Сочетание различных способов приготовления безалкогольного пива
7.10.6.1. Сочетание пива, полученного методом прерывания брожения, с безалкогольными продуктами. Так как безалкогольное пиво зачастую характеризуется некоторой «пустотой» и резкостью вкуса, то его купажирование с пивом, полученным методом прерывания брожения, может способствовать формированию большей гармоничности, мягкости и округлости вкуса. Нередко 15-35 % такого пива смешивают с безалкогольным пивом. В этих целях пиво, приготовленное по методу прерывания брожения, следует готовить крайне добросовестно с добавлением специального солода, биологическим под-кислением, а при определенных условиях с последующим разбавлением для устранения привкуса сусла. Если такое пиво пропустить через установку по удалению спирта, то «сусловый» характер пива уменьшается еще сильнее. С другой стороны, удаление спирта позволяет проводить более полное сбраживание, то есть до содержания спирта 1,5 %, получая тем самым более чистый вкус.
15 % пива (содержание алкоголя 0,5 %), полученного методом прерывания брожения, при экстрактивности начального сусла 7 % привносят в получаемый продукт еще 0,15 x 4,2, то есть почти 0,6 % сбраживаемого экстракта. Чтобы избежать размножения дрожжей в бутылке, требуется биологическая стабилизации в установке для кратковременной высокотемпературной обработки и холодный стерильный розлив (см. раздел 5.4). При купажировании в более высоких пропорциях рекомендуется применять туннельный пастеризатор.
7.10.6.2. Сочетание разных методов удаления спирта. Чтобы соответствовать возросшим требованиям к безалкогольному пиву, в большинстве случаев существующая мембранная установка может быть дополнена дистилляционной, где удаляются преимущественно побочные продукты брожения (в частности, высшие спирты и сложные эфиры). С другой стороны, дистилляционная установка позволяет осуществить более глубокое удаление спирта, чем с помощью мембранных технологий. Тем самым становится возможным проведение купажирования с исходным пивом (см. раздел 7.10.5.6) и достижение баланса ароматических соединений.
7.10.6.3. Диетологические свойства безалкогольного пива. Производимое безалкогольное пиво, как мы уже отмечали, не является абсолютно безалкогольным. Тем не менее содержание спирта менее 0,5 % об. в физиологическом плане вредным не является. Так, например, потребление 2 л такого пива в течение 90 мин не вызывает повышения содержания алкоголя в крови. Во фруктовых соках, сокосодержащих напитках и нектарах, в хлебе и фруктах также присутствует незначительное количество спирта, так что в пищевых продуктах природного происхождения абсолютного отсутствия спирта не бывает.
В безалкогольном пиве существенно меньше калорий, чем в «нормальном». Если в 7-7,5 %-ном пиве, полученном методом прерывания брожения, содержится 270-290 ккал/кг (1140-1215 кДж), то в безалкогольном пиве существенно меньше (165-220 ккал или 690-920 кДж). При больших физических нагрузках (тяжелый физический труд, занятия спортом) большую роль играет «осмотичность» напитка. Эта «осмотичность» связана с осмотическим давлением сыворотки крови (около 290 ммоль/кг), причем напитки, имеющие такое же осмотическое давление, что и кровь, называют изотоническими, напитки с существенно меньшим осмотическим давлением - гипотоническими, а с существенно большим - гипертоническими. «Осмотич-ность» безалкогольного пива, полученного методом прерывания брожения, является практически изотонической, а осмо-тичность такого же пива, приготовленного методом удаления спирта, - гипотонической. Изотонические напитки позволяют быстро возместить израсходованные организмом жидкости (воду), углеводы, минеральные вещества, аминокислоты и т. д., благодаря чему поддерживается физическая работоспособность. Содержание минеральных веществ у 7 %-ного пива примерно на 40 % ниже, чем у 12 %-ного пива, как и содержание пуринов.
