Стадия 3: восстановление дикетонов

Дрожжевые клетки расщепляют диацетил и пентандион, отрицательное влияние этих веществ на вкус пива уменьшается. Расщепление происходит через восстановление по следующей схеме:

диацетил→ацетоин→бутандиол.

Бутандиол имеет очень высокое пороговое значение вкуса и в пиве не ощущается.

Расщеплению диацетила способствуют следующие факторы:

· во время брожения дрожжи обладают очень большой способностью к расщеплению диацетила, дрожжи способны восстановить в 10 раз больше дикетонов, чем их образуется во время брожения.

· способность восстанавливать диацетил остается постоянной во время брожения и постепенно падает при дображивании;

· разные штаммы дрожжей в способности расщеплять диацетил незначительно отличаются друг от друга;

· восстановление диацетила тесно связано с температурой и значительно возрастает с ее повышением (см. рис. 4.4);

· скорость распада диацетила сильно зависит от концентрации дрожжей в созревающем пиве;

· эта скорость зависит от факторов, которые способствуют или препятствуют интенсивному контакту созревающего пива и дрожжей. Перекачивание пива, сброс давления и т.п, все, что предотвращает оседание дрожжей, содействует распаду диацетила;

· добавление пива на стадии «низких завитков» ускоряет расщепление диацетила, так как восстанавливающая способность дрожжей во время размножения достигает максимума.

Предшественниками вицинальных дикетонов являются ацетогидроксикислоты. Существует взаимосвязь между содержанием имевшихся ацетогидроксикислот и количеством возникших дикетонов.

Из диаграмм, приведенных на рис. 4.5 и 4.6, ясно видно, что:

· в первые дни главного брожения содержание ацетогидроксикислот очень быстро возрастает;

· из-за попадания кислорода во время перекачивания на дображивание содержание ацетогидроксикислот снова увеличивается;

· во время дображивания происходит окончательный распад ацетогидроксикислот и вицинальных дикетонов;

· с повышением степени сбраживания содержание ацетогидроксикислот и вицинальных дикетонов сначала возрастает, а затем, по мере дальнейшего увеличения степени сбраживания, уменьшается.

Это означает, что каждый случай попадания в пиво кислорода, например, при перекачивании на дображивание, приводит к повышению содержания в молодом пиве диацетила, который снова должен быть расщеплен дрожжами при брожении.

Рекомендации по проведению брожения.

Содержание диацетила (вицинальных дикетонов) может рассматриваться как критерий степени созревания пива. При сокращении времени брожения и созревания большое значение приобретает контроль за содержанием диацетила.

Должно произойти быстрое превращение ацетогидроксикислот в вицинальные дикетоды. Этому способствуют: ускоренное сбраживание до величины, близкой к конечной степени сбраживания, низкие значения pH, предотвращение возможности попадания кислорода, проведение брожения и созревания при высоких температурах (для пива низового брожения - до 18°С).

Для фазы созревания необходимы активные, живые дрожжевые клетки. Необходимо препятствовать оседанию дрожжей, используя известные приемы. Важна определенная концентрация активных, живых клеток.

Ориентировочное значение содержания общего дицетила (вицинальпых дикетонов и иx предшественников) в созревшем пиве должно составлять не более 0,1 мг/л.

Альдегиды (карбонилы)

Важнейшим альдегидом является ацетальдегид, который возникает как промежуточный продукт при спиртовом брожении (см. схему брожения). Ацетальдегид выделяется дрожжами в пиво в первые три дня брожения и вызывает «зеленый вкус молодого пива, имеющий привкус «подвала» или «подземелья».

В ходе дальнейшего брожения ацетальдегид расщепляется и вкус молодого пива исчезает.

В молодом пиве содержание альдегида составляет от 20 до 40 мг/л. В готовом пиве это значение падает ниже 8-10 мг/л.

Концентрация ацетальдегида возрастает:

· при интенсивном брожении;

· при росте температуры во время брожения;

· при повышенной норме внесения дрожжей;

· при увеличении давления в фазе главного брожения;

· при слишком низкой аэрации сусла;

· при инфицировании сусла.

Расщеплению образовавшегося альдегида способствуют:

· все приемы, ведущие к интенсивному дображиванию и созреванию;

· теплое созревание;

· достаточная аэрация сусла;

· повышенная концентрация дрожжей в фазе созревания.

