Конечной степени сбраживания сусла
| Обозначение штамма | Конечная степень сбраживания сусла, % |
| 71,7 | |
| 8а (М) | 74,9 |
| 129 (П) | 79,8 |
| 145 (П) | 79,4 |
| 148 (П) | 80,0 |
| 34(H) | 81,4 |
| 69(H) | 76,0 |
| 199(H) | 79,9 |
П - штаммы из Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии, биохимии и технологии дрожжей.
Н - немецкие штаммы дрожжей (данные Gresser, цит. по Heyse K.-U., 1989).
М - штамм МГУПП.
Таблица 7.4 Количество диоксида углерода, образующееся при сбраживании 100 мл сусла с массовой долей сухих веществ 11 % в течение 7 суток
| Обозначение штамма | г СО2/100мл |
| 2.70 | |
| 2,40 | |
| 2,70 | |
| S-Львовская | 2,88 |
| 2,96 | |
| Р | 2,08 |
| 8а (М) | 2,05 |
| Н(В) | 2,81 |
В - штамм Воронежской государственной академии.
Технологические факторы, определяющие бродильную активность дрожжей
Скорость и степень сбраживания экстракта пивного сусла зависит от состава питательной среды и, в частности, от соотношения между сбраживающимися сахарами (глюкоза : мальтоза: мальтотриоза). При увеличении концентрации глюкозы в среде снижается активность пермеаз, осуществляющих транспорт мальтозы и мальтотриозы в клетки, при этом наблюдается снижение скорости сбраживания сусла. Но это явление не всегда имеет место, так как существуют штаммы дрожжей, у которых глюкозная репрессия не происходит.
Бродильная активность клеток дрожжей взаимосвязана со скоростью их размножения, которая важна для быстрого сбраживания сусла. Скорость роста и размножения клеток в свою очередь зависит от сбалансированности состава сусла (содержания в нем α-аминного азота, факторов роста и некоторых микроэлементов) и наличия в нем растворенного кислорода (более 8 мг/л).
Большую роль играет физиологическое состояние дрожжей и их концентрация в сусле. С увеличением величины засева скорость сбраживания Сахаров сусла возрастает, в результате снижается длительность главного брожения. Так, при увеличении начальной концентрации клеток в сусле с 11 до 208 млн/мл, длительность главного брожения уменьшается с 5 суток до 1 дня. Длительно используемые дрожжи, а также дрожжи, не правильно хранившиеся, имеют низкую бродильную активность.
Роль штаммов дрожжей в формировании вкуса и аромата пива
В производстве пива одновременно с основными продуктами брожения (этанолом и диоксидом углерода) образуется целый ряд побочных продуктов, которые играют существенную роль в формировании органолептических свойств напитка. К этим веществам относятся глицерин, высшие спирты, летучие и жирные кислоты, эфиры, альдегиды и их производные, серосодержащие соединения. Все эти компоненты представляют незначительную часть сухих веществ пива за исключением глицерина, содержание которого в зависимости от массовой доли сухих веществ в сусле может составлять 1,3-2,0 г/л. Тем не менее все побочные продукты брожения, даже не достигающие пороговых значений концентрации (табл. 7.5), определяют вкусовой профиль пива.
