8.3.4. Ход главного брожения

8.3.4.1. Стадии брожения. Если в низовом брожении выделяют четыре стадии, то в верховом брожении различают лишь две. Сначала примерно через 8-12 ч после внесения дрожжей происходит «подъем хмеля», продолжающийся 12-24 ч. При этом поднимающиеся дрожжи увлекают на поверхность такие загрязнения, как частицы взвесей и хмелевые смолы, которые удаляются с поверхности. Быстрое снижение значения pH вызывает переход в нерастворимое состояние попадающих в деку дубильных коллоидов белка, горьких веществ и т. д., которые для обеспечения правильного хода брожения и получения более чистых дрожжей необходимо снимать с деки. При брожении в горизонтальных и вертикальных танках это невозможно, и в этом случае эффективно разгрузить деку помогает удаление осадка взвесей холодного сусла (прежде всего путем флотации, см. раздел 2.7.7.2).

Из-за более высоких температур снижение экстрактивности идет очень быстро и составляет, например, при температуре 16-17 °С в первые 24 ч от 2,0 до 2,5%. Значение pH снижается на 0,7.

По ходу брожения дрожжи образуют завитки, очень похожие на высокие завитки низового брожения. Затем несколько повышается вязкость завитков и начинается подъём дрожжей, продолжающийся до конца брожения. Если не обеспечить непрерывное отведение дрожжей, то под действием массы дрожжей дека будет немного оседать. Подъем дрожжей начинается через 24-36 ч после внесения дрожжей. Съем дрожжей рекомендуется проводить через каждые 3-6 ч.

На вторые сутки брожения экстрактивность падает очень быстро - в зависимости от температуры брожения (18-22 °С) на 5,5-6,5 %, так что в большинстве случаев через 48-60 ч достигается желательная степень сбраживания молодого пива (на 6-8 % ниже КСС). Если необходимо достичь КСС, то брожение при температуре 18-22 °С продолжается 60, максимум 72 ч. Значение pH снижается (чаще всего через 36-40 ч брожения) до минимальной величины 4,0-4,1, после чего нередко происходит небольшое его увеличение.

Температурный режим в большинстве случаев регулируют так, чтобы не была превышена максимальная температура (18-22 °С). Осуществляют это путем поддержания определенного соотношения между температурой внесения дрожжей и температурой помещения (см. выше), или путем соответствующего охлаждения бродильной емкости, что надежнее. В слишком теплых бродильных цехах температура брожения может достигать 25-28 °С, а это несет риск инфицирования сбраживаемого сусла. В конце брожения образуется плотная дрожжевая дека, которую осторожно снимают. При длительном простаивании из деки отделяются отдельные дрожжевые клетки, которые затем оседают на дне чана, что сопровождается распадом дрожжевых колоний. Оседают и дрожжи, попавшие в пиво после подъема, причем при их седиментации в осадок выпадают белок и горькие вещества. В ЦКТб через 5-8 ч после внесения дрожжей рекомендуется осторожно снять взвеси холодного сусла. В зависимости от геометрии емкости, способа внесения дрожжей и интенсивности забраживания на разных предприятиях это производят по-разному. Обычно дрожжи оседают в конусной части, откуда их можно собрать в густом виде (по возможности с помощью охлаждения с 20 до 7-10 °С). После интенсивного слива небольшого количества осадка взвесей эти дрожжи характеризуются высокой степенью чистоты. Их, как и «снятые дрожжи» из открытых емкостей, можно сразу же вновь использовать для внесения в сусло.

8.3.4.2. Всплывание дрожжей хорошо заметно в открытых емкостях и горизонтальных чанах. Оно является признаком активных дрожжей с большой бродильной способностью и желательного хода верхового брожения. Дрожжи, таким образом, можно быстро удалить из пива, так что они не смогут стать причиной каких-либо дефектов: увеличения значения pH, осаждения белков или танноидов и т. д., которые способны вызвать горький дрожжевой привкус.

Всплывание дрожжей при так называемом подъеме дрожжей должно проходить равномерно, что позволяет добиться по возможности полного удаления дрожжей. Подъему дрожжей способствуют теплое ведение брожения и интенсивное аэрирование в сочетании с безупречным составом сусла (соразмерной долей сбраживаемых сахаров, содержанием аминокислот и ассимилируемых пептидов). Важны также штамм дрожжей и их физиологическое состояние. Дрожжи, долго пребывавшие в состоянии покоя, поднимаются хуже, чем дрожжи, внесенные «из чана в чан». Здесь полезно разведение чистой культуры дрожжей с первым суслом и т. д. За пределами ФРГ для улучшения характеристик брожения, а значит и подъема дрожжей, в дрожжи при хранении добавляют некоторые минеральные вещества, в частности, фосфаты. Отрицательно сказываются на подъёме верховых дрожжей следующие факторы: плохое физиологическое состояние дрожжей, неблагоприятный состав сусла, слишком холодное ведение брожения, недостаток кислорода, высокое содержание в сусле взвесей, присутствие тяжелых металлов (например, меди и железа, особенно после простоев), а также сусло с пониженной экстрактивностью.

