Классификация брожения по стилям пива. Температура брожения пивных дрожжей
Часто задаваемые вопросы (FAQ). Часть 4
Приготовление пива в домашних условиях. Часто задаваемые вопросы (FAQ) от форума homedistiller.ru
Брожение
1. Кто такие пивные дрожжи?Это такие дрожжи, которые селекционным путём обучены хорошо кушать зерновые заторы, а потом быстро и плотно оседать на дно.Некоторые сорта пивных дрожжей могут работать при пониженной температуре (0-15˚С), лёжа на дне бродильной ёмкости. Называются низовые дрожжи, или лагерные.Другая разновидность пивных дрожжей-это верховые, или элевые. Они любят более высокие температуры (10-25˚С). В процессе брожения собираются в верхнем слое сусла. По окончании также оседают на дно, интенсивность брожения при этом значительно снижается.
2. Какие дрожжи мне нужны?Это должно быть написано в рецепте. Ну а если сорт дрожжей не указан, нужно поискать рекомендации по дрожжам, соответствующим стилю пива. Либо применять дрожжи по собственному опыту.
3. Как правильно подготовить дрожжи перед внесением в сусло?Если дрожжи сухие и заведомо качественные — дополнительной подготовки не требуется, дрожжи рассыпаются из пакетика по поверхности сусла, обычно из рассчета 10г на 30л.Если варить пиво от случая к случаю, чаще всего в качестве дрожжей мы не уверены. Поэтому дрожжи перед внесением нужно разбродить. Этим мы «разбудим» дрожжи, проверим их способность к брожению и заставим размножаться. Для разбраживания применяют прокипяченое пивное сусло 0,5-1л, желательно по составу близкое к предполагаемому затору. Залить кипящее сусло в стерильную стеклянную посуду (или лучше прокипятить в стеклянной колбе), охладить до 25*С, внести дрожжи и закрыть стерильной ватой, для обеспечения доступа воздуха. Нужно часто активно взбалтывать содержимое, или применить лабораторную мешалку для активации процесса и насыщения воздухом закваски, дрожжам для размножения нужен кислород. Длительность разбраживания-от 2 часов до нескольких суток, зависит от качества и количества дрожжей.
4. Как проходит брожение пива?Брожение пива делится на главное или основное (первичное) и дображивание (вторичное). Главное брожение начинается сразу после внесения в сваренное сусло дрожжевой закваски. Дрожжи при этом активно размножаются и поедают сахара, выделяя углекислоту и спирт, сусло при этом покрывается слоем пены. Через 5-10 дней дрожжи перерабатывают большую часть сахаров, и их жизнедеятельность угнетается, дрожжи оседают на дно бродильной ёмкости. Для дальнейшего превращения сусла в пиво такое количество дрожжей уже не нужно, они могут испортить вкус пива. Поэтому пиво переливают в другую ёмкость, снимая с осадка. Наступает этап дображивания. Оставшиеся дрожжи потихоньку «доедают» остатки сахаров, пиво осветляется. Продолжается этап примерно 7-15 дней. Продолжительность брожения сильно зависит от температуры.Температура брожения также обычно указывается в рецептах пива.
5. Какое оборудование нужно для брожения пива?Для этого нужны баки нужной ёмкости, плотно закрывающиеся. Должны быть оснащены гидрозатвором, то есть устройством, позволяющим выходить углекислому газу, и препятствующем поступлению воздуха. Для этапа первичного брожения, после приобретения опыта, гидрозатвором можно не пользоваться, поскольку брожение проходит бурно, и поток углекислоты не позволит воздуху проникнуть к суслу. На вторичном этапе гидрозатвор необходим. Поступающий воздух может способствовать развитию посторонних микроорганизмов, да и сам воздух нестерилен.
6. Как определить окончание этапов брожения?Окончание первичного брожения можно определить по прекращению активного пенения, значительному сокращению выделения углекислоты и образованию дрожжевого осадка. Оканчание этапа вторичного брожения определяется по прекращению выделения углекислоты, осветлению пива и по достижению требуемой плотности, для определения нужен ареометр-сахаромер.
7. Как правильно перелить пиво на вторичное брожение?Переливать шлангом, конец шланга должен быть на дне приёмной емкости. На вторичном этапе брожения кислород воздуха не нужен, потому что он активирует дрожжи и взаимодействует с веществами пива, это уже не требуется.
8. Почему моё пиво бродило всего 1-3 дня ?Скорее всего причина в повышенной температуре брожения. Нередко в жилых помещениях бывает 24 градуса и более. Даже для элей это предельная рекомендуемая температура. А преышение даже на один-два градуса существенно активизирует дрожжи, что так-же провоцирует саморазогрев затора. Так что нет ничего удивительного, что при 18 градусах брожение идёт активно 3-5 дней, а при 25-27 отбродит за 12 часов.
ВАРИТЬ ПИВО ДОМА — НЕСЛОЖНО!
Смотрите также
beerlive.ru
Жаркие варки - Процесс приготовления домашнего пива, экстрактное и смешанное пивоварение.
Наткнулся тут на такую вот тему. Вдруг кому нибудь интересно будет.
Столетиями варка пива зависела от времени года. Пиво варилось холодными месяцами и хранилось в подвалах. Летом же варки не проводились, так как пивовары не могли управлять температурой брожения. Многие домашние пивовары всё так же варят своё пиво в удобный по температуре сезон. Однако, в этой вынужденной мере сейчас нет необходимости. Я живу в Техасе, варю пиво круглый год. Я покажу вам, как победить жаркое время года.
Проблемы при варке пива на жаре
Существует две проблемы для варок при жаркой погоде: поддержание прохладной температуры брожения и охлаждение сусла после кипячения. Если у вас жарко и нет кондиционера, то придется ограничиться варкой ограниченных числа сортов эля. Высокая температура ферментации ведёт к образованию эфиров, веществ ответственных за излишне резкий фруктовый аромат в пиве. Кроме того, брожение при высоких температурах способствует образованию сивушных масел, спиртов с большим числом атомов углерода, чем в этаноле. От этого нет спасения иначе чем управлять температурой брожения, благо сейчас найдётся не мало способов для этого. Охлаждение сусла после кипячения самая простая задача.
Охлаждение сусла в жаркую погоду
Для зерновых пивоваров и тех приверженцев экстрактов, что кипятят сусло, его охлаждение может стать настоящей проблемой. Водопроводная вода может быть теплее чем в зимнее время и её температуры не хватит для достаточного охлаждения сусла при задаче дрожжей. Обычно вы можете охладить ваше сусло до температуры на 5°С выше температуры вашей водопроводной воды. Высокая температура сусла может вызвать шок или даже гибель дрожжей. Для большинства элевых дрожжей температура сусла должна быть ниже 32°С. Охладить сусло становиться ещё сложнее, когда дрожжи уже находятся в тёплом сусле.
Пивовары охлаждают сусло по-разному. Кто-то опускает варочный бак в ванну, кто-то использует погружной или противоточный охладитель. В любом случае, чем холоднее вода, тем холоднее будет ваше сусло.
Если вы охлаждаете сусло в ванне, добавляя лёд, то сможете охладить сусло до температура на 5 °С градусов ниже температуры воды. При использовании погружного чиллера можно использовать дополнительный охладитель, которые будет погружён в таз со льдом и водой.
Лёд стоит добавить уже после того как произойдёт основное охлаждение спустя 5-10 минут, в этом случае он будет более эффективно использован.
Используя погружной охладитель, аккуратно вращайте его по кругу, сусло будет быстрее охлаждаться, лучше перемешиваясь. Не перестарайтесь, так можно получить горячее окисление сусла, оно идёт при температурах выше 30° C. Сусло, которое подверглось горячей аэрация (окислению), может стать причиной плохого хранения, нестабильности пива. Не оставляйте охлаждённое сусло открытым, это может стать причиной заражения.
