Alla inlägg av Henrik

En sammanfattning av biokemin bakom ölbryggning och hur du själv kan brygga en perfekt öl

Vi börjar med att kolla på baksidan av en burk Sandels. Där hittar vi en ingrediensförteckning som berättar att burken innehåller vatten, kornmalt, kornstärkelse och humle.[1] Tillsammans med jäst är dessa de viktigaste ingredienserna i vilken som helst bryggprocess. Dock kan råvarorna skilja sig märkbart från varandra: Malten behöver inte endast bestå av kornmalt, utan kan också bestå av flera sorters sädesslag, t.ex. vete. Detta beror på vilken stil man siktar på och hurdan färg man vill ha i slutprodukten. Humlesorten är ytterst viktig vad angår slutproduktens smak. Vattnets egenskaper har också en viktig inverkan, dock är justering av vattnets saltnivåer inget man borde fundera på som nybörjare. Sist men absolut inte minst, bryggjästen Saccharomyces cerevisiae. Den mest framstående reaktionen som bryggjästen utför är då den metaboliserar enkla sockerarter till alkohol – främst etanol – och koldioxid. Utöver detta bildas många sidoprodukter. Beroende på sorten kan jästen producera väldoftande och fruktiga estrar (framstående i belgiska ölsorter) eller fenoler som ger smak och doft av kryddnejlika (vanligt hos tyska ölsorter).

Före man börjar blanda och koka är det viktigt att tillgodose utrustningens renhet. Det finns få ölnjutare som uppskattar smaken av svavel, smör, mögel och använda tepåsar. Genom att hålla redskapen rena kan dessa smaker undvikas. Renhet borde vara alla bryggares högsta prioritet, och det är enkelt att märka ett uppsving i kvaliteten om man investerar i rengöringsprodukter. Å andra sidan är det enkelt att förstöra hela satsen med slarvig rengöring.

Den traditionella bryggprocessen börjar från råvarorna malt och vatten. Malt framställs genom mältning av sädeskorn, vilket innebär att man låter sädeskorn gro i fuktiga förhållanden. På detta sätt görs näringen i frövitan (bild 1) mer tillgänglig för jäsningsprocessen, till vilken vi kommer återkomma senare. Vid mältning frigörs enzymer från aleuronskiktet, och stärkelsen och proteinerna i frövitan börjar konverteras till enklare sockerarter, aminosyror, och lipider, som nu blir tillgängliga för grodden. Om man låter sädeskornet fortsätta gro, får man en ny planta. Detta är inte önskvärt, eftersom man vill använda resurserna som näring till bryggjästen, och därför avlägsnas allt vatten från fröet genom torkning så att groddens framfart avstannar. Ofta rostas också malten, där flera unika smaker (bl.a. kola och nöt) kan uppstå som resultat av olika Maillardreaktioner.

BILD 1: Enkelt schema som illustrerar en kornkärnas anatomi.

Av krossad malt framställs vört, med andra ord sockerlösningen som användas vid jäsning. Först innehåller malten främst stärkelse, som inte kan användas för jäsning med vanlig bryggjäst. Uppvärmning av malten i vattenlösning aktiverar däremot flera enzymer: Här kommer enzymerna α- och β-amylas in i bilden. Enzymerna spjälkar stärkelsen till enklare sockerarter som kan jäsas av bryggjästen. Enzymerna har olika optimumområden vid olika pH-värden och temperaturer, och därmed kan man kontrollera vilka sorters socker som hamnar i vörten. I bild 2 har ett diagram skissats för att illustrera de olika enzymernas funktionsområden. α-Amylas är aktivt vid högre temperaturer och pH-värden, och producerar mera svårjästa sockerarter, medan β-amylasets optimumområde ligger vid lägre temperatur och pH, och producerar enklare sockerarter. På detta sätt är det möjligt att kontrollera sockerarterna och följaktligen slutproduktens smak.

