Процессы, происходящие при дображивании и созревании пива

Дображивание и созревание пива

При дображивании в результате сбраживания остаточного экстракта молодого пива происходит естественное насыщение его диоксидом углерода. Сбраживание сахаров и созревание пива закан­чиваются неодновременно. Сахара могут быть сброжены, а созрева­ние часто еще продолжается. Поэтому процесс дображивания назы­вают еще и процессом созревания пива.

При созревании происходят преобразование и удаление аромати­ческих веществ, осаждение дрожжей, белково-полифенольных сое­динений и других взвесей.

Дображивание пива

При дображивании пива происходят следующие основные про­цессы: жизнедеятельность дрожжей, насыщение диоксидом углеро­да, осветление.

Жизнедеятельность дрожжей. В первом периоде дображивания дрожжи сбраживают экстракт и оседают, во втором — из клеток дрожжей выделяются различные вещества: аминокислоты, пептиды, витамины, фосфаты, нуклеиновые производные и ферменты. Эти вещества определенным образом формируют вкус пива.

Насыщение диоксидом углерода. При классической технологии в молодом пиве после главного брожения содержится 1,2… 1,0% сбраживаемых углеводов, вследствие чего может осуществляться про­цесс дображивания. В результате его проведения образуется диок­сид углерода, который насыщает пиво.

В молодом пиве, поступившем в аппарат дображивания, массо­вая доля диоксида углерода примерно 0,2%. В готовом пиве массоВая доля диоксида углерода составляет 0,30.. .0,35%. Такая концент­рация является результатом процесса растворения и связывания диоксида углерода.

Растворение диоксида углерода зависит от соотношений давлеНия и температуры. Влияние давления подчиняется закону Генри, согласно которому количество газа, перешедшего в раствор, про­порционально его давлению над раствором. Влияние температуры определяется обратной зависимостью: чем выше давление и ниже температура, тем больше будет растворяться диоксида углерода.

По одному из предположений основная масса диоксида углерода находится в пиве в состоянии перенасыщения, по другому — помимо растворения происходит также химическая связь диоксида углерода с веществами пива: эфирами, этиловым спиртом, белковыми веще­ствами, декстринами, пектинами, хмелевыми смолами.

Между отдельными формами диоксида углерода существует Подвижное равновесие:

Связанный СО2 растворенный СО2 газообразный СО2.

При повышении температуры дображивания на 1 С количество диоксида углерода уменьшается приблизительно на 0,01%.

Кроме того, имеет значение не только давление, но и продолжи­тельность выдержки пива при этом давлении. Растворение диоксида углерода протекает медленно, часть его не успевает раствориться и накапливается над поверхностью пива, создавая в аппарате избы­точное давление от 0,03 до 0,06 МПа, называемое шпунтовым. При периодическом способе брожения пиво должно находиться под постоянным шпунтовым давлением не менее 8 сут, при ускорен­ном—меньше.

Осветление. В процессе дображивания происходит осветление пива. Оно связано с осаждением дрожжей и соединений, вызыва­ющих помутнения. Эти соединения состоят в основном из белковых, горьких и полифенольных веществ, а также из углеводов и неболь­шого количества минеральных веществ.

Процесс осветления пива зависит от ряда факторов: количества и свойств соединений, вызывающих помутнение, температуры пива, интенсивности и продолжительности дображивания, размеров и высоты аппаратов дображивания. Осветление протекает тем быст­рее, чем тяжелее соединения, вызывающие помутнение. В процессе осветления клетки дрожжей подхватывают с собой на дно часть уже выделившихся белковых и хмелевых соединений.

При наличии коллоидных соединений, состоящих из белка и горьких веществ, осаждение происходит только тогда, когда из этих. соединений образуются большие комплексы. Если они появляются только после осаждения пылевидных дрожжей, тогда процесс освет­ления замедляется и в пиве появляется белковое помутнение. Как правило, пиво, полученное с использованием пылевидных дрожжей, особенно при непродолжительном созревании, более мутное, чем пиво, полученное с использованием хлопьевидных дрожжей. Вред­ные для пива бактерии, которые только при очень сильном зараже­нии уже во время созревания вызывают помутнение, не осаждаются или осаждаются очень медленно, так что пиво длительное время остается мутным.

