Технологические процессы, протекающие при выдержке пива, должны обеспечить в нем следующие свойства: насыщение углекислотой, прозрачность и определенные вкус и аромат, свойственные зрелому

4.3.Выдержка пива

Технологические процессы, протекающие при выдержке пива, должны обеспечить в нем следующие свойства: насыщение углекислотой, прозрачность и определенные вкус и аромат, свойственные зрелому продукту.

Углекислый газ в достаточном количестве благотворно действует на вкусовые свойства и придаёт пиву вязкость, а также приятный освежающий вкус, способствует пенообразованию, предохраняет его от контакта с воздухом, в некоторой степени консервирует, сдерживая развитие посторонней вредной микрофлоры. Пиво, недостаточно насыщенное CO₂, имеет плохой, выдохшийся вкус.

Насыщение пива углекислым газом достигается путем сбраживания сахаров, оставшихся в молодом пиве, в герметичных сосудах.

Передаваемое в лагерную посуду молодое пиво при открытом брожении содержит 0,15—0,20% углекислоты; во время дображивания содержание углекислоты должно быть повышено до такой степени, чтобы в готовом пиве, т. е. после выдержки и фильтрации, в нем содержалось углекислоты не менее 0,30%; чем выше эти величины, тем лучше вкус пива. Учитывая некоторые потери при последующих технологических операциях, считают, что хорошее насыщение пива углекислым газом может быть достигнуто при дополнительном сбраживании примерно 1% сахаров. При ведении главного брожения в молодом пиве должен быть оставлен в несброженном состоянии 1 % сбражи­ваемого экстракта, который вполне обеспечивает получение добавочного количества углекислого газа. Эта величина несколько велика, но следует учитывать, что для насыщения пива углекислотой в лагерной посуде необходимо создать некоторое давление, которое называется шпунтовым. Оно образуется путем накапливания в сосуде углекислоты. Кроме того, необходимо из пива и в особенности из газового пространства над пивом удалить содержащийся там воздух. В большинстве же случаев в первый период выдержки по технологическим соображениям дображивание ведут с открытым шпунтовым отверстием; поэтому затраты сбраживаемого экстракта значительно превышают то его количество, которое необходимо только для возмещения разницы в содержании углекислоты в молодом и готовом пиве.

Степень растворения углекислого газа в пиве зависит от величины давления и температуры; при температуре в отделении дображивания и созревания 0,5—1,6° С в пиве при различном давлении растворяются следующие количества углекислоты:

Давление, МПа Количество СО, %

0,01 0,330—0,340

0,02 0,360—0,380

0,025 0,375—0,395

0,03 0,390—0,410

Большое значение для насыщения пива углекислым газом имеют температура и давление. Растворимость С0₂ в жидкости подчиняется закону Генри, в соответствии с которым при постоянной температуре концентрация газа, растворенного в жидкости, прямо пропорциональна давлению газа, находящегося с ней в равновесии. Например, при повышении температуры на 1 °С объем С0₂ при том же давлении снижается на 0,01 %. И наоборот, при повышении давления на 0,01 МПа растворяется на 0,04 % больше углекислого газа.

Степень насыщения пива С0₂ зависит от температуры и давления: в период дображивания температура 0—2 °С и давление 0,30— 0,45 МПа. В этих условиях полное насыщение пива С0₂ заканчивается уже за 8 сут, т. е. на стадии собственно дображивания. Осветление, формирование вкуса и аромата практически только начинаются после того, как процесс насыщения пива С0₂ будет закончен. Этим и вызвана необходимость выдержки пива в отделении дображивания.

Таким образом, для полного насыщения пива углекислотой требуется сравнительно небольшой период времени. Уже после восьми суток нахождения пива под шпунтовым давлением содержание углекислоты не меняется даже через несколько недель. Правда, этот момент связан с прекращением процесса дображивания. Сахара, несброженные при главном брожении, уже сброжены, и основным процессом выдержки пива является процесс осветления.

