit tek birra me ekstrakt themelor 15%

krahasuar birrën me ekstrakt themelor 10.5% dhe 13%. Ndërsa shkalla e dukshme e

fermentimit është më e ultë.

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat mesatare të analizave kimike të birrës

së gjelbër në përfundim të fazës së maturimit, alkooli, ekstrakti i dukshëm, ngjyra dhe

shkalla e dukshme fermentimit.

82

Figura 4.9 Grafiku i vlerave mesatare të analizat kimike të birrës së re

Në bazë të rezultateve të fituara, figura 4.9, arrijmë në përfundim se me rritjen e

peshës specifike të mushtit themelor kemi mbetje më të lartë të ekstraktit të pa

fermentuem, përkatësisht shkallën dukshme të fermentimit më të dobët. Birra e

prodhuar me ekstrakt themelor prej 13% dhe 15% kanë sasi më të lartë të alkoolit të

formuar dhe ngjyrës, e cila mbas filtrimit dhe hollimit me ujë të de-ajruar në birrë

përfundimtare është në masë të vlerave të normativit.

4.3.4. Degustimi i birrës finale

Në tabelën e mëposhtme është paraqitur vlerësimi i degustimit të birrës finale për tri

mostrat të birrës me ekstrakt themelor 10.5%.

Tabela 4.5 Vlerësimi degustimit të birrës për tri mostrat M1, M2 dhe M3 me ekstrakt

10.5%


mesatare

Kthjelltësia 2 3 3 2.67

Ngjyra 2 1 2 1.67

Shkuma 3 3 4 3.33

Aroma 3 4 4 3.67

Shija 6 6 5 5.67

Poenat e plot 16 17 18 17.00

79.50

80.00

80.50

81.00

81.50

82.00

82.50

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

10.5% 13% 15%

Ekstrakti dukshëm [%]

Alkooli [%v/v]

Ngjyra [EBC]

Sh.d.f. [%]

83

Nga tabela 4.5 vërejmë se kjo birrë është vlerësuar në 17 pikë të plota. Sipas

normativës së vlerësimit të karakteristikave organoleptike të birrës, këto vlera sillën

në mes 17-18 pikëve të plota dhe është e vlerësuar si birrë e mirë.

Në tabelën e mëposhtme janë paraqitur vlerësimi i degustimit të birrës finale për tri

mostrat të birrës me ekstrakt themelor 13%.


13%


mesatare


Ngjyra 1 1 2 1.33

Shkuma 4 3 4 3.67

Aroma 3 2 3 2.67

Shija 4 3 4 3.67

Poenat e plot 14 10 15 13.00

Nga tabela 4.6 vërejmë se kjo birrë është vlerësuar në 13 pikë të plota. Sipas

normativës së vlerësimit të karakteristikave organoleptike të birrës këto vlera sillën në

mes 10.5-15 pikëve të plota dhe është e vlerësuar si birrë me cilësi mesatare.

Në tabelën e mëposhtme janë paraqitur vlerësimi i degustimit të birrës finale për tri

mostrat të birrës me ekstrakt themelor 15%.


15%


mesatare


Ngjyra 1 1 2 1.33

Shkuma 4 5 5 4.67

Aroma 1 3 2 2.00

Shija 3 2 3 2.67

Poenat e plot 10 12 14 12.00

84

Nga tabela 4.7 vërejmë se edhe kjo birrë është vlerësuar në 12 pikë të plota. Sipas

normativës së vlerësimit të karakteristikave organoleptike të birrës, këto vlera sillën

në mes 10.5-15 pikëve të plota dhe është e vlerësuar si birrë me cilësi mesatare.

Nga rezultatet e fituara të vlerësimit gjatë degustimit sipas figurës 4.10 rezulton se

parametrat e birrës; shija, ngjyra, kthjelltësia dhe aroma janë vlerësimet më të mira

tek birra me ekstrakt themelor 10.5%, ndërsa shkuma më e mirë (qëndrueshme) tek

birra e prodhuar me ekstrakt themelor 13% dhe 15%.

Figura 4.10 Grafiku degustimit të birrës finale të prodhuar me ekstrakt

10.5%, 13% dhe 15%.

4.4 PËRFUNDIME

Gjatë prodhimit të birrës me ekstrakte themelore të ndryshme (10.5.%, 13%, 15% )

arrijmë në përfundim, se me rritjen e ekstraktit themelor të mushtit zgjatej koha

fermentimit; për musht 10.5.% zgjatej 72 orë, për musht 13% zgjatej 96 orë dhe për

musht 15% zgjatej 108 orë. Fermentimi i mushtit me ekstrakt 10.5% ishte shumë më

intensivë se mushtit me ekstrakt 13% dhe 15%, por në tri rastet e fermentimit të

mushtit me ekstrakte themelore të ndryshme shkalla përfundimtare e fermentimit ishte

në mes limiteve të lejuara të normativës mbi prodhimin e birrës.

Me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kishte rritje të

formimit të alkoolit propan-1-ol. Vlera mesatare e alkoolit propan-1-ol në birrën e re

të prodhuar me ekstrakt themelor 10.5% ishte 18.5 mg/l, në birrën e re me ekstrakt

themelor 13% ishte 20.1 mg/l dhe birrën e re me ekstrakt themelor 15% ishte 23.83

mg/l, ndërsa në birrën përfundimtare me ekstrakt themelor 13% dhe 15%, e cila ishte

holluar me ujë të de-ajruar, vlerat propan-1-ol janë zbritur, për birrë 13% në 16.8 mg/l

dhe birrë 15% në 16.44 mg/l. Këto vlera janë më të larta në birrën përfundimtare me

ekstrakt themelor 10.5%, ndërsa në birrat me ekstrakt themelor 13% dhe 15% e cila

ishte holluar me ujë të de-ajruar janç ulur në vlerat e lejuar 4-17 mg/l (Meilgaard

1975b; Engan 1974, 1981). Propan-1-ol nuk ndikon shumë në shijen e birrës duke pas

parasysh pragun e shijës 600 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

0.001.002.003.004.005.006.00

Kthelltsia

Ngjyra

ShkumaAroma

Shija10.5%

13%

15%

85

Gjatë prodhimit të birrës me peshë specifike të ndryshme vërejmë, se me rritjen e

peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kishte ulje të formimit të

alkoolit 2-metil-1-propanol, Vlera mesatare e alkoolit 2-metil-1-propanol në birrën e

re e prodhuar me ekstrakt themelor 10% ishte 70.40 mg/l, për 13% ishte 47.27 mg/l

dhe 15% ishte 36.37 mg/l, ndërsa në birrën përfundimtare e cila ishte holluar me ujë

të de-ajruar për birrë me ekstrakt themelor 13% ishte zbritur në 37.81% dhe birrë 15%

në 25.08%. Këto vlera te birra me ekstrakt themelor 10% ishte mjaft e lartë krahasuar

me vlerat e lejuara në birrë, 6-72 mg/l (Nykänen & Suomalainen, 1983), ndërsa tek

birra me ekstrakt themelor 13% dhe 15% e holluar ishte ulur mjaftë. Është mjaft me

rëndësi ulja e përmbajtjes së 2-metil-l-propanol në birrë duke pasur parasysh pragun

shijes, 100 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës vërejmë se

kishte rritje të formimit të pentan-1-ol, Vlera mesatare e alkoolit pentan-1-ol në birrën

e re të prodhuar me ekstrakt themelor 10% ishte 19.73 mg/l, në birrën me ekstrakt

themelor 13% ishte 20.36 mg/l dhe në birrën me ekstrakt themelor 15% ishte 21.10

mg/l. Ndërsa në birrën përfundimtare e cila ishte holluar me ujë të de-ajruar tek birra

me ekstrakt themelor 13% kishte zbritur në 16.29 mg/l dhe tek birra 15% në 14.55

mg/l. Këto vlera mesatare janë në mes vlerave të lejuara, 7-34 mg/l (Meilgaard 1975b;

Engan 1974, 1981), ndërsa në birrën përfundimtare e cila ishte holluar me ujë të de-

ajruar ishte ulur mjaftë duke pasur parasysh pragun shijes, 50-70 mg/l (Meilgaard

1975b; Engan 1974, 1981).

Me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kishte rritje të

formimit të alkoolit 3-metilbutan-1-ol. Vlera mesatare e alkoolit 3-metilbutan-1-ol në

birrën e re të prodhuar me ekstrakt themelor 10% ishte 59.28 mg/l, ndërsa në birrën

me ekstrakt themelor 13% ishte 61.31 mg/l dhe në birrën me ekstrakt themelor 15%

ishte 63.24 mg/l. Në birrën përfundimtare e cila ishte holluar me ujë të de-ajruar tek

birra me ekstrakt themelor 13% ishte zbritur në vlerën mesatare 49.05 mg/l dhe birrë

15% në 43.61 mg/l. Këto vlera mesatare janë në mes vlerave të lejuara, 25-123 mg/l

(Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981), ndërsa në birrën përfundimtare e cila ishte

holluar me ujë të de-ajruar ishte ulur mjaftë duke pasur parasysh pragun shijes, 50-65

mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Gjatë prodhimit të birrës me peshë specifike të ndryshme vërejmë, se me rritjen e

peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kishte një rritje të

theksuar të formimit të butane-2,3-dione, Vlera e butane-2,3-dione në birrën e re të

prodhuar me ekstrakt themelor 10.5% ishte 0.07 mg/l, ndërsa në birrën e re 13% ishte

0.22 mg/l dhe në birrën 15% ishte 0.3 mg/l. Në birrën përfundimtare e cila ishte

holluar me ujë të de-ajruar tek birra me ekstrakt themelor 13% ishte zbritur në vlerën

mesatare 0.178 mg/l dhe birrë 15% në 0.229 mg/l. Këto vlera në birrën përfundimtare

janë shumë më të lartë se sa vlerat e sjelljes në birrë prej 0.01-0.2 mg/1 (Nykänen &

Suomalainen, 1983). Prania e lartë diacetilit në birrë i jep një shije të keqe të tipit

pasterizues ose karameleje të djegur dhe në sasi të vogla të tij birrës i jep shije të

papëlqyeshme duke pasur parasysh pragun e shijes, 0.1-0.15 mg/l (Meilgaard 1975b;

Engan 1974, 1981).

Gjatë prodhimit të birrës arrijmë në përfundim, se me rritjen e peshës specifike të

mushtit themelor kishte mbetje me të lartë të ekstraktit të pa fermentuem, përkatësisht

shkallën dukshme të fermentimit më të dobët. Birra e prodhuar me ekstrakt themelor

13% dhe 15% kishin sasi më të lartë të alkoolit të formuar dhe intensitet të ngjyrës, e

86

cila mbas filtrimit dhe hollimit me ujë të de-ajruar në birrë përfundimtare ishte në

mesë vlerave të normativit.

Gjatë degustimit të birrës së prodhuar me peshë specifike të ndryshëm rezulton se

parametrat si shija, ngjyra, kthjelltësia dhe aroma kishin vlerësimet më të mira tek

birra me ekstrakt themelor 10.5%, ndërsa shkuma më mirë (qëndrueshme) e kishte


87

KAPITULLI I V

NDIKIMI I TEMPERATURËS NË FORMIMIN ALKOOLEVE TË

LARTA, DIACETILIT DHE KARAKTERISTIKAT E BIRRËS

Përmbledhje

Birra është një pije e shijshme freskuese, me përmbajtje të ulët të alkoolit dhe e

gazuar me dyoksidit të karbonit që formohet gjatë fermentimit. Karakteri organoleptik

dhe analitik i birrës formohet kryesisht gjatë procesit të fermentimit primar. Qëllimi i

këtij punimi ka qenë hulumtimi i ndikimit të temperaturës gjatë procesit të

fermentimit primar në formimin e alkooleve të larta dhe diacetilit. Metodat materiale

dhe eksperimentale të përdorura në këtë hulumtim janë kryer sipas normave EBC

(European Brewery Convention). Fermentimi primar është kryer në temperatura të

ndryshme (10oC, 12

oC dhe 14

oC), ekstrakt origjinal i mushtit ishte 12%, dhënia e

majasë prej një litër/hl musht dhe ftohja në maturim prej -1.5°C. Temperatura e

fermentimit primar kishte një ndikim të madh në formimin dhe reduktimin e diacetilit.

Shpejtësia e formimit dhe reduktimit rritet me rritjen e temperaturës së fermentimit

primar. Gjithashtu është vërejtur së më rritjen e temperaturës fermentimi është rritur

shpejtësia e fermentimit të mushtit, është formuar sasia më e lartë e komponimeve

aromatike dhe shfrytëzimi më i ulët i substancave hidhura. Vlerësimin organoleptik

tregoi së birra e prodhuar në temperaturë të fermentimit 12°C tregoi cilësi shumë të

mira në krahasim me ato në temperaturë të fermentimit 10°C dhe 14 °C.

Fjalët kyçe: Fermentimi, Saccharomyces carlbergensis, temperatura, diacetili,

alkoolet e larta.

5.1 Hyrje

Në procesin e prodhimit të birrës, fermentimi primar është një nga fazat më të gjata, si

dhe hapi i rëndësishëm i prodhimit të komponimeve aromatike. Procesi i fermentimi

ka ndikimin kryesor në produktivitetin e procesit të prodhimit dhe cilësinë e produktit

final (Landaud et al, 2001; Davis et al, 2008). Shija dhe aromë e birrës janë rezultat i

një kombinimi kompleks të komponentëve që i japin secili nga ata karakteristikat e saj

veçanta. Temperaturat e larta rrisin shpejtësinë e metabolizmit majasë por ndikimi

sasior do të jetë i ndryshëm në temperatura të ndryshme për çdo reaksion biokimike,

duke ndryshuar ekuilibrin e komponimeve të shijes (Šmogrovičovà, D. dhe Dömény,

Z., 1999).

Megjithatë, pjesa më e madhe e këtyre komponimeve prodhohen gjatë fazës së

fermentimit nga nënproduktet majasë. Alkoolet e larta, esteret dhe vicinal diketonet

(diacetili dhe 2,3 pentanedionit ) janë komponimet kryesore të prodhuara nga maja, të

cilat përcaktojë cilësinë finale të birrës. Ndërsa alkoolet e larta dhe esteret janë

komponime të dëshirueshme të një birrë të këndshme, VDK shpesh konsiderohen të

padëshirueshme.

