Проблемы плотного пивоварения Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Проблемы

плотного пивоварения

Т.И. Филимонова, О.А. Борисенко, Т.П. Рыжова, К.В. Кобелев

ГУ ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

В связи с расширением ассортимента пивоваренной продукции, увеличением выпуска сортового пива и внедрением технологии плотного пивоварения необходимо решить вопросы, возникающие при сбраживании сусла с высокой начальной экстрактивнос-тью. При сбраживании плотного сусла приходится сталкиваться с рядом трудностей — ухудшением состояния дрожжей, замедлением скорости процесса брожения, изменением вкуса и аромата пива.

Дрожжи. Осмотический стресс, вызываемый высоким содержанием сбраживаемых углеводов, и высокое содержание спирта, образующегося в процессе сбраживания, неблагоприятно влияют на жизнеспособность и физиологическое состояние дрожжей. Осмотическое давление и спирт увеличивают склонность дрожжей к автолизу и приводят к снижению бродильной способности дрожжей. Этанол воздействует на мембраны клетки, что сопровождается изменением липидного двойного слоя, влечет за собой нарушение целостности клетки.

Для высокоплотного пивоварения пригодны дрожжи, которые могут успешно выдерживать высокое осмотическое давление и повышенное содержание спирта. Здоровье и жизнеспособность дрожжей определяются генетическими свойствами. Более сильные расы пивных дрожжей лучше противостоят неблагоприятным воздействиям и меньше подвержены мутациям по сравнению со средними.

Как сообщалось ранее, в среде с содержанием 9 % этанола у большинства рас пивных дрожжей полностью тормозится способность к размножению. К высоким концентрациям спирта устойчивы расы пивных дрожжей: 11, 149, Юл и 145. Они сохраняют способность к некоторому увеличению биомассы даже при содержании спирта в количестве 12 %[1]. Более быстрое забраживание плотного 17 и 23%-ного сусла и быстрое и эффективное снижение экстракта осуществляют расы ЮЛ и 145 [2].

Норму введения дрожжей рас ЮЛ и 145 при сбраживании плотного сусла

приходится увеличивать до 40 млн/ см3. Более низкая норма введения дрожжей 30 млн/см3 нерентабельна — процесс сбраживания удлиняется почти на сутки.

При сбраживании сусла высокой плотности дрожжами рас ЮЛ и 145 не наблюдали потери жизнеспособности дрожжевых клеток от неблагоприятного воздействия алкогольного и осмотического стресса: количество мертвых клеток не превышало 5 %, а почкующихся было не ниже 30 %.

Вкус и аромат пива. В процессе плотного пивоварения изменяются вкус и аромат пива. Сбраживание сусла высокой плотности приводит к образованию больших количеств аромато-образующих веществ. При этом снижается содержание высших спиртов, что может быть обусловлено лучшим снабжением дрожжей аминокислотами, а содержание эфиров, наоборот, увеличивается пропорционально плотности сусла. Однако значительное (до 16 %) увеличение плотности может способствовать образованию непропорционально высокого количества эфиров (этилацетата и изоамилацетата) [3]. Увеличение начальной экстрактивно-сти сусла до 20 % приводит к 4-8-кратному увеличению содержания эфиров в пиве [4]. Снижение содержания эфи-ров в плотном пивоварении весьма желательно. В некоторой степени решить проблему можно путем интенсивной аэрации сусла, введением повышенных количеств живых дрожжевых клеток и подбором специальных рас дрожжей. Активные и жизнеспособные расы дрожжей биохимически отличаются от средних дрожжей по отношению к точке, при которой они образуют различные конечные продукты и привкусы.

Аэрация сусла. Достаточная аэрация в первые часы после задачи дрожжей позволяет значительно уменьшить содержание эфиров в пиве. Особенно эффективна струйная аэрация через 2; 24 и 40 ч после введения дрожжей в сусло. Она позволяет вдвое сократить содержание эфиров в плотном пиве. Кроме того, имеется еще один положительный аспект в использовании повторной многоразовой аэрации при вы-

сокоплотном пивоварении: благоприятное влияние на уровень эндогенной антиоксидантной активности в пиве. Антиоксидантная активность пива связана с присутствием сульфитов, которые дрожжи продуцируют во время брожения и таким образом предохраняют готовое пиво от окислительного старения [5]. Оптимальные условия аэрации обеспечивают нужный уровень антиоксидантной активности, позволяют улучшить органолептические качества пива и увеличить скорость сбраживания плотного сусла.

С другой стороны, приходится учитывать, что появление в сусле излишка кислорода, который не будет израсходован дрожжами, приводит к ухудшению стабильности вкуса без пропорционального увеличения скорости сбраживания. Избыток кислорода приводит к высокому эфирообразованию и в результате получается пиво с фруктовым запахом.

Перед введением дрожжей расы ЮЛ требуется максимальное насыщение сусла кислородом, что обеспечивает оптимальные условия для размножения дрожжевых клеток и на 10 % сокращает длительность процесса сбраживания. Кислород быстро поглощается дрожжевыми клетками и через 1 ч в сусле уже не обнаруживается [6]. Аэрация самой дрожжевой массы перед введением дрожжей в сусло малоэффективна.

