Осветление пива после дображивания
В настоящее время существуют два способа осветления сброженного пива - фильтрование и сепарирование.
Процессом, лежащим в основе фильтрования пива, является адсорбция. В качестве фильтрующего материала до последнего времени служила хлопчатобумажная масса. В настоящее время все большее применение находят минеральные порошки, в основном кизельгур.
Сепарированием достигается только хорошее осветление (без блеска), но с небольшими потерями.
Для получения блеска в пиве обычно применяют комбинированную фильтрацию, например после сепарирования пиво добавочно фильтруют через фильтрационную массу. Конечно, метод фильтрации следует подбирать в зависимости от степени осветления пива в подвале. Плохо осветленное пиво необходимо для удаления основной мути отсепарировать, а затем подвергнуть фильтрации.
В пиво при розливе попадает большое количество кислорода. Устранить это явление можно, если выдавливать пиво из сборников фильтрованного пива при помощи углекислого газа, а бутылки, в которые наливается пиво, предварительно заполнять углекислотой. Этим в полной мере может быть устранен воздух из газового пространства бутылок, а следовательно, и кислород из пива. Этот прием используется и для устранения потерь углекислоты в пиве при розливе. Особенно сильно проникает кислород в пиво при взбалтывании и соприкосновении его с воздухом. Де Клерк приводит данные, характеризующие растворение кислорода в пиве при контакте его с воздухом в спокойном состоянии и при размешивании.
Если в пиво, налитое в бутылку (1л), ввести 10 мл воздуха и положить бутылку горизонтально, то через 1 ч в пиве обнаруживается 0,05 мл азота и 0,05 мл кислорода, а через 17 ч соответственно 1,10 и 0,50 мл. Если же этот опыт провести при взбалтывании, то через 1 мин в пиве будет содержаться азота 1,35 мл, а кислорода - 0,75. Через 5 мин эти величины соответственно увеличиваются до 3,75 и 1,50 мл.
В настоящее время стремятся применить такой способ розлива пива в бутылки, чтобы при этом возможно полнее устранить взбалтывание пива с воздухом и ограничить перемешивание.
Современные разливочные машины обеспечивают спокойный розлив по стенкам бутылки и выход воздуха через центральную трубку.
Содержание кислорода в пиве можно ограничить вспениванием его после розлива до укупорки бутылки.
Хорошие результаты по уменьшению содержания воздуха в пиве получены при горячем розливе.
Если пиво карбонизируется искусственно, то для повышения эффективности этой операции ее следует проводить с- сильно охлажденным пивом (до 0°C, а еще лучше несколько ниже). В этих условиях связи между углекислотой, уже имеющейся в пиве, и веществами экстракта хорошо сохраняются, а общее количество углекислого газа пополняется до нужного предела. Степень распыления углекислоты должна быть высокой. После карбонизации до розлива пиво для лучшего связывания углекислоты должно некоторое время находиться в спокойном состоянии при низкой температуре.
ГЛАВА V. ГОТОВОЕ ПИВО
Особенности готового пива
Состав пива зависит от применяемого сырья и всех последующих технологических операций, проведенных с этим сырьем. В результате брожения охмеленного сусла в пиве накапливается спирт, углекислота и другие продукты брожения; непосредственно из сусла в пиво переходят все несбраживаемые вещества и часть сбраживаемых, но не подвергнутых брожению. Между содержанием экстракта в сусле и спиртом, получаемым в результате брожения, существует прямая зависимость, выражаемая применяемой еще и теперь при расчетах формулой Баллинга, установленной в 1865 г.
где:
P - начальное содержание экстрактивных веществ сусла;
n - действительный экстракт пива;
А - содержание спирта в пиве.
Все величины взяты в одних и тех же весовых частях.
Эта формула, проверенная автором и Л. Г. Шмидтом на отечественном пиве, оказалась правильной для пива, приготовленного из сусла, в котором содержалось экстрактивных веществ 13%, а для пива более крепких сортов величина концентрации начального сусла получается более высокой.
Экстракт готового пива, оставшийся несброженным, состоит из углеводов, белков и минеральных веществ. На долю углеводов приходится примерно 80%. В состав углеводов входят главным образом декстрины, т. е. высокомолекулярные полисахариды, и небольшое количество сбраживаемых сахаров, главным образом мальтозы, и пентозаны.