С противоточным охладителем лёд должен постоянно охлаждать предварительный охладитель. Можно регулировать скорость течения сусла для достижения нужной температуры.Охлаждения сусла быстро и эффективно не вызывает чрезмерных усилий в жаркую погоду. Лёд и дополнительный охладитель отлично справляются с этой задачей. В общем самая простая задача решена.
Управление процессом брожения
Удерживание температуры брожения в нужных нам рамках задача более сложная, чем охлаждение сусла. Эту задачу можно решать разными способами, одни влетят в копеечку, другие будут почти бесплатны. Недорогие варианты потребует больше сил и внимания от пивовара.
Условия брожения
Из таблицы видно, что нормальная температура брожения элей 22-24°C. Лагеры требуют прохладно ферментации между 7°C и 12°C. Вне этих температур дрожжи буду вырабатывать повышенное количество эфиров и сивушных масел.
Эфиры добавляют фруктовый аромат пиву. Это важная часть ароматического профиля для многих стилей пива. Например, в IPA должны присутствовать фруктовые нотки. При повышении температуры брожения эфирный тон становится чрезмерным, нарушая гармоничность напитка. Так при тёплом брожении пиво может иметь сильный аромат банана, что для многих любителей напитка покажется недопустимым.
Сивушные масла - одноатомные насыщенные спирты C3-C9, из которых главным компонентом является изоамиловый спирт, в состав также входят изобутиловый спирт и пропиловый спирт и в незначительных количествах высшие спирты, а также алифатические альдегиды, жирные кислоты и фурфурол. Основное отличие от этанола – наличие лишнего атома углерода. Низкое содержание этих спиртов допустимо в плотных сортах пива. В остальных стилях они не желательны. Повышенное содержание сивушных масел может причинить серьёзный вред здоровью.
Высокотехнологичные ферментеры
В домашнем пивоварении используется всё больше технических новинок. При желании можно потратить 800 долларов на приобретение ЦКТ с встроенной системой охлаждения. Такие ферментеры позволят поддерживать нужную температуре всё лето.
На эти ЦКТ одеты охлаждающие пояса, такие же и на их старших собратьях в пивоварнях. Носителем может быть гликоль, охлаждение может быть выполнено также и на элементах Пельтье. Это всё недешёвое удовольствие, но вы сможете выбирать практически любую температуру для брожения. Это позволит варить любые стили, не завися от погоды, включая лагеры. Некоторые системы охлаждения позволяют выставлять целые температурные программы. Для лагеров это может постепенное понижение температуры, и временное повышение в конце ферментации для проведения диацетильной паузы.
Брожение в холодильнике
Другой способ - использование холодильника для пары 19-ти литровых бутылей. Можно использовать и 20-ти литровые кеги для ферментации, они высокие и узкие, так что места хватит на 4-6 штук. При использовании холодильника вам нужно будет либо заменить термостат в холодильнике, либо соорудить внешний термостат, который будет отключать холодильник целиком.
Температура при брожении повышается, так что температура ферментации может быть температуры воздуха в холодильнике. При переносе ферментера в холодильник жидкость из гидрозавтора может попасть внутрь. Наливайте немного жидкости (лучше всего водку) пока сусло не охладиться, либо убирайте гидрозатвор, заткнув отверстие ваткой, смоченной в спирте.
Однокамерный пивоваренный холодильник
Если у вас остался старый однокамерный холодильник со старых времён, его можно переоборудовать для охлаждения вашего пива. Для этого придется сделать дополнительную камеру. Без дополнительного термостата тоже не обойтись. Вы просто открываете дверку холодильники и сооружаете вокруг ферментера коробку. Это может быть простой деревянный каркас, обшитый изолоном, либо плиты из пенопласта. Такой способ хорош для сбраживания элей, однако для лагеров мощности холодильника может не хватить.
"Футболочный" метод
Если у вас нет возможности использовать холодильник, есть простой способ охладить ферментер. Оденьте мокрую футболку на бродильную ёмкость, вода будет испаряться, охлаждая бродящее сусло. Можно так же поместить ферментер в бак с водой так, чтобы края футболки были в воде. Футболку можно поливать при помощи стакана или задействовать помпу, скажем из-под садового фонтанчика. Улучшить эффективность охлаждения можно при помощи вентилятора. Также можно использовать лёд. Эти меры позволяют уменьшить температуру на 3-9°C.
Пивоварение при высоких температурах
Бывает так, что вы не можете избежать тёплого брожения. Во времена своего студенчества я жил в квартире без кондиционера, а денег на дополнительный холодильник не было. Так что я часто варил пиво при температуре в 27°С градусов. От варок при более высоких температурах я воздерживался, не хотел употреблять много сивушных масел.
При повышенных температурах брожения есть пара способов избежать негативное влияние высокой температуры. Вдобавок, можно выбрать стили пива, соответствующие температуре, где эфиры не будут разрушать букет пива. На производство эфиров влияет выбор штамма дрожжей, количество дрожжей для задачи в сусло, плотность сусла и аэрация.
"Чистые" штаммы дрожжей
Некоторые штаммы производят очень мало эфиров, их обычно называют чистыми. Дрожжи, что производят много эфиров называют фруктовыми. Для брожения при высокой температуре выбирайте чистые штамм дрожжей. При высоких температурах эти дрожжи сбраживают более фруктовое пиво, чем в нормальных условиях. Но всё равно, даже при высокой температуре можно получить отличное пиво с эфирным ароматом.
Для уменьшения производства эфиров на стадии брожения нужно удвоить дозу задачи дрожжей. Для стартера используйте только осадок. Сусло, сброженное на мешалке при высоких температурах может внести изменения во вкус и аромат пива, ведь стартера будет не литр-полтора, а целых 3.
Обильная аэрация также снижает производство эфиров. Имейте в виду, что низкая температура сусла способствует лучшему растворению кислорода.
И наконец, дрожжи производят меньше эфиров при сбраживании сусла низкой и средней плотности. Кроме того, при брожении легкого сусла выделяется меньше тепла.
Чистые штаммы дрожжей, стартер с двойным содержанием живых клеток, хорошо аэрированное сусло даст вам возможность получить чистое пиво при температурах до 24°C. Температуры 24°C-27°C дадут слегка фруктовое пиво. Брожение при температурах выше 27°C может сделать ваше пиво несъедобным. Однако при таких температурах можно варить Бельгийские эли и пшеничное пиво. Фруктовый тон желателен в английских элях. В портерах и стаутах он не сильно заметен из-за жжёных сортов солода.
При тёплой ферментации нужно быть осторожным с белковым осадком на дне ферментера. Пиво может получить посторонку. По этой причине пиво следует снять с осадка через 3-4 дня. С высокой температурой и большим количеством дрожжей активное брожение займёт всего пару дней.
Бельгийские штаммы дрожжей
Бельгийские и пшеничные дрожжи обычно хорошо подходят для брожения при высоких температурах. Дейв Логсдон из WYeast о Бельгийских дрожжах: “При повышенных температурах брожения обычные пивные дрожжи производят много сивушных масла. Однако бельгийские, пшеничные и винные дрожжи сохраняют низкий уровень сивушных масел”
Пшеничные штаммы дрожжей
Крис Вайт хвалит свои WLP001, утверждая, что они сбраживают чисто и при 27°С. A WLP008 используется при сбраживания пива в Тайване на одной из пивоварен при 32°С, отмечается, что у пива сохраняется хороший аромат.
wine-beer.ru
Брожение — BeersFan.ru Всё о пиве и пивоварении 18+
29.07.2018
Добавляем в ферментер заранее подготовленные дрожжи (стартер), не забывая о том, что желательно использовать подкормку (см. Подготовка дрожжей, способ3), ставим под водный затвор и помещаем ферментер в тёмное место.
Брожение проходит две стадии: главное брожение и дображивание. Главное брожение бывает нескольких видов, что служит основой для получения разных сортов пива:
1. Брожение при высоких температурах Это самый старый способ брожения, проходит с использованием дрожжей при температуре +15 - +20°С. Дрожжи при этом поднимаются на поверхность пива за довольно короткий период времени (от 3 до 5 дней). В результате получается насыщенный густой напиток с выраженным вкусом. При помощи этого брожения производят такие виды пива, как ale (эль), stout (стаут), роПег(портер), и некоторые сорта на основе пшеницы.