Таблица 7.5 Критерии оценки аромата пива
(характеристика побочных продуктов брожения)
| Компонент | Концентрация, мг/л | Пороговое значение концентраций, мг/л | Оценка аромата | ||||||||
| пo Mandl и Geiger | по Miedaner | по Mandl и Geiger | по Miedaner | ||||||||
| Высшие спирты | |||||||||||
| Пропиловый спирт (С3) или пропанол | 2-50 | Алкогольный | |||||||||
| Изобутиловый спирт (С4) или 2-метилпропанол | 5-20 | 15; 175* | 10; 200* | Алкогольный, аптечный, растворитель | |||||||
| 2-метилбутанол (С5) | 10-20 | - | 10; 65* | Алкогольный, растворитель | |||||||
| 3-метилбутанол (С5) | 35-70 | - | 30; 70* | Алкогольный, банан | |||||||
| 2-феинлэтанол | 10-20 30-50* | 50-75* | 28; 125* | Цветочный (роза) у пшеничного пива | |||||||
| Органические кислоты | |||||||||||
| Пируват | - | - | - | Солено-кислый | |||||||
| D+L лактат | - | - | - | Молочно-кислый | |||||||
| Цитрат | - | - | - | Лимонно-кислый | |||||||
| Малат | - | - | - | Яблочно-кислый | |||||||
| Глюканат | - | - | - | - | |||||||
| Ацетат (С2) | - | - | - | Уксусно-кислый | |||||||
| Масляная (С4) | - | 0,2-0,6 | - | 1,2-2,2 | Сырный, прогорклый | ||||||
| Изовалерьяновая (С5) | - | 0,5-1,2 | - | 1,5-1,6 | Сырный, старый хмель | ||||||
| Октановая (С8) или каприловая | - | 3-10 | - | 10-13 | Масляный | ||||||
| Декановая (С10) или каприновая | - | 0,8 | - | Прогорклый | |||||||
| Додекановая (С12) или лауриновая | - | 0,1-0,5 | - | Мыльный | |||||||
| Эфиры | |||||||||||
| Этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты) | 5-30 | 30-93 | 25-30 | Фруктовый, карамель, вкус растворителя | |||||||
| Бутилацетат (бутиловый эфир уксусной кислоты) | Менее 0,1 | 0,4; 1,6** | Фруктовый, банан (типичный для пшеничного пива) | ||||||||
| Изоамилацетат (изоамиловый спирт уксусной кислоты) | 0,5-2,5 | 2,0-2,3 | 0,4; 1,6** | Фруктовый (банан) | |||||||
| Гептилацетат | - | 0,5-2,5 | - | 1,0-1,6 | Фруктовый, банан | ||||||
| Этилбутират (этиловый эфир масляной кислоты) | - | 0,3 | - | 0,4 | Яблоко, папайя | ||||||
| Этилкапронат (этиловый эфир гексановой кислоты) | 0,1-0,3 | 0,12-0,23 | Фруктовый, яблоко | ||||||||
| Этилкапринат (этиловый эфир додекановой кислоты) | 0,02 | 3,5 | Мыльный, эфирный, дрожжевые тона | ||||||||
| Этиловый эфир молочной кислоты | 0,1-0,5 | Фруктовый, земляничный (при биологическом подкислении) | |||||||||
| Карбонильные соединения | |||||||||||
| Общий диацетил | 0,1 | - | 0,1 | 0,10-0,15 | Похожий на мыло, масло с жженым сахаром, пахта | ||||||
| Общий пентандион | 0,1 | - | 1,0 | - | Затхлый, вкус корицы | ||||||
| Ацетоин | 3,0 | - | 3,0 | 8-20 | Фруктовый, затхлый | ||||||
| Ацетальдегид | 25-50 | Зеленое яблоко, кожура сырых яблок, давленные яблоки | |||||||||
| Сернистые соединения | |||||||||||
| Диметилсульфид | 0,1 | 0,03-0,12 | - | 0,10-0,12 | Вареные овощи | ||||||
* Значение для пшеничного пива.
** Значения при использовании технологии сбиологическим подкислением.
(-) Сведений нет.
Порог ощущения или пороговое значение концентрации вкусоароматического вещества - это наименьшая концентрация вещества, вызывающая соответствующее ощущение (раздражение). Эта та концентрация вещества, которая выявляется дегустатором. С помощью этого показателя можно сравнить ароматическую активность различных веществ.
Высшие спирты
Большинство штаммов дрожжей во время брожения (при температуре 7-9 °С) образует от 60 до 90 мг/л высших алифатических спиртов (табл. 7.6). В основном это пропиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты (табл. 7.6).