Фракция азотсодержащих веществ составляет 8-10%. Она состоит из высокомолекулярных соединений (около 20-30%), продуктов промежуточного распада:- протеозы и пептоны (40-50%) и низкомолекулярных азотистых веществ - полипептиды, аминокислоты, амиды (20-30%).
Минеральные вещества содержатся в пиве в количестве 3-4%; на эту фракцию экстракта большое влияние оказывает состав воды, применяемой при затирании сырья.
Юнг установил следующий состав золы пива:
| Состав золы | Содержание минеральных веществ в золе, % |
| KCl+NaCl | 41,791 |
| P2O5 | 29,308 |
| SiO2 | 13,920 |
| Аl2О3+Fe2О3 | 1,335 |
| CaO | 3,235 |
| MgO | 6,249 |
В экстракте пива найдены также очень небольшие количества других металлов (цинк, медь).
Наконец, в экстракте пива содержатся горькие вещества хмеля, дубильные и красящие вещества, органические кислоты (молочная, янтарная, щавелевая и винная).
Содержание углекислоты, образовавшейся в пиве во время брожения и дображивания, зависит от дальнейшей работы при фильтрации и розливе. Способствует этому и искусственная карбонизация, если она проводится.
Кроме спирта в пиве содержится ряд летучих и нелетучих продуктов брожения, о которых было сказано выше, а также сернистые соединения, диацетил, эфирные масла хмеля и побочные продукты брожения, глицерин (обычно в количестве 0,2-0,3%).
Большая часть сухих веществ пива находится в коллоидном состоянии; это декстрины, белковые вещества, хмелевые смолы, дубильные и красящие вещества. Вкус, запах, пенистость, стойкость в значительной степени зависят от размера и состава отдельных коллоидных агрегатов, представляющих собой молекулы, несущие на себе электрические заряды. В виде отдельных ионов находятся в пиве минеральные соли и органические кислоты. Адсорбируясь на поверхности коллоидных молекул, они создают сложные комплексы, которые вследствие изменения электрического заряда могут находиться или в стабильном состоянии, или выделяться из пива. В этом отношении большое значение имеет создающаяся в пиве концентрация водородных ионов.
Изменение агрегатного состояния коллоидов, несомненно, оказывает влияние на такие показатели пива, как органолептические свойства и пенистость.
Горечь пива обусловлена в основном горькими веществами хмеля; принимают в ней участие и дубильные вещества как хмеля, так и оболочки солода и несоложеных злаков, некоторые эфиры и минеральные соли, например магниевые.
Наиболее сложным вкусовым ощущением в пиве является горечь, и в этом отношении изогумулон является основной причиной. Как уже указывалось, горькие вещества хмеля обладают разной горечью. Не все из них попадают в пиво, а основная α-кислота находится в пиве в изомеризованном виде.
Интенсивность хмелевой горечи и ее качественные оттенки, влияющие на вкус пива, обусловлены в значительной степени солевым составом воды. Карбонатная вода повышает растворимость слаборастворимых горьких веществ хмеля, что усиливает горечь даже слабоохмеленного пива.
Адсорбция горьких веществ на поверхности белковых агрегатов играет большую роль в изменении горечи пива. Тонкодиспергированные агрегаты белка, адсорбируя на своей поверхности хмелевые вещества, усиливают горечь пива, и, наоборот, крупные частицы, обладающие значительно меньшей поверхностью и адсорбционной способностью, уменьшают горечь.
Дубильные вещества оболочки солода и несоложеного ячменя имеют очень неприятную горечь и, попадая в пиво, сообщают ему грубый, горький вкус, отличающийся от хмелевого.
Горький, неприятный вкус придают пиву вещества затонувшей деки, иногда продукты автолиза дрожжей.
Повышение кислотности пива способствует понижению горечи, как известно, растворимость изогумулона резко изменяется в зависимости от концентрации водородных ионов.
Если пиво, налитое в бокал, оставить на долгое время без пены, то горечь его значительно усиливается, делаясь резкой и неприятной. Это зависит, с одной стороны, от снижения количества углекислоты, которая всегда придает пиву своеобразный вкус, затушевывающий неприятные оттенки вкуса пива, а с другой стороны, в пиве начинают протекать окислительные процессы за счет кислорода воздуха, к которым особенно чувствительны горькие и дубильные вещества.