BILD 2: Förenklat diagram över olika enzymers typiska funktionsområden (temperatur och pH), anpassat från ”How to Brew”[2]. Vid gelatiniseringen (också svällning) bryts de intermolekylära bindningarna mellan stärkelsemolekylerna

Efter framställningen av vört tillsätts humlen under kokning, vilket ger ölen dess beska. Egenskapen härstammar främst från humuloner, eller α-syror, vilka genom isomerisering (bild 3) konverteras till iso-humuloner. Här inverkar också oxideringen av lupuloner, eller β-syror, på beskheten, men till en mindre grad. Själva humlearomen beror på humlesorten, och uppstår genom ett komplicerat samspel av olika eteriska oljor.

BILD 3: Isomerisering av α-syror bidrar till ölens beska[3].

Nu är ölen nästan färdig, men två ingredienser fattas fortfarande: alkoholer och bubblor. Dessa ingredienser förses av jästen Saccharomyces cerevisiae, vars namn betyder ”ölsockersvamp”. Denna encelliga organism utnyttjar sockerarterna i vörten för att föröka sig asexuellt via knoppning och bildar alkoholer och koldioxid (bubblor) som biprodukter. Generellt förbrukas de enklaste sockerarterna först (bild 4), det vill säga monosackariderna, och stegvis övergår jästen till att utnyttja mer komplexa sockerarter som maltos (huvudbeståndsdelen i vört, en disackarid), maltotrios (trisackarid), och dextriner (oligosackarider, fermenteras inte av vanlig bryggjäst).

BILD 4: Generellt börjar jästen med att utnyttja enkla sockerarter och förflyttar sig stegvis till mera komplexa socker

Jästens roll inom bryggning har inte alltid varit känd. Enligt den tyska renhetslagen för ölbryggning (tyska: Reinheitsgebot) som fastställdes 1516 av en grupp bayerska bryggherrar, var de enda tillåtna ingredienserna malt, humle, och vatten. Jäsningen ansågs av dåtidens vetenskapare vara en reaktion som katalyseras av luften, och att jästen var en biprodukt som bildades vid jäsningen. Trots att jästens centrala roll inte då var känd, var bagare och bryggare medvetna om att det var viktigt att överföra en liten mängd jäst från föregående sats till nästa.

För att sammanfatta den traditionella bryggprocessen har jag sammanställt ett enkelt schema (bild 5). Den slutliga smakprofilen och utseendet varierar med olika sorters malt, humle och jäst. Tack vare väl utvecklade recept som är enkla att följa är det inte nödvändigt att förstå processerna i detalj, det räcker med att känna igen de enskilda stegen och deras syften.

BILD 5: Sammanfattande schema över bryggprocessen.

Oberoende om du är biokemist eller inte, är ölbryggning en hobby som kan vara otroligt givande då man sätter sig in i den. Intresset kräver inte att du tömmer ditt besparingskonto, även om det nog finns utrustning som förutsätter det. Det jag anser är viktigast är att bli beläst inom ämnet, och därför kan du också komma billigt undan om du först bekantar dig med teori och metoder. Internet är som alltid en god informationskälla, men det kan vara svårt att hitta pålitlig information bland alla myriader. Själv började jag med John Palmers bok ”How to Brew”[2] (bild 6), som rekommenderats av många andra hemmabryggare. Boken har agerat som huvudsaklig källa för inlägget.

BILD 6: Boken “How to Brew” är en god källa för vem som helst som vill brygga sin egen öl.

Att brygga egen öl kan vara enkelt och kräver inte nödvändigtvis mycket utrymme eller sofistikerad utrustning. Vill man göra det enklare för sig själv kan man använda färdiga maltextrakt. Detta innebär dock att du hoppar över det som jag själv anser vara det intressantaste steget, nämligen att framställa egen vört. Enklare betyder inte nödvändigtvis alltid sämre, och även mer erfarna bryggare använder sig av extrakt.

I detta inlägg har ölbryggningens kemiska och biokemiska grunder diskuterats, och processen från grundläggande råvaror till slutlig produkt har beskrivits. Utöver skapandet av unika smakupplevelser kan denna kunskap också utnyttjas till industriella syften. Med biobränslens framfart, i synnerhet bioetanol, har det blivit alltmer väsentligt att kunna utvinna jäsbar biomassa ur bioavfall. Denna kunskap är möjligen en av de avgörande faktorerna i framtida framställandet av hållbara bränslen.

