Основные отличительные признаки дрожжей верхового и низового брожения

В пивоварении используют два типа дрожжей: дрожжи низового брожения и дрожжи верхового брожения.

Дрожжи низового брожения или низовые дрожжиполучили свое название из-за способности оседать (седиментировать, флокулировать) в конце брожения на дно бродильного аппарата в виде хлопьев. Пиво, полученное с их участием, назвали пивом низового брожения.

Верховые дрожжи во время брожения поднимаются на поверхность бродящего сусла и образуют густую пену, которая периодически удаляется. К концу главного брожения эти дрожжи не оседают и продолжают размножаться, поэтому их назвали верховыми дрожжами, а пиво получило название пиво верхового брожения. Однако при использовании современных технологий при получении пива верхового брожения этот признак отсутствует: дрожжи в конце брожения оседают на дно аппарата.

Штаммы дрожжей верхового и низового брожения хотя и относятся согласно современной классификации к одному роду и виду Saccharomyces cerevisiae, имеют существенные различия по морфологическим, физиологическим и ряду производственно важных признаков. В частности, дрожжи верхового брожения отличаются от низовых дрожжей по морфологическим признакам. Верховые дрожжи склонны образовывать разветвленные сообщества клеток, в то время как низовые дрожжи не образуют цепочки неотпочковавшихся клеток. Но основное их отличие заключается в метаболизме трисахарида раффинозы, в максимальной температуре роста и синтезе некоторых специфических продуктов брожения.

Метаболизм раффинозы

Большинство штаммов низовых дрожжей полностью сбраживают раффинозу при участии ферментов ß-фруктофуранозидазы, ос-галактозидазы (мелибиазы) и эпимеразы; последняя осуществляет изомеризацию галактозы в глюкозу. Образующиеся при этом сахара (глюкоза и фруктоза) включаются в метаболизм (обмен веществ) дрожжей (уравнения 1-3):

В отличие от низовых дрожжей, штаммы дрожжей верхового брожения не содержат галактозидазу и эпимеразу, поэтому раффиноза ими сбраживается только на 1/3. Это связано с тем, что ß-фруктофуранозидаза гидролизует раффинозу до фруктозы и дисахарида мелибиозы. Мелибиоза верховыми дрожжами не сбраживается.

Температура роста и брожения

Согласно современным технологиям температура, при которой сбраживают сусло с участием верховых дрожжей составляет 14-25 °С, низовых - 6-18 °С. Таким образом, в настоящее время деление штаммов дрожжей по отношению к температуре является несущественным признаком. Основное отличие заключается в значениях температуры, при которых наблюдается прекращение роста и размножения клеток, для низовых дрожжей эта температура составляет 37 °С, для верховых - 42 °С.

Основные различия в синтезе побочных продуктов брожения

Индикаторами пива верхового брожения (т. е. характерными компонентами для данного типа пива) являются такие побочные продукты брожения, как 4-винилгваякол, изобутиловый эфир уксусной кислоты (изобутилацетат) и 2-фенилэтанол (табл. 7.2). Также отличаются типы дрожжей по интенсивности синтеза этилацетата, который придает пиву особенно сильный ароматический оттенок. Концентрация этих эфиров в пиве верхового брожения достигает 35-40 мг/л, в то время как в пиве низового брожения она редко превышает величину 20 мг/л. Однако следует иметь в виду, что количество образовавшихся эфиров зависит не только от штамма дрожжей, но и от режимов брожения и дображивания.

Таблица 7.2 Сравнение дрожжей низового и верхового брожения по синтезу побочных продуктов брожения

Побочные продукты брожения, мг/л	Дрожжи
низовые	верховые типа Weizen
4-винилгваякол		1,2-4,0
Изобутилацетат	Менее 0,1	0,05-0,8(1,6)*
Этилацетат	6-26	35-40
2-фенилэтанол (высший ароматический спирт)	10-20	30-50

* Значения для технологии с биологическим подкислением.

В связи с оригинальным вкусом и ароматом, который придают напитку побочные продукты брожения верховых дрожжей, они нашли применение в производстве таких типов пива, как Портер (Porter), Эль (Ale), Стаут (Stout), Кёльш (Koelsch), Альт (Alt), белое пшеничное пиво и некоторых других. Из всех перечисленных типов пива в России производят пшеничное пиво. С 2001 года этот тип пива выпускают пивоваренные компании «Балтика» и «Степан Разин», пивоваренный завод «Бочкарев», «Тинькофф» и некоторые другие. Доля пшеничного пива в общем объеме выпускаемого пива в России очень мала. Между тем пшеничное пиво является наиболее популярным сортом в Германии. В 1997 году оно стояло по сбыту на третьем месте. Причины его популярности заключаются в освежающем и бодрящем действии, которое оказывает высокое содержание диоксида углерода (6-10 г/л) и в специфичности аромата пшеничного пива. В Германии производят два основных типа пшеничного пива: пшеничное пиво с дрожжами (например, Hefeweizen - светлое, Hefeweizen - темное) и пшеничное пиво без дрожжей (например, Kristallweizen). В России популярно пиво с дрожжами типа Hefeweizen - светлое. Технология получения пшеничного пива приведена в разделе 4.3.

В отечественном пивоварении в основном получают лагерное пиво, для которого используют штаммы дрожжей низового брожения. При этом различают светлые, полутемные и темные типы пива (ГОСТ 51174-98). За рубежом штаммы низовых дрожжей используют для пива типа Пилзнер, Венское, Мюнхенское, светлый и темный бок и т. д.