Кислород воздуха не только снижает стабильность пива к помутнениям и выпадению осадков, но к сохранению вкуса. Опытами, в которых к пиву добавлялось разное количество кислорода, установлено, что в зависимости от количества воздуха и длительности хранения пива неприятная горечь в нем нарастает. В пиве, содержащем 1 мл кислорода в 1 л, горечь заметно усиливалась; пиво же без кислорода сохраняло нормальную горечь в течение длительного времени. Разница во вкусе пива была особенно заметна в первые дни после розлива, что обусловлено резким изменением в это время окислительно-восстановительного потенциала.
Все сорта пива должны быть более или менее горькими; но во всех случаях, даже в сильно охмеленном пиве, горечь не должна быть терпкой и грубой. Светлые сорта пива должны быть всегда более горькими, чем темные; иногда умеренно охмеленное пиво может иметь неприятно горький вкус и горечь, долго остающуюся на языке.
Горько-жгучий вкус темных сортов пива происходит от излишнего добавления неправильно приготовленной жженки, в особенности когда ее прибавляют к суслу непосредственно в виде помола, а не в виде вытяжки из него.
Когда в бродильные чаны попадает большое количество белкового отстоя, то он загрязняет дрожжевые клетки; в этом случае бродильная способность дрожжей может понижаться, что при некоторых обстоятельствах придает пиву очень неприятную горечь.
Дрожжи могут придавать пиву как приятный, так и неприятный привкусы; первый характерен для некоторых рас дрожжей и рассматривается как положительное явление. Резкий дрожжевой привкус появляется в пиве при перекачке в подвал слабовыброженного пива с большим количеством неосевших дрожжей и сильно развивается в пиве, если температура хранения его высокая. Хранение маточных дрожжей при высокой температуре также может быть причиной дрожжевого привкуса пива.
При наличии в пиве большого количества сардин в нем значительно увеличивается содержание диацетила, имеющего специфический медовый привкус. Количество диацетила, в котором он образуется при брожении, обычно таких ощущений вкуса не вызывает.
Сусло, отжатое от хмелевой дробины под давлением, имеет сильный терпкий вкус; добавленное к общему суслу, оно передает пиву этот привкус.
Вяжущий привкус является результатом взаимодействия дубильных веществ пива с железом, что может происходить при плохой изоляции внутренней поверхности стальной бродильнолагерной тары; аналогичное явление возможно при большом содержании железа в воде.
Хлебный привкус (похожий на вкус ржаного хлеба) возникает при пастеризации главным образом слабовыброженного пива и особенно при сравнительно высокой температуре пастеризации. .
Несоблюдение правил санитарии может сообщать пиву ряд неприятных привкусов, вызываемых наличием продуктов жизнедеятельности посторонних микроорганизмов. Подвальный привкус пива обычно связан с антисанитарным содержанием пивных емкостей и аппаратуры.
Вкус трудно отделить от запаха и при дегустации пива они сливаются и действуют на слизистые оболочки органов чувств одновременно.
Существует многообразие обонятельных ощущений. В пиве можно различить следующие запахи: эфирные, ароматические, пригорелые, химические, отталкивающие и др.
Эфирные запахи связаны с наличием летучих продуктов брожения (ацетальдегида, высших спиртов и эфиров); обладают ими и эфирные масла хмеля, остающиеся в готовом пиве лишь в количестве нескольких процентов.
Ароматические запахи обусловлены солодовым ароматом, полученным в результате реакции меланоидинообразования во время сушки солода и в варочном процессе; нарушение этих же процессов является причиной образования нежелательных подгорелых продуктов, передающих свой запах пиву.
Запахи химических веществ в пиве являются результатом неправильно проведенных дезинфекций. К ним же следует причислить аромат, передаваемый пивной смолкой, которая используется для покрытия внутренней поверхности транспортных бочек.
Неприятные, иногда отталкивающие запахи вызываются сернистыми соединениями - сероводородом и обладающим очень неприятным запахом меркаптаном. Он обычно появляется в присутствии воздуха под действием лучей солнечного света, когда интенсивно образуются так называемые солнечный вкус и аромат пива.