Как мы уже отмечали, резкое ухудшение подъема дрожжей вызывает ухудшение свойств пива (в первую очередь вкусовых).

8.3.4.3. Варианты главного брожения. Изначально верховое брожение проводили в одной емкости («одночановая» система). Разведение чистой культуры дрожжей в первом сусле (в большинстве случаев той же варки) вызывало быстрое забраживание, особенно если дрожжи несколько дней хранились под пивом или в воде. В этом случае при внесении дрожжей они уже были достаточно хорошо распределены, при известных условиях уже преодолевали лаг-фазу и начинали размножаться. Затем этот способ был усовершенствован путем использования чана для внесения дрожжей, в котором осаждались захваченный осадок взвесей горячего сусла и, в зависимости от длительности седиментации, немного осадка взвесей холодного сусла. Слишком раннее перекачивание могло привести наряду с неполной седиментацией взвесей и к потере дрожжей. Дрожжи верхового брожения после внесения также могут сначала осесть на дне, начав подниматься только после начала брожения. При слишком позднем перекачивании часть уже седиментированных взвесей может быть взмучена в результате конвекции под действием поднимающихся пузырьков CO₂ и дрожжевых клеток. При применении флотации подобные недостатки отсутствуют. Аэрирование при перекачивании благоприятно сказывается на ходе брожения и размножения дрожжей. Как правило, перекачивание производят через 12ч после внесения дрожжей или через 6-8 ч после долива последней варки.

Системы из двух или трех емкостей. Наряду с чанами для внесения дрожжей и бродильными применяют, особенно в Великобритании, дополнительные емкости для подъема дрожжей и снятия деки - они меньшего размера и менее глубокие, чем традиционные бродильные чаны. Эти емкости оборудуют различными приспособлениями для отделения дрожжей. Внесение семенных дрожжей доливом ускоряет брожение в том случае, если бродильная емкость наполняется в течение 12 ч. В крупных бродильных танках, способных вместить суточный объем выпускаемого пива и более, при доливе с интервалом 2-4 ч через 12-24 ч наступает «статичное» состояние, сходное с аналогичным состоянием при традиционном ведении брожения: значение видимого экстракта сбраживаемого пива, несмотря на добавление свежего сусла, остается почти постоянным (порядка 3-4 %) до момента полного заполнения емкости, и лишь после этого степень сбраживания начинает расти. Условием оптимального хода брожения является хорошее перемешивание добавляемого свежего сусла с бродильным субстратом. Расслоение сусла при данных высоких температурах может вызвать его инфицирование (например, термобактериями). Одним из простых способов является внесение дрожжей в стадии завитков: как только варка достигает стадии высоких завитков, из нее отбирается четвертая или пятая часть, которую затем используют в качестве «заправки» для следующей варки. В варку, из которой были взяты завитки, снова вводят такое же количество сусла. Этот способ можно повторять много раз.

В горизонтальных танках меньшее свободное пространство для подъема пены нередко используется для того, чтобы поднимающиеся дрожжи могли перетекать по трубе в соседний танк, куда затем подается сусло. Дрожжи из этого танка в свою очередь используются для внесения в следующий танк. Процесс внесения дрожжей в два связанных между собой танка можно согласовать по времени так, чтобы один танк всегда находился в фазе высоких завитков, а другой - в стадии внесения дрожжей. Вместе с тем, реализация описанных способов возможна лишь в случае непрерывного производства пива верхового брожения (например, на предприятиях, выпускающих пиво типа Koelsh, Alt и Weiss).

8.3.4.4. В верховом брожении применяется также брожение под давлением (например, при производстве пива типа Koelsh и Alt). Повышенную норму внесения дрожжей (1-1,5 л/гл) вносят без давления в чан или танк для внесения дрожжей и перекачивают через 12 ч или в стадии завитков. В крупных бродильных танках внесение дрожжей доливом осуществляют многократно напрямую, то есть без дальнейшей обработки. В зависимости от высоты танка избыточное давление обычно составляет 0,5-0,8 бар. При максимальных температурах порядка 22-24 °С брожение завершается через 48-60 ч; следующие 24-36 ч предназначены для снижения содержания 2-аце-толактата. Удаление дрожжей из ЦКТб производится соответственно в конце брожения и конце дображивания, а из танков с плоским днищем - при перекачивании в цех дображивания. В этом случае для равномерной коррекции объема дрожжей для хранения рекомендуется применять сепараторы для молодого пива. Применение давления позволяет несколько уменьшить необходимое пространство для подъёма пены. Содержание побочных продуктов брожения даже с учетом более высоких температур брожения благодаря повышенной норме внесения дрожжей и давлению ограничено, что характерно и для низового брожения (см. раздел 3.6.3.4). Количество циклов ведения дрожжей в условиях повышенных температур и давления ограничено.