Контрольные вопросы и задания

1. Приведите современную классификацию пивных дрожжей.

2. Какое строение имеет клетка пивных дрожжей?

3. Приведите химический состав дрожжей.

4. Охарактеризуйте основные фазы развития дрожжей.

5. Как размножаются дрожжи и какие факторы влияют на этот процесс?

6. Что такое флокуляция дрожжей?

7. Охарактеризуйте процесс автолиза дрожжей.

8. Охарактеризуйте метаболизм дрожжевой клетки.

9. Приведите современные схемы разведения чистых культур дрожжей.

10. Дайте сравнительную характеристику дрожжей верхового и низового брожения.

11. Охарактеризуйте расы пивных дрожжей.

12. Дайте характеристику основным процессам, происходящим при главном брожении.

13. Приведите схему спиртового брожения.

14. Каков механизм образования при брожении высших спиртов, эфиров, диацетила?

15. Какие факторы влияют на образование основных побочных продуктов брожения?

16. Как устроено отделение главного брожения?

17. Дайте характеристику аппаратов главного брожения.

18. Опишите основные стадии главного брожения.

19. Приведите схему съема, подготовки и задачи дрожжей и охарактеризуйте требования к семенным дрожжам.

20. Охарактеризуйте кипящее, пузырчатое и затухающее брожение.

Тема 7. Дображивание и созревание пива

7.1. Процессы, происходящие при дображивании и созревании пива

7.2. Ведение дображивания пива

7.1. Процессы, происходящие при дображивании и созревании пива

При выдержке пива в лагерном отделении происходят следующие процессы: насыщение пива диоксидом углерода; осветление пива; формирование вкуса и аромата пива.

На стадии дображивания происходят те же процессы, что и при главном брожении, однако они протекают более медленно из-за низкой температуры (0-2 ºС) и концентрации дрожжей (1,5-3,5 млн./см³).

Насыщение пива СО₂

После главного брожения в пиве содержится около 0,2 % диоксида углерода. В пиве после выдержки должно быть 0,35-0,40 % СО₂, чтобы обеспечить в разлитом напитке не менее 0,33 % двуокиси углерода. С учетом того, что углекислота брожения не вся связывается пивом, а частично и теряется (на создание избыточного давления; улетучивается на начальной стадии вместе с воздухом), на дображивание должно поступать молодое пиво, содержащее не менее 1 % сбраживаемых углеводов.

Растворимость СО₂ в пиве подчиняется закону Генри, согласно которому концентрация газа в жидкости (С) прямо пропорциональна парциальному давлению газа над жидкостью (Р):

С = К · Р. (8)

Парциальное давление в аппарате для дображивания создается СО₂, не успевшим раствориться в пиве. Дображивание проводят при давлении 0,03- 0,07 МПа. При температуре дображивания 0,5-1,6 ºС увеличение давления на 0,01 МПа повышает концентрацию СО₂ в пиве примерно на 0,03 %.

Растворение СО₂ в пиве - обратимая реакция, которая сопровождается выделением энергии. По принципу Ле Шателье при снижении температуры идет прямая реакция. В условиях дображивания понижение температуры на 1 ºС повышает концентрацию углекислоты приблизительно на 0,01 %. Дображивание протекает при температуре 0-2 ºС.

Насыщение пива диоксидом углерода происходит уже в первую неделю выдержки пива в лагерном отделении, когда идет активное дображивание оставшихся сахаров.

Часть СО₂ в пиве содержится в избытке в свободном газообразном состоянии и легко удаляется механическим воздействием. Основное же количество СО₂ находится в растворенном и связанном состоянии и может быть удалено лишь изменением давления и температуры. Между отдельными формами СО₂ существует подвижное равновесие:

С вязанный СО₂ растворенный СО₂ газообразный СО₂

При растворении СО₂ образуется угольная кислота, которая легко распадается на СО₂ и Н₂О.