Полноценное пиво должно обладать полнотой вкуса. Это свойство зависит от веществ пива, особенно белков и горьких веществ, находящихся в состоянии коллоидной эмульсии и обладающих способностью сильного распространения на вкусовых сосочках языка. Поэтому они вызывают ощущение полноты вкуса. Созданию такого ощущения во многом способствует наличие хорошей компактной пены, в которой вещества, обусловливающие вкус, находятся в состоянии эмульсии.
Пиво с высокой степенью сбраживания всегда имеет более приятный и даже нежный вкус, чем недостаточно выброженное.
В противоположность пиву, обладающему полнотой вкуса, различают пиво с пустым вкусом.
Полнота вкуса, так же как и пенистость, в значительной степени зависит от насыщенности пива углекислотой.
Прозрачность пива создается при осветлении его во время выдержки, а также при фильтрации или сепарировании. Пиво должно быть прозрачным вообще, а бутылочное обязательно кристально прозрачным, с блеском. Если оно не подвергается пастеризации или обеспложивающей фильтрации, то срок стойкости его ограничен. В нем неизбежно начинают развиваться микроорганизмы, в первую очередь дрожжи, чему способствует попадание в пиво во время розлива кислорода воздуха. В пиве много питательных веществ, в особенности если оно неглубоко выброжено, и их вполне достаточно для размножения как дрожжей, так и других посторонних микроорганизмов. Борьба с помутнением биологического характера заключается в поддержании чистоты и необходимых санитарных условий всего производства.
Однако в пиве независимо от его биологической чистоты происходит помутнение другого порядка, называемое небиологическим и зависящее от нестабильности коллоидного состояния, в котором находится большая часть составных веществ экстракта.
Если биологическое помутнение можно устранить путем пастеризации, то на небиологическое помутнение такая обработка не действует.
Образование помутнений пива и способы их предотвращения
В состав пива входят разнообразные вещества, которые находятся в коллоидном состоянии и обусловливают его характерные особенности: вкус, прозрачность, способность к пенообразованию и игристость. Для сохранения этих свойств в течение продолжительного времени - до момента потребления - необходимо, чтобы коллоидные системы находились в стабильном состоянии. В противном случае пиво теряет свои характерные свойства.
Различают несколько видов помутнений: белковое, и металло-белковое, оксалатное, металлическое, декстриновое и антисептическое. Первое появляется при охлаждении и может быть обратимым и необратимым. Обратимое помутнение, или помутнение от охлаждения, образуется при снижении температуры пива до 0°С. Если температура повышается до 20° С, то помутнение в большинстве случаев исчезает. Необратимое, или постоянное, помутнение, часто называемое окислительным, образуется медленно и остается при обычной температуре; оно характерно для пастеризованного пива.
В составе обратимой и необратимой мути находятся азотистые вещества полипептидного или белкового характера, в особенности β-глобулин, часто танины или другие полифенолы, а иногда и углеводы. В некоторых случаях обнаруживают кремневую кислоту и соли тяжелых металлов. Содержание в мути белковых веществ колеблется от 40 до 76%.
Путем применения современных методов анализа (ультрацентрифугирование, электрофорез, хроматография) установлено, что белковая часть состоит из растворимых и нерастворимых в спирте фракций, которые по аминокислотному составу подобны гордеину и β-глобулину ячменя. В гидролизате белков мути найдены аминокислоты, содержащие серу (около 1-2%), обычно в виде бисульфидных связей.
Из полифенольных соединений в составе мути от охлаждения и в постоянной мути обнаружены таниноподобные вещества до 35%. Сандегрен на основании спектрофотометрического анализа установил, что они переходят в муть главным образом из ячменя. Гартонг сообщает о наличии в мути 17-19% хмелевых и солодовых танинов. На основании опубликованных в печати данных подсчитано, что содержание веществ полифенолового характера в мути пива составляет 20-55%.
При помощи осаждения нейлоновым порошком, являющимся селективным адсорбентом антоцианидинов, в составе полифенолов мути обнаружены лейкодельфинидин и лейкой,ианидин, идентичные таким же соединениям хмеля, солода и пива.
