Диацетил (вицинальные дикетоны)

Диацетил — важнейший фактор для образо­вания букета молодого пива. При превышении порогового значения он придает пиву нечис­тый вкус — от сладкого до противного, а в очень больших концентрациях обладает аро­матом масла. Аналогичные ощущения вызы­вает и пентандион, который обладает, правда, существенно большим пороговым значением вкуса. Эти вещества называются вициналь-ными дикетонами, так как обладают располо­женными рядом кетогруппами:

О О

Расщепление вицинальных дикетонов про­текает параллельно другим процессам со­зревания и считается сегодня главным кри­терием созревания пива.

Формирование и расщепление вициналь­ных дикетонов протекает в три стадии.

Стадия 1: образование предшественников

В процессе метаболизма дрожжей образуются всего лишь предшественники вицинальных дикетонов. Эти предшественники не обладают вкусом или запахом и не обнаруживаются в пиве. Ацетогидроксикислоты возникают при синтезе аминокислот, который начинается с пировиноградной кислоты (пирувата), проме­жуточного продукта гликолиза (см. раздел 4.1.1), и выделяются дрожжами в бродящий субстрат. Их образование зависит от следую­щих факторов [34]:

штамм дрожжей; момент возникнове­ния и количество возникших кислот являются специфическим признаком штамма дрожжей;

норма внесения дрожжей; повышен­ная норма внесения дрожжей приводит к усиленному образованию ацетогидрок-сикислот, но способствует быстрому и интенсивному расщеплению диаце-тила;

кислород; кислород приводит к повышен­ному образованию дрожжами ацетогидрок-сикислот.

Однако влияние этих факторов проявля­ется не настолько сильно, чтобы при помощи целенаправленных технологических приемов можно было эффективно влиять на содержа­ние ацетогидроксикислот.

Стадия 2: превращение предшественников

Посредством окислительного декарбоксили-рования из ацетогидроксикислот возникают вицинальные дикетоны диацетил и пентанди­он. Во внешней среде этот процесс протекает относительно легко и независимо от дрожже­вой клетки. Его ускоряют:

пониженные значения рН; при рН 4,2- 4,4 проходит быстрое превращение ацетогидроксикислот в вицинальные дикетоны; с повышением рН скорость падает;

повышенные температуры; при повышенной температуре превращение совершается еще быстрее; доступ кислорода; попадание кислоро­да в пиво приводит к ускоренному образованию вицинальных дикетонов из их предшественников.

Скорость созревания пива зависит от ско­рости перехода ацетогидроксикислот в диаце­тил и пентандион.

Стадия 3: восстановление дикетонов

Дрожжевые клетки расщепляют диацетил и пентандион; отрицательное влияние этих ве­ществ на вкус пива уменьшается. Расщепле­ние происходит через восстановление по сле­дующей схеме:

диацетил → ацетоин → бутандиол.

Бутандиол имеет очень высокое порого­вое значение вкуса и в пиве не ощущается.

Расщеплению диацетила способствуют следующие факторы:

■ во время брожения дрожжи обладают очень большой способностью к рас­щеплению диацетила; дрожжи способ­ны восстановить в 10 раз больше дике­тонов, чем их образуется во время бро­жения;

371

■ способность восстанавливать диаце-
тил остается постоянной во время
брожения и постепенно падает при
дображивании;

■ разные штаммы дрожжей в способнос­
ти расщеплять диацетил незначитель­
но отличаются друг от друга;

■ восстановление диацетила тесно
связано с температурой и значительно
возрастает с ее повышением (см. рис.
4.4);

■ скорость распада диацетила сильно
зависит от концентрации дрожжей в
созревающем пиве;

■ эта скорость зависит от факторов,
которые способствуют или препят­
ствуют интенсивному контакту
созревающего пива и дрожжей.
Перекачивание пива, сброс давления
и т. п., все, что предотвращает
оседание дрожжей, содействует
распаду диацетила;

■ добавление пива на стадии «низких
завитков» ускоряет расщепление
диацетила, так как восстанавливаю­
щая способность дрожжей во время
размножения достигает максимума.