Углекислый газ находится частично в растворенном состоя­нии, а частично в связанном с веществами пива. Если бутылку с пивом после осторожного откупоривания оставить в покое на 2 ч, то потери углекислоты за этот период составляют приблизительно 1—3% первоначального содержания. Газированная вода в тех же условиях опыта теряет около 80% газа. Это свидетельствует о том, что существуют формы связи углекислоты в пиве, отличающиеся от простого растворения в воде.

При растворении углекислоты в воде происходит чрезвычайно быстрая реакция, требующая очень небольшого расхода энергии:

CO ₂ + H ₂ O↔ H₂ CO₃

В пиве такая реакция существенного значения не имеет.

Хорошо изучена реакция между свободными аминогруппами белков и С02:

R — СН — СООН + С0₂ ↔R - СН — СООН

NH₂ Н — N — СООН

Эта реакция протекает с теми белками, которые имеют изоэлектрическую точку ниже pH раствора. Возможность подобных химических реакций ограничена.

Однако рядом исследований доказано, что растворимость белков повышается при наличии углекислоты, а при удалении углекислоты из пива часть белков выпадает в осадок.

Форма связывания углекислого газа в пиве может быть физико-­химической и химической.

Физико-химическое связывание С0₂ носит адсорбционный характер и зависит от химического состава и физических свойств пива. Тонкорассеянные в пиве коллоиды, такие, как декстрины, белки, пектиновые вещества и хмелевые смолы, имеют очень большую общую поверхность и поэтому высокую сорбционную способность. Следовательно, объем связанного этими соединениями С0₂ зависит от размера площади поверхностей этих веществ и тем самым от их общего содержания в пиве.

Находясь в растворенном состоянии, диоксид углерода образует угольную кислоту, молекула которой является диполем и поэтому способна к межмолекулярному взаимодействию. При pH 4,4—4,6 коллоидные белковые частицы пива обладают положительным зарядом, а молекулы угольной кислоты — отрицательным. Поэтому они будут адсорбироваться на поверхности молекул белка (рис. 2). Вполне вероятно, что таким способом может быть связано значительное количество С02.

С физико-химической точки зрения на эффективность связывания С0₂ в пиве влияет его вязкость. Чем больше этот показатель, тем большее сопротивление оказывает жидкость при выделении пузырьков С02. Последнее возможно только тогда, когда пузырьки достигнут определенного размера. Вязкость пива повышают главным образом сахара, декстрины, белки и пектиновые вещества.

Побочные продукты брожения являются также коллоидно-растворимыми веществами. Они покрывают выделяющиеся пузырьки углекислого газа адсорбционными пленками и не позволяют им агрегироваться.

П. А. Ребиндер то же придерживался физико-химической теории связывания углекислоты. Он считал, что побочные продукты, образующиеся во время брожения, содержат коллоидно-растворимые защитные вещества, которые покрывают адсорбционными пленками выделяющиеся пузырьки углекислого газа и не позволяют им сливаться в более крупные агрегаты.

Другие авторы придерживаются теории химических связей углекислоты. Диоксид углерода в виде угольной кислоты может вступать и в химические реакции с компонентами пива. Угольная кислота, являясь двухосновной, способна взаимодействовать с гидроксилсодержащими веществами и образовывать ди- и моноэфиры угольной кислоты Полные эфиры угольной кислоты обладают достаточной химической стойкостью, и эти реакции доказаны для метилового и этилового спиртов. Полные эфиры угольной кислоты обладают достаточной химической стойкостью.

Эти реакции доказаны не только для метилового и этилового спиртов, но и для других соединений, имеющих в своем составе спиртовую группу, — для глюкозы и сахарозы.

Мнения о химических связях углекислоты в вине придержи­ваются и виноделы, утверждающие, что в процессе брожения благодаря эстеразной активности дрожжей образуются эфиры угольной кислоты за счет углекислоты и этилового спирта, которые при снятии давления распадаются, обусловливая игру шампанского.

При слишком высоком давлении в лагерной посуде может произойти перешпунтовывание пива, т. е. перенасыщение его углекислотой. Вред такого явления заключается в том, что при снятии давления, например при подаче пива на фильтрацию, происходит сильное выделение углекислоты, которое влечет за собой резкое нарушение стабильности всех коллоидных систем и удаление не только свободной, но и связанной углекислоты.