В процессе осветления концентрация азотистых веществ, прежде всего высокомолекулярных, уменьшается примерно на 10%. В зави­симости от интенсивности дображивания и массовой доли сухих веществ начального сусла осаждаются 10…20% антоцианогенов и 3…12% горьких веществ, находящихся в молодом пиве.

На продолжительность осветления влияет и температура пива. Чем она ниже, тем медленнее протекает этот процесс. Под вли­янием холода прежде всего выделяются соединения белка и горьких веществ, которые медленно осаждаются в виде мелкодисперсной мути. В результате значительного охлаждения пива в сочетании с интенсивным дображиванием эти коллоидные соединения укрупня­ются. В таком виде они или осаждаются, или легко удаляются путем фильтрования, что положительно влияет не только на пеностойкость и стабильность пива, но и на формирование его вкуса. Если дображивание пива происходило при плюсовой температуре, т. е. от 2 до 3 °С, а затем температура понизилась до О °С, то возникает помутнение от охлаждения. Такое пиво из-за мелкодисперсности частиц и отсутствия контактных поверхностей (дрожжей, СО;) трудно поддается фильтрованию. При теплом режиме дображивания стимулируется действие протеолитических ферментов дрожжей, вследствие чего выделяется дрожжевой белок, отрицательно влияю­щий на свойства пива, и прежде всего на его вкус. Например, при слишком теплом режиме дображивания и при высоком содержании дрожжей в молодом пиве повышается на 10… 15% количество а-аминоазота. Это явление также сопровождается повышением рН среды.

При интенсивном дображивании происходит движение пива в результате подъема пузырьков диоксида углерода, которые, соединяясь с контактной поверхностью клеток дрожжей, вызывают укрупнение соединений, обусловливающих помутнение, и повы­шают их способность к осаждению. Особенно благоприятно этот эффект проявляется, когда дображивание еще активно продол­жается при низких температурах пива.

Процесс осветления зависит также от размера и высоты аппара­тов дображивания. При больших размерах аппаратов эффективная площадь осветления сокращается, при чрезмерной их высоте путь оседания частиц становится большим.

Продолжительность созревания пива тоже влияет на его осветление, так как с течением времени усиливается осаждение взвесей. Однако это эффективно, когда температура низкая (—1 °С) и добра­живание до окончания созревания протекает активно.

Осветление пива можно ускорить при использовании различных осветляющих средств.

К осветляющим средствам с адсорбционным действием отно­сятся клеевые вещества, например рыбий клей, желатин. Норма внесения их колеблется от 30 до 50 г сухих клеевых веществ на 1 дал пива. Имеются и растительные осветляющие вещества — агар-агар или исландский мох, эффективны также полиамиды (перлон, ней­лон, поливинилполипирролидон). Кроме того, используют бентони­ты, диатомиты, активный уголь, гель кремниевой кислоты, а также танин, протеолитические ферменты.

Созревание пива

При созревании происходят окончательное формирование и облагораживание вкуса и аромата готового продукта.

Молодое пиво в стадии дображивания созревает в результате физических процессов и химических реакций. Благодаря физическим процессам происходит улучшение вкуса пива при оседании дрожжей и белково-полифенольных соединений. Дрожжи придают пиву привкус молодого пива, а белково-полифе-нольные соединения — горьковатый привкус, который проявляется в нем и после осветления при повышенных температурах в цехе дображивания. Кроме того, выделяющийся диоксид углерода удаляет вещества, обусловливающие вкус и аромат молодого пива.

При созревании уменьшается окислительно-восстановительный потенциал (ОВП).

