3.2.4.1. Различные точки зрения на проведение затирания

При выборе способа затирания следует рассмотреть ряд точек зрения на приготовление затора и сусла, которые бы по своему составу соответствовали желаемому типу пива.

Это касается, например, содержания сбраживаемых сахаров, определяющего конечную степень сбраживания, или обеспечения достаточно высокого уровня высокомолекулярных белков для достижения полноты вкуса и пеностойкости пива. Именно выбранный способ затирания дает хорошую возможность влиять на характер пива, и ниже мы приведем важнейшие аспекты для его выбора.

Солода часто характеризуются высоким растворением белков. Если при затирании такого солода держать длинную паузу при 50°С, то возникает опасность расщепления слишком большого количества высокомолекулярного белка, вкус пива при этом станет пустым и невыразительным, а стойкость пены - плохой. Если солод хорошо растворен цитолитически, то при затирании можно не делать паузу при 45-50°С и выбрать температуру начала затирания 58-62°С.

Если при слабом растворении клеточных стенок эндосперма хотят углубить степень их расщепления, не продолжая расщепления белков, то затирание проводят при 35°С, так как здесь уже работают термочувствительные ß-глюканазы, благодаря чему происходит интенсивное воздействие на эндосперм, а расщепления белка не происходит.

Повышение температуры путем долива горячей воды

Гидромодуль затирания у светлого пива составляет 4-5 гл/100 кг солода. Но если начать затирать густо при 35°С (или 50°С) (солод : вода = 1 : 2,5) и затем добавить горячую воду с температурой выше 95°С, переведя таким образом температурный режим затора на следующую паузу в 50°С (или 63°С), то процессы расщепления замедляются и особенно ограничивается при этом расщепление белков. После этого долива восстанавливается нормальное соотношение засыпи к главному наливу.

Такой способ ускоренного повышения температур дает экономию энергии, так как на пивоваренном предприятии обычно имеется избыток горячей воды.

Если хотят уменьшить конечную степень сбраживания (например, для легкого или безалкогольного пива), то прибегают также к особому технологическому приему - способу затирания со скачкообразным нагреванием затора (см. раздел 3.2.4.3.4).

Обеспечение оптимального контакта между ферментами и компонентами солода

Особое значение для хорошего затирания имеет оптимальный контакт между компонентами солода и растворенными в воде ферментами для обеспечения их расщепляющей функции. Известно, что уже в начале затирания стараются получить интенсивное перемешивание солодового помола с водой для оптимального протекания ферментативных реакций.

Во время затирания большую роль играет работа мешалки: в настоящее время перемешивают не так интенсивно как это делали прежде, но при этом повышают число оборотов мешалки параллельно с наполнением емкости (изменение числа оборотов происходит ступенчато или плавно с помощью электродвигателя с частотным регулированием).

Для стягивания густого затора мешалку следует выключать на 5-10 мин, чтобы могли осесть нерастворенные части солода. После обратного перекачивания отварки мешалка еще работает 30 мин при средней скорости.

Слишком интенсивное перемешивание всегда вызывает примешивание воздуха и возникновение дополнительных касательных напряжений. Под этими напряжениями понимают следующее.

В заторе, в сусле и пиве содержится много веществ, которые состоят из высокомолекулярных соединений или из сложных структурных образований. Эти «малые тела» деформируются под действием касательных напряжений и могут поэтому изменить свою структуру или совсем ее лишиться.

Большие перепады давления возникают, например, тогда, когда лопасти насоса или мешалки смесителя вращаются намного быстрее, чем за ними может следовать жидкость (рис. 3.36).

Если частица (а) движется в перемешиваемом заторе равномерно, сохраняя свою форму, то деформирующие частицу (b) силы изменяются, особенно в турбулентных пограничных слоях (рис. 3.36а) на лопастях, в трубопроводах с крутыми поворотами, на шероховатостях внутренних поверхностей трубопровода, в узких зазорах объемных насосов и т. д.

Эти возникающие силы называются касательными напряжениями. Они возникают там, где из-за быстрого движения образуются большие различия в скоростях, например:

• в насосах всех видов (см. раздел 10.5.1);

• в центробежных сепараторах;

• в трубопроводах и емкостях, в которых возникает турбулентное движение.