2. Брожение при низких температурах Наиболее распространенный вид брожения в настоящее время. Происходит с добавлением дрожжей в течение 7-10 дней при достаточно низких температурах (от +6 до +8°С). Дрожжи при этом остаются на дне бака. Этот способ брожения дает нам такие разновидности пива, как lager (лагер), pilsener (пилсенер), bock (бок) и другие. Естественное брожение Используется в Бельгии для производства пива Lambic (ламбик) и пива gueuze (гез). При этом брожение вызывается дрожжами, существующими в натуральном виде в атмосфере. После завершения главного брожения получается "зеленое" пиво, еще непригодное к употреблению. Оно дображивается при температуре около 0-+2°С, в это время пиво насыщается углекислым газом, осветляется и приобретает полноту вкуса. Продолжительность дображивания и выдержки зависит от сорта получаемого пива и может варьироваться от 3 до 13 недель и более. Готовое пиво фильтруется и разливается по бочкам, банкам и бутылкам. Конечно же здесь приведена лишь общая схема процесса пивоварения. На самом деле в зависимости от сорта пива, он претерпевает те или иные изменения.
Бурное первичное брожение протекает 3-5 дней, его окончание определяется по резкому уменьшению образования углекислоты и стабилизации плотности на уровне 1,005-1.015 или около 2-4%, в зависимости от продолжительности мальтозной и декстриновой пауз, а также от сорта используемых дрожжей. Более короткая мальтозная и более длительная декстриновая паузы приводят к образованию большего количества декстринов, которые придают пиву более полный солодовый вкус, но дают меньший процент содержания алкоголя и большую конечную плотность.
Для вычисления процента сбраживания, можно использоваться следующую формулу:
[(OG-FG) / (OG-1)] x 100, (%)
где OG – Original Gravity (начальная плотность),
FG – Final Gravity (конечная плотность).
Условия ферментации и плотность пива варьируют сбраживание, поэтому каждый штамм пивных дрожжей имеет соответствующий ему диапазон сбраживания. Степень сбраживания пивоваренных дрожжей обычно находится в пределах 65-85%.
Если сделано пиво с высокой начальной плотностью, FG будет выше обычной нормы, но при этом может быть достигнута степень сбраживания, характерная для данной расы дрожжей. Для получения данных по вероятной степени сбраживания, необходимо обратиться к справочнику по сбраживанию конкретного дрожжевого штамма.
Дрожжевая флокуляция может быть классифицирована как высокая, средняя или низкая. Штамм дрожжей для английского/лондонcкого эля относится к высокофлокулирующим, в то время как раса для калифорнийского/американского эля - среднефлокулирующая. Штамм дрожжей Hefeweizen - пример низкофлокулирующих дрожжей.
Если плотность не понизилась до необходимых значений, можно попробовать несколько раз в день взбалтывать бродильную ёмкость, чтобы поднять дрожжевой слой со дна и заставить дрожжи сбродить оставшийся сахар. Ферментер при этом должен оставаться закрытым, во избежание аэрации.
Затянутое первичное брожение – отрицательное явление, т.к. при низкой активности основной колонии дрожжей активизируются дикие дрожжи.
После окончания первичного брожения сусло снимается с осадка путём перелива в другую ёмкость через кран или с помощью сифона с насадкой-инвертором направления забора и снова ставится под водяной затвор. Конец сливного шланга должен находиться у дна вторичного ферментера, чтобы избежать контакта с воздухом. Если есть возможность, можно перед этим задуть в ферментер углекислоту из баллона.
Осадок после первичного брожения можно использовать для разведения дрожжей (см. Разведение и хранение дрожжей, способ4).
Вторичное брожение продолжается ещё около 5-7 дней, его окончание определяется по осветлению пива и плотному осадку дрожжей на дне ферментера (флоккуляции). В это время полезно поместить ферментер в холод, чтобы дрожжи легли на дно вместе с белками холодной коагуляции, а затем, для дальнейшей карбонизации, добавить в пиво немного бродящего сусла (в стадии высоких завитков).
После окончания брожения переливаем сусло (снимаем с осадка с помощью сифона с наконечником-инвертором) в ёмкость для розлива, соблюдая все предосторожности по предотвращению окисления, как и при переливе на вторичное брожение.
Лагерное (выдержанное) пиво должно выдерживаться при температуре 2,5-5oC в течение 1-4 месяцев без доступа кислорода.
Исключение составляют белое пшеничное пиво и некоторые верховые сорта, которые по окончании главного брожения сразу разливают по бутылкам, где они и дозревают.
При выдержке пива низового брожения очень важно тщательно соблюдать температурный режим и поддерживать постоянное давление.
Похожие статьи:
БРОЖЕНИЕ → Подготовка дрожжей
СОВЕТЫ → Дрожжевой осадок
СОВЕТЫ → Руководство по созданию запасов замороженных пивоваренных дрожжей
БРОЖЕНИЕ → Брожение пива в домашних условиях
БРОЖЕНИЕ → Аэрация сусла перед брожением
Внимание! Данная статья 18+ не рекламирует пиво или отдельно взятые пивные бренды, а носит информационно-энциклопедический характер. Чрезмерное употребление пива вредит вашему здоровью.© Полное или частичное копирование материалов без согласования с владельцами ресурса запрещено. - 2662250
old.beersfan.ru
ГЛАВА 9. БРОЖЕНИЕ ПИВНОГО СУСЛА — КиберПедия
Общие понятия о брожении
Спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрожжей - это основной процесс при производстве пива. При брожении происходит изменение химического состава сусла и превращение его в ароматный вкусный напиток - пиво.
В зависимости от вида применяемой чистой культуры дрожжей и температуры в сусле проходит верховое или низовое брожение. Верховое брожение сусла проводят при 12-15°С, низовое при 5-7°С. Наиболее распространено низовое брожение. Различают две стадии брожения: главное брожение и дображивание. При главном брожении, когда сбраживается основная масса сахаров пивного сусла, получают молодое пиво, которое представляет собой мутную жидкость со своеобразными ароматом и вкусом. При дображивании молодого пива с пониженной температурой (0-2°С) происходит медленное сбраживание оставшегося в нем экстракта, осветление, созревание пива и насыщение его диоксидом углерода. Главное брожение проводят при атмосферном давлении в течение 7-10 суток, а дображивание - под избыточным давлением 0,04-0,07 МПа в течение 18-90 суток.
Помещение, где находятся бродильные аппараты, называют цехом брожения, а закрытые аппараты для дображивания располагаются в цехе дображивания.
Разделение процесса брожения пивного сусла на две стадии, характеризуемые разной температурой, обусловлено, главным образом, низким уровнем развития холодильной техники в этой области и затруднениями поддержания указанных температур.
В настоящее время применяется технология брожения и дображивания сусла в одном аппарате цилиндроконической формы. Совершенная система охлаждения и хорошая тепловая изоляция аппаратов дают возможность легко поддерживать заданную температуру во время всего процесса.
При брожении большое значение имеют первоначальный состав сусла (содержание в нем сбраживаемых сахаров, несбраживаемых углеводов, азотистых веществ, фосфатов, неорганических солей и др.) и дрожжи.
Для брожения применяют специальные расы чистых культур пивных дрожжей, которые должны обладать высокой бродильной активностью (бродильная активность - способность дрожжей возбуждать спиртовое брожение), способностью к оседанию (при этом происходит осветление пива, вызываемое оседанием дрожжей на дно бродильного аппарата), приданию пиву характерного аромата и мягкого вкуса.
Пивные дрожжи
Строение дрожжевой клетки.Дрожжи - одноклеточные организмы, относящиеся к классу сумчатых грибов. Форма дрожжевых клеток бывает овальной, эллиптической, округлой.