Alkoolet e larta kryesore (të njohura gjithashtu si alkoole fusel) që gjenden në birrë

janë alkoole alifatike, n-propanoli, 2-metil-1-propanoli, 3-metil-1-butanoli dhe

88

alkoole aromatike β-feniletanoli dhe alkooli benzil. Këto komponime mund të kenë

ndikime pozitive dhe negative në aromë dhe shije të birrës. Sasi të mëdha të këtyre

alkooleve të larta (> 300 mg/l) në birrë mund të kenë erë të fortë dhe shije, ndërsa

nivelet optimale i jep birrës karaktere të dëshirueshme. Heksan-1-ol, për shembull,

është zakonisht një përbërës në sasi të vogël, por aroma e tij barishtore është e lidhur

me efektet negative në birrë (Rodrigues et al., 2008). Alkool 3-metil-1-butanol është

komponimi më sasior më i rëndësishme për aromë në grupin alkooleve të larta. Ai

ndikon në aftësinë e pijes sepse shija e birrë bëhet më e rëndë nëse përqendrimi i

alkoolit 3-metil-1-butanol rritet. Së dyti, alkooli 2-metil-1-propanoli ka një efekt të

padëshirueshëm në cilësinë e birrës në qoftë se përqendrimi i tije tejkalon 20% të

shumës totale të propan-1-ol, 2-metil-1-propanoli, dhe alkoolit 3-metil-1-butanol

(Kobayashi et al., 2006).

Temperatura e fermentimit primar ndikon gjithashtu në formimin VDK, diacetilit (2,

3-butanedione) dhe 2, 3 pentanedionit. Sa më i ngrohet mjedisi, aq më shumë

prekursorë të VDK-ve do të dëbohet në musht. Përqendrimet e diacetil dhe 2, 3

pentanedionit janë me rëndësi kritike në fermentim e birrës. Të dy këto komponime

kanë aromë dhe shije të fortë buteri Prania e tyre në përqendrime më të larta se

pragut të shijes të tyre shijes prej 0.15 ppm dhe 0.9 ppm respektivisht, shkakton një

defekt në aromën dhe shijen e birrës (Dennis et al., 2004). Në praktikë, VDK-të

formohen gjatë fazës fillestare aerobike të fermentimit (Kallmeyer, 2003). Gjatë kësaj

faze, maja konsumon gjithë oksigjenin në musht, kështu që nuk duhet të ketë prodhim

të mëtejmë përveç rasteve kur ajri ri-futet, si në transfere. Transferet në këtë mënyrë

të krijojë një kulm të ri të diacetilit që duhet të reduktohet nga maturimit të mëtejshëm

(Kallmeyer, 2003).

Duke pasur parasysh se gjatë procesit të fermentimit tipit zgjedhur dhe sasinë e

dhënies së majasë nivelet e oksigjenit të futur dhe menaxhimi i fermentimit primar në

temperatura të ndryshme, të gjitha këto do të ndikon dukshëm në shijen dhe

karakteristikat e birrës. Prandaj qëllimi i këtij punimi ishte hulumtimi i ndikimit të

temperaturës në formimin e alkooleve te larta dhe diacetilit gjatë procesit të

fermentimit primar dhe karakteristikat e birrës.

5.2 MATERIALET DHE METODAT

5.2.1 Përgatitja e mushtit

Për prodhimin e birrës është përdorur musht me ekstrakt themelor 12%. Procesit i

prodhimit të mushtit është udhëhequr sipas përshkrimit në kapitullin 3.2 të zierjes me

dy dekokcione.

Lëndë e parë për prodhimin e mushtit me ekstrakt themelor 12% është përdorë:

− Malti nga elbi dyradhësh i tipit Scarlet, i prodhuar në Nova Gradishka të Kroacisë.

Në tabelën 5.1 janë paraqitur veti kimike-fizike të maltit.

Tabela 5.1. Vetitë kimike-fizike të maltit

Mostrat A B C

89

Pesha hektolitrike 57.48 57.68 58.11

Pesha apsolute 35.38 35.85 38.38

Kokrra të thyera me mbetje pluhuri 0.76 0.93 0.97

Lagështia 4.52 4.55 4.52

Koha sheqerimit 9.00 9.00 9.50

Koha e filtrimit 32.83 31.17 30.50

Vlera e pH 5.77 5.94 5.98

Ngjyra 4.78 4.88 4.82

Peshore 8.90 8.94 8.90

Ekstrakti, tharë natyrë 78.60 78.93 78.60

Ekstrakti, materie e thatë 82.32 82.70 82.23

Nr. i Hartongut në 45⁰C 34.84 34.11 35.12

Ndryshimi i ekstraktit të bluarjes së imtë dhe

trashë 1.22 1.40 1.58

Fundosja kokrrave 1.67 1.17 1.50

Përmbajtja e proteinave 11.2 10.85 11

Azoti i tretshëm në musht 685 694 680

Përpjesa e kokrrave të klasës së parë (2.5-2.8 mm) ˃ 85 ˃ 85 ˃ 85

Kokrra të pambira ˂ 5 ˂ 5 ˂ 5

− Lupulo e përdorur për prodhimin e mushtit me këto karakteristika:

a) Lupulo e hidhur varieteti Aurora me përmbajtje të alfa acideve (i terur në ajër)

7.9 %.

b) Lupulo aromatikë varieteti Styrian Golding me përmbajtje të alfa acideve (i

terur në ajër): 4.5 %.

Mënyra dhe sasia e hedhjes së Lupulos për tri provat e është bërë të njëjtën mënyrë si

vijon: dozimi i parë 12 kg Lupulo e hidhur Aurora, dozimi i dytë 8 kg Lupulo e hidhur

Aurora dhe dozimi i tretë 15 kg Lupulo aromatikë Styrian Golding.

90

5.2.2 Kushtet e fermentimit

Janë bërë nga tri prova për secilën temperaturë të fermentimit. Fermentimi

është bërë në temperatura 10, 12 dhe 14°C, ndërsa kushtet dhe mënyra e udhëheqjes

së procesit të fermentimit është bërë sipas përshkrimit në kapitullin 3.3.

Majaja e përdorur është Saccharomyces carlbergensis, koleksion i kulturave të

mikroorganizmave industriale (ZIM) e Lubjanës. Majaja është përdorur

Saccharomyces carlbergensis e gjeneratës së dytë, gjenerata e parë është importuar

nga birraria Union e Sllovenisë. Dhënia e majasë është bërë në sasinë prej një litër/hl

musht

5.3 REZULTATET DHE DISKUTIMI


Fermentimi primar i mushtit të kulperuar në temperaturë 10°C është kryer për 8 ditë

dhe 12°C të fermentimit është kryer për shtatë ditë, ndërsa në temperaturën 14°C

është përfunduar për 6 ditë. Në tri rastet fermentimi është realizuar në fermentorë

konik cilindrik.

Në figurën e mëposhtme është paraqitur grafiku i fermentimit të musht të kulperuar në

temperaturë 10°C.

Figura 5.1 Grafiku i zbritjes së ekstraktit në temperaturë të fermentimit 10°C

Nga grafiku i fermentimit vërejmë se temperatura fillestare e fermentimit është 6°C

dhe pas 48 orëve është ngritur deri në 10°C. Kjo temperaturë ka qëndruar në këtë

nivel brenda 4 ditëve dhe vlera e ekstraktit të dukshëm është zbritur në 2.5%. Vërehet

se fermentimi ka rrjedhur më ngadalë dhe ka përfunduar për kohën prej tetë ditëve.

Për tri raste e bëra intensiteti i fermentimit ka qenë i ngjashëm.


temperaturë 12°C.

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Tem

pe

ratu

ra *

⁰C+

Ekst

rakt

i du

ksh

ëm

[%

]

Koha [ditë]

P1(E)

P1(T)

P2(E)

P2(T)

P3(E)

P3(T)

91



dhe pas 48 orëve është ngritur deri në 12 °C. Kjo temperaturë ka qëndruar në këtë

nivel brenda 3 ditëve dhe vlera e ekstraktit të dukshëm është zbritur në 2.5%. Vërejmë

se në temperaturën 12°C intensiteti i fermentimit është më i shpejtë krahasuar me

fermentimin e udhëhequr në temperaturë 10°C. Për tri raste e bëra të fermentimit, në

temperaturën 12°C intensiteti ka qenë i ngjashëm dhe ka përfunduar për kohën prej

shtatë ditëve.


temperaturë 14°C.



dhe pas 24 orëve është ngritur deri në 14 °C. Kjo temperaturë ka qëndruar në këtë

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Tem

pe

ratu

ra *

⁰C+

Ekst

rakt

i du

ksh

ëm

[%

]

Koha [ditë]

P4(E)

P4(T)

P5(E)

P5(T)

P6(E)

P6(T)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Tem

pe

ratu

ra *

⁰C+

Ekst

rakt

i du

ksh

ëm

[%

]

Koha [ditë]

P7(E)

P7(T)

P8(E)

P8(T)

P9(E)

P9(T)

92

nivel brenda 3 ditëve dhe vlera e ekstraktit të dukshëm është zbritur në 2.5%. Nga

grafiku i fermentimit vërejmë se intensiteti i fermentimit është shumë i më shpejtë

krahasuar me fermentimin e udhëhequr në temperatura 10°C dhe 12°C. Për tri raste e

bëra të fermentimit në temperaturën 12°C intensiteti ka qenë i ngjashëm dhe ka

përfunduar për kohën prej gjashtë ditëve.


Në figurën e mëposhtme është paraqitur grafiku i vlerave të propan-1-ol të matura në

birrat finale ku procesi i fermentimit është udhëhequr në temperatura 10, 12 dhe 14°C.

Figura 5.4 Grafiku i vlerave të propan-1-ol në birrë të gatshëm në temperaturat

10, 12 dhe 14°C të fermentimit primar të mushtit

Nga grafiku vërejmë, me ngritjen e temperaturës të udhëheqjes së fermentimit primarë

të mushtit kemi një zbritje të formimit të alkoolit propan-1-ol. Vlerat e alkoolit

propan-1-ol në birrat finale janë në mesë vlerave të gjetura në birrë, 3-17 mg/l

(Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981) dhe nuk bënë pjesë në grupin e alkooleve të

rëndëve të larta që kanë shumë ndikim në shijen dhe aromën e birrës, duke pasur

parasysh pragun shijes 600 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Në figurën e mëposhtme është paraqitur grafiku i vlerave mesatare për tri provat të

bëra të propan-1-ol në birrë të gatshëm në temperaturat 10, 12 dhe 14°C gjatë

fermentimit primar të mushtit

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

10°C 12°C 14°C

Propan-1-ol 7.02 6.74 7.30 7.14 6.60 6.87 6.5 6.76 6.24

5.6

5.8

6

6.2

6.4

6.6

6.8

7

7.2

7.4

mg/

l

93

Figura 5.5 Grafiku i vlerave mesatare për tri provat e bëra të propan-1-ol në birrë të

gatshëm në temperaturat 10, 12 dhe 14°C të fermentimit primar të mushtit

Në figurën e mëposhtme është paraqitur grafiku i vlerave për tri provat e bëra të

alkoolit 2-metilpropan-1-ol (izobutanolit) në birrë të gatshëm në temperaturat 10, 12

dhe 14°C të fermentimit primar të mushtit

Figura 5.6 Grafiku i vlerave të alkoolit 2-metilpropan-1-ol në birrë të gatshëm në

temperaturat 10, 12 dhe 14°C të fermentimit primar të mushtit

Nga grafiku në figurën 5.6 vërejmë se me rritjen e temperaturës së fermentimit të

mushtit për prodhimin e birrës rritet formimi i alkoolit 2-metilpropan-1-ol. Vlera e

alkoolit 2-metilpropan-1-ol në birrën finale të prodhuar me ekstrakt themelor 12% të

udhëhequr gjatë fermentimit primar në temperatura 10, 12 dhe 14°C janë në mesë

vlerave të gjetur në birrë prej 4-57 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Rezultatet tregojnë se birra e prodhuar në temperaturë të fermentimit në 10°C jep sasi

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7

7.1

10°C 12°C 14°C

mg/

l

Propan-1-ol

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

10°C 12°C 14°C

2-Metilpropan-1-ol 11.6 11.14 12.06 13.52 14.06 12.98 15.44 16.08 16.72

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

mg/

l

94

më të vogël alkoolit të formuar në krahasim me temperaturat e fermentimit në 12 dhe

14°C. Është me rëndësi të theksohet se alkooli 2-metilpropan-1-ol bënë pjesë në

grupin e alkooleve të larta që kanë shumë ndikim në shijen dhe aromën e birrës, duke

marrë parasysh pragun shijes, 100 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Vlerat mesatare të alkoolit 2-metilpropan-1-ol në birrën finale në mënyrë të

përmbledhur janë paraqitur në figurën e mëposhtme.

Figura 5.7 Grafiku i vlerave mesatare të 2-metilpropan-1-ol në birrë të gatshëm në

temperaturat të fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit.


alkoolit 2-metil-1-butanolit (alkooli amilik aktiv) në birrë të gatshëm në temperaturat

10, 12 dhe 14°C gjatë fermentimit primar të mushtit.

Figura 5.8 Grafiku i vlerave të alkoolit 2-metil-1-butanol në birrë të gatshëm në

temperaturat 10, 12 dhe 14°C gjatë fermentimit primar të mushtit

10°C 12°C 14°C

2-Metilpropan-1-ol 11.6 13.52 16.08

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

mg/

l

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

10°C 12°C 14°C

2-Metil-1-butanol 19.91 19.11 20.71 20.24 21.05 19.43 20.52 21.34 19.70

18

18.5

19

19.5

20

20.5

21

21.5

22

mg/

l

95

Nga vlerat e paraqitur në formë grafiku në figurën 5.8, vërejmë se me rritjen e

temperaturës së fermentimit të mushtit për prodhimin e birrës, kemi rritje të formimit

të alkoolit 2-metil-1-butanol. Vlera e alkoolit 2-metil-1-butanol në birrën

përfundimtare të prodhuar me ekstrakt themelor 12% të udhëhequr gjatë fermentim

primar në temperatura 10, 12 dhe 14°C janë në mesë vlerave të gjetura në birrë prej 3-

41 mg/l (Nykänen & Suomalainen, 1983). Ky ndryshim (rritje) i formimit të alkoolit

2-metil-1-butanol me ndryshimin e temperaturës së fermentimit është mjaftë i vogël,

por është me rëndësi se vlerat e tij në birrë janë mjaftë të ulëta. Edhe alkooli 2-metil-

1-butanol bënë pjesë në grupin e alkooleve të larta që kanë shumë ndikim në shijen

dhe aromën e birrës, duke pasur parasysh pragun shijes 70 mg/l (Meilgaard, 1975).

Në mënyrë të përmbledhur janë paraqitur në figurën e mëposhtme vlerat mesatare të

alkoolit 2-Metil-1-butanol në birrën finale.

Figura 5.9 Grafiku i vlerave mesatare të 2-metil-1-butanol në birrë të gatshëm në

temperaturat e fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit.


alkoolit 3-metil-1-butanol (alkooli izoamilik) në birrë të gatshëm në temperaturat 10,

12 dhe 14°C gjatë fermentimit primar të mushtit.

