Kategoriarkiv: Blogg

De bättre spektrala artiklarna

2022, Blogg

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

Lämna en kommentar

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.

2022, Blogg

Mackans tankar kring bodybuilding

Lämna en kommentar

Innan läsaren påbörjar ögna igenom nedanstående understrykes att allt innehåll i artikeln är baserat på skribentens egen upplevelse och åsikt och därav extremt partiskt. Inget härunder bör tolkas som hävdad absolut sanning, dogma eller moralisering till någon som helst grad.

Jag har i ett antal år nu sysslat med mycket sammanbiten styrketräning. Mitt mål kunde kortfattat beskrivas på följande sätt:

Bli exotiskt stark på en stor mängd olika lyft.

Här efterträder en obduktion av föregående tes, därpå ett kort solilokvium angående bastanta målsättningar i största allmänhet, samt ett hälsosamt förhållande till kostuppföljning och kroppsfett.

Timo Lauttamus lyfter sin egen kroppsvikt (93kg) plus 93.65kg

Orsaken att jag valde att säga ’bli stark’ istället för ’bli stor’ är för att det är ojämförbart mycket lättare att följa med styrkeframsteg än storleksframsteg. Man kan helt enkelt och fullständigt objektivt säga att man blev starkare ifall man till exempel lyckas marklyfta 10 kilogram mer än man kunde för en månad sedan, och lyftets form är oförändrad. Tar man dock en titt på sina nedre ryggmuskler, sätesmuskler eller bakre lårmuskler, kommer man att ha mycket svårt att se en skillnad mellan förra månaden och nu. Fortsätter man trots detta samla på sig en stor mängd små personliga rekord, samtidigt som man äter och sover tillräckligt mycket, lyckas man kanske fördubbla sitt tidigare rekord i marklyft på ett antal år. Vid det här laget är det näst intill omöjligt att inte se en skillnad i alla tre muskelgruppernas storlek.

Idén här är att styrkeframsteg är en utmärkt måttstock för storleksframsteg. Det är mycket svårt att se förändringar i muskelstorlek på kort sikt, men långsiktiga, uppföljbara styrkeframsteg är ett fint sätt att säkerställa muskeltillväxt. Välj nån eller några variant(er) av marklyft, knäböj, lodrät press, vågrät press, lodrätt drag och vågrätt drag och slå personligt rekord på personligt rekord. Platå? Finslipa din sömn, din kost och ditt träningsprogram. Med risk för att låta naiv, är det faktiskt så enkelt.

Bortsett från själva träningen är tillräckliga mängder riktig mat, vatten och sömn egentligen allt en människa behöver för att bygga muskler och bli starkare. Det här är egentligen inte så komplicerat. ”Ät som en vuxen” hörde jag nån säga en gång, och det slog hem. Måhända kan kosttillskott ämnade för träning hjälpa en på traven, men jag bryr mig egentligen inte. Jag vill se vad min kropp kan åstadkomma med de mest elementära ingredienserna.

Vikt på stången är ett enhetligt och objektivt sätt att mäta framsteg.

Förutom tillfredsställande rent fysiologiskt i form av endorfiner och andra välbefinnandehormoner kan styrketräning vara ett otroligt intellektuellt givande fritidsintresse. Orsaken är att det finns nästan oändligt mycket att lära sig om hur träningsprogram fungerar. Det är också avsaknaden av denna kunskap som i många fall sätter käppar i hjulen för ens framsteg. I takt med att man blir starkare krävs mer och mer finurliga tekniker för att fortsätta bli det. Jag tycker om framförhållning på den här punkten: när något oväntat händer eller något som tidigare fungerade slutar fungera, har jag en verktygslåda att ta till, i stället för att i panik börja söka lösningar på internet. En annan möjlighet är självklart att anlita en proffstränare, men det är dyrt och ingen annan än jag har all information och alla insikter om mig själv. Jag är övertygad om att jag själv, med tid, kan lära mig bli min egen bästa tränare.

Då det gäller hobbyer, långvariga projekt eller egentligen vilken som helst fritidssysselsättning man vill hålla i liv mer än ett par år, tror jag att det är enormt viktigt att ens underliggande orsak, eller drivkraft, är väl uttänkt. Med det här menar jag inte att ens motivation ska kunna stå emot hård yttre kritik, utan helt enkelt att man själv tycker den är tillräckligt bra. I början var mina mål för styrketräning väldigt flummiga: bli starkare och bygg mer muskler. Jag insåg dock snabbt att de här målen var för sköra för att vara mitt huvudsakliga incitament. Mina mål kunde inte vara något som kan smulas sönder av dåligt humör, motgångar, eller ens långa ofrivilliga pauser i träningen, om de ska hålla livet ut, för då finns det en risk att något som en stund känns viktigare prejar ut träningen, utan att låta den återvända. Mina slutgiltiga mål kan inte heller vara något som är möjligt att slutföra, som en viss vikt på ett visst lyft, för vad gör jag sen? Det krävdes en mer fundamental drivkraft. Nuförtiden är min mycket robust: jag tycker helt enkelt väldigt mycket om att lyfta tunga saker.

Steve Reeves var en känd kroppsbyggare och skådespelare på 50-talet

Lyckas man falla tillräckligt djupt ner i kaninhålet för att börja räkna sina kalorier eller finjustera sin kroppsfettsnivå är det lätt att utveckla ångest av något slag. Det viktigaste då är att fortfarande ha en verklighetsbaserad uppfattning om vad ens kropp behöver, att förstå vad som är realistiskt, och att minnas att ingen mat är bra eller dålig. Huvudsaken är att det man väljer att göra är hållbart i längden, för till och med den mest effektiva, extrema livsstilen spelar ingen som helst roll i slutändan ifall man blir utbränd efter några år.