Высшие спирты

В отличие от вицинальных дикетонов и альдегидов, которые относятся к веществам-букетообразователям молодого пива, компонентами вкуса и аромата готового пива являются высшие спирты или «сивушные масла».

Существует несколько путей возникновения высших спиртов:

· дрожжи перестраивают аминокислоты сусла в высшие спирты через дезаминирование, декарбоксилирование и восстановление (см. раздел 4.1.2.2);

· образование высших спиртов может происходить через гидроксикислоты или кетокислоты;

· высшие спирты возникают также из сахара через ацетат.

80% высших спиртов возникает во время главного брожения, в фазе дображивания происходит лишь незначительное увеличение концентрации. Возникшие высшие спирты не могут быть удалены из пива посредством каких-либо технологических приемов, поэтому их содержание можно регулировать только на этапе брожения.

Факторы, влияющие на образование в пиве высших спиртов

Образование высших спиртов возрастает:

· при увеличении температуры брожения;

· при перемешивании молодого пива (например, мешалкой или насосом);

· при пониженной концентрации аминокислот в сусле;

· при интенсивной аэрации сусла;

· при многократном доливе сусла;

· при температуре внесения дрожжей выше 8°С;

· при начальной экстрактивности сусла более 13 %.

Образование высших спиртов понижается:

· при повышенной норме внесения дрожжей;

· при низких температурах начального сусла;

· при более холодном ведении брожения;

· при исключении попадания кислорода в пиво уже после внесения дрожжей;

· при достаточно высоком количестве аминокислот в начальном сусле.

Концентрация высших спиртов свыше 100 мг/л ухудшает вкус и полезные свойства пива. Для светлого пива типа Фолльбир нормальным считается содержание 60-90 мг/л.

Эфиры

Эфиры являются важнейшими букетообразователями и во многом определяют аромат пива.

При повышенной концентрации они могут придавать пиву неприятно горький, фруктовый вкус.

Эфиры образуются во время брожения благодаря этерификации жирных кислот и высших спиртов (в незначительной степени). Концентрация эфиров возрастает главным образом в фазе главного брожения. Увеличение концентрации в фазе созревания зависит от ведения дображивания, при длительном дображивании может произойти удвоение количества эфиров.

В пиве было выявлено содержание около 60 различных эфиров, из которых большое влияние на вкус и аромат пива имеют только шесть:

· этилацетат;

· изоамилацетат;

· изобутилацетат;

· β-фенилацетат;

· этилкапроат;

· этилкаприлат.

Содержание эфиров зависит от сорта пива и экстрактивности сусла.

· Пиво верхового брожения содержит до 80 мг эфиров/л.

· Пиво низового брожения содержит до 60 мг эфиров/л.

Какой уровень содержания эфиров в пиве является предпочтительней, до сих пор не ясно.

Легче всего можно повлиять на содержание эфиров через экстрактивность начального сусла. Содержание эфиров возрастает с увеличением экстрактивности сусла. С другой стороны, при применении высоких танков содержание эфиров в пиве снижается, так как оказывают свое влияние гидростатическое давление и СО₂.

Между образованием эфиров и обеспечением дрожжей кислородом существует тесная взаимосвязь, так как кислород, помимо влияния на дыхание и брожение, оказывает влияние на синтез жиров: пока образуются жирные кислоты, синтеза эфиров не происходит. Таким образом, образование эфиров является очень сложным процессом, на который нелегко повлиять. На образование эфиров оказывают влияние следующие факторы:

Образованию эфиров способствует:

· Увеличение экстрактивности сусла свыше 13%;

· увеличение конечной степени сбраживания и степени сбраживания готового пива;

· усиленная аэрация сусла;

· высокие температуры брожения;

· активное перемешивание пива во время брожения и созревания.

Образование эфиров уменьшается:

· при низкой экстрактивности сусла;

· при низкой степени сбраживания;

· при слабой аэрации сусла;

· при низких температурах брожения;

· при возрастающем давлении во время брожения

При производстве пива верхового брожения, особенно пшеничного, происходит образование особых ароматических веществ, которые придают пиву характерный аромат. Речь идет о таких веществах, как 4-винилгваяколь и других соединениях, которые рассматриваются в главе 7.3.1.2.

Сернистые соединения

При метаболизме дрожжей возникают такие летучие сернистые соединения, как H₂S, меркаптаны и другие вещества, уже в очень малых концентрациях обладающие интенсивным вкусом и запахом.