Källor

[1] Foodie.fi. https://www.foodie.fi/ (06.09.2021).
[2] a) Palmer, J. How to Brew, 4:e upplagan; Brewers Publications, CO; 2017. b) Palmer, J. How to Brew, Everything You Need to Know to Brew Beer Right the First Time. http://howtobrew.com/ (06.09.2021). Hemsida med kostnadsfri version av den första utgåvan.
[3] Urban, J.; Dahlberg, C.; Carroll, B.; Kaminsky, W. Absolute Configuration of Beer’s Bitter Compounds. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1553–1555.

Socker förklarade med gangsigns – minnesregler för kolhydrater

I naturen är kolhydraterna bland de viktigaste biomolekylerna och utgör majoriteten av biosfärens biomassa. Cellulosa är en viktig strukturell komponent i växters cellväggar och deoxiribos är en beståndsdel i den livsviktiga DNA-molekylen. I molekylärcellbiologi är kolhydraterna de mest versatila informationsbärarna. Igenkänning av celler är ofta resultat av interaktioner med kolhydrater. Som ett exempel bestäms blodgrupper av hur ett antigen på den röda blodcellens yta har modifierats med kolhydrater. Industriellt används syntetiskt modifierade kolhydrater inom bland annat medicin-, mat- och klädindustrin. När det gäller forskning kan syntetiska metoder användas för att studera kolhydrater som är svåra att isolera eller annars inte är tillgängliga.

Kolhydraterna är med andra ord ytterst mångsidiga molekyler och för ett oerfaret öga är det ofta krångligt att åtskilja två socker. De som gått livets hårda skola (på finska: elämäm koulu) har väl vid något tillfälle använt sig av gangsigns för att uttrycka sig. Hör och häpna, dessa kan också användas för att komma ihåg och åtskilja socker. Genom att räkna binärt med fingrarna är det möjligt att lära sig olika sockers strukturer och namn utan större ansträngning.

”Sockerpappa” har inget med kolhydrater att göra, men är liksom kolhydrater ett mångsidigt begrepp med flera betydelser. Observera att aspartam inte är en kolhydrat, utan en peptid.

Men vilka molekyler definieras som kolhydrater? En tidig definition på kolhydrater var föreningar som hade den empiriska formeln Cm(H2O)n.[1,2] Formeln säger i stort sett att kolhydrater är hydrater av kol.[3] Dock finns en stor mängd kolhydrater som bryter denna definition (t.ex. det tidigare nämnda deoxiriboset). Därför talas det oftare om monosackarider och dess derivat, samt oligosackarider.[4]

När man i vardagligt tal pratar om socker så syftar man på disackariden sackaros. Det kemiska begreppet för socker är mycket bredare.

Organiska molekyler består oftasts av kolkedjor med varierande funktionella grupper och socker passar bra in i denna kategori. En vanlig egenskap som en stor mängd organiska molekyler innehar är asymmetri hos kolatomen, mer känt som kiralitet. Kolatomer brukar bilda fyra bindningar till andra atomer och om kolatomen binder till fyra substituenter som alla är olika varandra, så är kolatomen i fråga kiral. Etanolmolekylen – många studerandes favoritmolekyl – innehåller inte en enda kiral atom. Om du försöker byta plats på två substituenter får du samma molekyl som resultat. Byter du däremot plats på två substituenter hos en kiral kolatom, så får du en annan molekyl med andra fysiska och kemiska egenskaper. Ett gott men tragiskt exempel är medicinen talidomid som väntande mödrar under 50-60 -talsskiftet använde mot graviditetsillamående. Medicinen är en molekyl som innehåller ett kiralt center. Den ena formen har inga sidoeffekter och har önskad verkan, medan den andra formen är en teratogen och leder till deformationer och skador på nervsystemet hos fostret.[5]


Dessa två aminosyror är varandras enantiomerer (spegelbilder). Kolet i mitten är kiralt och byter man plats på två substituenter får man den andra molekylen som resultat. Bild från Wikipedia (16-03-2020) https://en.wikipedia.org/wiki/Chirality_(chemistry)#/media/File:Chirality_with_hands.svg (Public Domain)
D- och L-glukos är varandras enantiomerer (spegelbilder).