В результате химических преобразований уменьшается на 20…70% содержание ацетальдегида, придающего пиву незрелый вкус, и, наоборот, увеличивается на 10…20% количество высших спиртов, к которым относятся пропанол, изобутанол, амилол и др. Концентрация сложных эфиров, являющихся основными носите­лями аромата пива, увеличивается на 30…90%. Это явление объяс­няется реакцией различных органических кислот — уксусной, молочной, янтарной, аминокислот и др. — со спиртами, высшими спиртами и глицерином.

Количество свободных жирных кислот (гексановой, октановой и декановой) при созревании пива возрастает на 20…40.

Значительное удаление дрожжей при сепарировании молодого пива также приводит при традиционном ведении главного брожения и дображивания к описанной реакции, когда первоначально ограни­ченное количество диацетила увеличивается и может превысить вкусовой порог. Но если содержание а-ацетолактата в конце созре­вания еще недостаточно уменьшилось, то образование диацетила произойдет только после розлива в результате неизбежной при этом аэрации в течение нескольких суток. Поэтому следует уделять осо­бое внимание уменьшению количества а-ацетолактата во время соз­ревания пива как при традиционной технологии, так и в большей степени при способах ускоренного созревания. При теплом созревании ускоряется снижение содержания дикетонов; при недостаточ­ном дображивании, преждевременном оседании дрожжей, слишком низкой температуре наблюдаются повышение суммарного количе­ства диацетила и дефектный привкус.

На уменьшение суммарного количества диацетила следует обра­тить внимание при сокращении времени созревания. При ускорен­ных способах созревания успешное восстановление диацетила и ацетоина способствует улучшению вкуса пива и указывает на рацио­нальность его применения. Ускоренные способы созревания преду­сматривают проведение процесса при повышенных температурах с последующей обработкой пива при низкой температуре. Примене­ние ускоренных способов привело к созреванию пива в отдельных, изолированных аппаратах, которые в зависимости от местных усло­вий устанавливают на открытом воздухе или в отдельном здании.

В отечественной промышленности дображивание проводят в вертикальных, горизонтальных аппаратах, а также в цилиндро-конических бродильных аппаратах.

ВЕДЕНИЕ ДОБРАЖИВАНИЯ ПИВА

Дображивание пива проводят при температуре от 0 до 2 °С в закрытых аппаратах без контакта с воздухом, под давлением диок­сида углерода 0,04…0,06 МПа.

Заполнение аппарата дображивания. Перед заполнением аппа­рата проверяют всю арматуру, на крановую втулку изнутри устанав­ливают полый цилиндр высотой 10 см для сбора и вывода осадка дрожжей перед фильтрованием пива. Люк в аппарате герметически закрывают и оставляют открытым только воздушный кран, через который вытесняется пивом воздух из аппарата. Аппараты напол­няют пивом снизу самотеком или при помощи насоса. Пивом за­полняют 96…98% геометрического объема, а остальной объем (2…4%) — газовое пространство.

Перекачивание пива. Для получения пива одинакового качества и, если необходимо, выравнивания разных партий пива по массовой доле сухих веществ в начальном сусле рекомендуется молодое пиво из разных бродильных аппаратов перекачивать в один аппарат доб­раживания через смеситель. Подачу пива прекращают после появ­ления пены из воздушного крана. В течение двух суток аппарат дол­жен быть заполнен.

Перекачивание пива следует производить осторожно, без гид­равлических ударов, чтобы не поднимались дрожжи в аппарате и потери диоксида углерода были как можно меньше.

Температуру перекачиваемого молодого пива следует выбирать так, чтобы дображивание начиналось через 1…2 дня. Особенно при перекачивании в стальные аппараты пиво не должно быть слишком холодным. При нормальной температуре подвала 2 °С температура пива при перекачивании должна быть приблизительно 5 °С. Процесс дображивания вначале протекает очень интенсивно. Температура перекачиваемого пива выше, чем температура цеха дображивания.

