Кислотность и буферность при затирании
Кислотность при затирании постепенно увеличивается. В первый период затирания, в особенности при затирании при низкой температуре или при применении предварительного настаивания, это может быть в какой-то мере обусловлено действием микроорганизмЪв, в том числе и кислотообразующих, дальнейшее же повышение кислотности вызывается в основном приростом неорганических кислых фосфатов.
Возможность повышения кислотности за счет развития кислотообразующих микроорганизмов подтверждается тем, что в случае создания стерильных условий затирания титруемая кислотность повышается меньше, но все-таки повышается.
Люерс проследил изменение кислотности в процессе затирания и установил следующие величины (табл. 64).
Таблица 64
| Стадии затирания | pH | Кислотность | Общая кислотность | |
| по нейтральроту | по фенолфталеину | |||
| Затор | ||||
| перед 1-й отваркой | 6,05 | 0,875 | 3,075 | 3,950 |
| после 1-й отварки | 5,89 | 0,950 | 4,225 | 5,175 |
| после 2-й отварки | 5,65 | 1,00 | 4,050 | 5,050 |
| Первое сусло | 5,69 | 1,30 | 4,400 | 5,700 |
Следует отметить, что кислотность по нейтральному красному (pH 7,07) обусловлена наличием свободных кислот и половиной фосфатов, а кислотность по фенолфталеину обусловлена наличием второй половины фосфатов и аминокислот.
Все перечисленные выше соединения или сами по себе являются буферными веществами, как, например, аминокислоты, или в сочетании одно с другим составляют буферные системы, как, например, первичные и вторичные фосфаты. Таким образом, общая буферность затора повышается, и если буферность солода была принята равной 120-140, то буферность затора (по неохмеленному суслу) можно выразить величиной 130-155.
Виндиш с сотрудниками определял буферность сусла и полученного из него пива при разных способах затирания. Данные, полученные в этих опытах, приведены в табл. 65.
Таблица 65
| Методы затирания | Буферность, условные единицы | |
| сусла | пива | |
| Лабораторный | ||
| С тремя отварками | ||
| С накоплением белка | ||
| С применением несоложеных материалов |
Из фосфатов в этом случае имеют значение растворимые в воде соли фосфорной кислоты; освободившаяся фосфорная кислота, вступая в реакцию с солями жесткости воды, на которой производилось затирание, выпадает в виде нерастворимых кальциевых и магниевых солей и переходит в дробину. Имеются наблюдения, что при затирании солода с водой разного состава в солодовой дробине обнаруживаются следующие количества фосфора, содержащегося в заторе:
| Вода, использованная при затирании | Содержание фосфора в дробине, % |
| Дистиллированная | 29,5 |
| Карбонатная | 49,1 |
| Сильногипсовая | 58,6 |
Выпадение в осадок нерастворимых фосфатов уменьшает буферность сусла, поэтому выгодно предварительно удалять из воды соли карбонатной жесткости.
Наличие карбонатов в воде для затирания в значительной степени влияет на pH среды во время затирания. Это подтверждается данными Люерса, полученными при затирании одного и того же солода на воде с разной карбонатной жесткостью (табл.66).
Таблица 66
| Стадии | pH при карбонатной жесткости воды, мг-экв/л | |
| 5,92 | 0,67 | |
| Затирание | 6,05 | 5,73 |
| Первая отварка | 5,89 | 5,57 |
| Вторая отварка | 5,65 | 5,45 |
| Первое сусло | 5,69 | 5,39 |
| Готовое сусло | 5,56 | 5,32 |
В связи с установлением оптимальных значений pH при затирании следует обратить внимание на тот факт, что в заторе при разной температуре фактическое значение pH не совпадает с тем значением, которое получается при определении его в пробе, охлажденной до комнатной температуры. При сравнительно высокой температуре затирания pH всегда ниже. Гопкинс и Краузе установили следующие соотношения (табл. 67) между значениями pH затора, полученными на приборе с автоматическим термокомпенсатором.
Таблица 67
| Температура затора, °C | Значение pH в заторе, приготовленном на воде | |
| дистиллированной | среднежесткой | |
| 5,84 | 6,03 | |
| 5,70 | 5,90 | |
| 5,65 | 5,80 | |
| 5,50 | 5,70 | |
| 5,40 | 5,55 |
Режимы затирания
Процессы, происходящие при затирании солода, зависят от температуры, величины pH и продолжительности ведения процесса при определенной температуре. Наибольшая часть экстракта извлекается из солода в течение 5-15 мин. Однако требуется получить сусло определенного состава, поэтому применяют выдержку заторов при различной температуре: для извлечения белков обычно при температуре, близкой к 50° С, образования мальтозы - при 63° С, для полного осахаривания крахмала - при 70° С и выше.
Существуют два метода затирания солода - настойный и отварочный. Настойный метод обычно рекомендуется для переработки хорошо растворенных солодов, так как по ходу технологического процесса заторная масса не подвергается кипячению и на осахаривание поступает неоклейстеризованный крахмал. Преимуществом этого метода является наиболее полное сохранение ферментов солода, вплоть до момента кипячения отфильтрованного сусла, т. е. ферменты продолжают свою деятельность и при фильтрации затора.
Отварочный метод затирания применяется в трех модификациях - с тремя, двумя и одной отваркой. При трехотварочном методе кипячению подвергается до 75% всего затора, при двухотварочном - до 60% и при одноотварочном - до 50%. Кипячение способствует процессу осахаривания заторной массы, так как крахмал подвергается клейстеризации и полному разжижению. Кроме того, происходят коагуляция белков и образование меланоидинов, что способствует созданию определенных тонов окраски пива.
Благодаря предварительной обработке заторной массы путем кипячения в данном случае требования к качеству солода (его растворению) могут быть не такими высокими, как при применении настойного метода затирания. Однако ферментативная активность солода используется не полностью, ко времени передачи затора на фильтрацию в нем остается очень мало ферментов. Например, амилолитическая активность после первой отварки снижается на 38,9%, после второй - на 79,2, а после третьей - на 92,7%, т. е. активность амилазы составляет только 7,3 % от исходной.
Методом затирания, в котором сохраняются все принципиальные моменты настойного и отварочного методов, является затирание с кипячением всей густой части затора. Он является модификацией отварочного метода. При использовании этого метода в солоде сохраняются все ферменты так же, как в настойном методе, т. е. до момента кипячения уже отфильтрованного сусла. Кипячение затора является рациональным: кипячению, причем одноразовому, подвергается вся густая часть затора, в то время как даже при трехотварочном методе примерно 25% затора не кипятят, а некоторую часть подвергают повторному кипячению, что неизбежно ведет к разрушению крупных частиц шелухи.
В этом методе затирания сохраняются все преимущества от- варочного метода, а желаемая степень расщепления затора достигается быстрее, так как на предварительно обработанный материал оказывает действие большое количество ферментов. Несомненно, это связывается с получением предельных выходов путем более короткого затирания, с меньшим расходом топлива.
Этот метод можно использовать для солода разной степени растворения. Плохо растворенный солод может быть подвергнут сильному действию ферментов и отварок. При работе с солодом хорошего растворения имеется возможность регулирования влияния отварок на белковый распад путем сокращения времени кипячения. Начало затирания при более высоких температурах позволяет предотвратить излишний распад белковых веществ. Затирание очень хорошо растворенного солода можно начинать при температуре 63° С.