De flesta socker innehåller flera kirala kolatomer och då antalet ökar blir det snabbt svårt att hålla reda på olika socker. Antalet unika socker beror på hur många kirala kolatomer ett socker innehåller och kan beskrivas med 2n. Detta betyder att aldohexoserna som innehåller 4 kirala kolatomer har 16 unika kombinationer. För att hålla koll på dessa används en Fischer-projektion.

Fischer-projektionen är – liksom namnet antyder – ett sätt att projicera molekyler på ett tvådimensionellt plan. Till skillnad från den vanligtvis använda skelettformeln visar Fischer-projektionen alltid de kirala kolens konfigurationer.[6] Konversionen mellan Fischer-projektion och skelettformel är kanske först inte helt uppenbart. Följande YouTube-video visualiserar bra hur konversionen kan göras (1:20-2:00).

Tidigare nämndes det att aldohexoserna har 16 unika kombinationer, som kan delas upp i 8 olika socker där var och ett socker har en spegelbild. Låt oss ignorera spegelbilderna så behöver vi inte komma ihåg lika mycket. Aldohexoserna presenteras i följande bild. Det finns en minnesramsa för att komma ihåg deras namn och den går på följande vis: ”All Altruists Gladly Make Gum In Gallon Tanks”.[7]

Aldohexosers Fischer-projektioner i nummerordning (binärt och decimalt)

Också strukturerna är enkla att komma ihåg om man tänker sig att sockrenas Fischer-projektioner är representationer av binära tal. Hydroxylgrupper (-OH) som pekar mot höger har värdet 0, medan grupper som pekar mot vänster har värdet 1.[7]

Här kommer gangsigns och dina händer med i bilden. Om du ska tenta allt det ovannämnda så är det tyvärr inte tillåtet att ta med en luntlapp till tenten.[8] Däremot kan övervakaren av tenttillfället inte hindra dig ifrån att ha med dig dina händer. (Som ni kanske förstår skulle det då vara omöjligt att skriva tent.) Detta kan utnyttjas genom att under tenttillfället ”throw:a gangsigns”. I stället för aldehydgruppen (-CHO) som pekar uppåt på pappret, pekar din tumme upp i luften. Dina fingerspetsar visar åt vilket håll hydroxylgrupperna (-OH) pekar. Sen kan du räkna dina fingrar binärt i takt med minnesramsan. Vilken hand som används har ingen skillnad så länge som fingrarna visar åt rätt håll. I följande bilder ser du mina två personliga favoriter. Kan du lista ut vilka socker som händerna visar?

I bilden visar den vänstra handen D-galaktos (0110 eller 6). Gesten kan också vara till nytta under Tuska-festivalen.
Den högra handen visar D-glukos (0010 eller 2). En gammal hederlig ”sii dej”.

Konceptet kan vid behov användas som minnesregel även för kortare sockerkedjor. Då ligger begränsningen endast i hur kreativ man är att hitta på en ny ramsa. Vid behov kan fingrar på andra handen[9] kombineras och i ytterst sällsynta fall även tår. Dock vore detta opraktiskt eftersom man då behöver en apas vighet och dessutom måste ta av sig strumporna och sprida fotsvettlukt i tentsalen. De flesta socker kan räknas på en hand om man tar tummen till hjälp och redan socker som kräver två händer är sällsynta.

Tillägg / Referenser:

  1. Empirisk formel: En formel som berättar förhållandet mellan olika atomer i en kemisk förening.
  2. m och n är positiva heltal. Observera att H2O = vatten, men detta betyder inte nödvändigtvis att molekylen innehåller vatten i dess sanna bemärkelse.
  3. Hydrat: En kemisk förening som innehåller vatten eller dess beståndsdelar.
  4. Monosackarid (eller socker): En organisk molekyl som innehåller en aldehyd eller keton, och flera hydroxylgrupper.
  5. Thalidomide: From Wikipedia, the free encyclopedia, hämtat 16.03.2020, https://en.wikipedia.org/wiki/Thalidomide
  6. Konfiguration: Det vill säga hur de olika substituenterna är arrangerade i förhållande till varandra.
  7. S. Zheng (2015), J. Chem. Educ., 92(2), s. 395—398, DOI: 10.1021/ed500254x
  8. Relevant om du går kursen Biologinen Kemia (KEK205).
  9. …om du råkar äga två händer.