7.10.6.4. Согласно нормативным актам многих стран может потребоваться приготовление практически безалкогольного пива. Хотя на дистилляционных установках и достигается остаточное содержание спирта в 0,1-0,2 %, это может не соответствовать требуемым показателям (0,01-0,02 %). В таком случае для пива, приготовленного методом прерывания брожения, наиболее целесообразным является дополнительное удаление спирта в дистилляционной установке до содержания спирта 0,01 %. Такое пиво практически уже не содержит высших алифатических спиртов и сложных эфиров, имеет нейтральный вкус и обладает менее выраженной «сусловой» нотой по сравнению с аналогичным продуктом с содержанием спирта 0,5 % об.
Аналогичный безалкогольный напиток можно получить с помощью биореактора (см. раздел 3.6.3.11).
При так называемом «холодном введении дрожжей в сусло», когда дрожжи в количестве около 30-106 клеток вносят в сусло, охлажденное до 0 °С, благодаря большой поверхности дрожжей происходит целый ряд восстановительных процессов, подавляющих вкус сусла. Отделение дрожжей или фильтрование производят еще до проявления первых признаков брожения. Дополнительную обработку осуществляют по способу, описанному в разделе 7.10.4.1.
7.10.6.5. Некоторые экономические аспекты. Освобождение безалкогольного пива от налогообложения является существенной льготой, позволяющей комбинировать между собой типы пива, приготовленные из разного начального сусла. Это дает широкие возможности применения технологических инноваций. Пиво, получаемое методом прерывания брожения, имеет самую низкую себестоимость, а пиво, полученное мембранным фильтрованием, - самую высокую. При дистилляции и ректификации доход от реализации регенерированного 75 %-ного спирта мог бы дать существенный экономический эффект, но будучи «спиртом, полученным из сельскохозяйственных продуктов третичной переработки», он не разрешен для потребления человеком; использование этого спирта для производства чистого спирта ограничивается наличием разрешения на производство алкоголя, так что этот ценный спирт можно использовать лишь как денатурированный спирт или в качестве топлива (после уплаты акциза на нефтепродукты) при условии соблюдения соответствующих нормативных актов.
Себестоимость безалкогольного пива зависит от применяемой системы удаления спирта, от степени снижения содержания спирта (менее 0,5 % об.), что позволяет купажировать это пиво с нормальным пивом или завитками, от загрузки установки, от дополнительных мероприятий и т. д. Приготовление 7 %-ного сусла может сэкономить 40 % стоимости солода, причем эта экономия частично нивелируется более низким выходом хмеля и туннельной пастеризацией. При использовании физических методов удаления спирта затраты увеличиваются. Издержки, связанные с применением метода противоточной дистилляции с ректификацией, могут быть частично возмещены доходами от реализации 75 %-ного спирта.
7.10.6.6. Розлив безалкогольного пива. Безалкогольный продукт после удаления спирта карбонизируют, фильтруют, получают требуемое содержание CO2, подвергают кратковременной высокотемпературной обработке и в стерильных условиях проводят розлив в бутылки (или проводят пастеризацию в бутылках). Из-за низкого содержания спирта такое пиво более подвержено инфицированию микроорганизмами. В пиве, полученном методом прерывания брожения, присутствует еще большое количество несброженного экстракта, вследствие чего для него требуется пастеризация, что отражается на экономических показателях. При купажировании безалкогольного пива с 10-15 % пива, приготовленного методом прерывания брожения, можно применять кратковременную высотемпературную обработку с последующим стерильным розливом, однако при более высокой доле последнего решение о способе пастеризации следует принимать исходя из производственных условий.
Легкое пиво
7.10.7.1. Определение. «Легким» пивом называют пиво с экстрактивностью начального сусла 7-9 % (прежнее правило, гласившее, что «в легком пиве на 40 % меньше спирта или его энергетическая ценность на 40 % меньше, чем у пива типа Pilsener или у основного сорта пива данного пивзавода», чаще всего не оставляло свободы действий). Обычный ассортимент легкого пива включает преимущественно пиво с экстрактивностью начального сусла 7,1-7,4% и содержанием спирта около 2,8 % об. Нередко заявляют о 50 %-ном снижении содержания спирта или о принадлежности данного пива к «слабоалкогольному». Легкое пиво может быть как низового, так и верхового брожения.