Таблица 7.6 Сравнительная характеристика штаммов дрожжей по синтезу некоторых высших спиртов
| Штаммы Низовых дрожжей | Концентрация высших спиртов в пиве, мг/дм3 | |||
| Пропиловый | Изобутиловый | Изоамиловый | Сумма высших алифатических спиртов | |
| 7,92 | 13,71 | 41,52 | 63,15 | |
| 7,95 | 14,05 | 38,17 | 81,83 | |
| 7,84 | 13,72 | 34,33 | 55,89 | |
| S-Львовская | 8,36 | 14,18 | 40,51 | 85,59 |
| 9,18 | 17,23 | 41,75 | 68,16 | |
| F | 8,50 | 15,07 | 33,77 | 57,34 |
| 8а (М) | 9,10 | 17,78 | 46,39 | 73,27 |
| 8,57 | 14,69 | 44,16 | 67,42 | |
| 129 (П) | 19,10 | - | 40,30 | - |
| 140 (П) | 19,70 | - | 43,00 | - |
| 145 (П) | 11,80 | - | 44,50 | - |
| 146 (П) | 11,70 | - | 39,50 | - |
| 34(H) | 10,40 | - | - | 81,30 |
| 35(H) | 8,80 | - | - | 84,50 |
| 69(H) | 7,00 | - | - | 63,50 |
| 84(H) | 10,10 | - | - | 75,90 |
| 120(H) | 11,10 | - | - | 100,90 |
| 128(H) | 8,70 | - | - | 83,60 |
| 132(H) | 10,80 | - | - | 91,00 |
| 199(H) | 11,80 | - | - | 103,60 |
| 2036 (Д) | 19,00 | 19,00 | 72,00 | 110,00 |
| 2091 (Д) | 13,00 | 14,00 | 60,00 | 87,00 |
| 2155 (Д) | 14,00 | 16,00 | 67,00 | 97,00 |
| 2322 (Д) | 18,00 | 12,00 | 64,00 | 94,00 |
| А15(Ф) | - | - | - | 76,00 |
| А3(Ф) | - | - | - | 78,00 |
П - штаммы из Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии, биохимии и технологии дрожжей.
Д - штаммы дрожжей из коллекции AlfredJorgensen Laboratory - AJL (Дания).
H - немецкие штаммы дрожжей (данные Gresser цит. по Heyse K-U, 1989).
Ф - штаммы дрожжей из коллекции VTT (M-L.Suihko 1996, Финляндия).
(-) Сведений нет.
Из высших ароматических спиртов более всего влияет на вкусовой профиль пива 2-фенилэтанол. Этот компонент обусловливает цветочный аромат (аромат розы) и является индикатором пшеничного пива. Обычно содержание фенилэтанола в пиве низового брожения не превышает 20 мг/л, в то время как в пиве верхового брожения, в частности пшеничном пиве, уровень этого компонента достигает 50 мг/л. Из приведенных в табл. 7.6 штаммов, только штамм 199 синтезирует более 30 мг/л фенилэтанола. Этот же штамм, а также штаммы 120 (Н), 2036 (Д) более других склонны к накоплению высших спиртов, уровень которых превышает пороговую концентрацию для пива низового брожения.
Эфиры
Эфиры придают пиву фруктовый, цветочный, леденцовый привкус и аромат. Эти же соединения при более высокой концентрации являются причиной появления в пиве дрожжевого привкуса и запаха, а также привкуса и запаха растворителя. В зависимости от химической структуры эфиров изменяется их влияние на вкус и аромат пива (табл. 7.5). В небольших количествах (до значения пороговой концентрации) они способствуют появлению в пиве фруктового аромата (банан, земляника, яблоко, папайя). В том случае, когда содержание эфиров превышает порог ощущения, вкус и аромат пива изменяются. Например, при концентрации этилацетата более 30 мг/л пиво приобретает неприятный химический привкус.
В количественном отношении эфиры представлены главным образом этиловым эфиром уксусной кислоты (этилацетатом) (табл. 7.7). Концентрация этого эфира в зависимости от штамма дрожжей изменяется от 5,9 (штамм 146) до 26,0 мг/л (штамм 2036) (табл. 7.8). Максимальное количество эфиров жирных кислот образуют дрожжи 199 штамма (0,53 мг/л). Роль этих эфиров в восприятии вкуса и аромата пива весьма существенно, так как они, наряду с высокомолекулярными жирными кислотами, придают пиву дрожжевой привкус.
