6.3. Использование ферментов в пивоварении

Классическая технология пива основана на биотехнологических процессах, в которых используются ферменты ячменного солода и дрожжей.

В пивоварении не стремятся достичь максимально возможной степени расщепления полимеров сырья, поскольку для создания полноты вкуса и пенообразования пива необходимы продукты неполного гидролиза крахмала, белка и основного компонента клеточных стенок эндосперма ячменя - глюкана.

Гидролиз крахмала осуществляется амилазами солода. В благоприятных условиях действия амилаз солода в среднем 85% его осахаривающей способности относится к β- амилазе и 15% - к а-амилазе; глубина гидролиза крахмала этими ферментами не превышает 95%.

Под влиянием а-амилазы образуются в основном декстрины с небольшой молекулярной массой и незначительное количество мальтозы. Под действием β-амилазы образуется больше мальтозы и меньше декстринов.

Получение сусла из солода высоко качества не требует дополнительного введения ферментных препаратов. Если солод плохого качество и проявляет низкую активность ферментов во время затирания, это приводит к снижению выхода экстракта, увеличению продолжительности отделения сусла, замедлению процесса брожения, уменьшению количества образованного спирта, снижению скорости фильтрации пива и его стойкости, ухудшению аромата конечного продукта. В таком случае необходимо, кроме солодовых ферментов, использовать и ферменты, полученные промышленным способом.

При необходимости коррекции ферментативной активности на стадии приготовления сусла обязательным является присутствие в составе вносимых препаратов а-амилаз, пептидаз и гемицеллюлаз β-глюканаз, ксиланаз и др.

Наиболее эффективным методом является добавление термостабильной а-амилазы, что позволяет сократить цикл разваривания и вследствие того, что требуется относительно небольшое количество фермента в сравнении с количеством солода, в варочный аппарат можно поместить больше зерна.

Одним из основных преимуществ использования термостабильной а-амилазы по сравнению с солодом является то, что можно избежать риска попадания из котла для разваривания зерна в заторный аппарат остаточного крахмала, наличие которого может создать проблемы при фильтровании пива и вызвать его помутнение

Максимальный уровень сбраживаемости пива, полученного по традиционной технологии, составляет 66...70% вследствие присутствия в сусле предельных декстринов. Путем увеличения времени затирания или применения солода высокой активности в бродильном аппарате уровень сбраживаемости можно увеличить до 75%.

В случаях затухающего или неполного брожения использование в бродильном аппарате грибной а-амилазы дает незначительное увеличение сбраживаемости (на 1...2 единицы). Использование ферментов, способных гидролизовать а-1,6-связи в амилопектине - пуллуланазы и амилоглюкозидазы (глюкоамилазы) вместе с грибной а-амилазой или β-амилазой позволяет повысить уровень сбраживаемости пива до 85%.

Глюкоамилаза обладает относительно высокой термостабильностью, и при добавлении в бродильный аппарат может выдержать температуру пастеризации, сохраниться на последующих этапах и попасть в готовое пиво. В результате, при наличии хоть какого-либо субстрата в пиве, его сладость может повыситься во время хранения в упакованном виде. По этой причине некоторые пивовары добавляют амилоглюкозидазу в затор или в сусло после отделения для того, чтобы инактивировать этот фермент при кипячении.

С помощью дополнительно вносимых ферментов решается также задача стабилизации пива от коллоидных помутнений представляющих собой комплексы нейтральных полисахаридов, белков, полифенолов и ионов поливалентных металлов. Доля углеводов в коллоидных частицах мути составляет до 80%, это преимущественно глюкан.

Для предотвращения коллоидных помутнений пива необходимо гидролизовать полимеры, входящие в состав коллоидных частиц. Большинство ферментативных способов стабилизации основано на применении протеолитических препаратов, то есть на расщеплении белковой составляющей коллоидных частиц. Наряду с этим используются препараты амилаз, глюканаз, целлюлаз.

Широко применяют папаин, на основе которого созданы различные коммерческие препараты для стабилизации пива. Наилучший результат от применения папаина получают при его добавлении во время холодной выдержки, чтобы получить максимальное время контакта. Папаин легко впитывается в поверхность дрожжей и удаляется при фильтровании.

Однако папаин является неспецифической протеазой, и ферментные препараты на основе папаина могут оказывать отрицательное воздействие на пеностойкость пива, в особенности при высоких дозировках и длительном периоде контакта.

Помимо папаина, используют бромелаин, фицин, пепсин. В России и Украине применяются препараты Протосубтилин, Амилоризин, Пектофоетидин, Целлонигрин и др. Для стабилизации пива используют как индивидуальные ферментные препараты, так и мультиэнзимные композиции.

Повышение биологической стойкости возможно за счет лизиса бактериальной и дрожжевой микрофлоры пива. Для этой цели пригодны препараты литических ферментов широкого спектра действия, прежде всего, литические пептидазы, универсальность которых основана на том, что они воздействуют на белковые компоненты, присутствующие в клеточных стенках микроорганизмов всех таксономических групп.

Протеазы активируют автолиз микроорганизмов, что в условиях лимитации их роста приводит к снижению численности. Поэтому применение протеаз для стабилизации пива от коллоидных помутнений одновременно повышает и его биологическую стойкость