7.10.7.2. Способы приготовления легкого пива.
· Легкое пиво проще всего готовить с экстрактивностью начального сусла 7,1-7,4 %, принимая меры для сбалансирования этой низкой экстрактивности начального сусла в плане большей гармоничности и полноты вкуса и соответствующей игристости. Недостижение указанного значения экстрактивности начального сусла нежелательно с точки зрения вкуса.
· У пива, изначально приготовленного с плотностью около 11,2-11,8%, содержание спирта может быть снижено примерно до 50 % с помощью одной из установок для удаления спирта, описанных в предыдущем разделе. Если по старым нормативным актам в области налогообложения с этих типов пива налог взимался как с «нормального пива», то в настоящее время такое пиво классифицируется по фактической экстрактивности начального сусла, зафиксированной при выпуске пива (например, 8,8 %).
· Благодаря особым технологическим мероприятиям (засыпи солода и специальным способам затирания, в частности, затиранию со ступенчатым повышением температуры, см. раздел 2.3.3.5) KCC пива (7-8 %) снижают до такой степени, что она оказывается столь низкой, что позволяет получить лишь 50 %-ное содержание спирта по сравнению с его содержанием в нормальном пильзенском пиве.
· Еще одна возможность заключается в том, что за счет значительного удаления спирта пиво переводится в класс «слабоалкогольного пива».
7.10.7.3. Приготовление легкого пива с экс-трактивностью начального сусла около 7 %. Засыпь. Чтобы получить цвет, примерно соответствующий цвету основного сорта светлого пива, цвет солода следует выбрать так, чтобы он был несколько темнее (на коэффициент 12/7 = 1,7), то есть вместо цветности 3,0-3,3 ед. EBC использовать солод с цветностью 5-5,5 ед. ЕВС. Так, вместо «пильзенского» солода можно воспользоваться «венским», причем он должен быть однородным, а не состоять из смеси светлого и темного солода. Для обеспечения безупречной переработки в затор вводят около 30 % светлого солода, а для компенсации цвета - 5-6 % светлого карамельного солода (цветностью 25 ед. ЕВС). Если требуется добиться большей полноты вкуса, то дополнительно предусматривают внесение еще 5-6 % очень светлого (цветностью 4-5 ед. ЕВС) карамельного солода. Засыпь солода можно изменять в широких пределах в зависимости от желаемого оттенка вкуса пива. В случае отсутствия установки для биологического подкисления или если она слишком мала для дополнительного подкисления затора, то следует применять кислый солод в количестве 3-6%.
Пивоваренная вода. Используют обычную пивоваренную воду. Если имеется более жесткая вода, то ее можно применять в главном наливе для получения остаточной щелочности порядка 5 °dH, например, в смеси с холодной водой. В этом случае используют такое количество кислого солода (около 6 %) или биологической молочной кислоты, чтобы значение pH затора составляло 5,4-5,5. Промывная вода должна быть мягкой с отрицательной остаточной щелочностью в -1 °dН (дозирование к доливу CaCl2).
Способы варки. Диапазон первого налива у более жидкого начального сусла изменяется в широких пределах. Так, вполне можно производить затирание при соотношении «начальное сусло : главный налив = 1 : 5-6». Это дает преимущество в том, что общий затор примерно соответствует нормальной засыпи. Способ затирания может быть нацелен на получение чуть более низкой KCC - так, с помощью двухотварочного способа 35/70/77 °С представляется возможным снизить ее примерно до 76-77 % (см. раздел 2.3.3.2). Затор можно кипятить 15 мин, причем температура осахаривания части затора должна всегда быть высокой (около 75 °С).