10°C 12°C 14°C

2-Metil-1-butanol 19.91 20.24 20.52

19.6

19.7

19.8

19.9

20

20.1

20.2

20.3

20.4

20.5

20.6

mg/

l

96

Figura 5.10 Grafiku i vlerave të alkoolit 3-metil-1-butanol në birrë të gatshëm në

temperaturat 10, 12 dhe 14°C gjatë fermentimit primar të mushtit

Nga figura e mësipërme shihet se me rritjen e temperaturën gjatë fermentimit primar

të mushtit për prodhimin e birrës rritet niveli i formimit të alkoolit 3-metil-1-butanol.

Vlera e alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën finale janë në mes vlerave të lejuara 25-

123 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981). Ky ndryshim (rritje) i formimit të

alkoolit 3-metil-1-butanol me ndryshimin e temperaturës së fermentimit është i vogël,

por është me rëndësi se vlerat e tij në birrë janë mjaftë të larta, duke pasur parasysh

pragun e shijes 65 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981) dhe ka shumë ndikim

në shijen dhe aromën e birrës.

Vlerat mesatare të alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën finale janë paraqitur në mënyrë

të përmbledhur në figurën e mëposhtme.

Figura 5.11 Grafiku i vlerave mesatare të 3-metil-1-butanol në birrë të gatshëm në

temperaturat të fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

10°C 12°C 14°C

3-Metil-1-butanol 69.7 66.91 72.49 68.01 70.84 73.67 71.83 74.70 68.96

62

64

66

68

70

72

74

76

mg/

l

10°C 12°C 14°C

3-Metil-1-butanol 69.7 70.84 71.83

68.5

69

69.5

70

70.5

71

71.5

72

mg/

l

97


butane-2,3-dione të gjetura në birrë finale për temperaturat fermentimit 10, 12 dhe

14°C.

Figura 5.12 Grafiku i vlerave të butane-2,3-dione në birrë të gatshëm për

temperaturat 10, 12 dhe 14°C të fermentimit primar të mushtit

Nga vlerat e paraqitur në formë grafiku vërejmë se me rritjen e temperaturës së

fermentimit primar të mushtit për prodhimin e birrës kemi një ulje të formimit të

butane-2,3-dione. Vlera e butane-2,3-dione në birrën përfundimtare e udhëhequr gjatë

fermentit primar në temperatura 10, 12 dhe 14°C janë në mesë vlerave të gjetura në

birrë 0.01-0.2 mg /1 (Nykänen & Suomalainen, 1983). Ky ndryshim (zbritje) i

formimit të butane-2,3-dione me ndryshimin e temperaturës së fermentimit është

mjaft e ulët, por është me rëndësi se vlerat e tij në birrë janë mjaftë të larta, duke pasur

parasysh pragun shijes, 0.1–0.15 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981) dhe ka

shumë ndikim në shijen dhe aromën e birrës.

Vlerat mesatare të butane-2,3-dione në birrën finale në mënyrë të përmbledhur janë

paraqitur në figurën e mëposhtme.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

10°C 12°C 14°C

Butan-2,3-dione 0.048 0.046 0.050 0.04 0.038 0.042 0.028 0.027 0.029

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

mg/

l

98

Figura 5.13 Grafiku i vlerave mesatare të butan-2,3-dione në birrë të gatshëm në

temperaturat e fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit

5.3.3 Analizat kimike dhe fizike të birrës përfundimtare

Në tabelën 5.2 janë paraqitur analizat kimike-fizike të birrës finale e cila është

fermentuar në temperaturë 10°C për tri provat e bëra.

Tabela 5.2 Analizat kimike-fizike të birrës finale të fermentuar në temperaturë 10°C

Parametrat kimike-fizike P1 P2 P3 Vlera mesatare

Ekstrakti themelor [%] 11.94 11.95 12.06 11.98


Ekstrakti vërtetë [%] 3.56 3.56 3.57 3.56

Sh.v.f. [%] 70.09 70.27 70.23 70.20

Sh.d.f. [%] 85.35 85.16 85.43 85.31

Alkooli [v/v] 5.39 5.40 5.47 5.42

CO2 [g/l] 5.29 5.16 5.13 5.19

Ngjyra [EBC] 8.90 8.97 8.34 8.74

Idhëtima [EBC] 21.33 23.07 21.53 21.98

Shkuma [sec] 400.00 400.00 390.59 396.86

Polifenolet [mg/l] 121.92 122.87 124.88 123.22

10°C 12°C 14°C

Butan-2,3-dione 0.050 0.042 0.029

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

mg/

l

99

Nga rezultate e fituara, tabela 5.2, nuk vërehet dallime të theksuara të parametrave të

birrës; ekstraktit të dukshëm, shkallës së dukshme të fermentimit, alkoolit, CO2,

ngjyrës, hidhësisë, shkumës dhe polifenoleve. Procesi i fermentimit për tri rastet ka

qenë i ngjashëm.



Tabela 5.3 Analizat kimike-fizike të birrës finale e fermentuar në temperaturë 12°C

Parametrat kimike-

fizike P4 P5 P6

Vlera

mesatare




Sh.v.f. [%] 70.41 70.36 70.31 70.36

Sh.d.f. [%] 85.62 85.52 85.44 85.53

Alkooli [v/v] 5.40 5.39 5.42 5.40

CO2 [g/l] 5.18 4.98 5.43 5.20

Ngjyra [EBC] 8.29 7.96 7.39 7.88

Idhëtima [EBC] 21.63 22.83 24.00 22.82

Shkuma [sec] 400.00 400.00 400.00 400.00

Polifenolet [mg/l] 117.00 121.00 112.00 116.67

Nga të dhënat e tabelës 5.3 për tri provat e bëra të birrës finale të fermentuar në

temperaturë 12°C nuk vërehet se ka ndryshime të mëdha të parametrave të birrës në

mes mostrave dhe procesi fermentimit ka rrjedhur në kushte normale.



Nga rezultatet e fituara, tabela 5.4, nuk vërehen ndryshime të mëdha të

parametrave të birrës të birrës e cila është fermentuar në temperaturë 14°C dhe

procesi fermentimit ka rrjedhur në kushte normale.

100

Tabela 5.4 Analizat kimike-fizike të birrës finale e fermentuar në temperaturë 14°C

Parametrat kimike-

fizike P7 P8 P9

Vlera

mesatare




Sh.v.f. [%] 71.57 71.00 70.47 71.01

Sh.d.f. [%] 87.05 86.31 85.64 86.33

Alkooli [v/v] 5.36 5.51 5.38 5.42

CO2 [g/l] 5.13 5.20 5.10 5.14

Ngjyra [EBC] 8.93 8.15 8.68 8.59

Idhëtima [EBC] 23.43 21.50 18.40 21.11

Shkuma [sec] 400.00 400.00 390.00 396.67

Polifenolet [mg/l] 115.00 125.00 123.80 121.27

Në figurën 5.14 janë paraqit vlerat mesatare të ekstraktit themelor, dukshëm, vërtet

dhe alkoolit në birrë të gatshëm për temperaturat e fermentimit primar 10, 12 dhe

14°C të mushtit.

Figura 5.14 Grafiku i vlerave mesatare të ekstraktit themelor, dukshëm, vërtet dhe

alkoolit në birrë të gatshëm në temperaturat të fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të

mushtit

10⁰C 12⁰C 14⁰C

Ekstrakti themelor [%] 11.98 11.84 11.94

Ekstrakti dushëm [%] 1.67 1.55 1.69

Ekstrakti vërtetë [%] 3.56 3.44 3.58

Alkooli [%,(v/v)] 5.42 5.40 5.42

0

2

4

6

8

10

12

14

101

Në bazë të rezultateve të fituara, figura 5.14, arrijmë në përfundim se me ngritjen e

temperaturës fermentimit primar të mushtit nuk vërejmë ndryshime të mëdha të

parametrave: ekstraktit themelor, dukshëm, vërtetë dhe alkoolit. Këto parametra i

përgjigjen normativit për cilësi të birrës së prodhuar në fabrikë “Birra Peja‟‟.

Në figurën 5.15 janë paraqit vlerat mesatare të shkallës së dukshëme dhe të vërtet të

fermentimit të birrës finale për temperaturat e fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të

mushtit.

Figura 5.15 Grafiku i vlerave mesatare të shkallës dukshëm dhe vërtet të fermentimit

të birrës finale për temperaturat të fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit

Në bazë të rezultateve fituara, figura 5.15, arrijmë ne përfundim se me ngritjen e

temperaturës fermentimit primar të mushtit ka një rritje të vogël të parametrave,

shkallës së dukshme dhe vërtetë të fermentit që është papërfillshme. Këto parametra

janë në mes vlerave të normativës për cilësi të birrës të prodhuar në fabrikë “Birra

Peja‟‟.

Figura 5.16 Grafiku i vlerave mesatare të ngjyrës, CO2 dhe hidhësisë së birrës së

gatshëm në temperaturat të fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit

10⁰C 12⁰C 14⁰C

Sh.v.f. [%] 70.20 70.36 71.01

Sh.d.f. [%] 85.31 85.53 86.33

0102030405060708090

100

10⁰C 12⁰C 14⁰C

CO2 [g/l] 5.19 5.20 5.14

Ngjyra [EBC] 8.74 7.88 8.59

Idhëtima [EBC] 21.98 22.82 21.11

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

102

Në bazë të rezultateve nga figura 5.16 arrijmë ne përfundim se me ngritjen e

temperaturës fermentimit primar të mushtit nuk vërejmë ndryshime të mëdha të

parametrave, dyoksidit karbonit, ngjyrës dhe hidhërimes. Këto parametra i përgjigjen

normativit për cilësi birrës së prodhuar në fabrikë “Birra Peja‟‟.

Figura 5.17 Grafiku i vlerave mesatare polifenoleve të birrës së gatshëm

në temperaturat të fermentimit primar 10, 12 dhe 14°C të mushtit

Në bazë të rezultateve fituara, figura 5.17, arrijmë ne përfundim se me ngritjen e

temperaturës fermentimit primar të mushtit nuk ka ndikim në sasinë e polifenoleve të

formuar dhe janë shumë të ndikuara nga cilësia e maltit dhe kushteve të përgatitjes së

mushtit. Këto parametra i përgjigjen normativit për cilësi birrës së prodhuar në fabrikë

“Birra Peja‟‟.

5.3.4 Degustimi i birrës

Në tabelën e mëposhtme janë paraqitur rezultatet e degustimit për tri mostrat e birrës

së fermentuar në temperaturë 10°C.

Tabela 5.5 Vlerësimi degustimit të birrës finale për tri provat P1, P2 dhe P3 të birrës

së fermentuar në 10°C

Karakteristika

organoleptike P1 P2 P3

Vlera

mesatare

Vlera maksimale e

vlerësimit të

karakteristikës në poen

Kthjelltësia 3 3 3 3.0 3

Ngjyra 2 2 2 2.0 2

Shkuma 4 5 4 4.3 5

Aroma 3 2 3 2.7 4

Shija 3 3 5 3.7 6

Poenët e plot 15 15 17 15.7 20

10⁰C 12⁰C 14⁰C

Polifenolet [mg/l] 123.22 116.67 121.27

112

114

116

118

120

122

124

103

Nga tabela e mësipërme vëmë re se vlera mesatare e poenëve të plotë të vlerësuar

është 15.7. Kjo vlerë gjendet në mes vlerave 15-17 dhe është e vlerësuar si birrë e

kënaqshme.



Tabela 5.6 Vlerësimi i degustimit të birrës finale për tri provat P4, P5 dhe P6 të birrës


Karakteristika

organo-leptike P4 P5 P6

Vlera

mesatare

Vlera maksimale e

vlerësimit të



Ngjyra 2 2 2 2.0 2

Shkuma 5 5 5 5.0 5

Aroma 4 3 4 3.7 4

Shija 5 5 6 5.3 6

Poenët e plot 19 18 20 19.0 20


është 19.0. Kjo vlerë gjendet në mes vlerave 18.1-20.0 dhe është e vlerësuar si birrë e

shumë e mirë.



Tabela 5.7 Vlerësimi degustimit të birrës finale për tri provat P7, P8 dhe P9 të birrës


Karakteristika

organo-shqisore P7 P8 P9

Vlera

mesatare

Vlera maksimale e

vlerësimit të



Ngjyra 2 2 2 2.0 2

Shkuma 4 5 4 4.3 5

Aroma 3 3 4 3.3 4

Shija 5 5 4 4.7 6

Poenët e plot 17 18 17 17.3 20

104


është 17.3. Kjo vlerë gjendet në mes vlerave 17.1-18 dhe është e vlerësuar si birrë e

mirë

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur rezultatet e degustimit të birrës së fermentuar

në temperaturë 10, 12 de 14°C.

Figura 5.18 Grafiku degustimit të birrës finale të prodhuar përmes fermentimit në

temperaturat 10, 12 dhe 14°C.

Nga figura e mësipërme shihet se parametrat e birrës si: shija, aroma dhe shkuma janë

vlerësimet më të mira tek birra e prodhuar përmes fermentimit primar në 12°C, ndërsa ngjyra

dhe kthjelltësia vlerësimet janë të njëjtat sipër birrë të prodhuar përmes fermentimit në

temperaturat 10, 12 dhe 14°C.

5.4. Përfundime

Ne këtë punim janë hulumtuar ndikimi i temperaturave të ndryshme të fermentimit

(10, 12, 14°C) në formimin e alkooleve të larta, diacetilit dhe karakteristikave të

birrës. Nga rezultatet e fituara arrijmë në përfundim se temperaturat e ndryshme të

fermentimit ndikojnë dukshëm në sasinë e formimit të alkooleve të larta të cilat kanë

ndikim në stabilitetin e shkumës, aromës dhe shijes së birrës. Cilësia më e mirë e

shijes dhe aromës është vërejtur tek birra e prodhuar në temperaturë të fermentimit

12°C. Fermentimi në temperaturë 14°C ka treguar reduktim më shpejt dhe thellë të

diacetilit, por profili i shijes është më dobët se të birra e prodhuar në temperaturë

fermentimit 12°C.

Gjatë prodhimit të birrës shihet se me rritjen e temperaturës pranë të cilës udhëhiqet

fermentimi, shkurtohet edhe koha fermentimit: temperaturë 10⁰C zgjatë tetë ditë,

temperaturë 12⁰C zgjatë shtatë ditë dhe temperaturë 14⁰C zgjatë gjashtë ditë. Për tri

0

1

2

3

4

5

6Kthjelltësia

Ngjyra

ShkumaAroma

Shija10⁰C

12⁰C

14⁰C

105

rastet fermentimit të mushtit në temperatura të ndryshme, shkalla përfundimtare e

fermentimit është në mes limiteve të lejuara të normativës mbi prodhimin e birrës.

