Дрожжи как важнейший партнер пивовара

Многие пивовары используют светло-коричневую массу дрожжей только как добавку к суслу и ожидают, что из этого получится пиво, забывая при этом, что эта масса состоит из миллиардов отдельных клеток, существующих абсолютно независимо друг от друга и унаследовавших свои свойства благодаря развитию миллиардов предшествующих поколений, что и сохранено в их генах.

Не мы определяем, что должны делать дрожжи, но мы должны управлять факторами, которые регулируют их работу. При этом нельзя забывать о том, что «интересы» дрожжевой клетки совершенно иного рода, чем интересы пивовара. Если последнего в первую очередь интересуют спирт и СО₂, то для дрожжей это - яд, от которого они стремятся избавиться, и поэтому выделяют наружу. Для дрожжевой клетки имеет значение только получение энергии (при потреблении питательных веществ) для продолжения своего существования и образования клеточной массы.

Из этого следует, что компоненты, имеющие ценность для пива, могут возникать только тогда, когда создаются оптимальные условия для дрожжевой клетки. Таким образом, качество пива в решающей степени зависит от дрожжей и их обмена веществ.

Поэтому прежде чем перейти к деталям, рассмотрим процессы, происходящие с дрожжами во время брожения и созревания.

После попадания в сусло дрожжевая клетка должна прежде всего привыкнуть к новой среде, которая оказывает на нее сначала шоковое воздействие: другая температура, pH, высокая концентрация сахара и т. д. В течение нескольких часов дрожжевая клетка выделяет во внешнюю среду аминокислоты и нуклеотиды, однако вскоре она начинает потреблять некоторые из них обратно. Чем выше температура, тем больше выделяется аминокислот, но процесс привыкания (лаг-фаза) длится, в общем-то, короткое время. Перед тем как клетка вступает в тесный контакт с новой средой, она расщепляет хранящиеся в ней запасные вещества, которые дают ей первую энергию.

Избыточное количество сбраживаемых сахаров в сусле стимулирует потребление сахара клеткой. Одновременно с поступлением растворенного кислорода начинается и дыхание, которое приводит к выделению в митохондриях, этих силовых станциях клетки, большого количества энергии.

Благодаря такому энергетическому сдвигу у дрожжей появляется возможность не только начать брожение, но и одновременно образовывать новые клеточные вещества и размножаться почкованием. Вещества, необходимые для образования клеточной субстанции, дрожжи получают из сусла. Пивовар же должен заботиться только о том, чтобы в сусле всегда были все необходимые для этого компоненты, а именно:

· аминокислоты для образования клеточных веществ (конечно, дрожжи легко могут синтезировать необходимые им аминокислоты и из других источников азота);

· фосфаты для образования АТФ (см. раздел 4.1.2.1.2) и двойного фосфолипидного слоя клеточных и внутренних мембран;

· жирные кислоты для строительства клеточных мембран;

· сахар для создания запасных углеводов;

· соли и микроэлементы (например, цинк);

· кислород в достаточном количестве для дыхания и ряда других превращений.

Большинство этих веществ всегда присутствуют в сусле в достаточном количестве или они могут быть самостоятельно синтезированы дрожжами, однако недостаток отдельных компонентов может привести к проблемам при брожении. Именно об этом должен помнить пивовар, если он захочет применить другое сырье или заменить часть засыпи несоложеными материалами или сахаром, который вообще не содержит аминокислот и солей.

В этой крайне активной фазе, когда в сусле есть еще много питательных компонентов в форме сбраживаемых сахаров, дрожжи создают запас резервных углеводов (гликогена и трегалозы), чтобы при недостатке питания иметь сырье для получения энергии.

Эта логарифмическая фаза (log-фаза) является важнейшим этапом брожения, так как именно в ней исчезает вкус сусла, и благодаря метаболизму дрожжей определяются важнейшие качественные параметры будущего пива.

Как только запасы кислорода становятся исчерпанными, дрожжи должны снова перестраивать свое «энергетическое хозяйство» на анаэробный гликолиз и обходиться минимальным количеством энергии, получаемой через сбраживание сахара в спирт и СО₂.

Признак того, что log-фаза подходит к концу, - низкое содержание сбраживаемого сахара во внешней среде. Брожение считается законченным, когда сахара почти не остается. Дрожжи начинают флокулировать, размножение останавливается, спирт и СО₂как клеточные яды все в большей мере угнетают дрожжевую клетку. Так как возникающие в танке во время главного брожения турбулентные потоки ослабевают или совершенно прекращаются, дрожжи медленно оседают на дно, откуда их можно собрать.

Теперь для дрожжей начинается самое трудное время, поскольку они начинают ощущать недостаток энергии и должны использовать свои собственные запасы. Дрожжи начинают медленно выделять во внешнюю среду продукты метаболизма и аминокислоты. Именно в этот момент они должны быть собраны.

Несмотря на низкие температуры во время дображивания, дрожжи для поддержания своей жизни нуждаются в энергии, правда, совсем в небольших количествах. Они начинают расщеплять резервные углеводы и другие вещества, и все больше продуктов метаболизма выделяется во внешнюю среду. Наконец, клетка может умереть. Тогда ферменты начинают растворять ее изнутри, повреждают клеточную стенку и все содержимое растворенной (автол изиро ванн ой) клетки попадает в пиво. Из-за этого существенно ухудшается вкус и пена, pH пива повышается, а перешедшие в раствор компоненты клетки являются прекрасной пищей для инфицирующей микрофлоры. Поэтому пивовары должны заботиться о своевременном и повторном снятии дрожжей.

Но и после съема дрожжей забывать о них нельзя. Дрожжи должны храниться в холоде, причем таким образом, чтобы в последующем цикле использования и при возможно большем числе этих циклов они быстро и полно восстанавливали бы свою активность.

Все эти замечания необходимы, так как каждый пивовар должен осознать, что при приготовлении пива дрожжи - его важнейший партнер. Только если для этого партнера созданы оптимальные условия, можно надеяться на получение оптимального результата для качества пива. Об этом мы поговорим ниже.

Метаболизм дрожжей

Знания о метаболизме (обмене веществ) дрожжей имеют для пивовара фундаментальное значение, так как они позволяют решающим образом влиять на качество пива. При этом особый интерес представляют:

· сбраживание сахара и метаболизм углеводов;

· метаболизм азотистых веществ;

· метаболизм жиров;

· метаболизм минеральных веществ.

Сбраживание сахаров

Дрожжи - единственный живой организм, способный и готовый при нехватке воздуха заменить энергетически более выгодное дыхание на брожение. Теперь нам нужно разобраться:

(В чем особенность алкогольного брожения? Какова его энергетическая ценность?