Для существенного снижения KCC можно использовать способ затирания со ступенчатым повышением температуры (см. раздел 2.3.3.5).
7.10.7.4. Специальные способы.
Приготовление пива с повышенной экстрактивностью начального сусла и разбавлением в стадии холодного сусла. В этом случае из 11,5 %-ного сусла благодаря добавлению воды (около 60 % от объема сусла) достигается разбавление ароматических веществ сусла, что благоприятно сказывается на вкусовых показателях.
Приготовление пива с экстрактивностью начального сусла менее 7%, смешивание сброженного пива нормальным при перекачивании молодого пива на дображивание или смешивание с нормальным пивом при спуске сусла. Большую гармоничность и улучшение округлости вкуса можно получить путем введения начального сусла с экстрактивностью 6,2-6,4 % и добавления нормального пива (в виде завитков или готового пива).
Ограничение степени сбраживания до 50 %-ного содержания спирта по сравнению с основным типом пива требует или строгого ведения процесса затирания и/или прерывания брожения при видимой степени сбраживания около 65 %. В таком случае брожение должно проводиться в холодных условиях, то есть при температуре 7-7,5 °С. Перекачивание пива на дображивание следует проводить при степени сбраживания молодого пива около 52 %, сохраняя тем самым достаточный задел для созревания и дображивания при низких температурах. Лучше всего брожение осуществлять в охлаждаемых танках. Такому пиву для формирования вкуса при созревании требуется дображивание (с учетом температуры!) в течение не менее 40 сут, при этом оказывается положительное влияние и на коллоидную стойкость пива. В ходе дображивания необходим контроль за расщеплением диацетила. Такое пиво вследствие низкой степени сбраживания является восприимчивым к контаминации микроорганизмами, в связи с чем необходима обеспложивающее фильтрование или кратковременная высокотемпературная обработка.
Тем не менее может оказаться, что приготовленное пиво характеризуется грубым, размытый профилем вкуса (пиво с частично удаленным спиртом подвержено этому риску в меньшей степени). Для получения пива более мягкого характера концентрация первого сусла должна составлять 12-14 %, и при последующей обработке и разбавлении она, естественно, составит обычные 16-17 %.
У 7 %-ного сусла кипячение не должно быть слишком кратким, а температуру выпаривания скорее следует использовать чуть выше нормальной. Чтобы получить хорошее гармоничное пиво, вносимые хмелепродукты всегда должны быть на основе ароматического хмеля. Если необходимо получить хмелевой аромат, то первую порцию хмелепродуктов можно вносить при подаче сусла в котел (примерно за 30 мин до начала кипячения). Она, как и последняя порция вносимых хмелепродуктов, должна состоять из лучшего хмеля. Вторая порция (на основе сорта Perle) вносится в начале кипячения, а последняя (из сортов Hersbrucker, Spalter, Tettnanger) - примерно за 20 мин до окончания кипячения. Значение pH сусла за 10 мин до окончания кипячения следует откорректировать до 4,9-5,0.
Брожение. Для легкого пива целесообразно использовать ароматические дрожжи, которые вырабатывают больше SO2 (см. раздел 3.2.6.7). Желательно, чтобы в пиве было повышенное содержание сложных эфиров. Из-за меньшего количества сбраживаемого экстракта главное брожение занимает меньше времени. При использовании бродильных танков меньшего размера можно применять несколько более низкие температуры (вместо 9 - 7,5-8 °С). При классическом главном брожении и дображивании целесообразно работать с завитками, но поскольку они собраны от пива с нормальной экстрактивностью начального сусла, то легкое пиво следует сбраживать в зависимости от доли завитков на соответственно меньшую величину. Низкая экстрактивность начального сусла не всегда обеспечивает оптимальные условия для питания дрожжей. Существует риск, что после нескольких циклов получения легкого пива дрожжи «ослабнут», что будет проявляться в неудовлетворительном снижении значения pH или его увеличении при дображивании. Именно поэтому для легкого пива следует использовать дрожжи с соответствующими физиологическими свойствами и в зависимости от этого подбирать продолжительность дображивания и созревания пива.