Me ngritjen e temperaturës së udhëheqjes së fermentimit primarë të mushtit kemi një

zbritje të formimit të alkoolit propan-1-ol. Vlerat mesatare e alkoolit propan-1-ol në

birrën finale pranë temperaturës së fermentimit 10⁰C është 7.02 mg/l, ndërsa pranë

temperaturës së fermentimit në 14⁰C është zbritur në 6.5 mg/l. Këto vlera janë në

mesë vlerave të gjetura në birrë, 3-17 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981) dhe

duke pasur parasysh pragu e lartë të shijes 600 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974,

1981) nuk ndikon shumë në aromën dhe shijen e birrës.

Gjatë prodhimit të birrës shihet se me rritjen e temperaturës së fermentimit të mushtit

kemi rritje të formimit të alkoolit 2-metilpropan-1-ol (izobutanol). Vlerat mesatare e

alkoolit 2-metilpropan-1-ol në birrën finale në temperaturë fermentimit 12⁰C është

11.6 mg/l, ndërsa është rritur pranë temperaturës së fermentimit 14⁰C në 16.08 mg/l.

Këto vlera janë në mesë sasisë së sjelljes në birrë 6-72 mg/l (Nykänen &

Suomalainen, 1983). Birra e prodhuar pranë temperaturës së fermentimit 10⁰C jep

sasi më të vogël të alkoolit 2-metilpropan-1-ol të formuar në krahasim me

temperaturat e fermentimit 12⁰C dhe 14⁰C. Kjo është me rëndësi se pavarësisht rritjes

së sasisë së alkoolit 2-metilpropan-1-ol në birrë, me rritjen e temperaturës së

fermentimit, nivelet janë mjaftë ultë dhe nuk ndikon në shijen e birrës duke pasur

parasysh pragun shijes, 100 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981).

Me rritjen e temperaturës së fermentimit të mushtit për prodhimin e birrës, kemi rritje

të vogël të formimit të alkoolit 2-metil-1-butanol në birrën finale. Vlerat mesatare e

alkoolit 2-metil-1-butanol në birrën finale të fermentuar në temperaturë 10°C është

19.91 mg/l, ndërsa në temperaturë 14°C të fermentimit është rritur në 20.52 mg/l.

Këto vlera janë në mesë vlerave të gjetur në birrë, 3-41 mg/l . Kjo rritje e formimit të

alkoolit 2-metil-1-butanol me rritjen e temperaturës se fermentimit ishte mjaftë e ulet

dhe ka rëndësi sepse bënë pjesë në grupin e alkooleve të larta që kanë shumë ndikim

në shijen dhe aromën e birrës, duke pasur parasysh pragun shijes 70 mg/l.

Me rritjen e temperaturës së fermentimit primar gjatë fermentimit të mushtit ishte

rritur niveli i formimit të alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën finale. Vlerat mesatare e

alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën finale të fermentuar pranë temperaturës 10°C

ishte 69.7 mg/l, ndërsa në temperaturë të fermentimit 14 °C ishte rritur në vlerën

71.83 mg/l. Këto vlera janë në mes sasive të lejuara 25-123 mg/l. Kjo rritje e formimit

të alkoolit 3-metil-1-butanol me rritjen e temperaturës së fermentimit është i vogël,

por është me rëndësi se vlerat e tij në birrë janë mjaftë të larta, duke pasur parasysh

pragun shijes 65 mg/l dhe ndikon shumë në shijen dhe aromën e birrës.

Me rritjen e temperaturës së fermentimit primar gjatë fermentimit të mushtit, kishte

ulje të formimit të Butan-2,3-dione. Vlera e butan-2,3-dione në birrën përfundimtare e

udhëhequr fermentim primar në temperatura 10°C ishte 0.05 mg/l, ndërsa në

temperaturën e fermentimit 14°C ishte zbritur në 0.029 mg/l. Këto vlera janë në mesë

vlerave të gjetur në birrë 0.01-0.2 mg/1 dhe janë mjaftë të ulta krahasuar me pragun

shijes 0.1– 0.15 mg/l. Prodhimi dhe reduktimi i diacetilit është shumë i ndikuar nga

temperatura e fermentimit, me rritjen e temperaturë kemi formim më të lartë, por

njëkohësisht edhe reduktim me të shpejt dhe thellë të diacetilit në fazën e fermentimit

primar.

106

Me ngritjen e temperaturës fermentimit primar të mushtit gjatë prodhimit të birrës

shihet se në birrën përfundimtare nuk vërejmë ndryshime të mëdha të ekstraktit

dukshëm, vërtetë dhe alkoolit, ndërsa ka një rritje të vogël të shkallës së dukshme dhe

vërtetë të fermentit e cila është e papërfillshme. Gjithashtu nuk kishte ndryshime të

mëdha të parametrave: dyoksidit karbonit, ngjyrës dhe hidhësisë. Këto parametra i

përgjigjen normativit të pranuar për cilësinë e birrës së prodhuar.

Gjatë procesit të fermentimit primar shihet se me ngritjen e temperaturës fermentimit

të mushtit nuk kishte ndikim në sasinë e polifenoleve të formuara. Polifenolet janë

shumë të ndikuara nga cilësia e maltit dhe kushteve të përgatitjes së mushtit.

Rezultatet e vlerësimit gjatë degustimit të birrave përfundimtare shihet se parametrat

si shija, aroma dhe shkuma janë vlerësimet më të mira tek birra e prodhuar përmes

fermentimit primar në 12°C, ndërsa ngjyra dhe kthjelltësia vlerësimet janë të njëjtat si

për birrë të prodhuar përmes fermentimit në temperaturat 10, 12 dhe 14°C.

107

KAPITULLI VI

NDIKIMI I PRESIONIT TË CO2 GJATË PROCESIT TË

FERMENTIMIT BIRRËS NË FORMIMIN E KOMPONIMEVE

AROMATIKE

Përmbledhje

Prodhimi i mushtit me peshë specifike të lartë është një teknologjia e re për prodhimin

e birrës e cila është futur me qëllim të rritjes së kapacitetit të prodhimit, uljes së

shpenzimeve të energjisë, zvogëlimit të sasisë së mushtit për zierje dhe vëllimit për

ftohje dhe fermentim. Megjithatë, kjo teknologji ka ndikim negativ në kushtet

mjedisore optimale për majatë gjatë procesit fermentimit të cilat ndikojnë direkt në

aktivitetin tyre qelizor dhe rrezikojnë jetën e tyre, e njohur si faktorë të stresit. Streset

oksidative, termike, mekanike dhe osmotike, presionit i lartë i CO2, shtypja

hidrostatike, prodhimi i niveleve të larta të etanolit dhe mangësi ushqyese. Qëllimi i

këtij punimit ishte hulumtimi i ndikimit të presionit të CO2 gjatë procesit të

fermentimit të mushtit në formimin e komponimeve aromatike dhe në vetit kimiko-

fizike të birrës. Gjatë këtij hulumtimi është përdorur mushti me ekstrakt themelor

15%, dhënia majasë prej një litër/hl në musht, temperatura e fermentimit 15°C dhe

ftohja në maturim në -1°C. Rezultatet e fituara tregojnë së më rritjen e presionit të

dyoksidit të karbonit ulet formimi i alkooleve të larta dhe estereve në birrën

përfundimtare. Formimi i përgjithshëm i alkooleve të larta është më pak i ndikuar se

sa formimi i estereve.

Fjalët çelës: Fermentimi, Saccharomyces carlbergensis, presioni i CO2, alkoolet e

larta, esteret.

6.1. Hyrje

Gjatë procesit të fermentimit të mushtit, shumë komponime të rëndësishme aromë-

aktive prodhohen si metabolite sekondare gjatë fermentimit prej majasë. Parametrat të

tillë si temperatura, oksigjenit të tretur, përbërja e mediumit, dizajni i fermentorit dhe

presion i lartë mund të ndikojë në formimin komponimeve të shijes dhe aromës

(Meilgaard 2001; Verstrepen et al. 2003). Tanku i madh i fermentimit çojë në një

presion të lartë hidrostatike, e cili rezulton në një rritje të përqendrimit të CO2 të tretur

dhe formimit të zvogëluar të alkoolet të larta dhe estereve (Vrieling 1978). Nga ana

tjetër, CO2 mund të përdoret për të kontrolluar formimin e komponuimeve të

rëndësishme shije-aktive gjatë fermentimit në temperatura të larta ose në musht me

peshë specifike të lartë (Landaud et al. 2001).

CO2 ka një tretshmëri të lartë në tretësirat ujore. Ai reagon me ujë duke formuar acid

karbonik, i cili pjesërisht disociohet në jone bikarbonate dhe protone në medium

fermentimit. Në një medium me një kapacitet të ulët buferik, këto reaksione rezultojë

në një rënie të pH e cila ndikon më tej në metabolizmin e qelizave. Përveç kësaj, CO2

mund gjithashtu të depërtojnë lirisht në membranën qelizore të majasë, të tretet në

citoplazmë (reagojnë me ujë brendaqelizor) dhe formon jone bikarbonate dhe protone.

Reaksionet janë të kthyeshme, edhe pse reaksioni i disocimit mund të jetë më i

theksuar brenda qelizave për shkak të pH së lartë brendaqelizor (Dixon dhe Kelli,

1989).

108

Në mënyrë për të ruajtur pH brendshme, protonet transportohen në medium të jashtëm

nga një sistem aktiv transportit i lidhur me adenozine trefosfate (ATP), i cila

përfundimisht devijon energjinë e nevojshme për biosintezën, rritjen dhe aktivitete të

tjera qelizore. Përveç kësaj, CO2 supozohet që ndryshon vetitë membranës, duke çuar

në një efekt negativ në transportin lëndëve të tretura. Gjithashtu është treguar se CO2

mund të reagojë me njësitë e amino acide dhe peptidet të proteinave, të cilat mund

përfundimisht të rezultojnë në ndryshimin e strukturës dhe aktivitetit e proteinave. Për

më tepër, CO2 është raportuar të ushtrojë një ndikim të caktuar në aktivitetin e

enzimve, veçanërisht ato që janë përfshira në reaksionet e

karboksilimit/dekarboksilimit (Dixon and Kell 1989).

Qëllimi i këtij punimit ishte hulumtimi i ndikimit të presionit të CO2 gjatë procesit të

fermentimit të mushtit në formimin e komponimeve aromatike dhe në vetit kimiko-

fizike të birrës. Gjatë këtij hulumtimi është përdorur mushti me ekstrakt themelor

15%, dhënia majasë prej një litër/hl në musht, temperatura e fermentimit 15°C dhe

ftohja në maturim në -1°C. Rezultatet e fituara tregojnë së më rritjen e presionit të

dyoksidit të karbonit ulet niveli i formimit të alkooleve të larta estereve dhe në birrën

përfundimtare.

6.2. MATERIALI DHE METODAT

Hulumtimi i ndikimi të presionit të CO2 gjatë procesit të fermentimit në formimin

komponimeve aromatike dhe karakteristikat e birrës është bërë gjatë procesit normal

të prodhimit të birrës në Fabrikën e birrës Sh. A. "Birra Peja“ dhe Institutin Bujqësisë

Pejë.

Pajisjet laboratorike të përdorura: Birrë analizatori i tipit ANTON PAAR . DMA

4500. Sp-1m. Alkolyzer plus. Spektrofotometri AGILENT 8453. UV-Visible. Gas

Chromatografi. Varian 3900.

Përcaktimi i parametrave të birrës: ekstrakti në mushtin themelor të shprehur në

përqindje, ekstrakti në mushtin e vërtetë, ekstrakti i dukshëm (relativë), shkalla e

vërtetë e fermentimit (SHVF), shkalla e dukshme e fermentimit (SHDF), alkoolet në

përqindje vëllimore (V/V) janë përshkruar në kapitullin 3.6.1.

Përcaktimi i ngjyrës së birrës me Spektrofotometër është bërë siç është përshkruar në

kapitullin 3.6.3. Përcaktimi idhëtimës dhe polifenoleve të birrës me Spektrofotometër

është bërë siç është përshkruar në kapitullin 3.6.4. dhe 3.6.5. Përcaktimi i alkooleve

te larta dhe diacetilit në birrë është bërë siç është përshkruar në kapitullin 3.6.6 dhe

3.6.7.

Hulumtimi i ndikimi të presionit të CO2 gjatë procesit të fermentimit në formimin

komponimeve aromatike dhe karakteristikat e birrës është bërë pran shtypjeve 0.25

bar (mostra A), 0.50 bar (mostra B) , 0.75 bar (mostra C) dhe 1.0 bar (mostra D).

109

6.2.1. Përgatitja e mushtit

Lëndë e parë për prodhimin e mushtit me ekstrakt themelor 15% është përdor:

Malti nga elbi dy radhësh i tipit Scarlet, i prodhuar në Nova Gradishka të

Kroacisë, me veti kimike-fizike të paraqitur në tabelën 6.1.

Majaja e përdorur është Saccharomyces carlbergensis, koleksion i kulturave të

mikroorganizmave industriale (ZIM) Lubjanës. Dhënia e majasë në sasinë prej

1litër/hl në musht. Majaja përdorur Saccharomyces carlbergensis.

Tabela 6.1 Vetitë kimike-fizike të maltit për mostra A, B, C, D

Mostra

A B C D

Pesha Hektolitrike P.H 58.25 58.09 57.97 57.61

Pesha apsolute P.A 37.38 37.27 36.57 36.25

Kokrra të thyera me mbetje pluhuri % 0.70 0.66 0.77 0.74

Lagështia % 4.65 4.77 4.82 4.77

Koha sheqerimit min 9.00 9.00 9.17 9.00

Koha e filtrimit min 26.67 29.83 31.33 29.00

Vlera e pH

5.99 5.97 5.88 5.87

Ngjyra EBC 4.77 5.33 5.07 4.97

Peshore % 8.81 8.85 8.89 8.90

Ekstrakti, tharë natyrë (%) 77.73 78.13 78.47 78.62

Ekstrakti, materie e thatë % 81.55 82.05 82.52 82.58

Nr. i Hartongut në 45⁰C

34.61 35.82 34.16 33.89

Ndryshimi i ekstraktit të bluarjes së imtë dhe

trashë 0.90 1.47 1.52 1.63

Fundosja kokrrave

1.33 1.50 1.83 1.50

Përmbatja e proteinave % 10.8 11 11.2 10.8

Azoti i tretshëm në musht mg/l 685 680 695 700

Përpjesa e kokrrave të klasës së parë (2.5-2.8

mm) % ˃ 85 ˃ 85 ˃ 85 ˃ 85

Kokrra të pambira % ˂ 5 ˂ 5 ˂ 5 ˂ 5

110

Lupulo e përdorur për prodhimin e mushtit është me këto karakteristika:

a) Lupulo e hidhur varieteti Aurora me përmbajtja të alfa acideve 8.1 %.

b) Lupulo aromatikë varieteti Styrian Golding me përmbajtja të alfa acideve 5.6

%.