Klubben anno 90 – Infernaliska dammiddagar och en glödande het bastukamin

På onsdagskvällen under Klubben 50-veckan samlades Klubbens 90-talister för att diskutera allt mellan tryckfel och dammiddagar. Under 90-talet lär det ha varit flera musikuppträdanden på klubben, något som man inte stöter på väldigt ofta längre. Spektrum har haft ett eget band på 80-talet ”Henry and the Hotdogs”, som lär ha varit världens bästa spektrala band. Diskussionskvällen öppnades med en inspelning med svängande musik från ett uppträdande med ”Henry and the Hotdogs”.

Henry and the Hotdogs. Från vänster: Anders Svahn (basgitarr), Henrik Svahn (sång & gitarr) & Thomas Witting (sång & gitarr). Bilden är från Spektraklet 2/82.

Klubben har länge delats med föreningen Svenska Naturvetarklubben (SvNK) och har varit ett gemensamt hem för båda föreningarna. Flera namn används för medlemmar i SvNK. Oftast används det naturliga uttrycket ”Svunkare”, men också uttrycket ”Betare” existerar. ”Betare” lär härstamma från ett tryckfel i Spektrums årsberättelse 1985. Under årsmötet 1986 högläste dåvarande ordförande Nikke Forsström årsberättelsen, i vilken det stod skrivet ”Svenska Naturbetarklubben”. Även ”Svunkarna” fann tryckfelet underhållande och började senare använda uttrycket.

Förhållandena mellan föreningarna har varierat under årens gång. Samarbetet har skiftat från en kalender fullspäckad med gemensamma evenemang till inget gemensamt program alls. Relationerna har för det mesta varit goda, men har ibland fått en stöt i kanten. Spektrums eget KM-skåp var alltid välfyllt. Dock hade ”Betarna” inte alltid lika god koll på sina förråd och tog sig ibland friheten att bryta sig in i Spektrums KM-skåp. Planering av starka drycker verkade inte vara deras starka sida.

Klubben har under tiderna haft en fast telefon dit man kan ringa. Telefonen har främst använts till att uppdatera sig om läget på klubben. Till en början kunde man hålla långa samtal om läget, men på senare tider kunde man bara få en lur slagen i örat om man ringde till Klubben. På det sättet fick man veta att någon är på Klubben och kort därefter var man redan på sin väg till en fest.

Dam- och herrmiddagarna är en tradition som lever kvar på Klubben ännu idag. Dessa middagar består alltså av en välplanerad temasits med öppen bar och har både i tiderna och på senare dagar brukat avslutas i större oordning. Teman verkar också vara återkommande. När den gamla generationen byts ut till en ny tenderar också minnet av gångna teman försvinna, om det ens vid utgångsläget finns kvar ett minne av temat. Till exempel hade dammiddagen år 1987 temat ”kvinnofängelse”, vilket är samma tema som användes vid föregående dammiddag (november 2019).

En dammiddag som diskuterades ingående var dammiddagen med temat ”inferno”. Damerna kom till helvetet på grund av någon påhittad synd som dom utfört (t.ex. mördare). Även herrarna var med i hela teatern och hade klätt sig ut till vissa syndare. Bland annat följande syndare presenterades och fick sina domar:

Slavhandlaren:
– Synd: Idkat slavhandel.
– Straff: Piskas till medvetslöshet varje dag i evigheternas evighet.

Professor Trist-Tråkmånsson:
– Synd: Har motsatt sig att studenterna festar.
– Straff: Tvingas häva kolven varje dag i evigheternas evighet.

Studerande Lindholm:
– Synd: Varit lat och fuskat i en tent.
– Straff: Labba med Henrik Konschin varje dag i evigheternas evighet. (HK lär ha tagit detta med humor.)