В качестве примера негативных изменений в структуре и свойствах веществ из-за воздействия касательных напряжений можно рассмотреть (ß-глюкан Из-за действия касательных напряжений молекулы растягиваются, что ведет к гелеобразованию. Можно целенаправленно получить гель ß-глюкана непосредственно под воздействием больших касательных напряжений, в любом случае гелеобразование предполагает известное наличие минимальных количеств высокомолекулярного ß-глюкана.

Однако высокое содержание геля ß-глюкана связано с ухудшением фильтруемости пива, поэтому желательно не допускать его образования (см раздел 3.21.4). С другой стороны, образование геля зависит также от образования спирта. Поэтому гель ß-глюкана образуется лишь позднее.

Этому можно содействовать путем целенаправленной работы мешалки. С другой стороны, слишком ограниченное по времени применение мешалки с одновременным повышением разницы температур может вести к расслоению затора, отчего страдает переход в раствор компонентов солода. Это означает, что мешалка должна использоваться очень целенаправленно.

Д ля того чтобы воздействие касательных напряжений сделать возможно меньшим, необходимо применять большие лопасти мешалки (рис. 3.37) при возможно меньшем числе оборотов и окружных скоростях менее 1 м/с/

Затор не всегда имеет одинаковую вязкость и поэтому он оказывает мешалке различное сопротивление. При низких температурах (30-35°С) вязкость затора сначала высокая, при 50-52°С она существенно ниже и снова сильно возрастает при температуре свыше 60°С из-за начавшейся клейстеризации. У рисового затора вязкость возрастает позднее из-за более высокой температуры клейстеризации и достигает максимума при 80°С и выше.

К асательные напряжения, возникающие при перемешивании, можно определить по изменению «негидролизуемых тонких частиц» (НТЧ, NHF). При этом оказывается, что образование НТЧ и с ними касательных напряжений явно усиливается приблизительно после 57°С и становится тем больше, чем быстрее происходит вращение мешалки (рис. 3.37а).

Поэтому рекомендуется путем бережного перемешивания, особенно при повышенных температурах затирания, избегать возникновения касательных напряжений.

Особо следует обратить внимание на то, что при температурах выше 57-58°С термочувствительная ß-глюкан-солюбилаза в возрастающей степени выделяет высокомолекулярный ß-глюкан, который не может быть далее расщеплен. Под действием касательных напряжений эти молекулы могут вытягиваться и переходить в гелеобразную форму. Поэтому при превышении этих температур (57-58°С) для исключения касательных напряжений следует вращать мешалку медленнее, для чего мешалка должна иметь привод с частотным регулированием.

Процессы окисления при затирании

Воздух в ограниченной степени растворим в воде. Степень растворения зависит от температуры, давления и интенсивности перемешивания.

В результате бездействия воздуха три затирании наблюдается:

• более темный цвет сусла и пива;

• более широкий вкус пива и меньшая стойкость вкуса.

В медных емкостях эти процессы окисления протекают интенсивнее.

Все вышесказанное является основанием для того, чтобы стремиться к полному исключению или ограничению попадания воздуха в затор. Как и где попадает воздух в затор? Это происходит, например:

• при быстрой перекачке затора в заторный аппарат сверху;

• при высоких скоростях работы мешалок;

• при захвате воздушных пробок;

• при всякого рода перекачках.

При затирании существенно уменьшить окисление можно:

• путем применения деаэрированной воды;

• путем использования предзаторных устройств или перемешивания помола с водой непосредственно в дробилке (см раздел 3.1.5.2);

• путем подачи затора в заторные аппараты снизу (рис. 3.37 и 3.37а);

• путем регулирования скорости работы мешалки;

• путем исключения образования воздушных пробок при перекачке.

В следующих разделах будет показано, что машиностроителями предпринимается все, чтобы исключить или по крайней мере уменьшить вредное влияние кислорода.

В результате работы с пониженным содержанием кислорода:

• улучшается расщепление ß-глюканов и с ним расщепление крахмала;

• повышается конечная степень сбраживания;

• фильтрование затора протекает быстрее;

• становится ниже цветность сусла и пива;

• вкус пива улучшается;

• повышается стойкость вкуса

Все это - основания для проведения мероприятий с целью снижения степени окисления продукта в варочном цехе.