Mënyra e hedhjes së Lupulos: dozimi i Lupulos së parë 20 kg Lupulo hidhur

Aurora, dozimi i dytë 15 kg Lupulo hidhur Aurora dhe dozimi i tretë 20 kg Lupulo

aromatikë Styrian Golding.

Procesit i prodhimit të mushtit është udhëhequr sipas përshkrimit në kapitullin

3.2 të zierjes me dy dekokcione.

6.2.2. Kushtet e fermentimit

Fermentimi i mushtit me ekstrakt themelor 15% është bërë në temperaturë

15°C, ndërsa kushtet dhe mënyra e udhëheqjes së procesit të fermentimit sipas

përshkrimit në kapitullin 3.3. Fermentimi është udhëhequr deri në momentin e

zbritjes së ekstraktit themelor 50%, pranë shtypjes 0.25 bar (mostra A), 0.50 bar

(mostra B) , 0.75 bar (mostra C) dhe 1.0 bar (mostra D), pastaj në të katër rastet është

mbajtur pran presionit 0.8 bar deri ka zbritur ekstrakti 3%. Dhënia e majasë është bërë

në sasinë prej një litër/hektolitër musht, temperatura e fermentimit në 15°C, ftohja e

birrës është filluar kur ka zbritur ekstrakti në birrë në 3%, ndërsa fund të fermentim

primar 2 % dhe dërguar në maturim në temperaturë -1°C. Birra e re mbas procesit të

maturimit, gjatë filtrimit është holluar me ujë të de-ajruar deri në birrë me ekstrakt

themelor 10.5%.

6.3. REZULTATET DHE DISKUTIMI


Në figurën e mëposhtme është paraqitur grafiku i fermentimit primar të musht të

kulperuar i udhëhequr gjatë fermentimi pranë shtypjes 0.25 bar.

Figura 6.1 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit pranë shtypjes 0.25 bar

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 24 48 72 96 120 144

Tem

per

atu

ra [

°C]

Ekst

rakt

i du

ksh

ëm [

%]

Koha [orë]

Ekstrakti

Temperatura

111

Nga figura e mësipërme shihet se mbas mbylljes së fermentorit, temperatura 15°C

është arrit për kohën 24 orë, ndërsa ekstrakti i dukshëm ka zbritur në 5% për kohën

prej 48 orë. Koha deri te zbritja ekstrakti kur ka rënë në 2.8% kanë kaluar 72 orë,

ndërsa fermentimi ka përfunduar për kohën prej 96 orë me ekstrakt dukshëm 2.1%.

Procesi i fermentimit ka qenë mjaft i vrullshëm.


kulperuar i udhëhequr gjatë fermentimi pranë shtypjes 0.5 bar.

Figura 6.2 Grafiku i profilit të fermentimit të mushtit pran shtypjes 0.5 bar



prej 60 orë, ndërsa zbritja e ekstrakti të dukshëm deri në 2.8% kanë kaluar 84 orë.

Fermentimi kryesor është kryer për kohën 108 orë. Rrjedhja e procesit të fermentimit

pranë shtypjes 0.5 bar ka shkuar në mënyrë më spontane se në shtypje 0.25 bar.


kulperuar i udhëhequr fermentimi pranë shtypjes 0.75 bar.


0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 24 48 72 96 120 144 168

Tem

per

atu

ra [

°C]

Ekst

rakt

i du

ksh

ëm [

%]

Koha [orë]

Ekstrakti

Temperatura

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 24 48 72 96 120 144 168

Tem

per

atu

ra [

°C]

Ekst

rakt

i du

ksh

ëm [

%]

Koha [orë]

Ekstrakti

Temperatura

112



prej 60 orë, ndërsa zbritja e ekstrakti të dukshëm deri në 2,6% kanë kaluar 96 orë.

Fermentimi kryesor është kryer për kohën prej120 orë. Siç shihet nga figura, rrjedhja

e procesit të fermentimit pranë shtypjes 0.75 bar ka shkuar në mënyrë më spontane se

në shtypje 0.25 bar.


kulperuar i udhëhequr fermentimi pranë shtypjes 1.0 bar.




prej 60 orë, ndërsa zbritja e ekstrakti të dukshëm deri në 2.9% kanë kaluar 108 orë.

Fermentimi kryesor është kryer për kohën prej156 orë. Siç shihet nga figura, rrjedhja

e procesit të fermentimit pranë shtypjes 0.75 bar ka shkuar në mënyrë shumë më

spontane se në shtypje 0.25 bar.


Në figurën e mëposhtme është paraqitur përqendrimi i alkoolit 3-Metil-1-butanol në

birrën finale e cila është fermentuar pran shtypjeve 0.25 , 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 24 48 72 96 120 144 168 192

Tem

per

atu

ra [

°C]

Ekst

rakt

i du

ksh

ëm [

%]

Koha [orë]

Ekstrakti

Temperatura

113

Figura 6.5 Përqendrimi i alkoolit 3-metil-1-butanol gjatë fermentimit pran shtypjeve

0.25, 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar

Nga figura e mësipërme shihet se me rritjen e shtypjes së fermentimit primar të

mushtit ulet niveli i formimit të alkoolit 3-metil-1-butanol (alkooli izoamilik). Vlerat e

alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën finale janë në mes vlerave të lejuara, 25–123 mg/l

(Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981). Këto vlera edhe pse sillen në mes vlerave të

lejuara, megjithatë janë mjaftë të larta duke pasur parasysh pragun shijes, 50–65 mg/l

(Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981) dhe ndikimin e lartë në shije dhe aromë të

birrës.

Në figurën e mëposhtme është paraqitur përqendrimi i alkoolit 2-metil-1-butanol në

birrën finale e cila është fermentuar pranë shtypjeve 0.25 , 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar.

Figura 6.6 Përqendrimi i alkoolit 2-Metil-1-butanol gjatë fermentimit pranë shtypjeve

0.25, 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar

70

70

71

71

72

72

73

73

74

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Për

qen

dri

mi

[mg/l

]

Shtypja [bar]

3-Metil-1-butanol

23.50

24.00

24.50

25.00

25.50

26.00

26.50

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Për

qen

dri

mi

[mg/l

]

Shtypja [bar]

2-Metil-1-butanol

114

Nga figura e mësipërme shihet se me rritjen e shtypjes së fermentimit të mushtit për

prodhimin e birrës zbritet niveli i formimit të alkoolit 2-metil-1-butanol (alkooli

amilik aktiv). Vlera e alkoolit 2-metil-1-butanol në birrën përfundimtare e prodhuar

me ekstrakt themelor 15% dhe udhëhequr fermentim primar në temperatura 15°C janë

në mesë vlerave të gjetur në birrë, 3-41 mg/l (Nykänen & Suomalainen, 1983). Këto

vlera edhe pse sillen në mes vlerave të lejuara, megjithatë janë mjaftë të larta duke

pasur parasysh pragun shijes, 65 mg/l (E.D. Baxter, P.S. Hugher, 2005) dhe kanë

ndikimin të fortë në shije dhe aromë të birrës.

Në figurën e mëposhtme është paraqitur përqendrimi i acetatit të etilit në birrën finale

e cila është fermentuar pranë shtypjeve 0.25 , 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar

Figura 6.7 Përqendrimi i acetatit të etilit gjatë fermentimit primar pran shtypjeve

0.25, 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar

Nga figura e mësipërme shihet se me rritjen e shtypjes së fermentimit kryesor për

prodhimin e birrës bie niveli i formimit acetatit të etilit. Vlera e acetatit të etilit është

në mes vlerave të lejuar 8-32 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981). Këto vlera

edhe pse sillen në mes vlerave të lejuara, megjithatë janë mjaftë të larta duke pasur

parasysh pragun shijes 25-30 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981) dhe kanë

ndikimin mjaft të lartë në shije dhe aromë të birrës.

Në figurën e mëposhtme është paraqitur përqendrimi i acetatit izoamilik në birrën

finale e cila është fermentuar pran shtypjeve 0.25 , 0.5, 0.75 dhe 1.0 bar

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0 0.5 1 1.5

Për

qen

dri

mi

[mg/l

]

Shtypja [bar]

Acetati i etilit

115

Figura 6.8 Përqendrimi i acetatit izoamilik gjatë fermentimit pran shtypjeve 0.25, 0.5,

0.75 dhe 1.0 bar

Nga figura e mësipërme shihet se me rritjen e shtypjes së fermentimit kryesor gjatë

prodhimit të birrës, bie niveli i të formimit të acetatit izoamilik, Vlera e acetatit të

etilit është mbi vlerat tipike 0.3-3.8 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981). Këto

vlera siç shihet nga figura e mësipërme janë më të larta se vlerat e lejuara në birrë dhe

kanë pragun e ultë të shijes 1.2-2.0 mg/l (Meilgaard 1975b; Engan 1974, 1981), birrës

i japin një shije dhe aromë të rëndë dhe të keqe.

6.3.3 Analizat kimike të birrës së finale

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e ekstrakti dukshëm në birrën finale

sipas shtypjes pranë të cilit është udhëheq fermentimit primar.

Figura 6.9 Vlerat e ekstrakti dukshëm në birrën finale sipas shtypjes së fermentimit

primar

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Për

qen

dri

mi

[mg/l

]

Shtypja [bar]

Acetati izoamilik

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.25 bar 0.75bar 0.5 bar 1.0 bar

Ekstrakti dukshëm [%]

116

Nga figura e mësipërme shihet se me ngritjen e shtypjes pranë të cilit udhëhiqet

fermentimi primar, kemi një fermentim më të ngadalshëm dhe mbetje më të lartë të

ekstraktit të pa fermentuar në birrë.

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e shkallës së dukshme në birrën finale

sipas shtypjes pranë të cilit është udhëheq fermentimit primar.

Figura 6.10 Vlerat e shkallës së dukshme të fermentimit në birrën finale sipas

shtypjes së fermentimit primar

Nga figura e mësipërme shihet se me ngritjen e shtypjes pranë të cilit udhëhiqet

fermentimi primar kemi një fermentim më të ngadalshëm dhe ulje të shkallës së

dukshme fermentimit, e cila rezulton në mbetje më të lartë të ekstraktit pa fermentuar

në birrë.

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e sasisë së alkoolit në birrën finale sipas

shtypjes pranë të cilit është udhëheq fermentimit primar.

Figura 6.11 Sasia e alkoolit në birrën finale sipas shtypjes së fermentimit primar

77

78

79

80

81

82

83

84

85

0.25 bar 0.5 bar 0.75bar 1.0 bar

Sh.d.f [%]

4.35

4.40

4.45

4.50

4.55

4.60

4.65

4.70

0.25 bar 0.5 bar 0.75bar 1.0 bar

Alkooli [%v/v]

117

Nga figura e mësipërme shihet se me ngritjen e shtypjes së fermentimit primar kemi

formim më të ultë të alkoolit, si rezultat ndikimit inhibitor të shtypjes ndaj majasë

gjatë fermentimit primarë të mushtit.

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e sasisë së dyoksidit të karbonit në

birrën finale sipas shtypjes pranë të cilit është udhëheq fermentimit primar.

Figura 6.12 Sasia e dyoksidit të karbonit në birrën finale sipas shtypjes së

fermentimit primar

Nga figura e mësipërme shihet se përmbajtja e dyoksidit të karbonit të tretur në birrën

finale nuk është e ndikuar nga shtypja pranë të cilit është udhëhequr fermentimi

primar, për arsye se gjatë fazës së filtrimit është bërë karbonizimi me CO2.

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e ngjyrës në birrën finale sipas shtypjes

pranë të cilit është udhëheq fermentimit primar.

Figura 6.13 Vlerat e ngjyrës në birrën finale sipas shtypjes së fermentimit primar

4.80

4.90

5.00

5.10

5.20

5.30

5.40

5.50

0.25 bar 0.5 bar 0.75 bar 1.0 bar

CO2 [g/l]

7.20

7.40

7.60

7.80

8.00

8.20

8.40

8.60

8.80

0.25 bar 0.5 bar 0.75bar 1.0 bar

Ngjyra [EBC]

118

Nga figura e mësipërme nuk vërejmë ndonjë varësi të ngjyrës në birrën e gatshme prej

shtypjes së udhëheqjes së fermentimit primar. Ngjyra e birrës është shumë e ndikuar

prej karakteristikave të maltit dhe prej kushteve të udhëheqjes së procesit të zierjes së

mushtit.

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e hidhësisë në birrën finale sipas


Figura 6.14 Vlerat e hidhësisë në birrën finale në varësi nga shtypja së fermentimit

primar

Nga figura e mësipërme shihet se niveli hidhësisë nuk është i ndikuar prej shtypjes së

mbajtur gjatë procesit të fermentimit primar dhe kryesisht varet prej mënyrës dhe

kushteve të udhëheqjes së procesit të zierjes.

Në figurën e mëposhtme janë paraqitur vlerat e polifenoleve në birrën finale sipas


Figura 6.15 Sasia e polifenoleve në birrën finale në varësi të shtypjes së fermentimit

primar

21.60

21.80

22.00

22.20

22.40

22.60

22.80

23.00

23.20

23.40

0.25 bar 0.5 bar 0.75bar 1.0 bar

Idhëtima [EBC ]

115.00

120.00

125.00

130.00

135.00

140.00

145.00

150.00

155.00

0.25 bar 0.5 bar 0.75bar 1.0 bar

Polifenolet [mg/l]

119

Nga figura e mësipërme shihet se sasia e polifenoleve në birrën finale nuk është

ndikuar prej shtypjes së mbajtur gjatë fermentimit primar. Polifenolet janë shumë të

ndikuara prej karakteristikave të maltit, prej udhëheqjes së procesit të prodhimit të

mushtit, maturimit dhe filtrimit.

6.3.4 Degustimi i birrës

Në tabelën e mëposhtme janë paraqitur vlerësimet e degustimit të birrave të cilat janë

prodhuar gjatë procesit të fermentimit pran shtypjeve 0.25 bar (A), 0.5 bar (B), 0.75

bar (C) dhe 1.0 bar (D).

Tabela 6.2 Vlerësimi degustimit të birrës finale të prodhuar përmes fermentimit në

temperaturë 15°C pran shtypjeve të fermentimit 0.25, 0.50, 0.75 dhe 1.0 bar.

Mostra A B C D

Kthjelltësia 2 3 2 2

Ngjyra 2 2 2 2

Shkuma 3 4 4 4

Aroma 4 4 5 5

Shija 4 4 6 5

Poenët e plot 15 17 19 18

Figura 6.16 Grafiku degustimit të birrës finale të prodhuar përmes fermentimit në

temperaturë 15°C pran shtypjes së fermentimit 0.25, 0.50, 0.75 dhe 1.0 bar.