Стабилизация легкого пива должна соответствовать требуемой. Большое значение имеет также розлив (по возможности, с ограничением доступа кислорода).
Верховое брожение
Общие вопросы
Изначально пиво готовили способом верхового брожения, а низовые дрожжи были получены позднее из верховых дрожжей. Первое упоминание о низовом брожении относится к концу XV века. Еще позже, во второй половине XIX века, низовое брожение получило большее распространение, чем верховое. Пиво верхового брожения зачастую упрекали за более низкое качество, особенно за недостаточную стойкость, а у пива низового брожения, напротив, подчеркивали повышенную однородность партий, а также повышенную стойкость (благодаря «холодному» ведению брожения и продолжительному дображиванию и созреванию). Если в Англии, Бельгии и Голландии верховое брожение вплоть до второй мировой войны удерживало лидерство в качестве основного способа пивоварения, то в Германии выпуск такого пива сократился примерно до 7 % общего объема производства. В Англии после войны началось активно развиваться производство «лагерного пива» низового брожения, а в Бельгии и Голландии сохранились лишь отдельные типы пива верхового брожения с незначительными общими объёмами производства. В то же время в различных федеральных землях ФРГ пиво верхового брожения вновь стало приобретать широкое распространение, в частности, нижнерейнское «Старое» пиво (Altbier), кельнское пиво типа Кёльш (Koelsch) и баварское пшеничное пиво Weizenbier. Существенно укрепило свои позиции на рынке и пиво «Берли-нер вайсе» (Berliner Weiße). За исключением пива Кёльш, производство которого строго ограничено региональными рамками, приготовление пива типа Altbier распространено на всей территории земли Северный Рейн-Вестфалия и представлено также в землях Нижняя Саксония, Гессен, Вюртемберг и Бавария. В настоящее время пшеничное пиво производится не только в южной части Баварии, но и во Франконии, Баден-Вюртемберге и Гессене.
Пиво верхового брожения отличается от пива низового брожения («лагерного») своим характером, который изначально задается дрожжами верхового брожения (Saccharomyces cerevisiae), которые в ходе и в конце брожения, проводимого при более высоких температурах (12-25 °C) поднимаются вверх, где они могут быть собраны (сняты). Тем не менее это свойство дрожжей в современных крупных бродильных чанах проявляется нестабильно. У дрожжей низового брожения, напротив, процесс брожения протекает обычно при температуре 5-10 °С, а дображивание - даже при 0 °С. Эти дрожжи в конце брожения оседают на дне чана. Но и здесь четкие границы отсутствуют, так как в современных технологиях брожения и созревания применяются повышенные температуры - 12-20 °С. Дрожжи верхового брожения оказывают намного более сильное влияние на характер пива, чем дрожжи низового брожения - это видно, например, по разнице между дрожжами для пива типа Altbier, Koelsch и Berliner Weiße, а также между отдельными штаммами дрожжей.
Различия между пивом верхового и низового брожения зафиксированы в немецком законе о налогообложении, в котором прописано, что такое пиво разрешается производить как из ячменного солода, так и из солода других зерновых культур (пшеницы, ржи, тритикале, полбы, спельты). За пределами Баварии для приготовления пива верхового брожения разрешается использовать также сахар и сахарный колер.
Верховые дрожжи
Наряду с упомянутыми выше бродильно-физиологическими свойствами дрожжи верхового и низового брожения отличаются целым рядом признаков.
Морфологические признаки
8.2.1.1. Колонии. Микроскопические структуры у дрожжей верхового брожения не
слишком отличается от низовых. При брожении и разведении (например, в про-пагаторе) дрожжи верхового брожения образуют крупные разветвленные колонии, распадающиеся лишь после окончания брожения, тогда как низовые дрожжи существуют исключительно в виде отдельных клеток или пар клеток; в бродильном субстрате дочерняя клетка отделяется от материнской, как только она достигает соответствующего размера.