Предшественниками вицинальных дике-тонов являются ацетогидроксикислоты. Су­ществует взаимосвязь между содержанием имевшихся ацетогидроксикислот и количе­ством возникших дикетонов [111].

Рис. 4.4.Влияние температуры на восстановление диацетила дрожжами

Из диаграмм, приведенных на рис. 4.5 и 4.6, ясно видно, что:

Рис. 4.5. Изменение содержания ацетогидроксикис­лот и вицинальных дикетонов в зависимости от времени [97]

Рис. 4.6. Изменение содержания ацетогидроксикис­лот и вицинальных дикетонов в зависимости от видимой степени сбраживания пива [97]

■ в первые дни главного брожения содержа­
ние ацетогидроксикислот очень быстро
возрастает;

■ из-за попадания кислорода во время пере­
качивания на дображиваиие содержание
ацетогидроксикислот снова увеличивает­
ся;

■ во время дображивания происходит окон­
чательный распад ацетогидроксикислот и
вицинальных дикетонов;

■ с повышением степени сбраживания со­
держание ацетогидроксикислот и вици-

372______________________________

нальных дикетонов сначала возрастает, а затем, по мере дальнейшего увеличения степени сбраживания, уменьшается.

Это означает, что каждый случай попада­ния в пиво кислорода, например, при перека­чивании на дображивание, приводит к повы­шению содержания в молодом пиве диацети-ла, который снова должен быть расщеплен дрожжами при брожении.

Рекомендации по проведению броже­ния.

■ Содержание диацетила (вицинальных
дикетонов) может рассматриваться как
критерий степени созревания пива.
При сокращении времени брожения и
созревания большое значение приобре­
тает контроль за содержанием диаце­
тила.

■ Должно произойти быстрое превра­
щение ацетогидроксикислот в вици-
нальные дикетоны. Этому способст­
вуют: ускоренное сбраживание до ве­
личины, близкой к конечной степени
сбраживания, низкие значения рН,
предотвращение возможности попа­
дания кислорода, проведение броже­
ния и созревания при высоких темпе­
ратурах (для пива низового броже­
ния — до 18 °С).

■ Для фазы созревания необходимы
активные, живые дрожжевые клетки.
Необходимо препятствовать оседанию
дрожжей, используя известные при­
емы. Важна определенная концентра­
ция активных, живых клеток.

Ориентировочное значение содержания об­щего диацетила (вицинальных дикетонов и их предшественников) в созревшем пиве дол­жно составлять не более 0,1 мг/л.

4.1.3.2. Альдегиды (карбонилы)

Важнейшим альдегидом является ацетальде­гид, который возникает как промежуточный продукт при спиртовом брожении (см. схему брожения). Ацетальдегид выделяется дрожжа-

ми в пиво в первые три дня брожения и вызы­вает «зеленый» вкус молодого пива, имею­щий привкус «подвала» или «подземелья».

В ходе дальнейшего брожения ацетальде­гид расщепляется и вкус молодого пива исче­зает.

В молодом пиве содержание альдегида составляет от 20 до 40 мг/л. В готовом пиве это значение падает ниже 8-10 мг/л.

Концентрация ацетальдегида возрастает:

■ при интенсивном брожении;

■ при росте температуры во время брожения;

■ при повышенной норме внесения дрож­
жей;

■ при увеличении давления в фазе главного
брожения;

Я при слишком низкой аэрации сусла;

■ при инфицировании сусла.

Расщеплению образовавшегося альдеги­да способствуют:

■ все приемы, ведущие к интенсивному
дображиванию и созреванию;

■ теплое созревание;

■ достаточная аэрация сусла;

■ повышенная концентрация дрожжей в
фазе созревания.

4.1.3.3. Высшие спирты

В отличие от вицинальных дикетонов и аль­дегидов, которые относятся к веществам-буке-тообразователям молодого пива, компонента­ми вкуса и аромата готового пива являются высшие спирты или «сивушные масла».

Существует несколько путей возникнове­ния высших спиртов:

■ дрожжи перестраивают аминокислоты
сусла в высшие спирты через дезамини-
рование, декарбоксилирование и восста­
новление (см. раздел 4.1.2.2);

■ образование высших спиртов может про­
исходить через гидроксикислоты или ке-
токислоты;

■ высшие спирты возникают также из саха­
ра через ацетат.