Третьим компонентом мути пива являются углеводы. Гартонг утверждает, что углеводов с высокой молекулярной массой в мути не содержится, но находится около 3-12% веществ, в состав которых входят остатки гексоз и пентоз; некоторые авторы отмечают наличие глюкозы, рибозы, арабинозы, ксилозы и маннозы.
Кроме органических соединений в мути пива, особенно в постоянной мути, установлено наличие силикатов и металлов, из которых преобладают медь и железо.
Кларк считает, что образование мути вызывается дегидратацией коллоидных систем. Такую же причину высказывали раньше и другие авторы. При охлаждении прозрачного пива частицы мути выделяются в виде несмешивающейся водной фазы. Поверхностная активность частиц и высокая их концентрация создают условия для дегидратации коллоидных веществ и последующего их выделения из раствора, а когда интрамолекулярное притяжение после длительного периода охлаждения препятствует проникновению водной фазы, растворение их уже становится невозможным. Выделению мути благоприятствует взбалтывание и перенасыщение пива углекислым газом, т. е. тогда, когда особенно сильно проявляется действие поверхностных сил молекул и происходит более частое их столкновение.
Существует несколько теорий образования высокомолекулярных соединений. Одни авторы видят причину этого явления в действии скрытых интрамолекулярных сил, действующих между белковыми молекулами или белковыми молекулами и молекулами дубильных веществ, причем большую роль в этих процессах отводят пептидным связям свободных групп аминокислот.
Другие авторы считают, что при образовании высокомолекулярных соединений, вызывающих помутнение пива, происходит реакция Майара, или медленная денатурация белков (альбуминов), обусловленная изменением температуры и окислением, причем в нее могут вовлекаться вещества солода, хмеля, несоложеных материалов и дрожжей. Окисление происходит под действием кислорода, содержащегося в пиве или в газовом пространстве бутылок с пивом. Считается, что железо и медь являются катализаторами процесса окисления сульфгидрильных групп с образованием дисульфидных связей. Последнее подтверждается тем, что в постоянной мути всегда устанавливают наличие серы, а β-глобулин содержит сульфгидрпльные группы. Допускается возможность возникновения комплексов, состоящих из глобулинов и полифенольных соединений (флобафены). Шмаль установил, что белки, принимающие участие в образовании помутнений, имеют молекулярную массу 22000-35000; по данным Скрибана, молекулярная масса белковой части мути равна 20000-30000, что совпадает с величинами, полученными Сведбергом при помощи ультрацентрифугирования.
Муть, образующаяся при охлаждении пива, после быстрого отделения от него имеет светло-серый цвет, но в кислородной среде быстро темнеет. Постоянная муть в этих же условиях из красно-коричневой превращается в шоколадно-коричневую. Муть, появляющаяся при охлаждении пива, является нестойким соединением азотистых и полифенольных веществ. Это соединение при диализе вновь разделяется на составляющие компоненты; такое соединение может образоваться при помощи водородных связей внутри молекулы между иминными, гидроксильными и карбонильными группами.
Таким образом, постоянная муть имеет определенную коллоидную природу, причем коллоиды заряжены положительно и являются гидрофильными.
При современном состоянии пивоварения приходится считать, что образование мути от охлаждения и постоянной мути является неизбежным, но уже сейчас в зависимости от состава мути и поведения составляющих ее веществ в процессе приготовления пива намечены пути уменьшения и даже полного устранения помутнений обработкой пива адсорбентами или ферментами.
Большое значение в образовании мути имеют оставшиеся в готовом пиве азотистые вещества со сравнительно большой молекулярной массой. В ячмене содержатся белковые вещества с различной молекулярной массой и растворимостью. Протеолитический распад увеличивает разнообразие фракций, часть которых удаляется из сусла, а остальные, состоящие из стойко растворимых белков, могут частично становиться нерастворимыми и выделяться потом уже не только во время брожения и дображивания, но и в готовом пиве. Белковый состав некоторых двухрядных ячменей был приведен в табл. 2. В солоде также содержатся указанные в этой таблице фракции белков, но в других соотношениях, чем в ячмене. Свободных аминокислот в ячмене небольшое количество, но при соложении и затирании содержание их сильно повышается.
