Метаболизм минеральных веществ

Что касается минеральных веществ, то дрожжи в первую очередь нуждаются в фосфоре и сере, а также в незначительном количестве некоторых ионов металлов.

Фосфор поступает из солода в форме фосфатов и всегда присутствует в хорошо растворенном солоде в достаточном количестве. Фосфор необходим для:

· образования АТФ (см. раздел 4.1.2.1.2);

· создания двойной фосфолипидной мембраны вокруг клетки;

· поддержания буферности, препятствующей сдвигу pH.

Нехватка фосфора проявляется в:

· плохом брожении;

· отсутствии роста дрожжевой клетки.

Сера усваивается дрожжами из неорганических сульфатов, из серосодержащих аминокислот (метионин, цистеин) и в виде SО₂ участвует в метаболизме клеточных аминокислот. Когда рост клетки прекращается, образующийся SО₂ выделяется во внешнюю среду. Синтез SО₂ завершается только с остановкой обмена веществ.

Возникновению свободного SО₂ препятствуют все факторы, способствующие размножению дрожжей, а именно:

· сильная аэрация;

· многократный долив;

· использование активных дрожжей, богатых гликогеном.

Повышенная концентрация сульфитов возникает при высокой температуре, длительном дображивании и недостаточной аэрации.

Особенно важно то, что ацетальдегид совместно с SО₂ способен связывать карбонилы, тем самым препятствуя старению пива. Поэтому возникающий во время брожения SО₂ оказывает положительное влияние на вкусовую стабильность пива.

Подтверждением этому служит тот факт, что во многих странах для стабилизации вкуса в пиво добавляются сульфиты (в Германии этот прием не разрешен в соответствии с Законом о чистоте пивоварения).

В метаболизме сернистых соединений наряду с образованием сульфитов важную, но отрицательную роль играет возникновение летучих сульфидов, в особенности диметилсульфида (см. следующий раздел).

· Калий особенно необходим для метаболизма углеводов и способствует протеканию всех связанных с АТФ ферментативных превращений. Также важна рН-регулирующая роль калия, связанная с обменом возникающих ионов водорода на ионы калия («ионный насос»).

· Натрий активизирует ферменты и одновременно играет существенную роль для транспортировки веществ через клеточную стенку.

· Магний имеет решающее значение для реакций с фосфором, прежде всего при брожении. Эту функцию не могут выполнять никакие другие ионы, кроме магния.

· Кальций замедляет дегенерацию дрожжей и способствует хлопьеобразованию. Недостаток кальция может компенсироваться магнием или марганцем.

· Железо и марганец являются важнейшими микроэлементами, необходимыми для дыхания и почкования.

· Цинк оказывает влияние на синтез белка и для брожения имеет огромное значение. Недостаток цинка приводит к вялому брожению, потребность в нем лежит в пределах 0,1-0,15 мг/л сусла. Цинк является тем микроэлементом, в котором чаще всего испытывают недостаток дрожжи, так как большая часть цинка остается в дробине. На многих пивзаводах, чтобы снабдить дрожжи столь необходимым цинком, вынуждены что-либо предпринимать (см. раздел 3.2.1.7).

Нитраты не потребляются дрожжами, но восстанавливаются в нитриты, которые являются клеточным ядом и вызывают вялое брожение и плохое размножение дрожжей. Нитраты поступает главным образом из воды - чрезмерное внесение удобрений на полях, расположенных в зоне забора воды, может привести к повышенному содержанию в ней нитратов. Для дрожжей уже опасна их концентрация в размере 20 мг/л.

Немецкий Закон о чистоте пивоварения не допускает отдельного внесения питательных веществ. Напротив, при производстве пекарских дрожжей своевременное внесение аммонийных и других солей в условиях интенсивной аэрации приводит к огромному ускорению процесса их размножения (накопления биомассы). Это свидетельствует о том, что дрожжи активно образуют новое клеточное вещество, если в их распоряжении в достаточном количестве имеются все необходимые микро- и макроэлементы (прежде всего кислород).

Образование и расщепление побочных продуктов брожения

Во время брожения дрожжи выделяют в пиво целый ряд продуктов метаболизма, которые претерпевают количественные и качественные изменения, частично реагируя друг с другом.

Побочные продукты брожения имеют решающее значение для качества готового пива, поэтому их образование и расщепление нужно рассматривать вместе с метаболизмом дрожжей. Вместе с тем оценивать эти продукты следует также с позиции пивовара, который с помощью известных технологических приемов должен пытаться поддержать их концентрацию в оптимальных пределах.

С этой точки зрения мы рассмотрим по отдельности образование и расщепление:

· диацетила;

· высших спиртов;

· эфиров;

· альдегидов;

· сернистых соединений.

Различают (см. рис. 43):

· Вещества, формирующие букет молодого пива (диацетил, альдегиды, сернистые соединения).Они придают пиву нечистый, зеленый, незрелый вкус и запах и при повышенной концентраций отрицательно влияют на качество нива. Эти вещества в ходе брожения и созревания могут быть удалены из пива биохимическим путем, в чем и состоит цель созревания нива.

· Вещества, формирующие букет готового пива (высшие спирты, эфиры).Они в значительной мере определяют аромат нива, их наличие вопределенной концентрации является предпосылкой для получения качественного пива. Эти вещества, в отличие от первой группы, не могут быть удалены из пива технологическим путем.