0123456

Kthjelltësia

Ngjyra

ShkumaAroma

Shija 0.25 bar

0.50 bar

0.75 bar

1.0 bar

120

Nga figura e mësipërme shihet se parametrat e birrës, shija, aroma dhe shkuma janë

vlerësimet më të mira tek birra e prodhuar përmes fermentimit primar pran shtypjeve

0.75 bar dhe 1.0 bar. Ndërsa, kthjelltësia vlerësimet më të mira janë për birrat e

prodhuara pran shtypjeve të fermentimit 0.25 bar dhe 0. 50 bar. Vlerësimet për ngjyrë

janë të njëjtat për të gjitha mostrat të birrës.

6.4 Përfundimi

Gjatë fermentimit primar me rritjen e shtypjes së CO2 pran te cilës udhëhiqet

fermentimi zgjatët koha fermentimit për shtypjet prej 0.25, 0.50, 0.75 dhe 1.0 bar

zgjatë 96, 108, 120 dhe 156 orë respektivisht.

Nga rezultatet e analizave kimike-fizike të birrës përfundimtare shihet se me rritjen e

shtypjes pranë të cilit udhëhiqet fermentimi primar i mushtit nga 0.25 bar gjer në 1.0

bar për prodhimin e birrës kemi ulje të formimit të alkoolit 3-metil-1-butanol

(izoamilik) nga vlera 73.09 mg/l në 70 mg/l. Vlera e alkoolit 3-metil-1-butanol në

birrën finale janë në mes vlerave të lejuara 25–123 mg/l. Këto vlera edhe pse sillen në

mes vlerave të lejuara, megjithatë janë mjaftë të larta duke pasur parasysh pragun

shijes 50–65 mg/l dhe kanë ndikimin të lartë madh në shije dhe aromë të birrës.

Gjatë prodhimit të birrës vërejmë se me rritjen e shtypjes të fermentimit të mushtit

0.25 bar gjer në 1.0 bar për prodhimin e birrës, kemi zbritje të formimit të alkoolit 2-

metil-1-butanol nga vlera 26.16 mg/l në 24 mg/l. Vlera e alkoolit 2-metil-1-butanol në

birrën përfundimtare e prodhuar me ekstrakt themelor 15% dhe udhëhequr fermentim

primar në temperatura 15°C janë në mesë vlerave të gjetur në birrë 3-41 mg/l. Këto

vlera edhe pse sillen në mes vlerave të lejuara, megjithatë janë mjaftë të larta duke

pasur parasysh pragun shijes 65 mg/l dhe kanë ndikimin duke i dhënë birrës aromë

dhe shije alkoolike dhe bananes.

Nga rezultatet e analizave kimike-fizike të birrës përfundimtare shihet se me rritjen e

shtypjes së fermentimit kryesor 0.25 bar deri në 1.0 bar për prodhimin e birrës, niveli i

formimit të acetatit të etilit bie nga vlera 23.31 mg/l në 13 mg/l. Vlera e acetatit të

etilit ishte në mes vlerave të lejuara 8-32 mg/l. Këto vlera edhe pse janë në mes

vlerave të lejuara, megjithatë janë mjaftë të larta duke pasur parasysh pragun shijes

25-30 mg/l dhe ka ndikim duke i dhënë birrës shije dhe arome frutash.

Nga rezultatet e analizave kimike-fizike të birrës përfundimtare është vërejtur se me

rritjen e shtypjes së fermentimit kryesor prej 0.25 bar deri në 1.0 bar bie niveli i

formimit të acetatit izoamilik nga vlera 4.02 mg/l në 2.20 mg/l. Vlera e acetatit të etilit

është mbi vlerat tipike 0.3-3.8 mg/l. Këto vlera siç shihet janë mjaft më të larta se

vlerat e lejuara në birrë dhe kanë pragun e ultë të shijes prej 1.2-2.0 mg/l, prandaj

birrës i japin një shije dhe aromë të bananes.

Gjatë prodhimit të birrës shihet se gjatë rritjes së shtypjes prej 0.25 bar deri 1.0 bar,

pranë të cilit është udhëheq procesi fermentimit primar i mushtit, kemi ulje të shkallës

së fermentimit prej 83.85% në 79.87% dhe mbetje më të lartë të ekstraktit të dukshëm

nga 1.71% në 2.13%.

Me ngritjen e shtypjes së CO2 gjatë fermentimit primar bie niveli i formimit të

alkoolit, si rezultat i ndikimit inhibitor të CO2 ndaj majasë gjatë fermentimit. Ngjyra

121

dhe niveli hidhësisë i birrës finale nuk varet shumë prej shtypjes së mbajtur gjatë

fermentimit primar. Ngjyra varet shumë prej karakteristikave të maltit dhe kushteve të

udhëheqjes së procesit të zierjes së mushtit, ndërsa niveli hidhësisë prej mënyrës së

udhëheqjes së procesit të zierjes të mushtit me Lupulo.

Sasia e polifenoleve në birrën finale nuk varej shumë prej shtypjes së mbajtur gjatë

fermentimit primar. Ato varen më shumë prej karakteristikave të maltit, udhëheqjes së

procesit të prodhimit të mushtit, maturimit dhe filtrimit.

Nga vlerësimet e degustimit të birrës finale ishte vërejtur se parametrat e birrës: shija,

aroma dhe shkuma ishin më të mira tek birra e prodhuar përmes fermentimit primar

pranë shtypjeve 0.75 bar dhe 1.0 bar, ndërsa kthjelltësia ishte pran shtypjeve 0.25 bar

dhe 0.50 bar. Vlerësimet për ngjyrë ishin të njëjtat për të gjitha mostrat të birrës.

122

KAPITULLI VII

PËRFUNDIMI I PËRGJITHSHËM

Niveli i alkoolit propan-1-ol në birrë kishte rritje me rritjen e peshës specifike të

mushtit themelor dhe zbritje me ngritjen e temperaturës së fermentimit gjatë procesit

të prodhimit të birrë. Vlerat e alkoolit propan-1-ol në birrat finale ishin në mesë

vlerave të lejuara në birrë, 3-17 mg/l. Ky alkool nuk bënë pjesë në grupin e alkooleve

të rëndëve të larta që kanë shumë ndikim në shijen dhe aromën e birrës, duke pasur

parasysh pragun shijes 600 mg/l.

Me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor gjatë prodhimit të birrës kishte ulje

të formimit të alkoolit 2-metil-1-propanol. Vlerat e alkoolit 2-metil-1-propanol në

birrën e re të prodhuar me ekstrakt themelor 10.5% ishte mjaft e lartë krahasuar me

vlerat e lejuar në birrë prej 4-57 mg/l. Në birrën e re të prodhuar me ekstrakt themelor

13% dhe 15% vlerat e tij ishin në mes vlerave të lejuara në birrë. Në birrën

përfundimtare me ekstrakt themelor 13% dhe 15% e cila ishte holluar me ujë të de-

ajruar ishte ulur mjaftë. Ndërsa me rritjen e temperaturës së fermentimit kishte rritje të

formimit të alkoolit 2-metilpropan-1-ol. Vlera e alkoolit 2-metilpropan-1-ol në birrën

gatshme ishte në mesë vlerave të lejuara në birrë. Është me rëndësi të theksohet se

alkooli 2-metilpropan-1-ol bënë pjesë në grupin e alkooleve të larta që kanë shumë

ndikim në shijen dhe aromën e birrës, duke marrë parasysh nivelin e ultë të pragut të

shijes 100 mg/l.

Gjatë prodhimit të birrës, me rritjen e temperaturës së fermentimit të mushtit kishte

rritje të formimit të alkoolit 2-metil-1-butanol, ndërsa me rritjen e shtypjes së

fermentimit të mushtit kishte zbritje të formimit të alkoolit 2-metil-1-butanol në

birrën përfundimtare. Kjo rritje përkatësisht zbritje ishte në mesë vlerave të lejuara në

birrë prej 3-41 mg/l. Ky ndryshim i formimit të alkoolit 2-metil-1-butanol me

ndryshimin e temperaturës dhe presionit të fermentimit është mjaftë i vogël është

mjaft me rëndësi se niveli vlerave të tij në birrë janë mjaftë të ulëta duke parasysh se

bënë pjesë në grupin e alkooleve të larta që kanë shumë ndikim në shijen dhe aromën

e birrës bazuar në pragun ultë të shijes 70 mg/l.

Me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor për prodhimin e birrës kishte një

rritje të vogël të formimit të alkoolit pentan-1-ol, Vlera e alkoolit pentan-1-ol në

birrën përfundimtare e cila është holluar me ujë të de-ajruar birrën e është në mes

vlerave të vlerave të lejuar 7-34 mg/l ndërsa është ulur mjaftë duke pasur parasysh

pragun shijes, 50-70 mg/l.

Gjatë prodhimit të birrës me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor për

prodhimin e birrës kishte rritje të formimit të alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën e re.

Këto vlera ishin mjaftë të larta, afër pragut të shijes prej 50-65 mg/l, por janë në mes

vlerave të lejuar prej 25-123 mg/l. Sasia e alkoolit 3-metil-1-butanol në birrën

përfundimtare me ekstrakt themelor 13% dhe 15% e cila ishte holluar me ujë të de-

ajruar ishte ulur mjaftë krahasuar me nivelin e pragut të shijes.

Me rritjen e temperaturën e fermentimit primar gjatë fermentimit të mushtit kishte

rritje të formimit të alkoolit 3-Metil-1-butanol, Kjo rritje me ndryshimin e

temperaturës së fermentimit ishte mjaftë e vogël, por vlerat e tij në birrë janë shumë të

larta duke pasur parasysh pragun shijes 65 mg/l dhe janë në mes vlerave të lejuara në

birrë prej 25-123 mg/l.

123

Me rritjen e shtypjes së fermentimit primar të mushtit për prodhimin e birrës kishte

ulje të formimit të alkoolit 3-metil-1-butanol. Kjo ulje me ndryshimin e shtypjes së

fermentimit ishte shumë e vogël, ndërsa vlerat e tij në birrë janë shumë të larta duke

pasur parasysh pragun shijes 65 mg/l. Për tri kushteve të fermentimit; ekstraktit lartë,

temperaturës dhe shtypjes së fermentimit niveli i alkoolit 3-metil-1-butanol në birrë

ishte mjaft i lartë dhe ka shumë ndikim në shijen dhe aromën e birrës.

Gjatë prodhimit të birrës me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor kishte rritje

të theksuar të formimit të butan-2,3-dione, Vlera e butan-2,3-dione në birrën e re e

prodhuar me ekstrakt themelor 13% për dallim me birrën me ekstrakt themelor 10.5%

ka një rritje rreth 30%, ndërsa e prodhuar me ekstrakt themelor 15% krahasuar me

birrën me ekstrakt themelor 13% ka një rritje rreth 60%. Vlerat e fituara ishin shumë

më lartë se sa vlerat e sjelljes në birrë 0.01-0.2 mg/1. Në birrën përfundimtare të

prodhuar me ekstrakt themelor 13% dhe 15% të cilat ishin holluar me ujë të de-ajruar

nuk ishin ulur mjaftë duke pasur parasysh pragun shijes prej 0.1–0.15 mg/l.

Me rritjen e temperaturën e fermentimit primar gjatë fermentimit të mushtit për

prodhimin e birrës kishte ulje të formimit të butan-2,3-dione. Këto vlera në birrën

përfundimtare të prodhuar përmes fermentim primar në temperatura 10, 12 dhe 14°C

ishin në mesë vlerave të lejuara në birrë 0.01-0.2 mg/1. Prodhimi dhe reduktimi i

diacetilit është shumë i ndikuar nga temperatura e fermentimit, me rritjen e

temperaturë kemi formim më të lartë, por njëkohësisht edhe reduktim me të shpejt dhe

thellë të diacetilit në fazën e fermentimit primar.

Gjatë prodhimit të birrës me rritjen e shtypjes së fermentimit kryesor për prodhimin e

birrës kishim ulje të formimit acetatit të etilit. Niveli acetatit të etilit të gjetura në birra

ishin në mes vlerave të lejuara prej 8-32 mg/l. Këto vlera edhe pse sillen në mes

vlerave të lejuara në birrë, megjithatë janë mjaftë të larta duke pasur parasysh pragun

shijes 25-30 mg/l dhe kanë shumë ndikim në shijen dhe aromën e birrës.

Me rritjen e shtypjes së fermentimit kryesor gjatë prodhimit të birrës kishte ulje të

formimit të acetatit izoamilik, Vlera e acetatit të etilit në birrë ishin mbi vlerat tipike

0.3-3.8 mg/l. Këto vlera janë mjaft të larta se vlerat e lejuara në birrë dhe kanë pragun

e ultë të shijes 1.2-2.0 mg/l, prandaj birrës i japin një shije dhe aromë të rëndë dhe të

pa dëshirueshme.

Gjatë prodhimit të birrës me rritjen e peshës specifike të mushtit themelor kishte

mbetje më të lartë të ekstraktit të pa fermentuem, përkatësisht shkallën e dukshme të

fermentimit më të dobët. Birra e prodhuar me ekstrakt themelor 13% dhe 15% kishte

sasi më të lartë të alkoolit të formuar dhe ngjyrës, e cila mbas filtrimit dhe hollimit me

ujë të de-ajruar në birrë përfundimtare është në masë të vlerave të normativit për birrë.

Me ngritjen e temperaturës fermentimit primar të mushtit gjatë prodhimit të birrës nuk

kishte ndryshime të mëdha të parametrave: ekstraktit themelor, dukshëm, vërtetë dhe

alkoolit, ndërsa kishte një rritje të vogël të shkallës së dukshme dhe vërtetë të

fermentit që është pa e përfillshme. Të gjitha këto parametra janë në mes vlerave të

normativës për cilësi të birrës.

Gjithashtu gjatë prodhimit të birrës me ngritjen e temperaturës fermentimit primar të

mushtit nuk kishte ndryshime të mëdha të parametrave si: dyoksidit karbonit, ngjyrës

dhe hidhërimes. Edhe këto parametra i përgjigjen normativit për cilësi birrës së

prodhuar në Fabrikën e birrës “Birra Peja‟‟

124

Me ngritjen e temperaturës fermentimit primar të mushtit nuk kishte ndikim në sasinë

e polifenoleve të formuar. Polifenolet janë shumë të varura nga cilësia e maltit dhe

kushteve të përgatitjes së mushtit.

Me ngritjen e shtypjes të fermentimit primar procesi i fermentimit ishte më i

ngadalshëm dhe kishte mbetje më të lartë të ekstraktit të pa fermentuar në birrë,

gjithashtu shkalla e dukshme fermentimit ishte më e ultë e cila rezulton në mbetje më

të lartë të ekstraktit të pa fermentuar në birrë.