80% высших спиртов возникает во время главного брожения; в фазе дображивания про­исходит лишь незначительное увеличение кон­центрации. Возникшие высшие спирты не могут быть удалены из пива посредством ка­ких-либо технологических приемов, поэтому их содержание можно регулировать только на этапе брожения.

Факторы, влияющие на образование в пиве высших спиртов

Образование высших спиртов возрастает:

■ при увеличении температуры брожения;

■ при перемешивании молодого пива (на­пример, мешалкой или насосом);

при пониженной концентрации аминокис­лот в сусле;

■ при интенсивной аэрации сусла;
■ при многократном доливе сусла;

■ при температуре внесения дрожжей выше
8 ˚C;

■ при начальной экстрактивности сусла бо­
лее 13 %.

Образование высших спиртов понижа­ется:

■ при повышенной норме внесения дрож­
жей;

■ при низких температурах начального
сусла;

■ при более холодном ведении брожения;

■ при исключении попадания кислорода
в пиво уже после внесения дрожжей;

■ при достаточно высоком количестве
аминокислот в начальном сусле.

Концентрация высших спиртов свыше 100 мг/л ухудшает вкус и полезные свойства пива. Для светлого пива типа Фолльбир нормаль­ным считается содержание 60-90 мг/л.

Эфиры

Эфиры являются важнейшими букетообразо-вателями и во многом определяют аромат пива.

_______________________________ 373

При повышенной концентрации они могут придавать пиву неприятно горький, фрукто­вый вкус.

Эфиры образуются во время брожения бла­годаря этерификации жирных кислот и выс­ших спиртов (в незначительной степени). Концентрация эфиров возрастает главным образом в фазе главного брожения. Увеличе­ние концентрации в фазе созревания зависит от ведения дображивания; при длительном дображивании может произойти удвоение ко­личества эфиров.

В пиве было выявлено содержание около 60 различных эфиров, из которых большое влияние на вкус и аромат пива имеют только шесть:

■ этилацетат;

■ изоамилацетат;

■ изобутилацетат;

■ β-фенилацетат;

■ этилкапроат;
■ этилкаприлат.

Содержание эфиров зависит от сорта пива и экстрактивности сусла.

■ Пиво верхового брожения содержит до
80 мг эфиров/л.

я Пиво низового брожения содержит до 60 мг эфиров/л.

Какой уровень содержания эфиров в пиве является предпочтительней, до сих пор не ясно.

Легче всего можно повлиять на содержа­ние эфиров через экстрактивность началь­ного сусла. Содержание эфиров возрастает с увеличением экстрактивности сусла. С другой стороны, при применении высоких танков содержание эфиров в пиве снижает­ся, так как оказывают свое влияние гидро­статическое давление и СО₂ [33].

Между образованием эфиров и обеспече­нием дрожжей кислородом существует тесная взаимосвязь, так как кислород, помимо влия­ния на дыхание и брожение, оказывает влия­ние на синтез жиров: пока образуются жирные кислоты, синтеза эфиров не происходит. Та­ким образом, образование эфиров является очень сложным процессом, на который нелег-

374____________________________________

ко повлиять. На образование эфиров оказыва­ют влияние следующие факторы:

Образованию эфиров способствует:

■ Увеличение экстрактивности сусла
свыше 13 %;

■ увеличение конечной степени сбражи­
вания и степени сбраживания готового
пива;

■ усиленная аэрация сусла;

■ высокие температуры брожения;

■ активное перемешивание пива во время
брожения и созревания.

Образование эфиров уменьшается:

■ при низкой экстрактивности сусла;

■ при низкой степени сбраживания;

■ при слабой аэрации сусла;

■ при низких температурах брожения;

■ при возрастающем давлении во время
брожения.

При производстве пива верхового броже­ния, особенно пшеничного, происходит обра­зование особых ароматических веществ, кото­рые придают пиву характерный аромат. Речь идет о таких веществах, как 4-винилгваяколъ и других соединениях, которые рассматривают­ся в главе 7.3.1.2.

Дата добавления: 2015-07-10