Här kan ni höra Bosse Österberg som berättar mer om dam- och herrmiddagar:

Spektrum är för tillfället i en guldålder då det gäller klubbar som går under föreningens namn. Som några exempel kan nämnas bokklubben, futsal-laget Spektrum FC och kanonkommittén. I tiderna har också ”ZZ Top-visans vänner” existerat, en förening vars språk är svenska och hemorten ligger i Texas. Dessa tider så lyssnade många spektrumiter på ZZ Top, och idén till en ny förening uppstod under sena timmar på en fest, när en sångbok öppnades och man började sjunga visor i takt till ZZ Tops låtar. I princip existerar föreningen ännu eftersom dess stadgar säger att den endast kan avslutas efter ett enhälligt beslut från ZZ Top.

Varje år efter årsmötet i februari – och på senare tid också efter valmötet i november – har spektrumiter haft som tradition att spela ölspelet. Spelet består av ett spelbräde med kort, mycket liknande monopol, och går ut på att förflytta sig på spelplanen med tärningskast och därefter utföra en uppgift. Ursprungsversionen tillverkades av Sigma i Åbo och skänktes till Spektrum som årsfestsgåva år 1992, men har efter det varit spårlöst försvunnet. Istället har en alternativ version tillverkats och varit i bruk tills dagsläget. Före Klubben 50 jubileet hade Antti Hjelt städat på sin vind och till sin förvåning hittat originalversionen av ölspelet. Under högtidliga gester överräckte Antti, ur en S-market plastpåse, det ursprungliga Ölspelet tillsammans med originalregler till nästa generation spektrumiter. Vi är väldigt tacksamma för denna gåva och ser fram mot att få fördjupa oss i den traditionella versionen och utforska de klassiska reglerna.

Antti Hjelt presenterade och överräckte det ursprungliga ölspelet (tillsammans med medföljande S-market plastpåse).

HUS-rundan ordnades första gången när 90-talisterna var aktiva och målet för den första rundan var enkelt: att inmundiga så många stop som möjligt under kvällen. Senare började också ett poängsystem följas. Låter väl lite som Vasagatan? Ylonz är ett evenemang som funnits länge och samlar årligen många deltagare och brukar kallas för det näst största idrottsevenemanget i svenskfinland. Evenemanget skiljer sig från de två föregående, men faller inom samma kategori. Aslak Fellman nämnde också ”snägäriappron” som ordnades i oktober 2018. Detta förde de äldres minne direkt till pizza-xqrr:en som en gång ordnades. Ett gäng åkte på turné till pizzerior i Borgå och Lahtis och avslutade sin runda på Rodolfo i närheten av Klubben.

Bastubadning är en aktivitet som Spektrumiter tillägnat sig åt flitigt. Gulisbastun återkommer varje år under den inledande gulisveckan, och bastu i samband med möten och flera evenemang brukar också vara vanligt. Tecken av flitigt bastubadande finns också från gångna tider. Under en vistelse vid Teknologföreningens (TF) sportstuga lär Kaj Nordlund ha uttryckt sig om bastun ”att den där får ni inte värmt till över 90 grader”. En ivrig Toffa har sedan eldat bastun i flera timmar tills kaminens gjutjärnsgaller smalt. Kaj har sedan kunnat konstatera ”att visst går den här bastun upp till 130”.

Redaktionen har under äldre år, liksom också nu, haft mycket roligt och jobbat hårt för att producera Spektraklet. Den som någonsin har skrivit vet att kreativiteten inte alltid är på topp, vilket demonstreras väl av ledaren i Spektraklet 1/89. Hittar man inte på något att säga så kan man alltid börja med dagens väder. (Tips till er alla!)

Ledaren i Spektraklet 1/89. Varma vintrar fanns också förr.

Till skillnad från dagsläget då tidningen utkommer som bloggformat, trycktes varje nummer förr. Ett av numren som orsakade mycket huvudbry för tryckarna var Spektraklet 3/90 (Survival Spektraklet), som hade designats så att det kunde vändas ut och in. Designen var mycket versatil och tidningen kunde vikas till ett kamouflagepapper så att man ute i Syndalens skogar kunde läsa Spektraklet utan att Herr Löjtnant märkte det, eller alternativt vika tidningen så att den hade en pärm med ”Topologia II” skrivet på framsidan och därmed undgå professorers vassa blickar då man inte pluggade deras kurser.

Användarmanual för Survival Spektraklet (3/90)
Kamouflagepapper för ’stealth’-missions ute i skogen.
Och en pärm för ’stealth’-missions i föreläsningssalen.