Gjatë prodhimit të birrës me ngritjen e shtypjes së fermentimit primar kishte formim

më të ultë të alkoolit, si rezultat ndikimit inhibitor të shtypjes ndaj majasë. Ndërsa

niveli i përmbajtjes së dyoksidit të karbonit të tretur në birrën finale nuk ishte i

ndikuar nga shtypja pranë të cilit është udhëhequr fermentimi primar për arsye se

gjatë fazës së filtrimit është bërë karbonizimi me CO2.

Në birrë e gatshme nuk kishte ndonjë varësi të ngjyrës prej shtypjes së udhëheqjes së

fermentimit primar. Ngjyra e birrës është shumë e ndikuar prej karakteristikave të

maltit dhe prej kushteve të udhëheqjes së procesit të zierjes. Gjithashtu shihet se niveli

hidhësisë nuk ishte i ndikuar prej shtypjes së mbajtur gjatë fermentimit primar dhe

kryesisht është i ndikuar prej mënyrës dhe kushteve të udhëheqjes së procesit të

zierjes.

Sasia e polifenoleve në birrën finale nuk ishte i varur prej shtypjes së mbajtur gjatë

fermentimit primar. Polifenolet janë shumë të ndikuara prej karakteristikave të maltit,

prej udhëheqjes së procesit të prodhimit të mushtit, maturimit dhe filtrimit

Parametrat e birrës; shija, ngjyra, kthjelltësia dhe aroma ishin vlerësimet më të mira

tek birra me ekstrakt themelor 10.5%, ndërsa shkuma më mirë (qëndrueshme) tek


Parametrat e birrës si: shija, aroma dhe shkuma ishin vlerësimet më të mira tek birra

e prodhuar përmes fermentimit primar në 12°C, ndërsa ngjyra dhe kthjelltësia

vlerësimet ishin të njëjtat si për birrë të prodhuar përmes fermentimit në temperaturat

10, 12 dhe 14°C.

Parametrat e birrës, shija, aroma dhe shkuma ishin vlerësimet më të mira tek birra e

prodhuar përmes fermentimit primar pran shtypjeve 0.75 bar dhe 1.0 bar. Ndërsa,

kthjelltësia vlerësimet më të mira ishin për birrat e prodhuara pran shtypjeve të

fermentimit 0.25 bar dhe 0. 50 bar. Vlerësimet për ngjyrë ishin të njëjtat për të gjitha

mostrat të birrës.

REKOMANDIME

Gjatë prodhimit të birrës me ekstrakt themelor të lartë 12 deri 15% rekomandohet të

aplikohen temperaturat më të larta fermentimit dhe shtypje më të ulëta të CO2 gjatë

procesit të fermentimit.

Tendenca në dekadën e fundit e birrarive për prodhimin e birrës me ekstrakt të lartë

deri 18% e shtron nevojën e studimit mëtutjeshëm të ndikimit të përqendrimit të

majasë, llojit të majasë dhe sasia e aminoazotit të lirë të mushtit në formimin e

komponimeve të aromës dhe shijes së birrës.

125

LITERATURA

Analitica-EBC, European Brewery Convention, Copuright 1998 and 2008 Fachverlag

Hans Carl, Nürnberg, Germany.

Arnold W., (1991), Periplasmic space, in The Yeasts , 2nd edn, Vol. 4 (eds H. Rose

and J. Harrison ), Academic Press, London, 279-95.

Ayrapaa T., (1967b), Formation of higher alcohols from amino acids derived from

yeast proteins. Journal of the Institute of Brewing, 73, 30-33.

Bamforth C.W., 2005, Food, Fermentation and Micro-organisms, Blackwell, Oxford.

Bamforth C. W., (2000), Beer: An ancient yet modern biotechnology. Chemical

Education. 5, 102-112.

Bamforth C., (2003), Beer: Tap into the art and science of brewing. New York:

Oxford University Press.

Bamforth C., and Kanauchi, M., (2004), Enzymology of vicinal diketone reduction in

brewer's yeast. J. Inst. Brew. 110, 83-93.

Barton S., and Slaughter J.C., (1992), Amino acids and vicinal diketone concentration

during fermentation, Master Brewers Association of the Americas Technical

Quarterly, 29, 60-63.

Berry D. R., and Watson D. C., (1987), Production of organoleptic compounds. In

Yeast Biotechnology. London.

Blieck L., Toye G., Dumortier F., Verstrepen K.J., Delvaux F.R., Thevelein J.M., Van

Dijck P., (2007), Isolation and characterization of brewer's yeast variants with

improved fermentation performance under high-gravity conditions. Appl Environ

Microbiol 73, 815-824.

Boulton C. A. and Quain, D. E., (2001), Brewing yeast and fermentation. Blackwell

Science, Oxford, UK.

Boulton C. A., and Quain D., (2003), Brewing yeast and fermentation. Oxford:

Blackwell, Science.

Boulton C.A., Box W.G., Quain D.E., Molzahn, S.W., (2001), Vicinal diketones

reduction as a measure of yeast vitality. Tech. Q. Master Brew. Assoc. Am. 38(2), 89-

93.

Branyik T., Vicente A.A., Dostalek P., Teixeira J.A., (2008), A review of flavour

formation in continuous beer fermentations, J. Inst. Brew. 114, 3-13.

Briggs D. E., Boulton C. A., Brookes P. A., and Stevens R., (2004), Brewing: Science

and practice. Cambridge: Woodhead Publishing Limited and CRC Press, LLC.

Briggs, D.E., (1998), Malts and Malting (edited by D.E. Briggs). London: Blackie

Academic and Professional.

Casey G. P., Magnus C. A., and Ingledew W. M., (1984), High-gravity brewing:

effects of nutrition on yeast composition, fermentation ability and alcohol production.

Applied and Environmental Microbiology 48, 639-646.

126

Chen E.C.H., (1978), The relative contribution of Ehrlich and biosynthetic pathways

to the formation of fusel alcohols. J. Am. Soc.Brew. Chem., 36, 39-43.

Coghe S., D‟Hollander H., Verachtert H., and Delvaux F.R., (2005), Impact of Dark

Speciality Malts on Extract Composition and Wort Fermentation. Journal of the

Institute of Brewing, 111(1), 51-60.

Cortacero-Ramirez S., de Castro M. H., Segura-Carretero A., Cruces-Blanco C., and

Fernández-Gutierrez A., (2003), Analysis of beer components by capillary

electrophoretic methods. Trends in Analytical Chemistry. 22, 440-455.

Cyr N., Blanchette M., Price S., Sheppard J., (2007), Vicinal diketone production and

amino acid uptake by two active dry lager yeasts during beer fermentation. J Am Soc

Brew Chem, 65, 138-144.

Davis, B., Lockwood, A., Pantelidis, I., and Alcott, P., (2008), Food a beverage

mangement. Elsevier Ltd.

De Keukeleire D., (2000), Fundamentals of beer and hop chemistry. Química Nova,

23, 108-112.

Devantier R., Scheithauer B., Villas-Boas S.G., Pedersen S., Olsson L., (2005b),

Metabolite profiling for analysis of yeast stress response during very high gravity

ethanol fermentations. Biotechnol Bioeng 90,703-714.

Dickinson J.R., (2003), The formation of higher alcohols, pp.196-205. In Smart, K.

(ed.), Brewing yeast fermentation performance, vol.2. Oxford, Blackwell Science.

Dillemans M., Goossens E., Goffin O., and Masschelein C.A., (1987), The

amplification effect of the ILV5 gene on the production of vicinal diketones in

Saccharomyces cerevisiae. J. Am. Soc. Brew. Chem. 45, 81-84.

Dixon N.M., Kell D.B., (1989), The inhibition by CO2 of the growth and metabolism

of microorganisms. J Appl Bacteriol 67, 109-136.

Ehrlich F., (1907), U ber die Bedingungen der Fuselolbildung und uber ihren

Zusammenhang mit dem Eiweissaufbau der Hefe. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 40, 1027–

1047.

Engan S., (1981), Beer composition: volatile substances. In: Pollock JRA (ed)

Brewing science, vol 2. Academic Press, London, 93, 165

Engan S., (1978), Formation of volatile flavour compounds: alcohols, esters,

carbonyls, acids. Proceedings of the European Brewery Convention Symposium,

Monograph V, Zoeterwoude, 28-39.

Erten H., Tanguler H., and Cariro, H., (2007), The effect of pitching rate on

fermentation and flavour compounds in high gravity brewing. Journal of Institute of

Brewery 113, 75–79.

Eßlinger H. M., (2009), Handbook of brewing. Weinheim: WILEY-VCH.

Fix G. J., (1993), Diacetyl: Formation, Reduction and Control. Brewing techniques

1(2), 24-25

Fi, G. J., (1999), Principles of brewing science (2nd ed.). United States of America

Brewers Association.

127

Gibson B. R., Boulton C.A., Box W.G., Graham N.S., Lawrence S.J., Linforth R.S.T.

and Smart K.A., (2009), Amino acid uptake and yeast gene transcription during

industrial brewery fermentation. Journal of the American Society of Brewing

Chemists 67, 157-165.

Gibson B.R., Lawrence S.J., Leclaire J.P., Powell C.D., Smart K.A., (2007), Yeast

responses to stresses associated with industrial brewery handling. FEMS Microbiol

Rev 31, 535-569

Guido, L. F., Rodrigues, P. G., Rodrigues, J. A., Gonçalves, C. R., and A. A. Barros.,

(2004), The impact of the physiological condition of the pitching yeast on beer flavour

stability: an industrial approach. Food Chemistry. 87, 187-193.

Hammond, J.R.M., (1993), Brewer's yeast. In The Yeasts. Yeast technology. 2nd ed.

Rose, A.H., and J.S. Harrison (eds.). Vol. 5. Academic Press. London., 7-67.

Hansen, J. and Kielland-Brandt, M. C., (1996), Modification of biochemical pathways

in industrial yeasts. Journal of Biotechnology, 49, 1-12.

Haukeli, A.D., and Lie, S., (1978), Conversion of α-acetolactate removal of diacetyl.

A kinetic study. J. Inst. Brew. 84, 85-89.

Hazel, J.R., Williams, E.E., (1990), The role of alterations in membrane lipid-

composition in enabling physiological adaptation of organisms to their physical-

environment. Progress in Lipid Research 29 (3), 167–227.

Hazelwood LA, Daran JM, van Maris AJA, Pronk JT, Dickinson JR. (2008). The

Ehrlich pathway for fusel alcohol production: a century of research on

Saccharomyces cerevisiae metabolism. Appl Environ Microbiol 74, 2259-2266.

Hohmann, S., (2002), Osmotic stress signalling and osmoadaptation in yeasts.

Microbiology and Molecular Biology Reviews. 66, 300-372.

Holmberg S., and Petersen J.G.L. (1988) Regulation of isoleucine-valine biosynthesis

in Saccharomyces cerevisiae. Curr. Genet. 13, 207-217.

Hornsey I. S., (1999), Brewing. Cambridge The Royal Society of Chemistry, Turpin

Distribution Services Limited.

Hough J.S., Brigs D.E., Stevens R., Young T.W., (1982), Malting and Brewing

Science, 2nd ed., vol. 2: Hopped Wort and Beer, AN Aspen Publication.

Hough, J.S., (1985), The biotechnology of malting and brewing. University press,

Cambridge.

Hudson J.R., and Stevens R., (1960), Beer flavour 11. Fuse1 oil content of some

British beers. Journal of the Institute of Brewing, 66, 471-474

Hughes P.S., Baxter E.D., (2001), Beer: Quality, Safety and Nutritional Aspects;

RSC: Cambridge.

Hutkins R.W., 2006. Microbiology and Technology of Fermented Foods, 1st ed.

Blackwell Publishing.

Ingledew W.M., (1975), Utilisation of wort carbohydrates and nitrogen by

Saccharomyces carlsbergensis. Technical Quarterly of the Master Brewers

Association of the Americas, 12, 146-50.

128

Inoue T., and Yamamoto Y., (1970), Diacetyl and beer fermentation. Proc. Am. Soc.

Brew. Chem. 28, 198-208.

Inoue T., and Kashihara T., (1995), The importance of indices related to nitrogen

metabolism in fermentation control, Master Brewers Association of the Americas

Technical Quarterly, 32, 109-113.

Inoue T., Masuyama K., Yamamoto Y., and Okada K., (1968), Mechanism of diacetyl

formation in beer. III. Mechanism of diacetyl formation. Rep. Res. Lab. Kirin Brew.

Co. Ltd. 11, 17-23.

Inoue T., Murayama H., Kajino K., Kamiya Mitsui T. S., and Mawatari M., (1991),

Direct spontaneous conversion of acetolactate into non-diacetyl substance in

fermenting wort,. In Proceedings of European Brewing Convention, 23rd Congress.

IRL Press, Oxford.

Kallmeyer M., (2003), The role of diacetyl in beer. Chief Brewer of Drayman‟s

Microbrewery, Silverton Pretoria.

Kobayashi K., Kusaka K., Takahashi T. and Sato K., (2005), Method for the

Simultaneous Assay of Diacetyl and Acetoin in the Presence of α-Acetolactate:

Application in Determining the Kinetic Parameters for the Decomposition of α-

Acetolactate. Journal of Bioscience and Bioengineering, 99 (5), 502-507.

Kobayashi M., Nagahisa K., Shimizu H., and Shioya S., (2006), Simultaneous control

of apparent extract and volatile compounds concentrations in low-malt beer

fermentation. Applied Microbiology and Biotechnology. 73, 549-558.

Kobayashi M., Shimizu H., and Suteaki S., (2008), Beer volatile compounds and their

application to low-malt beer fermentation. Journal of Bioscience and Bioengineering.

106, 317-323.

Kobayashi N., Sato M., and Fukuhara S., (2007), Application of shotgun DNA

microarray technology to gene expression analysis in lager yeast. Journal of the

American Society of Brewing Chemists. 65, 92-98.

Kunze W., (1999), Technology Brewing and Malting, VLB, Berlin.

Landaud S., Latrille E., Corrieu G., (2001), Top pressure and temperature control of

the fusel alcohol/ester ratio through yeast growth in beer fermentation. J Inst Brew

107, 107-117.

Lei HJ, Zhao H.F., Yu Z. and Zhao M., (2012), Effects of wort gravity and nitrogen

level on fermentation performance of brewer's yeast and the formation of flavor

volatiles. Applied Biochemistry and Biotechnology 166, 1562-1574.

Lentini A., Jones R.D., Wheatcroft R., (1990), Metal ion uptake by yeast. Proceedings

of the 2Ist Congress of the Institute of Brewing (Australia & New Zealand Section),

Auckland, 158-163.

Lewis M. J., and Young T. W., (2002), Brewing, 2nd ed., New York: Springer.