Дрожжевая клетка (рис. 65) имеет клеточную стенку 1, под которой располагается цитоплазматическая мембрана. Цитоплазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью, оказывая влияние на обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Например, молекулы аминокислот и глюкозы проникают через мембрану быстрее, чем ионы металлов, которые меньше по размеру. Внутри дрожжевой клетки содержится круглое или овальное ядро 2, окруженное двойной мембраной. Ядро необходимо для реализации процессов обмена веществ, обеспечивающих рост й размножение дрожжей.
Основой клетки является цитоплазма 3, представляющая собой вязкую жидкость, где осуществляется спиртовое брожение. Здесь же находятся структурные элементы клетки: вакуоль 4, митохондрии 5, рибосомы 6. Митохондрии - это очень мелкие частицы каплеобразной формы, в которых происходят процессы, связанные с окислительным обменом веществ. Рибосома представляет собой мембранную структуру, где происходит синтез белка. Вакуоли - полости, наполненные клеточным соком и отделенные от цитоплазмы мембраной. В них находится метахроматин - запасное питательное вещество.
Величина дрожжевых клеток зависит от их физиологического состояния, возраста, а также состава сусла. Большинство клеток пивоваренных дрожжей имеют длину 9-11 и ширину 5-7 мкм.
Химический состав дрожжей зависит от расы, физиологического состояния дрожжей и состава питательной среды. Прессованные дрожжи содержат около 30% сухих веществ и 70% воды. В сухих веществах дрожжей содержится 90-95% органических веществ и 5-10% неорганических веществ. Среди органических веществ имеются белки и азотсодержащие вещества - 54-56%, углеводы (24-40%), жиры (2-3% к массе сухих веществ). Основная часть углеводов дрожжей представлена гликогеном (запасное вещество), сходным по химическому строению с амилопектином крахмала. Среди неорганических веществ примерно половина солей фосфорной кислоты и 1/3 калия.
В золе дрожжей содержится (%): P2O5 -47-53, К2О - 28-40, СаО - 0,4-11,3, MgO - 3,0-7,4, SiO2 - 0,28-0,73, SО3 - 0,09-0,74, Cl - 0,10-0,65. Кроме того, в небольшом количестве имеются соединения S, Zn, Mn, Cu, Fe.
Фосфорные соединения имеют большое значение в обмене веществ дрожжевых клеток, так как входят в состав промежуточных продуктов спиртового брожения, а калий активно участвует в построении молекул белков и углеводов. Дрожжи богаты витаминами группы В, содержат эргостерин (провитамин D) и др. В дрожжах содержатся различные ферментные системы, участвующие в процессах гидролиза и синтеза, а также в процессах брожения и дыхания.
Стадии роста дрожжей. Ростом дрожжей называют увеличение числа их клеток, т. е. размножение. Дрожжевые клетки при нормальных условиях размножаются почкованием. Материнская клетка образует почку, которая вырастает в дочернюю клетку. При недостатке питательных веществ или при других неблагоприятных условиях внутри клетки появляются перегородки, и клетка распадается по этим перегородкам, образуя споры. В среде с хорошими условиями питания споры прорастают и образуют новые дрожжевые клетки. Пивное сусло содержит все необходимые вещества для размножения клеток, поэтому при сбраживании сусла дрожжи размножаются только почкованием, не образуя спор.
После введения дрожжей в сусло наблюдаются их количественные и качественные изменения. Количество дрожжей увеличивается в несколько раз, однако, их концентрация в диспергированном состоянии вначале увеличивается, достигая максимальной величины, а затем снижается.
Размножение дрожжей при сбраживании пивного сусла проходит в несколько этапов. На кривой роста (рис. 66) можно выделить 4 фазы.
В начальной фазе, называемой латентной или лаг-фазой (задержка роста), дрожжи приспосабливаются к новой среде и подготавливаются к размножению. Эту фазу условно можно разделить на две части: фазу действительного покоя, когда клетки приспосабливаются к среде, и фазу постепенного начала размножения. Продолжительность латентной фазы для пивных дрожжей 1-1,5 суток. В ней клетки увеличиваются в объеме и удлиняются, растет доля почкующихся клеток.
При следующей фазе, называемой логарифмической, скорость размножения дрожжей максимальная, все клетки активны и находятся в бродящей среде во взвешенном состоянии.
После логарифмической фазы наступает стационарная фаза, когда размножение дрожжей замедляется, при этом скорость размножения и скорость отмирания уравновешиваются, в результате чего число клеток остается без изменения.
Последняя фаза, называемая фазой затухания, характеризуется снижением активности клеток, что обусловлено уменьшением массы питательных веществ и увеличением количества продуктов обмена. Размножение прекращается, клетки отмирают и оседают на дно бродильного аппарата.
В живой дрожжевой клетке жизнедеятельность поддерживается различными биохимическими процессами, а при ее отмирании согласованность этих процессов нарушается и начинается автолиз, т. е. распад составных частей клетки под действием собственных ферментов. При этом структура клеток нарушается, активность одних ферментов повышается, других ослабевает. Например, гидролитические ферменты активизируются, а действие ферментов дыхания и брожения прекращается. При автолизе дрожжей происходит распад белковых веществ, углеводов, жиров, органических фосфорных соединений, образуются низкомолекулярные продукты распада, которые диффундируют через стенки клеток в пиво и изменяют его вкус. При незначительном автолизе появляется слабый дрожжевой привкус, а при сильном автолизе - горький посторонний вкус. Выделяемые при автолизе азотистые вещества могут быть причиной коллоидного помутнения пива.
Расы пивных дрожжей. В пивоваренном производстве используют только культурные дрожжи, которые относятся к семейству Saccharomycetaceae и роду Saccharomyces. Различают дрожжи низового брожения и дрожжи верхового брожения. Дрожжи верхового брожения относят к виду Saccharomyces cerevisiae, дрожжи низового брожения первоначально были отнесены к виду Sacch. carlsbergensis, затем Sacch. uvarum или к Sacch. cerevisiae. Но в настоящее время пивовары-практики продолжают считать низовые дрожжи относящимися к виду Sacch. carlsbergensis.
Первоначально были известны дрожжи верхового брожения, так как брожение проходило только при обычной температуре (в виноделии, хлебопечении). Желая получить напитки, насыщенные диоксидом углерода, стали проводить брожение при низких температурах. Под влиянием изменившихся внешних условий и были получены дрожжи низового брожения с определенными свойствами.
В пивоваренном производстве применяют разновидности дрожжей, отличающихся друг от друга одной или несколькими особенностями. Их получают из одной клетки. Такие культуры называют расами (штаммами).
Дрожжи верхового брожения в процессе интенсивного брожения всплывают на поверхность сбраживаемой жидкости, накапливаются в виде слоя пены и остаются в таком виде до конца брожения. Затем они оседают, образуя весьма рыхлый слой на дне бродильного аппарата. По своей структуре эти дрожжи относятся к пылевидным дрожжам, не слипающимися между собой, в отличие от хлопьевидных низовых дрожжей, оболочки которых клейкие, что приводит к слипанию (агглютинации) и быстрому осаждению клеток.
Дрожжи низового брожения не переходят в поверхностный слой пива - пену, а по окончании брожения быстро оседают и образуют плотный слой на дне бродильного аппарата.
Флокуляция - это объединение дрожжей в рыхлые хлопьевидные агрегаты. В пивоварении под флокуляцией понимают обратимую агрегацию дрожжевых клеток, которая зависит как от свойств расы дрожжей, так и от состава, концентрации, температуры сусла.
После образования дрожжами хлопьев начинается физический процесс седиментации - оседание под действием сил тяжести.
Способность дрожжей к хлопьеобразованию (флокуляции) имеет большое значение для технологии сбраживания пивного сусла, так как способствует ускорению осветления пива и облегчает съем дрожжей из бродильного аппарата после брожения с последующим повторным использованием их в качестве семенных дрожжей. Низкая температура при брожении, кислотность среды (pH 4-4,4) содействуют хлопьеобразованию.