Угольная кислота связывается веществами пива химически и физико-химически. Н₂СО₃ вступает в реакцию со спиртами с образованием ди- и моноэфиров.

ОН О - R

О = С + 2R – ОН О = С + 2Н₂О

ОН O - R

ОН О - R

О = С + R – ОН О = С + Н₂О

ОН O - Н

Углекислый газ вступает в реакцию с аминогруппами белков, пептидов, аминокислот.

Физико-химическое связывание СО₂ носит адсорбционный характер. Молекула угольной кислоты обладает дипольным моментом и отрицательным полюсом адсорбируется на положительно заряженных частицах белка.

П.А. Ребиндер разработал теорию, согласно которой находящиеся в пиве коллоидно-растворимые поверхностно-активные вещества адсорбируются на пузырьках СО₂, покрывая их защитной пленкой. Пленка препятствует слиянию пузырьков в более крупные, что замедляет процесс их подъема на поверхность пива и удаление из него.

Осветление пива

Молодое пиво содержит дрожжевые клетки и взвешенные частицы белка, хмелевых смол, белково-дубильных соединений, липидов и минеральных веществ. Количество взвесей при дображивании увеличивается, так как в осадок выпадают вещества, которые были еще растворимыми при температуре главного брожения. При выдержке в лагерном отделении пиво осветляется за счет оседания дрожжей и удаления взвесей. Осветление происходит после окончания дображивания сахаров при стабилизации температуры. Дрожжевые клетки оседают, адсорбируя на своей поверхности взвешенные частицы. Крупные частицы опускаются на дно аппарата под действием силы тяжести.

Процесс осветления зависит от температуры дображивания и размеров используемых на данной стадии аппаратов. При повышенных температурах дображивание протекает активно. Интенсивно выделяются пузырьки СО₂, пиво перемешивается, создаются условия для объединения мелких взвешенных частиц в более крупные. При повышенных температурах осветление протекает быстрее. Однако в пиве остается больше веществ, способных в дальнейшем при снижении температуры образовывать мелкодисперсные трудно отделяемые взвеси, поэтому при высокой температуре дображивания получается менее стойкое пиво. При низких температурах дображивания и выдержки осветление протекает медленнее, но получается более стойкое пиво с мягким вкусом.

Скорость и степень осветления пива при дображивании зависят также от высоты слоя дисперсной среды. Поэтому диаметр классических горизонтальных аппаратов не превышает 3,2 м, а высота вертикальных - до 8,2 м. При использовании цилиндро-конических бродильных аппаратов (ЦКБА), высота которых может достигать более 20 м, возникают некоторые трудности с осветлением пива. Во избежание проблем с осветлением, к суслу, сбраживаемому в ЦКБА, предъявляются особые требования: степень осветления сусла должна быть высокой - содержание взвесей не более 200 мг/дм³, вязкость не более 1,5 мПа·с.

Формирование вкуса и аромата

При выдержке пива улучшается его вкус и аромат: исчезает дрожжевой привкус за счет оседания дрожжей и грубая хмелевая горечь в результате коагуляции и старения хмелевых смол. Вкус облагораживается и за счет того, что выделяющийся избыток СО₂ увлекает за собой летучие соединения.

Необходимый букет выдержанного пива появляется в нем и в результате протекающих многочисленных окислительно-восстановительных реакций и реакций взаимодействия содержащихся в пиве компонентов.

При дображивании, как и при главном брожении, образуются побочные продукты, формирующие вкус и аромат. В пиве увеличивается содержание высших спиртов, эфиров, кислот, снижается концентрация альдегидов. Продолжается процесс редукции диацетила. Механизм реакций и количественные изменения отдельных компонентов приведены в разделе 6. Содержание диацетила в готовом пиве не должно превышать 0,1 мг/дм³.

При дображивании степень сбраживания пива почти достигает конечной. Чем выше степень сбраживания, тем более стойким получается пиво.