Из глобулинов после затирания и кипячения в сусле остается только β-глобулин в форме продуктов неполного распада, имеющих достаточно высокую молекулярную массу и содержащих серу в виде активных сульфгидрильных групп (-SH). Поэтому справедливо считать его белковым соединением, способным при окислении давать более сложные молекулы:
Получаемые сложные вещества имеют значительно большую молекулярную массу, чем исходные соединения, и становятся нерастворимыми. Эти окисленные соединения имеют отрицательный заряд и могут осаждать некоторые положительно заряженные коллоиды пива.
Наличие в мути пива гордеина (белка, растворимого в спиртовых растворах) связывается с переходом в муть пива антоцианогенов, которые всегда сопутствуют этому белку и трудно от него отделяются.
Наличие альбумина в составе мути пива обусловлено тем, что он при кипячении отварок и сусла может не полностью коагулировать, так как его изоэлектрическая точка находится при более высоком pH, чем pH обычного сусла.
Краус указывает, что в сусле найдены следующие белковые вещества: альбумин, (3-глобулин, четыре или пять фракций гордеина и две глютелина. На растворимость белков в сусле оказывают влияние концентрация солей, кислотность, температура, от которой зависят активность и время действия ферментов, поэтому, чем продолжительнее затирание, тем большее количество белков переходит в раствор. Однако протеолитические ферменты, являясь сами белковыми веществами, разрушаются (особенно при повышении температуры), поэтому часть белков не успевает подвергнуться ферментативному распаду. Вместе с тем некоторая часть гордеина должна перейти в сусло, но этот процесс затрудняется в связи со сравнительно плохой растворимостью этого белка. Все это приводит к тому, что некоторая часть белковых веществ в сусле распадается не полностью и в дальнейшем может служить источником образования мути.
В табл. 106 приведены данные Сандегрена о влиянии pH затора на образование мути пива. Затор был полностью осахарен и разделен на две части; pH одной части был доведен молочной кислотой до 4,9; pH другой не подвергался изменению.
Таблица 106
| Показатели | pH 5,8 | pH 4,9 |
| Концентрация начального сусла, % | 8,0 | 8,0 |
| Мутность пива, условные единицы | ||
| общая | 0,87 | 0,57 |
| охлаждения | 2,13 | 0,56 |
| окисления | 3,5 | 1,8 |
| Стойкость пены, условные единицы | ||
| Азот, мг/100 мл | 42,4 | 44,1 |
| Формольный азот, % к общему | 25,6 | 28,1 |
| pH | 4,37 | 4,30 |
Как указывалось выше, pH 4,9 является для β-глобулина изоэлектрической точкой и при доведении pH затора до этой величины указанный белок должен выпасть в осадок. Это подтверждается тем, что муть от охлаждения и постоянная муть в пиве при доведении pH затора до 4,9 значительно меньше, чем при pH затора 5,8.
Значительную роль в образовании помутнений пива играют полифенольные соединения: они являются слабыми кислотами и диссоциируют в небольшой степени. Они обладают отрицательным зарядом и самостоятельно или совместно с другими отрицательно заряженными веществами способствуют выпадению мути при определенных значениях pH, температуры и наличию поверхностной активности.
Танины, подобно пирогаллолу, легко соединяются с атмосферным кислородом и образуют темноокрашеиные вещества. Примесью этих веществ к белковым соединениям, по-видимому, можно объяснить потемнение их, особенно при экспозиции на воздухе.
Содержащиеся в пиве антоцианидиновые пигменты (цианидин и дельфинидин) включаются в реакции, оказывающие влияние на коллоидную стойкость пива. Уай и Мак Фарлан установили, что при кипячении сусла концентрация их уменьшается, а во время брожения увеличивается, хотя дрожжи их не синтезируют.
Пиво, приготовленное с применением риса и кукурузы, более стойкое, чем приготовленное с применением одного ячменного солода. Если же приготовить пиво, вообще свободное от полифенолов, то коллоидную стойкость его можно значительно повысить.
В табл. 107 приведены данные Гопкинса о количественном составе веществ, выделенных из сусла и мути пива (в %), полученные разными авторами.
Наличие растворенного в пиве кислорода обычно связывают с процессом окисления, который приводит к появлению в пиве помутнения. Однако содержание растворенного кислорода быстро уменьшается после розлива и большого значения для образования помутнения не имеет. Для полного насыщения пива кислородом при температуре 60° С требуется только 7 мл/л. Пиво перед розливом имеет rН 9-11; при розливе под давлением воздуха значение rН повышается до 18 и даже выше, но вскоре после розлива вновь снижается до 12 и даже до 9.