Реакция среды сильно влияет на свойства дрожжей. Например, в кислой среде при pH менее 3 и в щелочной среде при pH более 8 хлопьевидные дрожжи становятся пылевидными. Хлопьевидные дрожжи по сравнению с пылевидными имеют более крупные клетки, меньше подвержены автолизу, дают больший прирост биомассы, обладают меньшей бродильной активностью, образуют меньше диацетила и высших спиртов в пиве, что положительно сказывается на его качестве.
Дрожжи низового брожения отличаются от дрожжей верхового брожения тем, что они полностью сбраживают рафинозу, имеют оптимальную температуру для роста 25-27°С и минимальную 2-3°С, а при 60-65°С - отмирают. Максимальное размножение низовых дрожжей происходит при pH 4,8-5,3. Кислород, растворенный в сусле, способствует размножению дрожжей, в то время как продукты брожения (этиловый спирт, диоксид углерода, высшие спирты, ацетальдегид, кислоты), а также повышенная концентрация сахара угнетают развитие дрожжей.
Пивные дрожжи должны отвечать следующим требованиям: быстро сбраживать сусло, придавать пиву чистый вкус и приятный аромат, активно образовывать хлопья, осветляя таким образом пиво входе брожения.
Бродильную активность дрожжей определяют по степени сбраживания сусла. Степень сбраживания ( V) - это показатель, выраженный в процентах, характеризующий отношение массы сброженного экстракта (Е-е) к массе сухих веществ в начальном сусле (Е):
Где
е - содержание экстрактивных веществ в пиве, % к массе пива.
По степени сбраживания дрожжи делятся на сильно- или высокосбраживающие (степень сбраживания 90-100%), среднесбраживающие (80-90%), слабо- или низкосбраживающие (менее 80%).
К сильносбраживающим относятся дрожжи рас: 11, f-чешская, 34, 308, 129, Ф-2, 8аМ, 70. Дрожжи расы 11 сразу начинают сбраживать мальтозу (в отличие от других дрожжей, которые сначала сбраживают глюкозу), не требовательны к качеству сырья, хорошо оседают, пиво характеризуется полным вкусом. Дрожжи расы f-чешская хорошо осветляют пиво, придают ему приятный аромат, устойчивы к инфекции и автолизу. Дрожжи штамма 8аМ имеют высокую бродильную активность, повышенный коэффициент размножения, хорошо оседают, а дрожжи штамма Ф-2 способны сбраживать мзльтотетрозу и низкомолекулярные декстрины, поэтому глубоко выбраживают сусло. Использование дрожжей этих двух рас дает возможность сократить длительность главного брожения с 7 до 5 сут я получить пиво с хорошим вкусом. Дрожжи расы 34 быстросбраживающие, но прихотливы к качеству сырья. Также повышенные требования к сырью у дрожжей расы 308. Пиво, сброженное дрожжами рас 8аМ, 11, f-чешскай, более устойчиво к холодному помутнению.
К среднесбраживающим относятся дрожжи рас 776,41,44, S-львовская, Р (получена из Чехии), А (выделена нз рижском пивоваренном заводе «Алдарис»), гибрид 131-К. Дрожжи расы 776 неприхотливы к сырью, их можно использовать для приготовления пива с применением несоложеных материалов. Готовое пиво имеет удовлетворительный вкус, резкую хмелевую горечь. Дрожжи рас 41, 44, S и Р обладают хорошей способностью оседания, вкус пива получается чистым, мягким. Дрожжи расы 44 дают возможность получать хорошее пиво при применении воды повышенной жесткости. Дрожжи расы А хорошо осветляют пиво, устойчивы к инфекции.
Дрожжи расы 131-К не сбраживают сахарозу, лактозу и рафинозу и используются только для приготовления темных сортов пива со сладким вкусом.
Для темных и специальных сортов, вырабатываемых на некоторых минипивоваренных заводах, и для домашнего приготовления рекомендуется применять дрожжи верхового брожения.
Для сортов пива с повышенной массовой долей сухих веществ в начальном сусле следует использовать расы 8аМ, 11, 41 и S-львовская для сортов с концентрацией СВ в сусле 18% и дрожжи расы ] 1 для 22%-ного.
Хранят дрожжи чистой культуры в стерильных пробирках на скошенном охмеленном сусло-агаре при температуре 4°С и пересевают раз в полгода.
Следует учитывать, что дрожжи могут быть кислородзависимыми и кислороднезависимыми, то есть их жизнедеятельность зависит или не зависит от количества растворенного в сусле кислорода. Например, дрожжи 11-й расы кислороднезависимые, 776-й - средне-кислородзависимые, а для дрожжей штамма 8аМ требуется дополнительная аэрация сусла.
Активность дрожжей зависит от состава сусла, содержания солей в воде, поэтому на разных заводах пиво, полученное с применением одних и тех же дрожжей, имеет разный вкус.
Требования, предъявляемые к качеству дрожжей, не всегда удовлетворяются одной расой, поэтому иногда в производстве применяют смесь рас или ведут брожение сусла отдельно на разных расах, а затем смешивают молодое пиво.
Разведение дрожжей чистой культуры.Под разведением понимают увеличение массы дрожжей в количестве от массы в одной пробирке до массы маточных дрожжей, необходимой для внесения в бродильный аппарат.
Весь процесс разведения состоит из двух стадий: лабораторной (разведение дрожжей в микробиологической лаборатории) и цеховой (разведение в отделении чистой культуры).
Лабораторная стадия состоит из нескольких последовательных пересевов. Вначале чистую культуру из пробирки пересевают на стерильное охмеленное сусло с массовой долей СВ 11-13% через каждые 34-36 ч, затем проводят пересев дрожжей со стерильным сброженным суслом на новое стерильное сусло, объем которого от пересева к пересеву увеличивается в несколько раз: 20 см3→100 см3→500 см3→2,5 дм3. На первой стадии температура 20-23°С, затем 8- 10°С. Лабораторная стадия заканчивается сбраживанием 6-10 дм3 сусла в медной колбе Карлсберга в течение 5-6 суток при 7-8°С.
Цеховая стадия - это разведение дрожжей на стерильном охмеленном пивном сусле в специальных аппаратах.
На рис. 67 приведена установка для разведения чистой культуры дрожжей в цехе.
Установка состоит из стерилизатора 4, двух бродильных цилиндров 3, число которых изменяется в зависимости от количества используемых дрожжей, резервуара для предварительного брожения 1 и сосуда 2 для посевных дрожжей.
Стерилизатор и резервуар предварительного брожения оборудованы змеевиками для нагревания и охлаждения сусла, воздушными фильтрами и контрольно-измерительными приборами.
Бродильные цилиндры имеют сосуды для посевных дрожжей вместимостью 10 дм3.
Стерилизатор 4 предназначен для кипячения сусла (стерилизации) и последующего его охлаждения, бродильный цилиндр 3 – для первой стации размножения дрожжей, резервуар предварительного брожения 1 - для стерилизации и охлаждения сусла, а также проведения второй стадии размножения чистой культуры. Температура воздуха в отделении чистой культуры поддерживается 8-9°С.
Разведение чистой культуры происходит следующим образом. В стерилизатор 4 из сусловарочного аппарата набирают горячее охмеленное сусло, кипятят его в течение 1 ч и охлаждают до 8°С. Затем с помощью сжатого стерильного воздуха охлажденное сусло подают в бродильный цилиндр 3, куда через специальный кран из медной колбы Карлсберга вводят чистую культуру и сбраживают сусло в течение 3 сут. При этом дрожжи размножаются, масса их увеличивается. К концу третьих суток резервуар предварительного брожения 1 заполняют суслом, которое тоже нагревают до кипения, а затем охлаждают. Часть чистой культуры из бродильного цилиндра 3 отбирают на хранение в сосуд 2 для посевных дрожжей, где оно хранится до следующей разводки, а основную часть перекачивают в резервуар 1, где осуществляют предварительное брожение при 8°С в течение 3 суток.