Температурный режим. Чтобы процесс сбраживания плотного сусла проходил в допустимых временных рамках, необходимо изменить некоторые технологические параметры. Наиболее существенный фактор, стимулирующий ускорение сбраживания плотного сусла, — температурный режим. С другой стороны, повышенная температура сбраживания оказывает несомненное влияние на разные компоненты вкуса и аромата пива. Для низового брожения максимальная температура 20 °С, но при этом пиво получается более низкого качества с иным составом метаболитов и более пустое по вкусовым показателям. Кроме того, с повышением температуры усиливается токсичное действие этанола на дрожжевые клетки.

Наблюдается следующая зависимость компонентов вкуса и аромата пива от температуры: образование высших спиртов и фенилацетата увеличивается в интервале температур от 10 до 20 °С, в то время как образование изоамилацетата и этилацетата имеет температурный оптимум около 15 °С. Кроме того, при высоких температурах более интенсивно образуются вицинальные дикетоны. Сравнительное изучение образования побочных

3•2006

26

продуктов брожения при 10 и 16 °С показало, что повышение температуры в меньшей степени сказывается на количестве высших спиртов по сравнению с увеличением содержания эфиров [7]. Количество этилацетата и изоамилацетата увеличивалось в 1,4 раза, этилгексаната — в 3,4 раза, в то время как увеличения содержания изоамилового и фенилэтилового спиртов не было.

В некоторых случаях используют битермальный температурный режим брожения, при котором в начале брожения до стадии высоких завитков температуру сбраживаемого сусла поддерживают более низкой, а затем на короткий период ее повышают [3]. Температура, повышенная в конце брожения до 17 °С, необходима для регулирования содержания в пиве диацетила и его предшественника а-ацетолактата. Повышение температуры в конце брожения незначительно влияет на содержание летучих соединений, участвующих в формировании вкуса и аромата пива, если выдержка при высокой температуре не затягивается.

В наших экспериментах было получено пиво с удовлетворительной

органолептикой при сбраживании 16%-ного сусла при максимальной температуре 16 °С дрожжами расы №. При использовании дрожжей расы 145 в некоторых случаях чувствуется остающаяся горечь и в аромате пряный эфирный тон. При более интенсивной аэрации сусла вкус пива свежее в случае расы № и чуть более пустой при использовании расы 145. Сбраживание расами № и 145 22%-ного сусла давало пиво со сладковатым привкусом и небольшим винным тоном. Повышенная норма введения дрожжей не сказалась отрицательно на вкусовых качествах пива: дрожжевого привкуса отмечено не было.

Сравнивая интенсивность сбраживания плотного сусла расами дрожжей № и 145, пришли к выводу, что дрожжи расы № по скорости сбраживания на 20-30 % эффективнее по сравнению с дрожжами расы 145.

Таким образом, можно рекомендовать дрожжи расы № для сбраживания сусла плотностью 16 %: максимальная температура брожения 16 °С, норма введения дрожжей в аэрированное сусло — 40 млн дрожжевых клеток на 1 см3 сусла.

ЛИТЕРАТУРА

1. Филимонова Т.И., Несс Е.И., Борисенко О.А., Кобелев К.В. Влияние этанольного и осмотического стресса на пивные дрожжи//Пиво и напитки. 2002. № 5. С. 12-14.

2. Филимонова Т.И., Борисенко О.А., Рыжова Т.П., Кобелев К.В. Расы дрожжей для сбраживания плотного сусла//Пиво и напитки. 2004. № 1. С. 22-24.

3. Стюарт Г. Высокоплотное пивоварение//Спут-ник пивовара. 2000. Весна. С. 27-35.

4. Бамфорт Ч. Вкус и аромат пива: эфиры//Спут-ник пивовара. 2002. Весна. С. 25-27.

5. Uchida M., Ono M. Technological approach to improve beer flavor stability: adjustments of wort aeration in modern fermentation systems using the electron spin resonance method//J ASBC. 2000. Vol. 58. № 1. Р. 30-37.

6. Филимонова Т.И., Борисенко О.А., Рыжова Т.П., Кобелев К.В. Технологические параметры, ускоряющие процесс сбраживания плотного пивного сусла//Пиво и напитки. 2005. № 1. С. 31-33.

7. Titica M., Landaud S., Trelea I.C., Latrille E., Corrieu G., Cheruy A. Modeling of the kinetics of higher alcohol and ester production based on CO2 emission with a view to control of beer flavor by temperature and top pressure//J ASBC. 2000. Vol. 58. № 4. Р. 167-174. &

МИАССКИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫМ ивод

Co дня выпуска г д

*•' ФЕДЕРАЛЬНОЕ rf

Первого пивоваренного завода

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕН КОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

Минипивзаводы ^ м Ресторанные пивоварни ¿Я Емкостное оборудование ЦКТ, Кеги, Мобильные форфасы

Оборудование для производства

-V

кваса и медовухи

шеи и а и технология, И| Г

реализованная в лучшем оборудовании! 456320, Россия, Миасс, Тургоякское шоссе, 1 телефон: (3513) 298-211, 298-190, факс: (3513) 298-222 E-mail: [email protected], www.mmz.ru _»

3 • 2006

27