Основную роль в появлении помутнения пива играет воздух, находящийся в бутылке над пивом. Установлено, что в горлышке бутылки может находиться не более 1% воздуха. Превышение этого предела обусловлено переходом в пиво такого количества растворимого кислорода, которое вызывает стойкий сдвиг rН.
Редуцирующие вещества защищают пиво от окисления. К ним в пиве относятся некоторые полифенольные соединения, белки, углеводы, сернистый ангидрид, аскорбиновая кислота, меланоидины и редуктоны. Они препятствуют окислению веществ, которые обладают способностью связывать кислород. Этим предотвращается выпадение последних в осадок и образование помутнений.
Кроме того, часть из них (и декстрины) являются защитными коллоидами и препятствуют выделению неустойчивых коллоидов белкового и полифенольного характера из растворов.
| Вещества | Горячий брух грубый | Холодный брух тонкий | Муть охлаждения (обратимая) | Муть окисления (необратимая) | ||||||||
| I | II | I | II | III | I | II | III | I | II | III | IV | |
| N•6,25 | 50-60 | 76,2 | 57,7 | 63,8 | 68,8 | 40,8 | 54,5 | 42,5 | 40-46 | |||
| Сера | - | - | - | 1,54 | - | - | 1,9-2 | - | 1.1 | 1,48 | - | 1,34-1,83 |
| Танин | 20-30 | - | 19,0 | + + | - | 17,3 | 35-38 | - | - | - | + | + + |
| Смолы | 16-30 | - | - | 8,0 | - | - | - | - | - | - | - | |
| Эфирный экстракт | - | - | 1.1 | - | - | 2,1 | ||||||
| Декстрины | - | - | - | - | - | - | Немного | - | - | - | - | - |
| Сахара | - | - | 2-4 | 13,0 | - | - | - | - | - | + | 2-4 | |
| Пентозы | - | - | - | Следы | - | - | - | 32,4 | - | - | + | Следы |
| Минеральные вещества | 3-30 | 5,8 | 0,2 | 3,3 | 3,2 | 1,5 | 0,3 | I | 11,3 | 1.5 | - | - |
| Следы металлов | Cu, Fe | - | - | Cu, Fe, Al и др. | - | Cu, Fe | Cu, Fe |
Примечание. +- небольшое количество; ++ значительное количество, I - IV номера опытов.
Следует остановиться на роли металлов в образовании помутнений готового пива. При высоком содержании меди, железа и олова в пиве в случае окисления образуются комплексные соединения с белками, которые и обусловливают так называемое металло-белковое помутнение. Железо может вызывать помутнение пива даже при отсутствии кислорода. По-видимому, в этом случае в результате реакции металлического железа с содержащимися в пиве карбонатными ионами образуется двухвалентное углекислое железо.
В состав мути может входить также кальций. В мути, образующейся от охлаждения пива, он содержится в значительно больших количествах, чем другие металлы. Медь и железо преимущественно встречаются в помутнениях, образующихся при более высокой температуре. По-видимому, эти металлы вступают в химическую реакцию с веществами мути, тогда как кальций осаждается в связи с уменьшением растворимости его при низкой температуре или путем адсорбции частичками мути.
Образование помутнений в пиве связано с некоторыми моментами технологии. Поскольку в состав мути входят гордеин и связанные с ним антоцианидины, целесообразно применять ячмень с низким содержанием белка.
Стевенс путем щелочной замочки ячменя добился устранения антоцианогенов, что повысило стойкость пива. Щелочь разрыхляет оболочку ячменя и создает возможность для растворения антоцианогенов, находящихся преимущественно в слое алейроновых клеток.
Мосей с соавторами предложил оригинальный метод освобождения пива от антоцианогенов, применяя во время затирания реакцию формальдегида с амидами. Продукты конденсации, полученные в результате этой реакции, удаляют путем избирательной преципитации полифенолы, в том числе и антоцианоге- ны, причем скорее, чем танины. При кипячении сусла с хмелем происходят выпадение общего растворимого азота и преципитация хмелевых антоцианогенов.