В следующих циклах разведения дрожжи для посева в стерильное сусло, находящееся в бродильном цилиндре 3, берут из сосуда 2. Процесс разведения чистой культуры в установке повторяют многократно до обнаружения в дрожжах посторонней микрофлоры.
Сбраживаемую массу из резервуара 1 перекачивают в специальный аппарат для предварительного брожения, в котором процесс накопления биомассы дрожжей осушествлягот с доливом. Для этого после активного разбраживания, когда дрожжи находятся во взвешенном состоянии, к бродящему суслу добавляют свежее сусло, увеличивая общий объем вдвое.
При отсутствии на предприятии аппарата для разведения чистой культуры используют оборудование бродильного цеха.
Дрожжерастильные аппараты перед началом работы стерилизуют паром в течение 30 мин под давлением 0,15-0,17 МПа. Воздух, поступающий в стерилизатор и цилиндры для брожения, должен проходить через воздушные стерильные фильтры.
Главное брожение
Условия главного брожения.В бродильном цехе высота потолков 4,8 или 6 м, полы, потолки, стены для снижения потерь холода покрыты теплоизоляционным материалом. Если бродильные аппараты устанавливают в несколько ярусов, то высота помещения увеличивается. Температура воздуха в цехе должна быть около 6°С, влажность - не более 75%, количество диоксида углерода - не более 0,1 %.
Охлаждение воздуха в бродильном цехе осуществляют с помощью воздухоохладителей, установленных в цехе или в отдельном помещении. Воздухоохладитель представляет собой батарею, в которой циркулирует холодный рассол. Воздух из цеха брожения отбирается вентилятором, подается на воздухоохладители и охлажденным снова возвращается в цех. Этот способ обеспечивает постоянную температуру в цехе и хорошую вентиляцию.
По другому способу воздух охлаждают посредством ребристых или гладкотрубных холодильников, подвешенных в цехе к потолку. В этом случае в помещении устраивается приточно-вытяжная вентиляция, необходимая для удаления влаги и выделяемого при брожении диоксида углерода.
Главное брожение проводят в открытых и закрытых бродильных аппаратах. Бродильные аппараты изготовляют прямоугольной или цилиндрической формы.
При применении прямоугольных аппаратов площадь цеха используется наиболее полно. В боковой стенке прямоугольного аппарата на высоте 10-15 см от дна имеется патрубок для слива молодого пива, а в днище - патрубок для удаления осевших дрожжей, внутри установлен охлаждающий змеевик для отвода теплоты, выделяющейся при брожении.
В производстве наиболее широко распространены горизонтальные цилиндрические аппараты главного брожения (танки) (рис. 68).
Такой аппарат представляет собой герметичный цилиндрический резервуар вместимостью до 50 м3, снабженный охлаждающим змеевиком. На нем имеется штуцер для присоединения пивных шлангов, кран 1 для наполнения и спуска пива, люк 2 для осмотра и мойки внутренней поверхности, кран 3 для отбора проб, штуцеры 4 и 6 для установки шпунт-аппарата и штуцер 7 для установки манометра, а также предохранительный клапан 5. Для обеспечения достаточного осветления молодого и готового пива аппараты для главного брожения изготовляют диаметром не более 2,4 м, а для дображивания - 3,6 м.
Вместимость одного аппарата подбирают с учетом объема сусла, получаемого от одного, двух и более заторов. Число аппаратов в цехе определяют в зависимости от числа варок затора в сутки и продолжительности процессов главного брожения.
Процессы, протекающие при главном брожении.Большая часть экстракта сусла состоит из углеводов, из них около 75% сбраживается (сбраживаемые сахара). Часть экстракта - несбраживаемые вещества, к ним относятся декстрины, белки, минеральные вещества и др. При спиртовом брожении в сусле протекают биологические, биохимические и физико-химические процессы. Питательные вещества, поступающие в дрожжевые клетки из сусла, под действием ферментов превращаются в различные промежуточные продукты, расходуемые на спиртовое брожение и рост дрожжей. Наиболее интенсивное размножение дрожжей (биологический процесс) происходит в начальной стадии сбраживания пивного сусла и заканчивается задолго до конца брожения.
Основным биохимическим процессом брожения является превращение сбраживаемых сахаров в результате культивирования дрожжей в этиловый спирт и диоксид углерода, описываемое уравнением Гей-Люссака:
| С6Н12О6 = | 2С2Н5ОН + | 2СО2 + 234,5 кДж/(г/ммоль) |
| 180,1 | 92,1 |
Из 180,1 г глюкозы можно получить 92,1 г этилового спирта и 88 г диоксида углерода. Но наряду с этими первичными продуктами часть сахара расходуется на образование побочных вторичных продуктов, в результате из сахара получается не 92,1 г, а примерно 87 г этилового спирта.
Сахара сбраживаются в определенной последовательности, что обусловлено скоростью их проникновения в дрожжевую клетку. В первую очередь сбраживаются свободные фруктоза и глюкоза. Сахароза предварительно гидролизуется ферментом ß-фруктофуранозидазой дрожжей до глюкозы и фруктозы. После фруктозы и глюкозы дрожжи расходуют мальтозу, которая также под действием фермента α-глюкозидазы превращается в легкосбраживаемую глюкозу. Мальтотриоза расходуется дрожжами медленно и не полностью. В сусле, богатом мальтозой, мальтотриоза почти не сбраживается. Около 2% сахаров используется на построение дрожжевых клеток.
Этиловый спирт и диоксид углерода являются основными продуктами спиртового брожения. Кроме того, в сусле накапливаются вторичные продукты брожения, образующиеся из сахаров: биомасса дрожжей, глицерин, уксусный альдегид, уксусная, янтарная, лимонная и молочная кислоты, ацетоин, 2,3-бутиленкгликоль, диацетил. В качестве побочных продуктов брожения из аминокислот образуются высшие спирты, оказывающие влияние на аромат и вкус пива.
Вредное влияние на качество пива оказывают продукты брожения диацетил и ацетоин, которых много в молодом пиве. Диацетил придает пиву медовые запах и привкус, а ацетоин - затхлый привкус. При дображивании концентрация этих веществ резко снижается их влияние на вкус и запах становится незначительным.
На букет пива влияют диацетил, высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, серосодержащие соединения.
В результате сбраживания сахаров, преимущественно в аэробных условиях, пивное сусло превращается в молодое пиво. Все образовавшиеся в нем продукты спиртового брожения участвуют в формировании специфического вкуса и аромата пива (букет пива). При дображивании, когда температура молодого пива снижается, в бродильном аппарате создается избыточное давление и условия брожения становятся близкими к анаэробным. Размножение дрожжевых клеток в это время резко ограничено и сбраживаемые сахара расходуются преимущественно на образование спирта и диоксида углерода.
Сбраживание сусла сопровождается изменением pH сусла: в молодом пиве pH 4,2-4,6, что обусловлено образованием из сахаров диоксида углерода и органических кислот, преимущественно янтарной и молочной. Наибольшее снижение pH происходит на третий день брожения. Увеличивается титруемая кислотность пива.
Физико-химические процессы характеризуются изменением окислительно-восстановительного потенциала (rН2) rh3=-lg[h3], где Н2 -молекула водорода, образовавшегося при диссоциации воды.
Быстрое снижение rН2 объясняется тем, что при брожении в сусле происходит уменьшение концентрации продуктов окисления и накопление продуктов восстановления. В охлажденном сусле rН2 больше 20, а в период интенсивного брожения, когда дрожжи потребляют весь растворенный кислород, на обменные процессы внутри клетки, значение гН2 снижается до минимума, достигая 10. Кроме того, выделяющийся при брожении диоксид углерода вытесняет из сусла кислород, что также снижает интенсивность окисления.
В закрытых бродильных аппаратах rН2 пива ниже, чем в открытых, где кислород, хотя и слабо, но проникает через тонкий слой пены. Чем ниже величина гН2 в процессе брожения, тем выше качество получаемого пива. При высоких значениях гН2 сусло и молодое пиво темнеют, вкус готового пива ухудшается, оно быстро мутнеет.