8.2.2.2. Хлопьеобразующая способность дрожжей. На макроскопическом уровне верховые и низовые дрожжи отличаются друг от друга: если их размешать в воде в стеклянном стакане, то при седиментации верховые дрожжи обычно распределяются подобно молоку, тогда как дрожжи низового брожения относительно быстро образуют хлопья и оседают. Даже пылевидные низовые дрожжи обладают, хотя и несколько замедленной по сравнению с хлопьевидными дрожжами, седиментирующей способностью. Отсутствие хлопьеобразования присуще, однако, только континентальным верховым дрожжам - английские верховые дрожжи можно также подразделить на хлопьеобразующие и пылевидные.
Физиологические различия
8.2.2.1. Сбраживание раффинозы. Если низовые пивоваренные дрожжи полностью сбраживают трисахарид раффинозу, то верховые дрожжи сбраживают ее лишь на треть. В них отсутствует фермент мелибиаза, который после расщепления фруктозы способен далее расщеплять дисахарид мелибиозу на глюкозу и галактозу. Такое различие между расами дрожжей обусловлено генетически.
8.2.2.2. Спорообразование. Низовые дрожжи характеризуются крайне незначительной способностью к спорообразованию, которое к тому же протекает довольно медленно и занимает примерно 60-72 ч. Большинство же верховых дрожжей образуют споры примерно за 48 ч. Доля спорообразующих клеток у них намного больше.
8.2.2.3. Дыхательный метаболизм верховых дрожжей выражен намного сильнее, чем у низовых. Хотя у первых общий метаболизм примерно на 40 % интенсивнее, чем у вторых, для определения этих рас дрожжей цитохромный спектр не годится. Многие из применяющихся в настоящее время верховых пивоваренных дрожжей настолько специфичны, что уже не обладают адсорбционным спектром аэробных дрожжей. Небольшие отличия проявляются при оптимальных условиях для содержащейся в дрожжах каталазы, которые для низовых дрожжей составляют 15 °С и значение pH 6,5-6,8, а для верховых - 20-24 °C и значение pH 6,2-6,4.
8.2.2.4. Геном пивоваренных дрожжей (определяемый методом гель-электрофореза в пульсирующем поле) позволяет выявить различия между штаммами. Все низовые пивоваренные дрожжи отличает единообразный набор хромосом (с незначительными отклонениями, специфичные для того или иного штамма), однако отличия хлопьевидных дрожжей от пылевидных не заметны. Верховые дрожжи (для пива типа Altbier, Кёльш, для эля и пшеничного пива), напротив, образуют крайне неоднородную группу с различным набором хромосом - лишь у дрожжей для пшеничного пива их кариотипы, несмотря на незначительные штамм-специфичные отклонения, идентичны, но они явно отличаются от других штаммов верховых дрожжей.
8.2.2.5. Прочие свойства. Верховые дрожжи для пива типа Altbier, Кёльш, для эля и пшеничного пива по сравнению с расами низовых дрожжей образуют намного больше побочных продуктов брожения - высших алифатических спиртов, ароматических спиртов и эфиров. Дрожжи для пшеничного пива обладают, кроме того, способностью образовывать 4-винилгваяколь и 4-винилфенол (соответственно 0,5-0,3 и 0,1-0,7 мг/кг). Эти фенолы придают пшеничному пиву типичный вкус пряной гвоздики. 4-винилг-ваяколь образуется в ходе брожения в результате декарбоксилирования ферулой кислоты, содержащейся в сусле из пшеничного и особенно из ячменного солода.
Склонность верховых дрожжей к автолизу (в состоянии покоя) более всего проявляется при значении pH 4,7, а у низовых дрожжей - при pH 5,0.
Отличия между этими двумя типами дрожжей нестабильны, между ними существуют промежуточные и переходные формы. Кроме того, в каждом из двух типов дрожжей всегда может содержаться определенное количество клеток другого вида.