β-Глобулин ячменя при нормальном соложении подвергается превращениям в незначительной степени; молекулярная масса его снижается от 100000 до 30000.
Сушка солода при недостаточно высокой температуре, что вызывается стремлением получить очень светлое пиво, не благоприятствует его стойкости. Гартонг указывает, что это связано с недостаточным образованием меланоидинов, действующих в данном случае как редуктоны. '
Из несоложеных материалов предпочтение следует отдать кукурузе и рису, которые не содержат β-глобулина и антоцианогенов. Кроме того, рис не имеет оболочки, в которой содержатся дубильные вещества.
Энергичное кипячение сусла способствует коагуляции белков, а применение хмеля с высоким содержанием дубильных веществ - образованию крупных хлопьев бруха. При кипячении сусла белковые вещества и другие соединения, несущие положительный заряд, стремятся соединиться с веществами, заряженными отрицательно. Образовавшиеся соединения, имеющие изоэлектрическую точку при pH сусла 5,4-5,9, выпадают в осадок, а имеющие изоэлектрическую точку 4,4-4,7, оставаясь в сусле, могут выпадать в пиве.
Понижение pH затора благоприятно влияет на протеолиз белков, а возможность снижения pH до 4,9 способствует удалению β-глобулпна.
Возможность удаления из сусла нестабильных соединений путем аэрации, по-видимому, может иметь положительное значение лишь в том случае, если непосредственно за аэрацией следуют резкое охлаждение сусла, а затем фильтрация или сепарирование для удаления окисленных белково-танинных соединений. Коутс (Новая Зеландия) разработал способ получения пива, в котором при охлаждении не образуется мути. Способ состоит в быстром- охлаждении готового охмеленного сусла до 0°С, выдержки при этой температуре в течение 48 ч и фильтрации (см. также с. 262).
Во время брожения некоторое количество высокомолекулярных материалов - белков и углеводов - переходит в пиво из дрожжевых клеток, особенно интенсивно в тех случаях, когда оболочка клеток повреждена.
Выделение пузырьков углекислоты при брожении сопровождается проявлением поверхностной активности веществ так же, как при кипячении сусла: образуются частички, которые могут вызвать помутнение готового пива; pH пива при брожении постепенно понижается, происходит выделение отдельных фракций белковых веществ.
При выдержке происходит дальнейшее выпадение нестойких веществ пива в осадок, чему способствуют давление, создаваемое углекислотой, и низкая температура. При достаточно высоком давлении увеличивается концентрация коллоидных веществ на поверхности раздела системы газ - жидкость (углекислота - пиво) и усиливается выделение образующихся комплексов. Низкая температура способствует выпадению их в осадок. Муть от охлаждения появляется тем скорее, чем выше температура пива при выдержке. Урион и Шапон подтверждают, что для удаления нестойких коллоидов следует применять холодную выдержку пива, а так как коллоидное равновесие устанавливается довольно медленно, выдержка должна быть длительной. Добавление адсорбирующих веществ в это время значительно ускоряет выделение коллоидов.
Глубокое охлаждение пива перед розливом способствует удалению веществ, являющихся причиной помутнения при охлаждении.
Кроме того, пиво фильтруется в холодном состоянии, поэтому вещества, выпавшие в осадок при охлаждении, не могут вновь раствориться во время фильтрации, конечно, если она происходит непосредственно за охлаждением-
Из фильтрующих материалов для удаления веществ, способствующих помутнению пива после розлива, предпочтение следует отдать кизельгуру; некоторые сорта его способны задерживать белковые вещества, имеющие молекулярную массу 30000.
Конечно, при всех обстоятельствах следует считаться с попаданием в пиво воздуха, о чем уже упоминалось, и принимать все возможное по сокращению его количества в готовом пиве. Поддержание микробиологической чистоты при проведении технологических операций является обязательным. При нарушении этого условия некоторую помощь может оказать пастеризация, проводимая путем нагревания при соблюдении определенного режима, но эффективность этого мероприятия небольшая. ДеКлерк, например, указывает, что пределом возможности, конечно, при соблюдении указанных выше технологических приемов, является стойкость в течение одного месяца.
Нарцисс отмечает, что при применении кизельгуровой фильтрации может быть достигнута только полуторамесячная стойкость. Большая стойкость пива требует специальной обработки.