Для своего развития, роста и размножения дрожжи потребляют азотсодержащие соединения сусла (аммонийные соединения, аминокислоты, несколько хуже дипептиды и в очень незначительном количестве трипептиды). При этом 40-45% азота они поглощают, а 1/3 от потребленного азота выделяют в окружающую среду. В результате меняется состав азотистых веществ сбраживаемого сусла.
При сбраживании сусла растворенные белковые вещества частично денатурируют, а затем флокулируют (слипаются) и осаждаются. Во время главного брожения, в результате осаждения белка и усвоения дрожжами азотистых веществ, содержание их в сбраживаемом сусле уменьшается примерно на 1/3.
При брожении осаждаются также полифенольные вещества. Образование этилового спирта, эфиров, снижение pH способствуют коагуляции высокомолекулярных соединений сусла.
Диоксид углерода, который образуется при брожении, сначала растворяется в сбраживаемом сусле, а потом (после насыщения им сусла) начинает выделяться в виде пузырьков, на поверхности которых адсорбируются поверхностно-активные вещества (белки, пектин, хмелевые смолы). Пузырьки газа, покрытые слоем этих веществ, слипаются и образуют на поверхности сусла слой пены. В определенный период брожения внешний вид пены приобретает форму завитков, которая характеризует определенную стадию брожения.
При брожении цветность сусла для светлых сортов пива заметно уменьшается, а для темных сортов - изменяется меньше. Снижение цветности объясняется тем, что часть красящих веществ выводится с пеной, часть окисленных полифенольных веществ восстанавливается, а уменьшение pH при брожении снижает интенсивность цветности пива (проявляются индикаторные свойства красящих веществ).
В процессе брожения уменьшается содержание изогумулонов из-за их адсорбции дрожжами, а также вследствие того, что они частично выводятся пузырьками диоксида углерода в пену.
При брожении примерно на 1/3 уменьшается содержание полифенольных веществ.
Ведение главного брожения. Это операции, связанные с регулированием условий процесса (температура, продолжительность брожения, степень сбраживания, введение чистой культуры дрожжей). Основное влияние на брожение оказывают применяемые расы дрожжей, температура сбраживаемого сусла и бактериальная чистота.
Для брожения пивното сусла принят метод низового брожения, связанный с применением рас дрожжей низового брожения. Эти дрожжи хорошо сбраживают практически все сахара, кроме лактозы и декстринов и частично мальтотриозы. Температура сусла, при которой вводят семенные дрожжи, называется установочной (начальной) температурой брожения и колеблется от 5 до 7°С.
Ведение главного брожения включает три основные технологические операции: наполнение бродильного аппарата охлажденным суслом, введение в сусло дрожжей и сбраживание его до получения молодого пива. Дополнительными операциями являются снятие деки (тонкий слой опавшей коричневой пены), перекачивание молодого пива на дображивание, отбор и подготовка семенных дрожжей, мойка, дезинфекция и подготовка аппарата для следующего цикла.
Наполнение бродильного аппарата суслом и введение в сусло дрожжей. Перед внесением в бродильный аппарат семенные дрожжи смешивают в отдельном сосуде с холодным пивным суслом из расчета 2-6 дм3 сусла на 1 дм3 дрожжей, перемешивают стерильным сжатым воздухом или мешалкой и оставляют на 1-3 ч для разбраживания при температуре около 6°С.
Перед заполнением аппарата суслом на входной патрубок аппарата надевают полый стакан для предотвращения попадания дрожжей позже в аппараты дображивания. Холодное сусло (температура 5-7°С) принимают в подготовленный бродильный аппарат в таком количестве, чтобы оно покрыло его дно. После этого вводят бродящие дрожжи, перемешивают и заполняют аппарат суслом до полной вместимости.
При наличии в бродильном цехе аппарата для предварительного брожения дрожжи подготовляют в нем в течение 18-24 ч на всю вместимость бродильного аппарата и вводят их во время спуска сусла первой варки из расчета 0,4-0,5 дм3 (дрожжи расы Ф-2 в количестве 0,8-1 дм3) на 10 дал всего сусла, затем доливают суслом следующих варок. При отсутствии аппарата предварительного брожения количество вносимых дрожжей увеличивают до 0,5-0,6 дм3 на 10 дал сусла. Заполнение бродильного аппарата считают законченным, когда в нем останется незаполненным около 10% его вместимости.
Сбраживание сусла. Главное брожение протекает в несколько стадий, которые различаются по внешнему виду поверхности сбраживаемого сусла, а также по изменению экстрактивности и степени осветления молодого пива.
В первой стадии брожения, называемой забелом, на поверхности бродящего сусла по периферии появляется полоса нежно-белой пены. Эта стадия продолжается 1-1,5 суток и характеризуется интенсивным почкованием и размножением дрожжей. При этом экстрактивность сусла снижается от 0,2 до 0,5% в сутки, pH - на 0,15-0,2, температура поднимается на 0,2-0,3°С в сутки.
Вторая стадия брожения - период низких завитков характеризуется более интенсивным выделением диоксида углерода, образованием густой, компактной, поднимающейся пены, которая по внешнему виду представляет собой завитки красивой формы. Пена, вначале белая, постепенно темнеет из-за окисления хмелевых смол и частичного обезвоживания. Экстрактивность сусла в этой стадии снижается на 0,5-1% в сутки, pH в конце стадии становится 4,9-4,7 (при начальном 5,6), температура растет на 0,5-0,8°С в сутки. Продолжительность стадии 2-3 сут.
Третья стадия брожения - стадия высоких завитков характеризуется наибольшей интенсивностью брожения, максимальной температурой процесса. Убыль экстракта достигает 1-1,5% в сутки. Пена становится рыхлой, объемной, завитки достигают наибольшей величины, верхние участки завитков имеют коричневый цвет, нижние - белый, pH снижается до 4,6-4,4. Размножение дрожжей приостанавливается в связи с недостатком кислорода и уменьшением питательных веществ. Стадия длится 3-4 сут. В начале этой стадии сусло необходимо охлаждать.
В четвертой стадии, называемой стадией опадания завитков или формирования деки, пена опадает, исчезают завитки, в результате чего поверхность сусла покрывается тонким слоем деки. Опадание завитков продолжается 2 суток. Экстрактивность сбраживаемого сусла понижается на 0,5-0,2% в сутки. Прекращается размножение дрожжей и брожение.
Каждой стадии брожения соответствуют изменения химического состава сусла и определенная концентрация дрожжевых клеток. Например, при сбраживании сусла для пива с концентрацией начального сусла 11% (Жигулевского) содержание дрожжевых клеток во взвешенном состоянии будет следующим
| Стадия брожения | Содержание дрожжевых клеток, млн/см3 |
| Исходное сусло | 20-25 |
| Забел | 60-50 |
| Низкие завитки | 60-50 |
| Высокие завитки | 30-25 |
| Формирование деки | 16-5 |
| Осветление | 3,5-1,5 |
Для сусла с более высокой массовой долей сухих веществ число дрожжевых клеток в исходном сусле увеличивают до 30-40 млн./см3.
По мере сбраживания и снижения pH сусла дрожжевые клетки покрываются слизистой пленкой из веществ, обладающих клеящими свойствами. Слипаясь между собой, они оседают на дно аппарата.
В хлопьеобразовании и оседании дрожжевых клеток важную роль играет их электрический потенциал. Во время размножения дрожжевые клетки заряжены отрицательно, а к концу брожения, когда pH сусла снижается до 4,4-4,2, клетки приобретают положительный заряд. Белковые частицы в сусле заряжены отрицательно, поэтому в конце главного брожения они соединяются с дрожжевыми клетками, образуя агрегаты (крупные хлопья), что влечет за собой интенсивное выпадение осадка. После оседания дрожжей брожение прекращается, и пиво становится более прозрачным. На этом процесс главного брожения считают законченным. Полученный продукт называют молодым пивом.