Следующим важным процессом при лагерной выдержке пива является возможно более полное его осветление. Молодое пиво при перекачке в подвал не обладает прозрачностью, а содержит довольно большое количество дрожжевых клеток и других взве­шенных частиц, количество которых при понижении температу­ры молодого пива до температуры подвала увеличивается за счет коагуляции главным образом белков с дубильными веще­ствами. Несмотря на то что оставшаяся в пиве муть удаляется путем фильтрации, несомненно, выгодно проводить предвари­тельное осветление.

В течение первого периода выдержки пива в подвале осветление его идти не может, так как в пиве продолжается процесс брожения, вследствие чего в нем происходит еще передвижение отдельных слоев; кроме того, продолжается выделение пузырьков углекислоты и выбрасывание их на поверхность. Охлаждение массы пива происходит в течение некоторого времени, что вызывает возникновение конвекционных токов, которые могут прекратиться лишь после выравнивания температуры. Настоя­щее осветление, выражающееся в оседании взвешенных частиц, происходит после окончания брожения и прекращения колеба­ний температуры пива.

Отсюда понятно то большое значение, которое имеет поддержание в подвале устойчивой температуры во время выдержки пива.

Однако явления, происходящие во время брожения, способствуют осветлению пива, подготовляя для него благоприятную почву. Движение, вызываемое в пиве дрожжами и образующимися пузырьками углекислоты, способствует коагуляции нестабильных коллоидных веществ. Оседающие дрожжевые клетки адсорбируют на своей поверхности более мелкие частицы скоагулировавших веществ и увлекают их в осадок, а поднимающиеся пузырьки углекислоты увлекают с собой частицы тонкой мути. Белковые частицы, оседающие вместе с дрожжами, адсорбируют грубодисперсные горькие вещества хмеля, что повышает горечь пива. Более интенсивное дображивание благоприятствует получению лучших результатов осветления и, наоборот, вялое дображивание является отрицательным для полноты осветления.

Последним важным процессом при выдержке пива является его созревание. Грубые, даже неприятные, во всяком случае, негармоничные вкус и запах молодого пива превращаются в приятные, тонкие, законченные вкус и аромат созревшего пива. Созревание пива является сложным процессом, который, несомненно, связан с окислительно-восстановительными превращениями веществ пива.

Степень окисления обусловлена количеством кислорода, длительностью его воздействия и противодействием редуцирующих веществ, содержащихся в пиве. В результате этих процессов гН, который пиво приобретает в результате перекачки из бродильни в подвал, вновь постепенно достигает низкого значения. Высота гН в начале выдержки зависит от количества кислорода, которое проникло в результате перекачки по трубопроводам, шлангам и насосам, а также при наполнении лагерной посуды.

Природа созревания пива очень сложна, и полного освещения этот вопрос еще не получил. Несомненно, что при выдержке пива происходит эфирообразование; в готовом пиве найдено несколько эфиров, но динамика образования отдельных эфиров освещена слабо

При дображивании, несомненно, протекают процессы, связанные с превращением азотистых веществ в результате жизнедеятельности дрожжей. Этот процесс затихает при достижении очень низких температур, и на смену ему появляется процесс автолиза.

Протеолитические ферменты дрожжей разрушают белки клеток, особенно энергично при высокой температуре. Явление автолиза происходит и при обеднении питательными веществами среды, в которой находятся дрожжи. Автолиз протекает (правда, очень медленно) и при выдержке пива, если дрожжи оставить в пиве на длительное время даже при температуре 0° С. При повышении температуры этот процесс усиливается. Продукты распада белков, вызванного автолизом, небезразличны для вкуса и за­паха пива.

Во время автолиза выделяются продукты распада, такие, как пептиды и аминокислоты, различные витамины, некоторые компоненты нуклеиновой кислоты (аденин, гуанин), эргостерол, жиры, ферменты, главным образом пептидазы и протеазы, инвертаза, и др.

Дата добавления: 2015-09-30