При прохождении через трубопровод и заполнении аппаратов освобождается часть диоксида углерода и пиво частично аэрируется. Благодаря этим изменениям и также тому, что дрожжи в пиве лучше рассеиваются, повышается их активность. После начала активного дображивания и полного вытеснения воздуха диоксидом углерода из аппарата дображивания приступают к шпунтованию.

Шпунтование. Процесс создания определенного постоянного избыточного давления в аппаратах для насыщения пива диоксидом углерода называется шпунтованием. Его производят подключением шпунтового аппарата (шпунтаппарата) или закрытием наглухо шпунтового отверстия винтовым шпунтом. В последнем случае при­меняют металлические шпунтовые кольца с внутренней резьбой, а в шпунт ввинчивают металлическую втулку с воздушным краном для присоединения манометра, по которому контролируют дображивание. Начало и продолжительность такого шпунтования устанавли­вают практическим путем.

Для поддержания заданного давления в аппарате и удаления из него избытка диоксида углерода применяют механические (рычаж­ные и сильфонные) шпунтаппараты.

Правильный выбор момента шпунтования очень важен для опти­мального хода дображивания. Шпунтовать надо в таком интервале времени после перекачивания пива, чтобы при дображивании было обеспечено образование достаточного количества диоксида углеро­да. Ошибкой является как преждевременное, так и запоздалое шпунтование.

Время шпунтования определяется прежде всего объемом сбраживаемого экстракта, а также количеством и бродильной способно­стью дрожжей в молодом пиве. Обычно шпунтование считается своевременным, если давление в первые же дни медленно возрас­тает и потом быстро достигает требуемого значения. Освободив­шийся диоксид углерода проходит через шпунтаппарат равномерно и без сильных толчков. Важно достигнуть требуемого избыточного давления в соответствующий временной интервал перед розливом пива. Продолжительность выдержки пива при избыточном давле­нии важна для хорошего связывания диоксида углерода.

Выбор избыточного давления зависит от условий дображивания. Обычно давление колеблется от 0,03 до 0,06 МПа. Чем выше темпе­ратура при дображивании, тем выше должно быть шпунтовое давле­ние (при этом оно не должно превышать разрешенного для данного вида емкости, обычно не выше 0,06 МПа).

Недостатком считается поддержание слишком высокого избы­точного давления, при котором в пиве скапливается диоксид угле­рода и оно получается пере шпунтованным. Причина этого — неправильная работа шпунтаппарата или забивка трубопроводов. В перешпунтованном пиве часть диоксида углерода удерживается только из-за высокого давления. Эта часть газа быстро улетучивается, как только давление снизится, и тогда увлекается также и часть свя­занного диоксида углерода.

Перешпунтованное пиво плохо разливается, имеет плохую пени­стость и главным образом меньшую стабильность пены.

Удаление дрожжей. По окончании дображивания следует по воз­можности предотвратить подъем осевших дрожжей и попадание их в пивопровод и фильтр. Поэтому после спуска пива в аппаратах доб­раживания остаются дрожжи (называемые отстойными) и часть пи­ва — отстой. На отстой приходится 0,1…0,3% общего объема аппа­ратов дображивания в зависимости от способа работы, осаждения дрожжей и использованного выпускного устройства. Чтобы сокра­тить потери, отстой следует использовать полностью.’ Свежий отстой, хороший по качеству, необходимо удалять из аппаратов в тот же день, когда было перекачено пиво, иначе они легко загрязня­ются. Отстой перемешивают в аппарате дображивания с отстойными дрожжами, и затем он отсасывается в сборник.

Окончание дображивания. Продолжительность дображивания для пива каждого наименования колеблется от 11 до 90 сут, а для сортов, которые пастеризуются, — до 6…9 мес.

За двое суток до окончания дображивания пива отбирают пробу из аппаратов и определяют содержание алкоголя, кислотность, цветность, массовую долю сухих веществ в начальном сусле, дей­ствительный экстракт и действительную степень сбраживания.

В процессе дображивания контролируют температуру, осветление пива и давление в аппаратах.

Метки: , ,