При спиртовом брожении 1 кг сброженного сахара выделяет 560,8 кДж теплоты, что приводит к повышению температуры сусла. Для поддержания в сусле определенного температурного режима через змеевики, установленные внутри бродильных аппаратов, пропускают охлажденную воду температурой 0,5-ГС. Вместо змеевиков иногда используют также холодильные пояса, приваренные снаружи к боковым стенкам бродильного аппарата. Такая система охлаждения более удобна и экономична.
Наибольшая температура сусла достигается примерно на 3-й день брожения, и ее поддерживают на этом уровне 1-2 дня по возможности без колебаний. Затем молодое пиво постепенно охлаждают со скоростью 1 °С в сут, так как дрожжи весьма чувствительны к резкому понижению температуры.
Известно, что растворимость СО2 увеличивается с понижением температуры, поэтому, чтобы сохранить в молодом пиве максимально возможную концентрацию растворенного газа, температуру перед передачей пива на дображивание снижают до 5-4°С. Содержание диоксида углерода в молодом пиве обычно составляет около 0,2%.
При главном брожении большая часть экстрактивных веществ превращается в продукты брожения. Ход этого процесса контролируют по степени сбраживания. Различают видимую и действител
cyberpedia.su
Главное брожение пива
В пивоварении, преимущественно используется метод низового брожения, т.е. вводятся низовые дрожжи. Верховые применяются лишь для варки специальных сортов пива, таких как английский портер. Поэтому процесс главного брожения описан для случая применения низовых дрожжей. В результате брожения сусла под воздейстнием добавленных в него дрожжей содержащийся в сусле солодовый сахар (мальтоза) расщепляется на алкоголь и углекислоту. Таким образом сусло в бродильном чане пренращается в пенящийся, слабоалкогольный, ароматный напиток, т.е. собственно в пиво (пока еще молодое, зеленое). Брожение, в процессе которого образуется молодое пиво — это главное брожение.Теперь немного теории, чтобы разобраться, какие процессы вызывают, например, появление при главном брожении низких или высоких завитков, и понять, что это за завитки. Итак, в сваренное сусло, которое достаточно насытилось кислородом при охлаждении и имеет оптимальный состав (ведь его готовили по всем правилам из хорошего ячменя и первосортного хмеля), вводят пивные дрожжи (чистой культуры, конечно) и хорошо размешивают смесь. Дрожжи, попавшие в благоприятную для их жизнедеятельности среду, начинают активно размножаться, расщепляя при этом солодовый сахар сусла. В результате с суслом начинают происходить превращения: меняется внешний вид деки (пленка на поверхности сусла), возрастает температура, в сусле образуются углекислый газ и этиловый спирт и т.д.
Обычно пивовары подразделяют процесс главного брожения на четыре стадии.1-я стадия. В сусле начинает выделяться углекислый газ, которым сначала насыщается само сусло, а потом пузырьки газа поднимаются к поверхности. Через 12-20 ч на по верхности сусла образуется похожая на хлопья белая пена, которая постепенно густеет. Поэтому эту стадию называют «забелом». В конце «забела» углекислый газ начинает пузырится главным образом близ стенок бродильного чана, тем самым смещая деку к центру чана. Такая «централизация» деки свидетельствует о хорошем начале «разбраживания сусла», температура которого за 24 ч 1-й стадии возрастает на 0,2-0,3°С. «Забел» завершается обычно за 1-2 дня.
2-я стадия. Дрожжи начинают размножаться быстрее, брожение усиливается (углубляется), что сопровождается усиленным образованием углекислого газа. Активно выделяясь и поднимаясь вверх, углекислый газ, а точнее его пузырьки, образуют пену в виде розочек белого цвета, которые называют «завитками». Поэтому эту стадию главного брожения обычно именуют «стадией низких (или белых) завитков». По сравнению с «забелом» температура сусла теперь растет несколько быстрее — от 0,5 до 0,8 °С за 24 ч. Длится 2-я стадия 2-3 дня.
3-я стадия. Деятельность дрожжей достигает максимума. Завитки становятся выше и приобретают коричневый цвет. Происходит это потому, что пузырьки углекислого газа выносят на поверхность остатки взвесей, дубильнобелковые соединения, горькие и другие вещества, которые на воздухе быстро окисляются и становятся коричневыми, придавая соответствующий цвет завиткам. В связи с этим данная стадия известна как «стадия высоких (коричневых) завитков». Температура сусла на данном этапе продолжает возрастать, так что приходится охлаждать сусло, чтобы выдерживать необходимый температурный режим (обычно это 6-7°С) брожения. В конце этой стадии в связи с уменьшением количества питательных веществ в растворе (это уже не сусло, но еще и не пиво), а также из-за недостатка кислорода размножение дрожжей приостанавливается. Замедляют жизнедеятельность дрожжей и накопившиеся в бродильном чане углекислый газ и этиловый спирт.
3-я стадия обычно продолжается 3 дня и более.
4-я стадия. Это стадия образования деки. Прекращается размножение дрожжей и брожение. Завитки пены равномерно опадают, образуя низкую и густую деку. Дрожжи в основном оседают на дно. Поверхность раствора, мутная при брожении, сначала приобретает рыжий цвет, а затем темнеет до коричнево-черного оттенка. Молодое пиво медленно осветляется, а осветлев, уже пригодно к перекачке в бочки для дображивания. Завершается стадия в 1-2дня.
Главное брожение в зависимости от качества и концентрации сусла, а также температуры продолжается от 7 до 14 дней. Пивовары различают два способа ведения главного брожения: холодное брожение происходит при максимальном повышении температуры в бродильном чане до 9 °С, теплое до 14 °С. Интересно, что в рекомендациях по варке пива, относящихся к началу XX в., температуры эти были на 3-4 °С меньше. Возможно, это современные тенденции к всеобщему ускорению всех процессов.
В домашних условиях без особого помещения и специальных систем охлаждения трудно поддерживать температурные режимы тех или иных процессов пивоварения с высокой точностью. Главное, не следует допускать излишнего повышения температуры сусла при главном брожении. Напомним, что обычная температура брожения колеблется от 8 до 10 °С, но не очень страшно, если она поднимется до 14-15 °С (как раз при такой температуре наблюдается наибольшая интенсивность брожения). Однако при дальнейшем разогреве сусла, его придется охлаждать с помощью уже упомянутого сосуда со льдом. Наиболее низкая начальная температура брожения наблюдается при варке светлого пива, при обильной задаче дрожжей, при вынужденном увеличении времени брожения по каким-либо причинам. Более высокие начальные температуры брожения используют при варке темного пива, слабого или крепкого, если пиво готовят в емкостях неболыпого объема, для ускорения брожения, при малой задаче дрожжей.
О температурных режимах главного брожения можно сказать следующее. О начальной температуре сусла (4-6 °С), поступающего в бродильный чан, и о температуре задачи дрожжей (6-7 °С) вы уже знаете, о холодном (до 9 °С) и теплом (до 14 °С) сбраживании мы уже говорили. Осталось, пожалуй, только добавить, что если в бродильне (помещении, где проводят главное брожение) достаточно прохладно (3-4 °С), полученное молодое пиво скорее всего будет иметь температуру около 5 °С. Почему эта температура может получиться такой низкой, если в процессе первых стадий главного брожения она только повышается? Это происходит потому, что после периода наиболее интенсивного брожения, когда темпераура сусла достигает своего максимального значения в 8-11 °С, скорость брожения замедляется, в связи с чем выделение теплоты снижается и сбраживаемая жидкость начинает под воздействием холодного воздуха остывать. Но это даже хорошо, так как пиво, которое наливают в бочки для дображивания, должно иметь температуру около 8 °С, что обычно и достигается в холодной бродильне.
www.beerale.ru
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
 Пример видео 3 |  Пример видео 2 |  Пример видео 6 |  Пример видео 1 |  Пример видео 5 |  Пример видео 4 |
Администрация муниципального образования «Городское поселение – г.Осташков»