Изменения состава сусла при брожении и прирост дрожжей

Изменения состава сусла во время брожения происходят за счет:

1) сбраживания сахара в спирт и углекислоту,

2) потребления веществ сусла на построение новой массы дрожжей и

3) выделения веществ дрожжами в процессе их жизнедятельности.

В результате всех этих процессов в сусле изменяется концентрация водородных ионов, среда становится более кислой. Насколько велико это при брожении, видно из данных табл. 61.

Таблица 61

Стадия брожения	PH	Содержание экстракта в %
Исходное сусло	5,5	11,0
После 1 суток брожения	5,0	10,5
После 3 суток брожения	4,7	8,0
После 5 суток брожения	4,4-4,5	4,6
В конце брожения	4,5-4,6	4,3

Титруемая кислотность возрастает на 1 -1,5 мл н. щелочи на 100 мл пива по сравнению с титруемой кислотностью сусла. Резко изменяется количественный и качественный состав органических кислот.

Изменение состава органических кислот сусла во время брожения исследовано Сандегреном (табл. 62).

Таблица 62

Кислоты	Содержание в мг/л
в сусле	в пиве типа пильзенское
Молочная
Янтарная
Гликолевая
Лимонная
Пировиноградная
Кетоглютаровая
Щавелевая
Мезаконовая и левелиновая

Как видно из этих данных, в процессе брожения значительно увеличивается содержание молочной, янтарной, гликолевой и пировиноградной кислот.

Повышение кислотности при брожении объясняется образованием органических кислот и изменением буферности сусла вследствие уменьшения количества азотистых веществ и фосфатов, потребляемых дрожжами.

Во время брожения в сусле уменьшается количество окисленных и накапливается больше восстановительных продуктов, в результате чего понижается и окислительно-восстановительный потенциал среды.

Изменение концентрации водородных ионов и титруемой кислотности влечет за собой такие изменения среды, которые приводят к уменьшению растворимости белков и хмелевых веществ. При более высокой кислотности среды белки выпадают в осадок, образуют белковые хлопья. Хмелевые смолы из мелкодисперсного состояния переходят в грубодисперсное и поднимаются на поверхность бродящего сусла вследствие меньшей плотности их по сравнению с пивом. Они увлекают с собой часть дрожжей и белковых веществ и образуют на поверхности пива «покрышку» темного цвета, называемую «декой». В результате окисления хмелевых смол кислородом, растворенным в сусле, и кислородом воздуха по мере увеличения продолжительности брожения дека становится более темной, а иногда и почти черной.

Существенно изменяется при брожении и содержание аминокислот сусла. Вследствие размножения дрожжей при брожении уменьшается количество аминокислот сусла, и это уменьшение тем больше, чем интенсивнее размножение дрожжей, В конце брожения, когда прирост дрожжей прекращается, происходит некоторое увеличение аминокислот сброженного пива за счет:

1) азотистого обмена дрожжей и отдачи некоторого количества аминокислот дрожжами при частичном отмирании дрожжей и их автолиза и

2) образования аминокислот из белков сусла под действием протеолитических ферментов дрожжей.

Изменение азотистых веществ в сусле во время брожения показано на рис. 82.

При начальном содержании аминокислот в сусле (по азоту) 25 мг в период главного брожения оно падает до 13 мг, а в конце брожения остается на том же уровне или повышается до 15 мг. При брожении потребляется приблизительно 25-40% аминокислот сусла и 28-48% общего азота сусла.

Содержание общего азота уменьшается несколько больше, чем аминокислот, и это объясняется тем, что часть белков коагулирует и выпадает в осадок вместе с дрожжами.

Изменение содержания аминокислот в сусле совпадает с приростом дрожжей при брожении.

Прирост дрожжей при брожении бывает различным и зависит от:

1) количества заданных дрожжей,

2) содержания сухих веществ в сусле и количества сброженного экстракта,

3) количества содержащегося в сусле молекулярно растворенного свободного кислорода.

Чем меньше задано дрожжей на брожение, тем больше их конечный прирост, хотя брожение при малой дозировке дрожжей будет протекать значительно медленнее. Чем больше задано дрожжей, тем меньше их прирост при значительно большей скорости брожения. Для нормально протекающего брожения считается обычным четырехкратный прирост дрожжей. При засеве 0,05 л дрожжей на 1 дкл пива дрожжей будет около 0,2 л.

Задаваемые дрожжи обычно жидкие и, как правило, содержат не более 125 г сухого вещества в 1 л. Таким образом, при сбраживании 11%-ного сусла вновь образуется около 185 г сухого вещества дрожжей, а так как за это время сбраживается 6 кг сахара, то прирост дрожжей по отношению к сброженному сахару составит около 3% .

Сухая масса дрожжей в среднем состоит из 45% азотистых веществ (в пересчете на белки), 48% безазотистых веществ и 7% минеральных веществ.

Вся эта сухая масса вновь развивающихся дрожжей образуется за счет экстракта сусла - азотистых веществ, углеводов и зольных элементов - и составляет, с точки зрения баланса экстракта сусла и полученного из пего пива, неизбежную потерю экстракта на образование дрожжей.

Из этого следует, что для производства пива наиболее выгодным будет большая первоначальная дозировка дрожжей и меньший прирост дрожжей.

Уменьшить прирост дрожжей можно увеличением количества первоначально задаваемых дрожжей и удалением растворенного кислорода из сусла перед брожением. Растворенный кислород способствует интенсивному размножению дрожжей, причем в этом случае дрожжи потребляют только сахар на размножение и спирта не образуют. С точки зрения технологии производства пива такое размножение невыгодно, и его следует избегать. При аэробном размножении дрожжей, кроме значительного потребления экстракта без образования соответствующего количества спирта, в среде накапливаются окисленные продукты - альдегиды, сильно осложняющие и увеличивающие процессы дображивания пива.