Kluwer. academic/Plenum Publisher.

Lewis M.J., and Young T.W., (1995), Brewing, London, England, Chapman & Hall.

129

Lewis T.L., Keesler G.A., Fenner G.P. and Parks L.W., (1988), Pleotrophic mutations

in Saccharomyces cerevisiae affecting sterol uptake and metabolism. Yeast, 4, 93-

106.

Lipke N. and Ovalle R., (1998 ), Cell wall architecture in yeast: new structure and

new challenges. Journal of Bacteriology, 180, 3735-40.

Lodolo E.J., Kock J.L., Axcell B.C. & Brooks M., (2008), The yeast Saccharomyces

cerevisiae - the main character in beer brewing. FEMS Yeast Research 8, 1018-1036.

Lorenz R.T., Rodriguez R.J., Lewis T.A. and Parks L.W., (1986), Characteristics of

sterol uptake in Saccharomyces cerevisiae. Journal of Bacteriology, 161, 981-985.

Lundblad, R.L., (1995), Techniques in protein modification. Ann Arbor: CRC Press.

McCabe, J.T. 1999. The Practical Brewer-3rd Ed. Master Brewers Association of the

Americas.

Meilgaard M.C., (1975b), Flavour chemistry of beer. Part II: Flavor and threshold of

239 aroma volatiles. MBAA Techn Quart 12(2), 151-168.

Meilgaard M.C., (2001), Effects on flavour of innovations in brewery equipment and

processing: a review. J Inst Brew 107, 271-28.

Moi, M. (1992), The desideratum for flavour control. Journal of the Institute of

Brewing. 98, 215-220.

Mudura E., Muste S., Tofană, M., and Mureşan C., (2006), Risk management of beer

fermentation-Diacetyl control. Buletin USAMV CN, 62, 303-307.

Müller S., and Lösche A., (2004), Population profiles of a commercial yeast strain in

the course of brewing. Journal of food engineering, 63, 375-381.

Nakatani K., Takahashi T., Nagami K., Kumada J., (1984), Kinetic study of vicinal

diketones in brewing, II: theoretical aspect for the formation of total vicinal

diketones. Technol Quart MBAA 21, 175-183.

Nakatani K., Takahashi T., Nagami K. and Kumada J., (1984a), Kinetic study of

vicinal diketones in brewing (1): formation of total vicinal diketones. Technical

Quarterly of the Master Brewers Association of the Americas, 21, 73-8.

Nakatani K., Takahashi T., Nagami K., and Kumada J., (1984b), Kinetic study of

vicinal diketones in brewing (2): theoretical aspect for the formation of total vicinal

diketones. Technical Quarterly of the Master Brewers Association of the Americas,

21, 175-83.

Narziss L., (2005, Abriss der Bierbrauwerei. Weinheim: Wiley-VCH

Nord L.I., Sorensen S.B., Duus J.O., (2003), Characterization of reduced iso-α-acids

derived from hops (Humulus lupulus) by NMR. Magnetic Resonance in Chemistry, 41,

660-670.

Nykänen L., Suomalainen H., (1983), Aroma of Beer, Wine and Distilled Alcoholic

Beverages, L. Nykanen, Ed., Springer/ Kluwe Academic Publishers, 22-25.

O‟Connor-Cox E. S. C,. and Ingledew W. M., (1989, Wort nitrogenous sources – their

use by brewing yeasts: A review. Journal of the American Society of Brewing

Chemists. 47, 102-108.

130

Oshita K., Kubota M., Uchida M., and Ono, M., (1995), Clarification of the

relationship between fusel alcohol formation and amino acid assimilation by brewing

yeast using 13Clabeled amino acid. Proceedings of the European Brewing

Convention Congress, Brussels, IRL Press: Oxford, 387-394.

Palamand S. R., and Aldenhoff J. M., (1973), Bitter tasting compounds of beer:

chemistry and taste properties of some hop resin compounds. Journal of Agriculture

and Food Chemistry. 21, 535-543.

Peddie H.A.B., (1990), Ester formation in brewery fermentations. Journal of the

Institute of Brewing, 96, 27-31.

Petersen E., Margaritis A., Stewart R.J., Pilkington P.H., and Mensour N.A., (2004),

The effects of wort valine concentration on the total diacetyl profile and levels late in

batch fermentations with brewing yeast Saccharomyces carlsbergensis, J. Am. Soc.

Brew. Chem., 62, 131–139.

Piddocke M. A., Kreisz S., Heldt-Hansen H. P., Nielsen K. F. and Olsson L., (2009),

Physiological characterization of brewer‟s yeast in high-gravity beer fermentations

with glucose or maltose syrups as adjuncts. Appl. Environ. Microbiol. 84, 453–464.

Pierce J. S., (1987), The role of nitrogen in brewing. Journal of the Institute of

Brewing Chemistry. 93, 378–381.

Portno A.D., (1965), Some factors affecting the concentration of diacetyl in beer. J.

Inst. Brew. 72, 193-196.

Priest F.G., Stewart G.G., (2006), Handbook of Brewing, 2nd Edition; CRC Press:

Boca Raton.

Pugh T.A., Maurer J.M., and Pringle A.T., (1997), The impact of wort nitrogen

limitation on yeast fermentation performance and diacetyl, Master Brewers

Association of the Americas Technical Quarterly, 34, 185-189.

Pugh T.A., Maurer J.M., and Pringle A.T., (2005), The impact of wort nitrogen

limitation on yeast fermentation performance and diacetyl. MBAA Technical

Quarterly 42, 113-116.

Rice J.F., Chicoye E., Helbert J.R., and Garver, J., (1976), Inhibition of beer volatiles

formation by carbon dioxide pressure. Journal of the American Society of Brewing

Chemists, 35, 35-40.

Rodrigues F., Caldeira M., and Camara J. S., (2008), Development of a dynamic

headspace solid-phase microextraction procedure coupled to GC–QMSD for

evaluation the chemical profile . Analytica Chimica Acta. 609, 82-104.

Romano P., Suzzi G., Comi G. and Zironi R., (1992), Higher alcohol and acetic acid

production by apiculate wine yeasts. Journal of Applied Bacteriology, 13, 126-30.

Rous C.V. and Snow R., (1983), Reduction of higher alcohols by fermentation with a

leucine-auxotrophic mutant of wine yeast. Journal of the Institute of Brewing, 89,

274-8.

Royle L., Ames J. M., C. A. Hill, and Gardner D. S. J., (2001), Analysis of hop acids

by capillary electrophoresis. Food Chemistry, 74, 225-231.

131

Saerens S.M.G., Delvaux F., Verstrepen K.J., van Dijck P., Thevelein J.M. and

Delvaux F.R., (2008a), Parameters Affecting Ethyl Ester Production by

Saccharomyces Fermentation. Applied and Environmental Microbiology, 74 (2), 454-

461.

Sakamoto K., Konings W.N., (2003), Beer Spoilage Bacteria and Hop Resistance.

Int. J. Food Micro. 89, 105-124.

Shimwell J.C. and Kirkpatrick A.I.C., (1939), A new light on the Sarcina question.

Journal of the Institute of Brewing, 45, 137-45.

Slaughter J., (2003), Biochemistry and physiology of yeast growth, in Brewing

Microbiology (eds F. Priest and I. Campell), Kluwer , New York , 20-66.

Šmogrovičovà D., and Dömény Z., (1999), Beer volatile by-product formation at

different fermentation temperature using immobilised yeasts. Process Biochemistry.

34, 785-794.

Stewart G.G., (2006), Studies on the uptake and metabolism of wort sugars during

brewing fermentation. MBAA Technical Quarterly 41, 18-26.

Stewart G.G., (2005), Esters – The Most Important Group of Flavour-Active Beer

Compounds. Proceedings of the 30th European Brewery Convention Congress,

Prague, Czech Republic, paper 100.

Stewart G. G., and Russell, I., (1998), Brewer's Yeast, Institute of Brewing, London.

Stewart G. G., (2010), High-gravity brewing and distilling – past experiences and

future prospects. J. Am. Soc. Brew. Chem. 68, 1-9.

Stewart G.G., (2009), The Horace Brown Medal Lecture: Forty years of brewing

research. J. Inst. Brew., Vol. 115, 3-29.

Stijn D. M. Van Laere, Kevin J. Verstrepen, Johan M. Thevelein, Patrick Vandijck

and Freddy R. Delvaux, Formation of higher alcohols and their acetate esters,

Cerevisia 33, 65–81.

Stueven R., (2003), Technical note: Down with diacetyl! Available at:

http://www.beerme.com/graphics/pics/diacetyl.gif. Accessed on: 2010-06-04

Takahashi S., Yoshioka K., Hashimoto N., and Kimura Y., (1997), Effect of wort

plato and fermentation temperature on sugar and nitrogen compound uptake and

volatile compound formation, Master Brewers Association of the Americas Technical

Quarterly, 34, 156-163.

Uchida M., Ono M., Nagami, K., (1991), Carbohydrates in brewing. I. Determination

of fermentable sugars and oligosaccharides in wort and beer by partition high-

performance liquid chromatography. J. Am. Soc. Brew. Chem., 49, 65-73

Van der Rest M., Kamminga A.H., Nakano A., Anraku Y., Poolman W.N., (1995),

The plasma membrane of Saccharomyces cerevisiae: structure, function and

biogenesis. Microbiological Reviews, 59, 304-22.

Verstrepen K.J., Van Laere S.D.M., Vercammen J., Derdelinckx G., Dufour J.P.,

Pretorius I.S., (2004), The Saccharomyces cerevisiae alcohol acetyl transferase Atf1p

is localized in lipid particles. Yeast, 21, 367–376.

132

Verstrepen, K. J., Derdelinckx G., Dufour J. Winderickx, P., Thevelein, Pretorius J. J.

M. I. S., and Delvaux F. R.., (2003), Flavor-active esters: adding fruitiness to beer. J.

Biosci. Bioeng. 96, 110-118.

Vrieling A. M., (1978), Agitated fermentation in high fermenters. Eur Brew Conv

Monogr 5, 135-144

Wainwright, T., (1973), Diacetyl - A review. Part 1 - Analytical and biochemical

considerations: Part 2 - brewing experience. J. Inst. Brew. 79, 451-470.

Walker, G. M., (2000), Yeast physiology and biotechnology. Chichester: Wiley.

Walker, G.M., Birch, R.M., Chandrasena, G. and Maynard, A.I., (1996), Magnesium,

calcium and fermentative metabolism in industrial yeast. J. Am. Soc. Brew. Chem.,

54, 13-18.

Wang S.S. and Brandriss M.C., (1987), Proline utilization in Saccharomyces

cerevisiae: sequence, regulation, and mitochondrial localization of the PUT1 gene

product. Molecular and Cellular Biology 7, 4431-4440.

White, C. and Zainasheff, J., (2010), Yeast: The Practical Guide to Beer

Fermentation. Colorado: Brewers Publications.

Yamauchi, Y., Okamoto, T., Murayama, H., Kajino, K., Nagara, A. and Noguchi, K.,

(1995), Rapid maturation of beer using an immobilized yeast bioreactor. 2. Balance

of total diacetyl reduction and regeneration. Journal of Biotechnology, 38, 109-116.

Yonezawa, T., and Fushiki, T., (2002), Testing for taste and flavour of beer. In

Analysis of Taste and Aroma. Vol. 21. Jackson, J.F. and Linskens, H.F. New York:

Springer, 29-45.

133

Përmbledhje

Gjatë fermentimit të mushtit, qelizat e majasë konsumojnë sheqernat e mushtit dhe i

konverton në etanol, CO2 dhe nënprodukte tjera metabolike. Alkoolet e larta, esteret

dhe diacetili janë komponimet kryesore të prodhuara nga maja, të cilat përcaktojnë

cilësinë finale të birrës. Ndërsa alkoolet e larta dhe esteret janë komponime të

dëshirueshme të një birrë të këndshme, diacetili është i komponim i padëshiruar dhe i

jep birrës shije të papëlqyeshme. Qëllimi i këtij punimi ka qenë hulumtimi i ndikimit

peshës specifike e mushtit, të temperaturës së fermentimit dhe presionit të CO2 në

formimin e alkooleve të larta dhe diacetilit gjatë fermentimit primar të birrës me

majanë Saccharomyces carlbergensis. Formimi i këtyre komponimeve është studiuar

në temperatura të ndryshme të fermentimit (10oC, 12

oC dhe 14

oC), me ekstrakt

origjinal të lart të mushtit (10.5, 13 dhe 15%) dhe me presion të ndryshëm të

fermentimit prej 0.25-1.0 bar. Rezultatet e fituara tregojnë së me rritja e peshë

specifike të mushtit rezulton në fermentim të ngadalshëm, jo të plotë, rritje të nivelit

të alkooleve të larta dhe diacetilit. Me rritje e temperaturës rritet shpejtësia e

fermentimit, formimit të alkooleve të larta dhe diacetilit. Në temperaturë të

fermentimi prej 12°C tregoi cilësi shumë të mirë të birrës finale. Ndërsa me rritjen e

presionit të dyoksidit të karbonit ulet niveli formimi i alkooleve të larta dhe estereve

në birrën përfundimtare.

Fjalë kyçe: Fermentimi i birrës, Saccharomyces carlbergensis, temperatura,

mushti me peshe specifike të lart, presioni i CO2, diacetili, alkoolet e

larta, esteret.

Abstrakt

During beer fermentation, yeast cells consume wort sugars and convert those into

ethanol, CO2 and other metabolic by-products. Higher alcohols, esters and diacetyl are

the key elements produced by yeast, which determine the final quality of the beer.

While higher alcohols and esters are desirable constituents of a pleasant beer, diacetyl

is unwanted compound and gives beer an unpleasant taste.The aim of this study was

to determine the influence of fermentation temperature, wort gravity and fermentation

pressure during primary fermentationon on formation of diacetyl and higher alcohols

during primary fermentation using Saccharomyces carlbergensis. Formation of these

compounds has been studied at different fermentation temperatures (10 o

C, 12 o

C and

14oC), with various original wort gravity (10.5, 13 and 15 %) and with various CO2

fermentation pressure 0.25-1.0 bar.The obtained results showed that the high-wort

gravity resulted in the slower and incomplete fermentation, increased higher alcohols

and diacetyl level. With the increase of fermentation temperature the rate of wort

fermentation was increased, the higher amount of higher alcohols and diacetyl was

formed. Beer produced at fermentation temperature of 12°C showed very good

quality. While with the increase of carbon dioxide pressure the level of esters

formation and higher alcohols were decreased in the final beer.

Keywords: Beer fermentation, Saccharomyces carlbergensis, temperature, high-

gravity brewing, CO2 pressure, diacetyl, higher alcohols, esters.

universiteti i tiranËs fakulteti i shkencave tË natyrËs

Documents