Internets överflöd av både mer och mindre realistiska men i många fall ohälsosamma kroppsideal är en dessutom fruktansvärd oroskälla, och det krävs en någorlunda stark integritet för att inte förlora sig själv i jämförelser med bilder på andra människor och tro att ens värde ligger i hur smal man är eller hur väl ens muskler syns. `Bodybuilding´ för mig innebär `jag bygger den kropp jag vill ha, på mina egna villkor´ och prioriterar ytterst högt mentalt välbefinnande. Fokus ligger starkt på styrkeutveckling, definitivt, och det är självklart roligt att se sig själv i spegeln och märka att ens muskler har växt, med minst lika viktigt är upprätthållningen av en bekväm och på lång sikt hållbar nivå kroppsfett som bidrar till en normal hormonbalans och en stabil energinivå. De allra flesta mår hur som helst bättre med en lämplig mängd fluff.

Sisyfos rullar en stenbumling uppför en kulle för sjuttiotrettonde gången.

För att avsluta denna artikel, som erkänt tog snarare essälik form, bör det påminnas att allas resa genom livet är annorlunda, likaså deras mål. Detta var föga mer än en inblick i hur jag tänker kring träning. Ifall någon som läser den här artikeln råkar inspireras, kunde jag i samma veva ge några snabba tips: Jag inser att det är otroligt svårt att hitta bra information om träning i det nära oändliga havet av skräp som internet är, men försök ändå hitta några få kvalitativa informationskällor som lär dig bli din egen träningscoach (mycket svåra att hitta, men de finns, fråga traktens langare) och sluka all deras information. Skapa orubbliga vanor. Lär dig av både andras och dina egna misstag. Love the grind.

One must imagine Sisyphus happy.

2021, Blogg

Vitsi kvantdatorer är bra, var får man en?

Lämna en kommentar

I Majstrandens bostäder är det drygt 300 grader för varmt för kvantdatorn.

En av de största utmaningarna för kvantdatorerna är yttre störningar. Som vi beskrev i förra artikeln är superpositionen, där qubiten är både 0 och 1 samtidigt, oerhört känslig och kollapsar väldigt lätt. Dagens kvantdatorer fungerar vid en temperatur på ca 0.2 K, vilket är ungefär -272.95 C. Även denna rysliga kyla är lite för varmt för att uppehålla superposition. Då superpositionen kollapsar blir din qubit, som ursprungligen var både 1 och 0 samtidigt genom svart kvantmagi, en ”normal” bit med ett definitivt värde (antingen 0 eller 1) och vi förlorar information.

En simpel krets som sammanflätar två qubitar.

En längre krets.

I bilderna ovan syns två olika kretsar som kan implementeras på en kvantdator för att utföra något spännande. Operationen “H” i bilderna sätter en qubit i superposition, och för att uppehålla den så genom hela beräkningen måste vi ha en temperatur som är så nära absoluta nollpunkten som möjligt. Ju längre kretsarna är, desto mer sannolikt är det att det sker ett fel.

En annan begränsning är antalet qubitar som kvantdatorerna har i dag. Några av de större kvantdatorerna, bl.a. Googles och IBMs, har kring 50 qubitar. Även om 50 är rätt så många (för en kvantdator) så finns det beräkningar och problem som skulle kräva storleksordningar flera qubitar. En både lovande och icke-intuitiv egenskap är att en större mängd qubitar tycks hålla superpositionerna bättre.

Trots att vi inte ännu har perfekta kvantdatorer så kan vi redan göra nyttiga saker med dem. Kvantdatorer är inte bra på allt, men de saker de är bra på är de väldigt bra på. Det är i huvudsak två områden där en kvantdator kan briljera:

  1. Simulera kvantmekaniska system. Vår värld är i allmänhet väldigt kvantmekanisk och ofta vill man simulera olika system för att försöka förstå hur världen fungerar. Det har visat sig vara väldigt svårt att simulera sådana system med en klassisk dator eftersom simulationen växer exponentiellt då systemet växer. En kvantdator däremot är i sig ett kvantmekaniskt system, vilket innebär att den kan simulera kvantmekaniska system oerhört mera effektivt än en klassisk dator. Problem i den här kategorin kräver ofta inte heller lika många qubitar som problem i kategori 2.
  2. Optimeringsproblem. En kvantdator kan vara väldigt effektiv på att hitta den “bästa” lösningen till problem. Ett bra exempel av ett optimeringsproblem är travelling salesman – problemet, där en handelsman ska besöka ett visst antal städer genom att gå den kortaste rutten. Problemet är väldigt svårt att lösa för en klassisk dator då antalet städer blir stort, eftersom den måste gå genom alla möjliga sträckor och kolla vilken som blir kortast. Det är för tillfället oklart om en kvantdator kan specifikt lösa travelling salesman – problemet effektivare.

Ett område som redan tagit stor nytta av kvantdatorer är beräkningskemin. Beräkningskemi faller in i kategori 1, d.v.s. att simulera kvantmekaniska system. Det har redan länge existerat algoritmer för att simulera och lösa kemiska problem, men störningarna hindrar fortfarande framsteg. För att besegra dessa tappra störningar har man trollat fram en hybrid kvant-klassisk algoritm för att minska på kretsarnas längd. (Kom ihåg att en kort krets är en stabil krets.) Inom fysiken har man redan lyckats simulera enklare kvantmekaniska system som “Hubbard modellen” eller “Ising modellen” där man simulerar elektroner i gitter.

Nästa artikel avslöjar vad framtiden kan ha att erbjuda. En perfekt kvantdator: Uhka vai mahdollisuus? Stay tuned.