Таблица 7.7 Влияние штаммов на синтез эфиров (данные Gressernwr. по Heyse K-U, 1989)
| Концентрация, мг/л | Штаммы низовых дрожжей | ||
| 34Н | 69Н | 199Н | |
| Эфиры уксусной кислоты, в том числе: | 20,0 | 8,0 | 26,1 |
| этилацетат | 17,7 | 6,9 | 22,1 |
| изобутилацетат | 0,2 | 0,27 | 0,27 |
| изопентнлацетат | 1,8 | 0,7 | 3,1 |
| фенилацетат | 0,3 | 0,16 | 0,62 |
| Эфиры жирных кислот: | 0,42 | 0,34 | 0,53 |
| этилкапронат | 0,14 | 0,08 | 0,27 |
| этилкаприлат | 0,24 | 0,22 | 0,22 |
| этилкапринат | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
Таблица 7.8 Влияние штаммов на синтез этилацетата
| Штамм низовых дрожжей | Концентрация этилацетата в пиве, мг/л |
| 129 (П) | 12,5 |
| 140 (П) | 14,8 |
| 145 (П) | 9,0 |
| 146 (П) | 5,9 |
| 34(H) | 17,7 |
| 35(H) | 14,6 |
| 69(H) | 6,9 |
| 84(H) | 17,6 |
| 120(H) | 15,9 |
| 128(H) | 16,0 |
| 132(H) | 10,7 |
| 199(H) | 22,1 |
| 2036 (Д) | 26,0 |
| 2091 (Д) | 9,0 |
| 2155 (Д) | 16,0 |
| 2322 (Д) | 23,0 |
Карбонильные соединения
К ним относятся ацетальдегид, ацетоин и вицинальные дикетоны (диацетил, пентандион). Содержание этих компонентов значительно снижается к концу процесса брожения. Ацетальдегид придает пиву аромат зеленых яблок. Пороговое значение концентрации 10-25 мг/л. Содержание ацетальдегида в пиве изменяется в зависимости от штамма в широких пределах от 3 (штамм A3) до 26,3 мг/л (штамм 146), оставаясь при этом ниже пороговой концентрации (сравнить табл. 7.5 и 7.9).
Таблица 7.9 Сравнительная характеристика штаммоа дрожжей по синтезу карбонильных соединений
| Штаммы низовых дрожжей | Концентрация в пиве, мг/л | |||
| Ацетальдегид | Ацетоин | Диацетил | Пентандион | |
| - | 2,36 | 0,65 | - | |
| - | 2,22 | 1,21 | - | |
| - | 1,46 | 1,05 | - | |
| S-Львовская | - | 1,98 | 1,15 | - |
| - | 2,39 | 0,53 | - | |
| F | - | 2,65 | 1,04 | - |
| 8а (М) | - | 2,36 | 0,65 | - |
| - | 1,65 | 0,50 | - | |
| 129 (П) | 7,1 | - | 0,09 | 0,07 |
| 140 (П) | 7,1 | - | 0,14 | 0,08 |
| 145 (П) | 13,8 | - | 0,28 | 0,10 |
| 146 (П) | 26,3 | - | 0,27 | 0,14 |
| 34(H) | - | 1,6 | 0,07 | 0,09 |
| 35(H) | - | 3,9 | 0,13 | 0,17 |
| 69(H) | - | 12,0 | 0,76 | 0,66 |
| 84(H) | - | 2,4 | 0,32 | 0,35 |
| 120(H) | - | 3,1 | 0,17 | 0,25 |
| 128(H) | - | 1,9 | 0,12 | 0,16 |
| 132(H) | - | 6,1 | 0,24 | 0,24 |
| 199(H) | - | 1,7 | 0,07 | 0,15 |
| 2036 (Д) | - | - | - | |
| 2091 (Д) | - | - | - | |
| 2155 (Д) | - | - | - | |
| 2322 (Д) | - | - | - | |
| А15(Ф) | - | 0,12 | - | |
| А3(Ф) | - | 0,035 | - |
(-) Сведений не обнаружено.
С ацетоином связывают появление в пиве подвального, затхлого запаха. Все штаммы, за исключением 69 (Н) и 132(H), не достигают пороговых концентраций этого карбонила.
Из вицинальных дикетонов наибольшее внимание, как индикатору созревания пива, уделяется диацетилу, который имеет специфический запах и привкус. Для этого вещества характерны очень низкие пороговые концентрации (ниже 0,1 мг/л). Содержание этого дикетона в пиве в зависимости от штаммовых особенностей дрожжей колеблется от 0,035 (для штамм A3) до 1,21 мг/л (штамм 44). Следует иметь в виду,
что концентрация диацетила в пиве определяется не только штаммом дрожжей, но и технологией брожения и дображивания пива. При использовании одного и того же штамма содержание диацетила в пиве, полученном на разных заводах, может существенно отличаться. Поэтому на многих заводах концентрация диацетила в пиве постоянно контролируется по методике, предложенной ЕВС (см. приложение 14).